Desinfección del Coronavirus mediante luz ultravioleta

Cuando ya se ha iniciado la famosa “desescalada” en el retorno de las actividades no esenciales y, en consecuencia, la ocupación diaria de más edificios,  consideramos oportuno continuar aportando datos y opciones de desinfección en estos ambientes interiores. Entre ellas, la desinfección mediante luz Ultravioleta para la inactivación del Coronavirus.

Para ello, nos hacemos eco de varios estudios [1,2,3] que abordan este tipo de tecnología como método de desinfección tanto de ambientes como superficies, así como sus ventajas y limitaciones. En la presente noticia, tomamos partes del contenido de estos estudios según nuestro criterio de aplicación eminentemente práctico.

Recordar en cualquier caso que este tipo de tecnología debiera ser contemplada como complementaria a los métodos de desinfección ya conocidos y, que hemos desarrollado en anteriores noticias de nuestra web

Un poco de física:¿Qué es la luz Ultravioleta?

Antes que nada, vamos a repasar algunos conceptos básicos sobre este tipo de luz.

La luz Ultravioleta es un tipo de radiación electromagnética. Se trata de una luz invisible para el ser humano al estar dicha luz o longitud de onda, por encima del espectro visible. Dicha longitud de onda se encuentra entre los 100 y los 400 nanómetros.

Este rango de energía electromagnética, que se conoce como luz Ultravioleta (UV), puede a su vez subdividirse en las siguientes bandas (UV/UV-C/UV-B y UV-A):

¿Qué es el UV germicida y qué es el UVGI?

El término UVGI se refiere al uso de energía radiante Ultravioleta para inactivar bacterias, esporas de moho, hongos o virus. Cuando el proceso se aplica en un lugar determinado, se ha denominado generalmente la Irradiación Ultravioleta Germicida (UVGI). Comúnmente,  el término no técnico utilizado  es la luz germicida, aunque la «luz» es técnicamente sólo la radiación visible.

¿Se considera que todos los Ultravioletas son  germicidas (GUV)?

No. El Ultravioleta germicida (GUV) – se refiere a la «luz» Ultravioleta de longitud de onda corta (energía radiante) que resulta eficaz en la eliminación de las bacterias y esporas e inactiva los virus. Las longitudes de onda en Ultravioleta conocida como «UV-C», de 200 a 280 nanómetros (nm), ha demostrado ser las más efectivas para la desinfección, aunque los rayos UV más largos y menos energéticos también pueden desinfectar si se aplican en dosis mucho mayores.

¿Cómo funciona la luz Ultravioleta germicida para desinfectar?

Como se ha comentado, la luz UV de onda corta o UV-C es la más efectiva – UVG (para desinfección de microorganismos en general). Las lámparas UVG de uso común generan predominantemente energía radiante UV de 254 nm, valor cercano a las longitudes de onda germicidas de máxima eficacia (entre  265 a 270 nm).

La energía radiante de UVG provoca desajustes y daños en  los ácidos nucleicos (ADN y ARN) del microorganismo, causando mutaciones que impiden su reproducción, lo que provoca la muerte de prácticamente todas las bacterias y la inactivación de todos los virus, tanto ADN como ARN [1].

Una vez introducida brevemente esta tecnología de desinfección, hablaremos de cómo puede resultar efectiva su aplicación. Para ello, introduciremos  dos conceptos básicos: intensidad de radiación y dosis de Ultravioleta.

Factores clave:  La intensidad de radiación (irradiancia) y la dosis de luz Ultravioleta.

La dosis UV (energía por unidad de área) es el producto de la intensidad de UV (potencia por unidad de área) por el tiempo de exposición (expresado en segundos):

Dosis UV (mJ/cm²) = I (mW/cm²) x T (seg)

10 J/m2 = 1 mJ/cm² 

Entonces, ¿qué dosis de radiación UV-C resultaría efectiva contra el Coronavirus?

Específicamente, aún no se ha probado en el virus SARS-CoV-2, para detectar su susceptibilidad a la radiación  pero,  otras pruebas en la misma familia del citado virus, incluido el coronavirus SARS-CoV-1, concluyeron que estos virus son  altamente susceptibles a la inactivación por efecto Ultravioleta.

La Tabla 1 resume los resultados (con las especies específicas indicadas en cada caso) de los estudios realizado en Coronavirus bajo exposición a luz Ultravioleta. El valor D90 indica la DOSIS de UV para la inactivación del 90% de los virus

Como se puede observar en la tabla adjunta, existe un amplio rango de variación en los valores de D90.

El rango de valores D90, de dosis UV, para coronavirus es de 7-241 J/m2 cuya media es 67 J/m2. Estos valores se pueden tomar como una buena estimación de la susceptibilidad Ultravioleta que tendrá el virus SARS-CoV-2 (COVID-19). [2]

La dosis efectiva para reducir el 90% de la carga de coronavirus rondaría los 30 mJ/cm².

Aspectos a tener en cuenta respecto a la dosis y a la intensidad

• La superficie irradiada aumenta con la distancia, si bien disminuye la radiación por cm².
• La radiación UV, en un punto, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que hay entre la lámpara y dicho punto (I0/I1=d1²/d0²).

Tipos de tecnología de desinfección por Ultravioleta

No siendo objeto de esta noticia entrar en detalle sobre los pros y contras de cada una de las tecnologías existentes para la desinfección por luz Ultravioleta,  quisiéramos en este punto, mencionar algunas de ellas:

Luminarias UV-C de pared

Diseñado para  salas de techos altos ( a partir de 2,1 m). Actúan sobre el aire situado en la parte superior de las salas  por el efecto bien de la propia convección bien por la turbulencia del flujo provocada por el sistema de climatización y ventilación.

Desinfección por lámparas UV-C dentro de los conductos o en los propios equipos de climatización

Si bien por el factor comentado del tiempo de exposición, la efectividad de esta tecnología en el aire  que pasa a través de los equipos de climatización y posteriormente impulsado al interior de las salas climatizadas,  depende en gran medida de la configuración de los mismos, el uso de lámparas UV es muy efectivo para mantener bajo control determinadas superficies.

Por ejemplo, montadas antes de las baterías de frío o la bandeja de condensados, previene la formación de capas de biofilm, mejorando la higiene del sistema así como la eficiencia energética del mismo.

Robots UV-C móviles con lámparas verticales Ultravioleta

Utilizadas en  hospitales e instalaciones sanitarias donde hay salas que pueden ser cerradas durante un periodo de tiempo. Estos «robots” pueden ser usados para  desinfectar superficies con UV-C en todas direcciones. La energía radiante UV-C es normalmente emitida por largas lámparas verticales de mercurio o xenón. Si bien no resulta sencillo estimar la dosis emitida, pudiera cubrir gran parte de la sala en relativamente poco tiempo. Además, al moverse autónomamente alrededor del espacio desocupado puede alcanzar superficies que no lo serían por instalaciones fijas de lámparas GUV.

Conclusiones

Todas las mencionadas tienen sus ventajas, destacando la capacidad de desinfectar superficies sin necesidad de contacto directo, tan solo utilizando energía. Asimismo, puede ser utilizada de manera eficiente en zonas que no permiten el tratamiento mediante desinfectantes químicos, como por ejemplo algunos equipos electrónicos y otros artículos o materiales. Recordar en cualquier caso que, esta desinfección debe ir precedida de una correcta limpieza.

Y algunas limitaciones, como la necesaria protección de las personas a la exposición a la luz UV-C  por ser esta perjudicial para nuestra piel y ojos. Por lo tanto,  se deben tener las precauciones necesarias y, si procede, utilizar equipos de protección individual (EPIs) adecuados. Asimismo, recordar que  no debe usarse bajo ninguna circunstancia para desinfectar  organismos vivos.

Respecto a efectos sobre los materiales, cabe indicar que debido a la alta energía de la  luz UV-C, una sobre-exposición (al igual que con la luz solar) acelerará el envejecimiento de estos. Así pues, tras una exposición prolongada, estos pueden perder alguna de sus propiedades tales como su flexibilidad y suavidad superficial, volviéndose más frágiles.

Ejemplo de aplicación :¿son eficaces los equipos portátiles de Ultravioleta  para desinfectar superficies?

Como ya hemos comentado y al igual que tantas otras acciones en el campo de la desinfección, la respuesta es depende. Y ¿de qué depende?

Principalmente de un factor clave: el tiempo de exposición.

Por ejemplo un equipo que sus características técnicas indiquen una irradiancia (intensidad de radiación) de 8 mW/cm² a 5 cm de la superficie a tratar, necesitará del orden de 3/4 segundos para alcanzar la dosis UV necesaria de 30 mJ/cm². En cambio, si alejamos la misma lámpara unos 50 cm de la superficie, la irradiancia bajará hasta los 0,080 mW/cm² y, por tanto, el tiempo de exposición debiera aumentar hasta los 275 segundos, es decir, más de 6 minutos…

Como experiencia real, en la Clínica Universidad de Navarra se están utilizando potentes equipos UV (ver foto principal de la noticia) , para desinfectar habitaciones del hospital. En concreto, estas lámparas germicidas de irradiación UV (UVGI), son equipos ASPEPT-2x  capaces de realizar una completa desinfección de las estancias en poco más de 5 minutos.

Y para las mascarillas, ¿se puede utilizar la luz UV-C para desinfectarlas?

Un estudio [3],  demuestra el efecto de la desinfección por luz Ultravioleta sobre el rendimiento de 4 mascarillas de la marca comercial 3M (filtros respiratorios) del modelo N95.

Los resultados del mismo muestran que se requieren 120.000 mJ/cm² antes de que la integridad estructural de la mascarilla  se vea comprometida (haciéndola más susceptible al daño), y un total de más de 950.000 mJ/cm² antes de que se vean afectadas las propiedades del filtro en cuanto a la retención de partículas, la resistencia a la penetración y al flujo.

Esto indica que este tipo de mascarilla de filtro respiratorio, puede soportar más de 1.000 exposiciones a la luz Ultravioleta (en niveles de desinfección) sin perder sus propiedades protectoras.

Recomendaciones

Atendiendo a lo expuesto anteriormente y, teniendo en cuenta criterios de inactivación del Coronavirus mediante el uso de la tecnología Ultravioleta, recomendamos en la medida de lo posible:

• Para minimizar la posible transmisión del Coronavirus por vía aérea a través de aerosoles, cualquier tipología de desinfección por Ultravioleta debiera ser complementaria a una correcta VENTILACIÓN de las salas.
• La efectividad en la desinfección de superficies por Ultravioleta debe tener en cuenta que para ser efectiva debe ir precedida de una ADECUADA LIMPIEZA de las mismas.

Por último, recordamos que estas recomendaciones son complementarias a las indicadas en la Guía de recomendaciones en sistemas de climatización para minimizar el impacto del Coronavirus [4].

Del mismo modo, insistimos en la prioridad de las medidas de prevención colectivas y en el seguimiento de las indicaciones de las Autoridades Sanitarias.