¿Podría una herramienta antigua, la luz ultravioleta, ayudar a matar el coronavirus transmitido por el aire? : Disparos

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Se utiliza una lámpara germicida UV de cuarzo para desinfectar un tren en la estación Sviblovo del sistema de tránsito del Metro de Moscú. Sergei Karpukhin/Tass vía Getty Images ocultar leyenda

Se utiliza una lámpara germicida UV de cuarzo para desinfectar un tren en la estación Sviblovo del sistema de tránsito del Metro de Moscú.

En lo alto, cerca del techo, en el comedor de su restaurante en el área de Seattle, Musa Firat instaló recientemente una "zona de exterminio", un lugar donde franjas de energía electromagnética invisible penetran en el aire, listas para desarmar al coronavirus y otros patógenos peligrosos que flotan a la deriva. hacia arriba en pequeñas partículas suspendidas en el aire.

El nuevo sistema de Firat se basa en una tecnología centenaria para defenderse de enfermedades infecciosas: ondas energéticas de luz ultravioleta, conocidas como UV germicida o GUV, se administran en la dosis adecuada para eliminar virus, bacterias y otros microorganismos.

Las investigaciones ya muestran que los rayos UV germicidas pueden inactivar eficazmente los microbios en el aire que transmiten el sarampión, la tuberculosis y el SARS-CoV-1, un pariente cercano del nuevo coronavirus.

Ahora, ante la creciente preocupación de que el coronavirus pueda transmitirse fácilmente a través de partículas microscópicas flotantes conocidas como aerosoles, algunos investigadores y médicos esperan que la tecnología pueda utilizarse una vez más para ayudar a desinfectar entornos interiores de alto riesgo.

"Pensé que era una gran idea y quiero que mis clientes estén seguros", dice Firat.

Su restaurante, Marlaina's Mediterranean Kitchen, es un restaurante informal a 20 minutos al sur del centro de Seattle.

Mientras Estados Unidos lucha por interrumpir la propagación del virus altamente infeccioso, los rayos UV se utilizan para descontaminar superficies en el transporte público y en hospitales donde pueden haber caído gotas infecciosas, así como para desinfectar máscaras N95 para su reutilización. Pero hasta ahora el uso de esta tecnología para proporcionar una desinfección continua del aire ha permanecido fuera de la mayoría de las conversaciones principales sobre el establecimiento de políticas sobre el coronavirus.

Los expertos atribuyen esto a una combinación de factores: conceptos erróneos sobre la seguridad de los rayos UV, falta de conciencia pública y conocimientos técnicos, preocupaciones sobre los costos de instalación de la tecnología y una renuencia general a considerar el papel de los aerosoles en la propagación del coronavirus. .

Los aerosoles son microgotas que se expulsan cuando alguien exhala, habla o tose. A diferencia de las gotitas respiratorias más grandes y pesadas que caen rápidamente al suelo, los aerosoles pueden permanecer en el aire durante largos períodos de tiempo y viajar a través de espacios interiores. Este proceso también se llama "transmisión aérea".

Ya se reconoce que el coronavirus puede propagarse a través de aerosoles durante procedimientos médicos, por lo que se recomienda a los trabajadores de la salud que usen respiradores, como máscaras N95, que filtran estas pequeñas partículas. Sin embargo, todavía existe un debate considerable sobre la probabilidad de que alguien propague el virus en otros entornos a través de aerosoles.

Recientemente, la cuestión de la transmisión aérea adquirió nueva urgencia cuando un grupo de 239 científicos pidió a la Organización Mundial de la Salud que se tomara más en serio la amenaza de los aerosoles infecciosos, argumentando que "la falta de recomendaciones claras sobre las medidas de control contra el virus transmitido por el aire tendrá consecuencias significativas consecuencias." En respuesta, la OMS reconoció la posibilidad de que la transmisión aérea "no pueda descartarse" en algunos lugares públicos que están "abarrotados, cerrados y mal ventilados". Los funcionarios de la OMS admitieron que se necesita más investigación, pero sostuvieron que la mayoría de las infecciones no ocurren de esta manera.

A medida que la ciencia continúa evolucionando, los rayos UV podrían surgir como una atractiva salvaguardia contra la transmisión aérea (con un historial contra patógenos anteriores) que puede utilizarse para reducir el riesgo de que se acumulen aerosoles infecciosos en entornos interiores como escuelas, edificios públicos y negocios.

Bienvenidos a la "zona de la matanza"

En el restaurante Marlaina's, los comensales solo encontrarán dos pistas visibles del sistema de desinfección UV instalado mientras el restaurante estuvo cerrado durante el cierre del estado de Washington: un brillo sutil de luz azul sobre las rejillas negras del falso techo y un letrero en la puerta, anunciando con orgullo a los comensales: "¡Aquí desinfectados por coronavirus!"

Esta configuración se conoce como "UV germicida de la habitación superior" porque los accesorios UV están montados en lo alto, cerca del techo y en ángulo alejado de los humanos que se encuentran debajo.

Izquierda: El interior de Marlaina's Mediterranean Kitchen, un restaurante del área de Seattle. Derecha: El tenue brillo azul de los accesorios ultravioleta montados sobre los paneles del techo del restaurante crea una "zona de exterminio" que puede eliminar los aerosoles virales que se acumulan en el aire. Algunos expertos piden una adopción más amplia de la luz ultravioleta para ayudar a desinfectar el aire en interiores. Will Stone/NPR ocultará el título

En el restaurante, los ventiladores de techo hacen circular el aire y eventualmente empujan las partículas virales suspendidas que se han acumulado en el espacio del comedor a través del falso techo de rejilla, hacia el área donde las luces ultravioleta, colocadas horizontalmente, las disparan con energía radiante.

La inspiración y la asistencia técnica para el propietario de Marlaina provinieron de un cliente, Bruce Davidson, un neumólogo que fue el "zar de la tuberculosis" de Filadelfia a mediados de los años 90. En aquel entonces, Estados Unidos estaba lidiando con un nuevo brote de tuberculosis que incluía cepas resistentes a los medicamentos existentes.

"Prevenir la transmisión era la parte más importante, porque no teníamos medicamentos ni vacunas", recuerda Davidson, que ahora vive en las afueras de Seattle. La luz ultravioleta demostró ser una estrategia clave en aquel entonces, y Davidson cree que puede ayudar nuevamente: "Ahora debería estar en la mayoría de los espacios públicos interiores".

Bruce Davidson, un médico pulmonar, supervisó el programa de control de la tuberculosis de Filadelfia durante un brote de tuberculosis resistente a los medicamentos en la década de 1990. Un enfoque de control de infecciones probado en el tiempo que utilizaron Filadelfia y otras ciudades fue instalar lámparas ultravioleta cerca de los techos en clínicas de tuberculosis y otros entornos de alto riesgo. Will Stone/NPR ocultará el título

Para demostrar el concepto, Davidson encendió un cigarro dentro de Marlaina's y mostró cómo el humo bailaba hacia arriba, acumulándose en el espacio del techo con las lámparas UV.

"Si alguien tiene coronavirus no detectado y no come con una máscara y habla, etc., la gran mayoría de sus partículas serán arrastradas hacia la zona de exterminio y circularán y rebotarán", dice Davidson. "Estadísticamente, el riesgo para otras personas será muy bajo".

La investigación muestra que cerca del 90% de las partículas en el aire de un coronavirus anterior (SARS-CoV-1) pueden inactivarse en aproximadamente 16 segundos cuando se exponen a la misma intensidad de rayos UV que en el techo del restaurante. Otros tipos de virus, como el adenovirus, son más resistentes y requieren una dosis mayor de rayos UV.

"Aunque no es perfecto, probablemente ofrece la mejor solución para la desinfección directa del aire" en la pandemia actual, dice David Sliney, miembro de la facultad de la Universidad Johns Hopkins e investigador desde hace mucho tiempo sobre los rayos UV germicidas.

Según varios estudios, cuando se utiliza con una ventilación adecuada, la GUV de habitaciones superiores tiene una eficacia de alrededor del 80% contra la propagación de la tuberculosis transmitida por el aire. Esto equivale a renovar el aire de una habitación interior hasta 24 veces en una hora.

Pero podría ser una batalla cuesta arriba, dice Sliney, porque en Estados Unidos, el interés en el uso de rayos UV para desinfectar el aire ha disminuido en las últimas décadas a medida que los científicos centraron su atención en vacunas y medicamentos potentes para tratar enfermedades infecciosas.

Comprender el papel de los aerosoles y la transmisión aérea

Los rayos UV pueden ser un arma poderosa contra un virus transmitido por el aire, pero solo pueden llegar hasta cierto punto.

Por un lado, las personas aún pueden enfermarse a causa de las gotas más grandes y pesadas que se expulsan al toser y estornudar. Pueden inhalar directamente esas gotas más grandes o tocar una superficie contaminada con ellas y luego tocarse los ojos, la nariz o la boca.

Los rayos UV tampoco evitan que alguien quede expuesto a aerosoles infecciosos que acaban de salir de una persona infectada (y que permanecen muy cerca de su cuerpo), lo que el investigador Richard Corsi describe como el "campo cercano".

"En ese escenario, estás inhalando una nube muy concentrada de estas pequeñas partículas que no puedes ver si estamos muy juntos", dijo Corsi, decano de la Facultad Maseeh de Ingeniería y Ciencias de la Computación de la Universidad Estatal de Portland. "Estás recibiendo una dosis bastante significativa en tu sistema respiratorio".

Entonces, incluso si hay rayos ultravioleta en las habitaciones superiores de un edificio, Corsi dice que las máscaras faciales y el distanciamiento social siguen siendo necesarios para bloquear las gotas respiratorias más grandes y eliminar algunos de los aerosoles en el "campo cercano". Pero Corsi dice que ahora hay suficiente evidencia para demostrar que los aerosoles de coronavirus pueden flotar en el aire y propagarse por una habitación ("el campo lejano"), y es hora de tomar en serio esa propagación aérea.

Corsi dice que las autoridades de salud pública restaron importancia a ese riesgo al principio de la pandemia, y eso le preocupa: "Eso quizás tranquilizó demasiado al público y la gente siguió yendo a restaurantes concurridos donde hay mucha gente en ambientes mal ventilados", dijo. dicho.

Corsi y Shelly Miller, profesora de la Universidad de Colorado en Boulder, firmaron la carta pidiendo a la OMS que actualice sus directrices sobre la transmisión aérea.

"Tenemos un alto grado de certeza de que juega un papel importante cuando se cumplen ciertas condiciones", dice Miller. "Así que se trata de espacios interiores abarrotados con ventilación inadecuada, muchas personas no llevan mascarilla, hablan en voz alta y estás allí durante mucho tiempo".

Uno de los ejemplos más alarmantes, citado por el grupo, fue un estudio de un restaurante en China en el que algunos comensales sentados separados contrajeron el virus a pesar de nunca haber estado en contacto cercano. Otra evidencia provino de una práctica coral del 10 de marzo en Mount Vernon, Washington, después de la cual la mayoría de los cantantes contrajeron el coronavirus, a pesar de que tomaron algunas precauciones para mantenerse a unos metros de distancia. La carta de la OMS también señala que el MERS, otro coronavirus similar al nuevo coronavirus, puede propagarse a través de aerosoles, y "hay muchas razones para esperar que el SARS-CoV-2 se comporte de manera similar".

En una publicación reciente, Miller y otros expertos sugieren aumentar la ventilación, usar filtros de partículas de aire de alta eficiencia e instalar luz ultravioleta germicida en las habitaciones superiores de los ambientes mal ventilados donde la transmisión es más probable.

"Lo que realmente necesitamos en un brote es tener mucho aire exterior que diluya cualquier concentración del virus en el aire", explica Miller. "No necesariamente se puede entrar a los edificios y modernizarlos con un nuevo sistema de ventilación. Pero se pueden traer purificadores de aire de alta potencia y colgar luces ultravioleta".

Miller, que ha estudiado GUV, lo describe como una herramienta eficaz que ahora debería considerarse para una variedad de entornos, como escuelas, centros de enfermería, cárceles y refugios para personas sin hogar.

Un artículo reciente de España, escrito por expertos en virología, aerosoles y arquitectura, llegó a una conclusión similar, diciendo que los rayos UV son la tecnología más asequible y desplegable para reducir la propagación del coronavirus, tanto para desinfectar las superficies de alto contacto como el aire interior. .

Una tecnología probada en el tiempo pero aún incomprendida

Los rayos UV germicidas aprovechan una parte del espectro electromagnético que contiene ondas cortas de energía radiante, llamadas UV-C. Esta longitud de onda está más alejada del espectro visible que otras formas de luz ultravioleta, que llegan a la Tierra desde el sol.

Piense en ello como provocarle al virus una quemadura solar letal.

A mediados de la década de 1930, William Wells demostró por primera vez que los rayos UV podían inactivar microorganismos suspendidos en el aire. Posteriormente instaló la tecnología en escuelas fuera de Filadelfia para prevenir la propagación del sarampión. Fue ampliamente utilizado en las décadas de 1950 y 1960 en entornos de atención médica y ganó una atención renovada durante el brote de tuberculosis resistente a los medicamentos en Estados Unidos, cuando se colocó en algunas clínicas de tuberculosis y refugios para personas sin hogar. Todavía se utiliza en otras partes del mundo como África, Asia y América del Sur, donde la tuberculosis resistente a los medicamentos es un problema particular.

Los rayos UV germicidas también son un método común para eliminar los gérmenes de los suministros públicos de agua, pero eso requiere una dosis mucho más alta de rayos UV (más vatios) que la que se usa para desinfectar el aire.

"Tenemos muy poca experiencia práctica para demostrar cuán efectivo puede ser [en una pandemia] ya que ha dejado de usarse en este país y en Europa occidental", dijo Sliney de Johns Hopkins, quien preside un comité de la Illuminating Engineering Society. que recientemente publicó una nueva guía sobre GUV.

Sliney recomienda instalar rayos UV en grandes tiendas, restaurantes y supermercados, que normalmente tienen techos altos. "Es necesario un intercambio de aire vertical", añade, como ventiladores de techo, para que "no se trate sólo de esterilizar el aire en el espacio superior de la habitación".

A veces se considera que GUV es "una tecnología huérfana" porque abarca los campos de la ingeniería óptica, la arquitectura de interiores y el control de infecciones, dice el Dr. Edward Nardell, profesor de la Facultad de Medicina de Harvard e investigador de GUV.

"Es una tecnología bien probada y extremadamente segura que no se utiliza lo suficiente y a menudo se malinterpreta", afirma Nardell. "Nadie duda de la eficacia de los rayos UV germicidas para matar pequeños microorganismos y patógenos. Creo que la mayor controversia, si la hay, son las percepciones erróneas sobre la seguridad".

Los rayos UV germicidas en dosis bajas pueden dañar los ojos y la piel, pero Nardell dice que esos riesgos se pueden evitar si se siguen las pautas adecuadas.

Si bien las directrices internacionales advierten contra la exposición directa de los seres humanos a los rayos UV-C, los riesgos de cáncer de piel se consideran insignificantes, especialmente en comparación con longitudes de onda más largas de los rayos UV que pueden penetrar más profundamente.

Sin embargo, Nardell dice que la percepción de que los rayos UV son peligrosos ha persistido durante décadas, lo que dificulta conseguir más apoyo para la tecnología.

¿Podrían los rayos UV regresar?

Instalar luz ultravioleta es una inversión en infraestructura. Requiere encontrar las lámparas y accesorios adecuados, conseguir suficiente circulación de aire y garantizar que los rayos UV no lleguen a las personas que se encuentran debajo.

Desde la década de 1980, Nardell y sus colegas han trabajado en cómo implementar GUV de manera más amplia, incluido el uso de "accesorios con persianas" en las habitaciones para proteger a las personas que se encuentran debajo. Estos funcionan pero reducen la eficiencia, porque la mayor parte de los rayos UV generados están bloqueados. Otro enfoque ideado por Nardell es una "caja de huevos" o techo con rejilla (como el que se usa en el restaurante Firat en el estado de Washington) que permite que el aire ascienda a la zona de matanza pero evita que los rayos de luz ultravioleta apunten hacia la habitación.

"El problema es que crear un techo para una caja de huevos no es sencillo", dice Nardell. "Hay que elegir realmente los lugares donde se va a intentar detener la transmisión porque no se puede hacerlo en todas partes".

Los edificios con techos altos son más sencillos porque los rayos UV se pueden montar lejos de los humanos, con protección. Para que sea eficaz, la luz ultravioleta debe incidir directamente sobre el virus o microorganismo. Cualquier impedimento o incluso sombra bloqueará el efecto.

Y, sin embargo, una vez instalados, los sistemas de iluminación ultravioleta germicidas proporcionan un medio de desinfección permanente y eficiente.

Un desafío importante para implementar la tecnología durante la pandemia no son solo los límites en la cadena de suministro, sino también la falta de estandarización entre los fabricantes y la falta de un mecanismo claro para el control de calidad.

"Ha habido una especie de abismo regulatorio", afirma Jim Malley, profesor de la Universidad de New Hampshire que estudia la salud pública y la desinfección. "El consumidor medio no tendría forma de saber qué es bueno o malo".

Ahora que la demanda de rayos UV está aumentando, Malley dice que le preocupan los productos de mala calidad en el mercado y las afirmaciones exageradas sobre su eficacia contra el virus.

Los consumidores deben tener cuidado con las afirmaciones comerciales sobre "varitas ultravioleta" que se pueden agitar rápidamente sobre superficies o "portales" especiales por los que pasa la gente, dice, porque probablemente no estén calibrados correctamente para inactivar el virus y podrían ser peligrosos.

Malley dice que no cree que haya mucho mercado viable para GUV de habitaciones superiores fuera de los entornos de atención médica, pero apoya la instalación de la tecnología en los entornos de mayor riesgo, como plantas empacadoras de carne y centros de enfermería.

El propietario del restaurante Musa Firat, que dirige Marlaina's Mediterranean Kitchen, instaló tecnología de "ultravioleta germicida en la habitación superior" para reducir el riesgo de que sus clientes se infecten con partículas persistentes de coronavirus en el aire. Will Stone/NPR ocultará el título

"Mi intuición es que deberíamos hacer todo lo que podamos en esos lugares, porque tenemos un historial de mortalidad horrendo" por el coronavirus, dice.

Malley dice que es escéptico de que lugares como gimnasios y restaurantes puedan superar los desafíos técnicos para que valga la pena la inversión.

"Simplemente no veo que usted obtenga la protección que desafortunadamente desearíamos que tuviera", dice.

Malley dice que cree que el mejor uso de los rayos UV durante la pandemia es desinfectar lugares como vagones de metro o aviones una vez que los pasajeros bajan. Sin embargo, incluso en esos entornos, GUV funcionaría en conjunto con la limpieza manual de las superficies.

En el restaurante Marlaina, la tarea fue relativamente sencilla.

El propietario, Firat, compró cuatro accesorios UV (cada uno con un precio de $165), contrató a un electricista para instalar los ventiladores y compró paneles de plástico con rejillas negras para encerrar el espacio del techo donde se monta el UV.

Firat todavía anima a sus clientes a usar máscaras y mantener la distancia social. Pero dice que los rayos UV se han convertido en otra parte del ambiente.

"Es más moderno y limpio, y la respuesta es excelente, absolutamente excelente", afirma.