Când se proiectează, construiește sau instalează o sursa de radiație ultravioleta (UV) pentru dezinfectare, trebuie mai intai răspuns la două întrebări cheie:
"Care este iradianta necesara?"
"Care este timpul necesar de expunere?"
Fara raspunsuri nu putem cunoaște daca soluția de dezinfectare este benefica (virusii sunt ucisi) sau dăunătoare (oamenii au falsa siguranța ca dezinfectarea exista). Un exemplu actual ar fi "tunelurile pentru dezinfectare cu radiatii UV" care au apărut in foarte multe locații din Romania. Articolul va răspunde si la întrebarea daca aceasta sunt benefice sau nu.
Deși există numeroase studii care arată eficiența luminii UV în dezinfectare sau sterilizare, există o variație mare a rezultatelor, ceea ce prezintă o provocare de a găsi un răspuns la aceste întrebări.
Vom prezenta recomandările noastre prin analizarea rezultatelor a 413 lucrări științifice, așa cum se găsesc în compilația „Fluență (doză UV) necesară pentru dezinfectarea de până la 99% din virusuri, bacterii, protozoare și alge”, ce poate fi descărcat in linkul de mai jos (in engelza):
PDF: Fluence (UV Dose) Required to Achieve Incremental Log Inactivation of Bacteria, Protozoa, Viruses and Algae
Explicații termeni științifici utilizați pentru dezinfectare
Studiile de cercetare prezintă fluența (doza) necesară pentru a obține o reducere a logaritmica (log-reduction) de la 1 la 5, pentru diferite tipuri de surse UV.
Eficacitatea sterilizării sau dezinfectării cu lumină UV depinde de expunere, timp, lungime de undă și iradianta (sau iradiere).
- Expunerea sau fluența (uneori numită doză) este măsurată în mJ / cm2 (unde 1 mJ / cm2 = 10 J / m2)
- Timpul de expunere este măsurat în secunde, minute (m) sau ore (h)
- Iradierea este fluxul de energie radiantă pe unitatea de suprafata, cu alte cuvinte cât din puterea radiației UV (măsurată în W = 1000 „miliwati” mW = 1.000.000,00 „microwati” μW) ajunge la suprafață. Iradierea este măsurată în mW / cm2 sau W / m2 (1 mW / cm2 = 10 W / m2) și depinde de puterea radiantă, distanța și dispersia radiațiilor emise de lămpa.
Reducerea logaritmica explicată
Reducerea logaritmica (log reduction) este un termen matematic care arată numărul relativ de agenți patogeni vii eliminați de pe o suprafață prin dezinfectare. De exemplu, o „reducere cu 5 log” înseamnă scăderea numărului de microorganisme cu 100.000 de ori, adică dacă o suprafață are 100.000 de microbi patogeni pe ea, o reducere de 5 log ar reduce numărul de microorganisme la unu, egal cu 99,999% rata de omor.
Reducerile logaritmice de la 1 la 5 sunt cele mai frecvente în lucrările de cercetare despre dezinfectarea luminii UV. Sensul lor:
- 1 reducere log înseamna că numărul de germeni este de 10 ori mai mic
- 2 reducere log înseamnă că numărul de germeni este de 100 de ori mai mic
- 3 reducere log înseamnă că numărul de germeni este de 1000 de ori mai mic
- 4 reducere log înseamnă că numărul de germeni este de 10.000 de ori mai mic
- 5 reducere log înseamnă că numărul de germeni este de 100.000 de ori mai mic
| Log Reduction |
Rata de omor microorganisme |
| 1 |
90% |
| 2 |
99% |
| 3 |
99.9% |
| 4 |
99.99% |
| 5 |
99.999% |
Compilarea rezultatelor din 431 experimente de dezinfectare cu radiații UVC
Tabelele din PDF sunt o compilare a reducerii logaritmice din 431 de experimente asupra efectelor dezinfectării UV asupra bacteriilor, protozoarelor, virușilor și algelor. Aceste studii și altele similare, trebuie să fie știința din spatele proiectării și instalarii unui sistem de lămpi UV pentru sterilizare sau dezinfectare.
Pentru fiecare agent patogen, fluența (doza) necesară pentru a realiza reducerea logaritmica este scrisă în mJ / cm2, atunci când este expusă radiației UV a lămpii de testare. Lămpile utilizate pentru teste, așa cum sunt detaliate pentru fiecare rezultat, sunt:
- LP: lampa cu arc de mercur monocromatic de joasă presiune (LP) sau lumina UV policromatică filtrată cu o bandă îngustă de iradiere în jurul valorii de 254 nm
- MP: lămpile cu arc de mercur cu presiune medie (MP)
- LED-uri UVC
Tabelele 1-5 prezintă un rezumat al datelor publicate cu privire la datele de răspuns la fluențe ultraviolete (UV) pentru diferite microorganisme care sunt agenți patogeni, indicatori sau organisme. Tabelele reflectă starea de cunoștințe, dar includ variația tehnicii și a răspunsului biologic care există în prezent în absența protocoalelor standardizate. Utilizatorii datelor în scopuri proprii sunt sfătuiți să exercite o judecată critică cu privire la modul în care folosesc datele.
Fluența maximă (doza) pentru rata de dezinfectare de 90% (reducerea log 1) poate fi mai mică de 20 mJ / cm2
S-a constatat că o doza de 20 mj / cm2 sau mai puțin este suficientă pentru o rată de ucidere de 90% în 81,90% din cele 431 de studii din compilație, egală cu reducerea log 1 a virusurilor, bacteriilor, protozoarelor sau algelor analizate. În 8,82% din studii, doza a trebuit crescută la 30 mJ / cm2, în timp ce în rest 9,28% a fost necesară o doză de 30 până la 50+ mJ / cm2.
| Doza maxima (Fluence) pentru rata de omor de 90% (log 1 reduction) |
Numar de studii |
% din studii totale |
| 0.1-5 |
202 |
46.67% |
| 5-10 |
76 |
17.83% |
| 10-20 |
75 |
17.40% |
| 20-30 |
38 |
8.82% |
| 30-40 |
17 |
3.94% |
| 40-50 |
9 |
2.09% |
| >50 |
14 |
3.25% |
O fluență de 20 mJ / cm2 poate fi atinsă cu o iradiere de 10W / m2 (1mW / cm2) într-un timp de expunere de 20 de secunde, în 66 de secunde la 3W / m2 (0,33mW / cm2) și în 200 de secunde la 1W / m2 (0,1mW / cm2 = 100 µW / cm2).
6 mJ / cm2 s-a dovedit a fi suficient în 51% din studii pentru o rată de ucidere de 90%. Aceasta va necesita o expunere de numai 60 de secunde la 1W / m2.
Virusurile sunt mult mai rezistente la UV decât bacteriile
Toate cercetările efectuate pe bacterii au descoperit că o doza mai mică de 12 mJ / cm2 va atinge 90% inactivare, din 164 de studii. În 82% din cazuri a fost suficient 5 mJ / cm2. Aceste rezultate arată că dezinfectarea de bacterii poate fi mult mai ușor de facut cu lumina UV, o veste foarte bună pentru spitalele din Romania care luptă cu tulpini rezistente la medicamente.
Virusurile sunt semnificativ mai rezistente, necesitând o doza de până la 20 mJ / cm2 în 75% din studii și până la 80 mJ / cm2 în 22%.
| Patogen |
Numar de studii |
Doza maxima (Fluence) pentru rata de omor de 90% (log 1 reduction) |
% din total studii |
| Viruses |
149 |
20 mJ/cm2 |
75% |
| Bacteria |
112 |
5 mJ/cm2 |
82% |
Rata de dezinfectare de 90% ar trebui să fie obiectivul de proiectare a sistemului UV
Atunci când proiectăm un sistem de dezinfectare cu radiatii UV, poate fi foarte util să luăm în considerare creșterea dozei necesară pentru a obține o reducere de mai mult de 90% a microorganismelor, mai ales dacă valoarea țintă este de 99,9% (log 3). Din compilare, creșterea medie a fluenței necesare pentru a obține dezinfectarea de 99,9% în loc de 90% este mai mare decât 200%, în medie, în timp ce rata de omoruri de 99% poate fi atinsa cu o creștere de 95%.
În termeni practici, o creștere în medie de 95-200% pentru timpul de expunere sau iradierea pe m2, prin mărirea costurilor de instalare și operare, pot îmbunătăți rezultatul cu maxim 10%.
Suntem de părere că o rată de dezinfectare de 99,9%, deși ideală, nu poate fi realizată cu tehnologia UV în modul practic si economic necesar pentru a face dezinfectarea UV suficient de răspândită pentru a lupta împotriva unei pandemii.
Dacă 99,9% nu este posibil, dezinfectarea de 90% ar trebui să fie obiectivul, mai ales având în vedere că această tehnologie poate fi suplimentata prin alte mijloace, cum ar fi curățarea sau igiena personală.
Pentru un buget fix, obiectivul de proiectare a dezinfectării de 90% ar putea însemna de 3 ori mai multe spitale din Romania echipate cu un sistem de dezinfectare continuă.
După cum arată analiza noastră de compilație, sistemul de dezinfectare UVC este recomandat să obțină o doza de 20 mJ / cm2 în timpul planificat pentru ca acesta să funcționeze, mai ales atunci cand virușii sunt ținta principala. Pentru bacterii doza ar fi de 5 mJ/cm2.
In legătura cu tunelurile pentru dezinfectare, din informațiile apărute in presa, acestea utilizează diode LED UV cu o putere radianta foarte mica, de sub 0.05W pe metru patrat iar persoanele stau in acestea doar câteva secunde. Pentru radianta luminii UV avute ar fi nevoie sa staționeze in interior mai mult de o ora, in cazul fericit in care LED-urile sunt UVC! Aceste tuneluri sunt dăunătoare prin risipa financiara si falsa siguranța care o transmit, instalarea lor ar trebui sa fie oprita.
Tabele cu compilatia de rezultate in PDF
Pentru tabelele in format excel va rugam sa ne contactați pe email.
