La luce ultravioletta può rendere gli spazi interni più sicuri durante la pandemia

Professore di ingegneria ambientale e professore Mortenson di sviluppo sostenibile, Università del Colorado Boulder

Karl Linden riceve finanziamenti dalla National Science Foundation per la sua ricerca sui raggi UV. È affiliato alla International UV Association (IUVA).

L'Università del Colorado fornisce finanziamenti come membro di The Conversation US.

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La luce ultravioletta ha una lunga storia come disinfettante e il virus SARS-CoV-2, che causa il COVID-19, viene facilmente reso innocuo dalla luce UV. La domanda è come sfruttare al meglio la luce UV per combattere la diffusione del virus e proteggere la salute umana mentre le persone lavorano, studiano e fanno acquisti al chiuso.

Il virus si diffonde in diversi modi. La principale via di trasmissione avviene attraverso il contatto da persona a persona tramite aerosol e goccioline emesse quando una persona infetta respira, parla, canta o tossisce. Il virus può essere trasmesso anche quando le persone si toccano il viso subito dopo aver toccato superfici che sono state contaminate da individui infetti. Ciò è particolarmente preoccupante negli ambienti sanitari, negli spazi commerciali in cui le persone toccano spesso banconi e merci, e negli autobus, treni e aerei.

Come ingegnere ambientale che studia la luce UV, ho osservato che i raggi UV possono essere utilizzati per ridurre il rischio di trasmissione attraverso entrambe le vie. Le luci UV possono essere componenti di macchine mobili, robotiche o controllate dall'uomo, che disinfettano le superfici. Possono anche essere incorporati in sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria o altrimenti posizionati all'interno dei flussi d'aria per disinfettare l'aria interna. Tuttavia, i portali UV destinati a disinfettare le persone che entrano negli spazi interni sono probabilmente inefficaci e potenzialmente pericolosi.

La radiazione elettromagnetica, che comprende onde radio, luce visibile e raggi X, viene misurata in nanometri o milionesimi di millimetro. L'irradiazione UV è costituita da lunghezze d'onda comprese tra 100 e 400 nanometri, che si trovano appena oltre la porzione viola dello spettro della luce visibile e sono invisibili all'occhio umano. L'UV è diviso nelle regioni UV-A, UV-B e UV-C, che sono rispettivamente 315-400 nanometri, 280-315 nanometri e 200-280 nanometri.

Lo strato di ozono nell'atmosfera filtra le lunghezze d'onda UV inferiori a 300 nanometri, bloccando i raggi UV-C provenienti dal sole prima che raggiungano la superficie terrestre. Penso agli UV-A come alla gamma di abbronzatura e agli UV-B come alla gamma di bruciature solari. Dosi sufficientemente elevate di UV-B possono causare lesioni cutanee e cancro alla pelle.

L’UV-C contiene le lunghezze d’onda più efficaci per uccidere gli agenti patogeni. I raggi UV-C sono pericolosi anche per gli occhi e la pelle. Le sorgenti luminose UV artificiali progettate per la disinfezione emettono luce nell'intervallo UV-C o in un ampio spettro che include UV-C.

I fotoni UV tra 200 e 300 nanometri vengono assorbiti in modo abbastanza efficiente dagli acidi nucleici che compongono il DNA e l'RNA, e anche i fotoni inferiori a 240 nanometri sono ben assorbiti dalle proteine. Queste biomolecole essenziali vengono danneggiate dall’energia assorbita, rendendo il materiale genetico all’interno di una particella virale o di un microrganismo incapace di replicarsi o causare un’infezione, inattivando l’agente patogeno.

In genere è necessaria una dose molto bassa di luce UV in questo intervallo germicida per inattivare un agente patogeno. La dose UV è determinata dall'intensità della sorgente luminosa e dalla durata dell'esposizione. Per una data dose richiesta, le sorgenti di intensità più elevata richiedono tempi di esposizione più brevi, mentre le sorgenti di intensità inferiore richiedono tempi di esposizione più lunghi.

Esiste un mercato consolidato per i dispositivi di disinfezione UV. Da anni gli ospedali utilizzano robot che emettono luce UV-C per disinfettare le stanze dei pazienti, le sale operatorie e altre aree in cui possono diffondersi infezioni batteriche. Questi robot, che includono Tru-D e Xenex, entrano nelle stanze vuote tra i pazienti e vagano in remoto emettendo radiazioni UV ad alta potenza per disinfettare le superfici. La luce UV viene utilizzata anche per disinfettare gli strumenti medici in speciali scatole di esposizione UV.

Gli UV vengono utilizzati o testati per disinfettare autobus, treni e aerei. Dopo l’uso, robot UV o macchine controllate dall’uomo progettate per adattarsi a veicoli o aerei si muovono attraverso e disinfettano le superfici che la luce può raggiungere. Le aziende stanno prendendo in considerazione anche la tecnologia per disinfettare magazzini e spazi commerciali.