A luz ultravioleta tem uma longa história como desinfetante e o vírus SARS-CoV-2, que causa o COVID-19, torna-se prontamente inofensivo pela luz ultravioleta. A questão é qual a melhor forma de aproveitar a luz ultravioleta para combater a propagação do vírus e proteger a saúde humana enquanto as pessoas trabalham, estudam e fazem compras em ambientes fechados.
O vírus se espalha de várias maneiras. A principal via de transmissão é o contato pessoa a pessoa por meio de aerossóis e gotículas emitidas quando uma pessoa infectada respira, fala, canta ou tosse. O vírus também pode ser transmitido quando as pessoas tocam o rosto logo após tocar em superfícies que foram contaminadas por indivíduos infectados. Isso é particularmente preocupante em ambientes de assistência médica, espaços de varejo onde as pessoas freqüentemente tocam em balcões e mercadorias, e em ônibus, trens e aviões.
Como engenheiro ambiental que estuda a luz ultravioleta, observei que a radiação ultravioleta pode ser usada para reduzir o risco de transmissão por ambas as rotas. Luzes ultravioleta podem ser componentes de máquinas móveis, sejam robóticas ou controladas por humanos, que desinfetam superfícies. Eles também podem ser incorporados em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado ou posicionados de outra forma dentro de fluxos de ar para desinfetar o ar interno. No entanto, os portais UV destinados a desinfetar as pessoas que entram em espaços internos são provavelmente ineficazes e potencialmente perigosos.
O que é luz ultravioleta?
A radiação eletromagnética, que inclui ondas de rádio, luz visível e raios X, é medida em nanômetros, ou milionésimos de milímetro. A irradiação ultravioleta consiste em comprimentos de onda entre 100 e 400 nanômetros, que ficam logo além da porção violeta do espectro de luz visível e são invisíveis ao olho humano. O UV é dividido nas regiões UV-A, UV-B e UV-C, que são 315-400 nanômetros, 280-315 nanômetros e 200-280 nanômetros, respectivamente.
A camada de ozônio na atmosfera filtra os comprimentos de onda UV abaixo de 300 nanômetros, o que bloqueia o UV-C do sol antes que alcance a superfície da Terra. Eu penso em UV-A como a faixa de bronzeamento e UV-B como a faixa de queimadura solar. Doses altas o suficiente de UV-B podem causar lesões de pele e câncer de pele.
UV-C contém os comprimentos de onda mais eficazes para matar patógenos. O UV-C também é perigoso para os olhos e a pele. Fontes de luz UV artificiais projetadas para desinfecção emitem luz dentro da faixa de UV-C ou um amplo espectro que inclui UV-C.
Como UV mata patógenos
Os fótons ultravioleta entre 200 e 300 nanômetros são absorvidos com bastante eficiência pelos ácidos nucléicos que compõem o DNA e o RNA, e os fótons abaixo de 240 nanômetros também são bem absorvidos pelas proteínas. Essas biomoléculas essenciais são danificadas pela energia absorvida, tornando o material genético dentro de uma partícula viral ou microorganismo incapaz de se replicar ou causar uma infecção, inativando o patógeno.
Normalmente, é necessária uma dose muito baixa de luz ultravioleta nesta faixa germicida para inativar um patógeno. A dose de UV é determinada pela intensidade da fonte de luz e duração da exposição. Para uma determinada dose necessária, fontes de intensidade mais alta requerem tempos de exposição mais curtos, enquanto fontes de intensidade mais baixa requerem tempos de exposição mais longos.
Colocando UV para funcionar
A desinfecção UV, que pode ser realizada por robôs como este, reduz as infecções adquiridas em hospitais. Marcy Sanchez / Escritório de Relações Públicas do Centro Médico do Exército William Beaumont
Existe um mercado estabelecido para dispositivos de desinfecção UV. Hospitais têm usado robôs que emitem luz UV-C há anos para desinfetar quartos de pacientes, salas de cirurgia e outras áreas onde a infecção bacteriana pode se espalhar. Esses robôs, que incluem Tru-D e Xenex, entram em quartos vazios entre os pacientes e vagam remotamente, emitindo radiação ultravioleta de alta potência para desinfetar superfícies. A luz ultravioleta também é usada para desinfetar instrumentos médicos em caixas especiais de exposição a raios ultravioleta.
UV está sendo usado ou testado para desinfetar ônibus, trens e aviões. Após o uso, robôs ultravioleta ou máquinas controladas por humanos projetadas para caber em veículos ou aviões se movem e desinfetam as superfícies que a luz pode alcançar. As empresas também estão considerando a tecnologia para desinfetar armazéns e espaços de varejo.
A Autoridade de Trânsito Metropolitano de Nova York (MTA) está testando o uso de luz ultravioleta para desinfetar vagões fora de serviço. MTA, CC BY-SA
Também é possível usar UV para desinfetar o ar. Espaços internos como escolas, restaurantes e lojas que têm algum fluxo de ar podem instalar lâmpadas UV-C no alto e voltadas para o teto para desinfetar o ar que circula. Da mesma forma, os sistemas HVAC podem conter fontes de luz ultravioleta para desinfetar o ar à medida que ele passa pelos dutos. As companhias aéreas também podem usar a tecnologia UV para desinfetar o ar em aviões ou usar luzes UV nos banheiros entre os usos.
Far UV-C - seguro para humanos?
Imagine se todos pudessem andar continuamente rodeados por luz UV-C. Ele mataria qualquer vírus em aerossol que entrasse na zona ultravioleta ao seu redor ou que saísse de seu nariz ou boca se você estivesse infectado e espalhando o vírus. A luz também desinfetaria sua pele antes que sua mão tocasse seu rosto. Este cenário pode ser possível tecnologicamente em breve, mas os riscos à saúde são uma preocupação significativa.
À medida que o comprimento de onda UV diminui, a capacidade dos fótons de penetrar na pele diminui. Esses fótons de comprimento de onda mais curto são absorvidos na camada superior da pele, o que minimiza os danos ao DNA nas células da pele em divisão ativa abaixo. Em comprimentos de onda abaixo de 225 nanômetros - a região Far UV-C - o UV parece ser seguro para a exposição da pele em doses abaixo dos níveis de exposição definidos pelo Comitê Internacional de Proteção contra Radiação Não Ionizante.
A pesquisa está confirmando esses números usando modelos de mouse. No entanto, menos se sabe sobre a exposição aos olhos e pele ferida nesses comprimentos de onda ultravioleta e as pessoas devem evitar a exposição direta acima dos limites de segurança.
A promessa do Far UV-C de desinfetar com segurança patógenos abre muitas possibilidades para aplicações de UV. Também levou a alguns usos prematuros e potencialmente arriscados.
Algumas empresas estão instalando portais UV que irradiam as pessoas enquanto elas caminham. Embora este dispositivo possa não causar muitos danos ou danos à pele nos poucos segundos de caminhada pelo portal, a dose baixa administrada e o potencial para desinfetar roupas também provavelmente não seriam eficazes para conter a transmissão do vírus.
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Mais importante, a segurança dos olhos e a exposição de longo prazo não foram bem estudadas, e esses tipos de dispositivos precisam ser regulamentados e validados para eficácia antes de serem usados em ambientes públicos. O impacto da exposição à radiação germicida contínua no microbioma ambiental geral também precisa ser compreendido.
À medida que mais estudos sobre o Far UV-C mostram que a exposição à pele humana não é perigosa e se os estudos sobre a exposição dos olhos não mostram danos, é possível que os sistemas de luz Far UV-C validados instalados em locais públicos possam apoiar as tentativas de controlar a transmissão do vírus para SARS-CoV-2 e outros patógenos virais potenciais transportados pelo ar, hoje e no futuro.
