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Verano artificial: ultravioleta lejano contra coronavirus

Autores: Alexey Turchin, Roko Mizhich

Roko Mizhich - autor de la idea Roko Vasilisk, Alexey Turchin - futurólogo, autor del libro "La estructura de la catástrofe global" y "Futurología. Siglo XXI: inmortalidad o catástrofe global ”(conmigo). Estado de la fuente

: existen muchas incertidumbres diferentes, pero la idea tiene cierta evidencia y altos rendimientos potenciales. Pero aquí le ofrecemos discutirlo.

Tl; Dr.: Necesitamos urgentemente estudiar la colocación de lámparas especiales Far-UVC que sean seguras para los humanos en todo nuestro entorno artificial para "matar" los virus mientras están en el aire, reduciendo así significativamente la propagación de covid-19.

Basado en: www.nature.com/articles/s41598-018-21058-w

Minuto de atención ovni


La pandemia COVID-19, una infección respiratoria aguda potencialmente grave causada por el coronavirus SARS-CoV-2 (2019-nCoV), se ha anunciado oficialmente en el mundo. Hay mucha información sobre Habré sobre este tema; recuerde siempre que puede ser confiable / útil, y viceversa.

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Fuentes oficiales

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Una de las ideas más prometedoras y olvidadas para combatir la propagación de Covid-19 es el uso de radiación ultravioleta generalizada en nuestro entorno artificial (trenes, oficinas, hospitales, etc.). La luz ultravioleta ya se está utilizando como desinfectante en todo el mundo; Es el acrónimo UVGI : "Irradiación bactericida ultravioleta". Los fotones energéticos de la luz ultravioleta destruyen los enlaces químicos en el ADN y matan / inactivan tanto virus como bacterias.

La luz ultravioleta en la tierra existe en el rango de 200 a 400 nm. Luz superior a 400 nm: luz azul visible. La luz por debajo de 200 nm se llama "radiación ultravioleta al vacío" porque es fuertemente absorbida por el oxígeno en el aire ordinario y, por lo tanto, no puede existir, excepto en el vacío u otro medio no aéreo. En el rango de 200-400 nm tenemos tipos de UV: UVA, UVB y UVC, y el borde de longitud de onda corta de la banda UVC tenemos "Far-UVC"; Tiene una longitud de onda de aproximadamente 200 nm a 220 nm.

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Consideraciones de Seguridad


Las personas también son vulnerables a la radiación ultravioleta. Causa cáncer de piel y lesiones oculares graves.

Sin embargo, estudios recientes muestran que la banda Far-UVC es realmente segura para la piel humana porque no puede penetrar una capa delgada de células muertas en la superficie de nuestra piel.

Esto significa que sería posible proporcionar protección a largo plazo contra los coronavirus y otros microorganismos patógenos al iluminar constantemente nuestro entorno artificial con luz ultravioleta lejana. Si la luz Far-UVC es realmente segura para los humanos, Far-UVC puede encenderse continuamente y puede destruir o desactivar partículas virales antes de que se puedan propagar de persona a persona.

¿Por qué esto no ha sido revisado por las autoridades pertinentes? Far-UVC aparece en la revisión de la literatura de la OMS, pero actualmente no se está aplicando, ya que hay poca evidencia que respalde la seguridad y la efectividad.

Existe cierta incertidumbre sobre si la generación de ozono estará en esta banda (200-220 nm). El ozono es perjudicial para la salud. Sin embargo, la banda de 200-220 nm no parece ser un productor fuerte de ozono. Además, la degradación UV de las superficies puede ocurrir por la exposición crónica a la radiación UV.

Equilibrar el daño de la acción y la inacción.


Incluso si Far-UVC es algo dañino, aún puede usarse. El pequeño daño de la luz Far-UVC puede ser mucho menos grave que el gran daño de covid-19, o el daño económico causado por el autoaislamiento universal, que, según un autor, es de aproximadamente $ 10 millones por minuto, además de muchas dificultades personales. que se desencadenará por la próxima recesión.

Además, es más fácil proteger a una persona de la radiación ultravioleta que un virus. Los protectores solares, la ropa y las gafas de protección UV pueden ser menos peligrosos que el aislamiento semipermanente de la población o un destello de covid-19 que crece exponencialmente, lo que lleva a millones o decenas de millones de víctimas de facto.
La radiación ultravioleta en un entorno artificial puede incluso controlarse intelectualmente: la visión por computadora puede determinar la ubicación de las personas e incluir la radiación ultravioleta solo en lugares donde no hay personas. Tal proyecto, en el mejor de los casos, estará listo a principios de 2021.

Si las declaraciones de seguridad de Far-UVC no son completamente ciertas, una combinación de Far-UVC con protección física para la piel y los ojos, como anteojos, aún puede presentar riesgos aceptables de cáncer y daño ocular. A largo plazo, este Far-UVC "casi seguro" se puede combinar con un control inteligente en varios niveles de detalle; imagine un elevador que Far-UVC brilla intensamente cada vez que las personas lo abandonan, o "paredes" de columnas de luz Far-UVC que separan a las personas que se apagan automáticamente por un momento cuando una persona las atraviesa. En última instancia, el sistema puede incluso ajustar la potencia de Far-UVC usando AI.

Consideraciones epidemiológicas.


Incluso la solución Far-UVC ideal, que es inofensiva para los humanos, 100% mortal para las partículas de Covid-19 y fácilmente escalable, puede no ser suficiente para reducir R0 a exactamente 0. Pero la pregunta clave es si puede reducir R0 por debajo 1, y también si le permite continuar la mayor parte de la actividad económica.

Hasta ahora, no conocemos la efectividad real y la seguridad del uso constante de Far-UVC. Se podría hacer un experimento preliminar simple: colocar las muestras de virus en cajas con ratones, posiblemente en forma de aerosol, y tratar algunas células con Far-UVC, dejando las otras células solas y ver si el nivel de infección en el tratado células.

Problemas de escala


Incluso un sistema perfecto es inútil si no se puede escalar e implementar en todo el mundo. Los excímeros de cloruro de criptón pueden ser fuentes de Far-UVC, pero los LED Far-UVC modernos con nitruro de aluminio (AlN) son la mejor solución a largo plazo. A más largo plazo, los láseres pueden producir colimación de Far-UV. Se necesitan más investigaciones y comentarios de expertos sobre la fuente más efectiva de Far-UVC.

Consideraciones energéticas


La cantidad de energía Far-UVC necesaria para matar el 99% de las partículas virales se estima en aproximadamente 20 J / m2. Con una potencia de, digamos, 5 W / m2, el sistema tardará 4 segundos en esterilizar básicamente el aerosol viral, que puede transmitirse de persona a persona. Sin embargo, un sistema de baja potencia seguirá teniendo algunas ventajas, ya que sabemos que las personas pueden infectarse con el aire infectado 30 minutos antes. Puede ser difícil lograr una mayor potencia en estas longitudes de onda con las lámparas excimer Kr-Cl, ya que su eficiencia es de ~ 10%. Es probable que los LED AlN Far-UVC tengan una eficiencia de conversión mucho mayor .

Versatilidad


Uno de los mayores beneficios de Far-UVC es que será un arma muy común contra los patógenos. Far-UVC mata / desactiva bacterias, virus y otros patógenos. MRSA, C-DIFF, gripe, etc. es LL asesinado por UVC, como es el caso en el próximo patógeno problemático.

Resumen


Hay muchas razones diferentes por las que la propagación ubicua de la iluminación Far-UVC puede no funcionar, pero si lo hace, puede tener enormes ventajas. Por esta razón, los autores creen que en este momento crítico debería prestar más atención. Los ensayos de escalabilidad, seguridad y eficiencia deben llevarse a cabo lo más rápido posible, preferiblemente en paralelo. Más importante aún, la idea requiere más atención por parte de expertos en campos relevantes: física ultravioleta, epidemiología y personas que estudian la etiología del cáncer de piel. Al momento de escribir, hay informes queque el gobierno de EE. UU. estima que la epidemia podría durar hasta 18 meses), por lo que un plan como Far-UVC, que podría demorar meses en implementarse, puede ser un componente importante de la respuesta a fines de este año.

Solicitud. Otras formas de usar la radiación ultravioleta para controlar el coronavirus


Una explicación de la estacionalidad de la gripe y otras infecciones es que los rayos UV solares matan los virus. Sin embargo, las personas pasan mucho tiempo en interiores, incluso en verano, especialmente durante el autoaislamiento. La mayoría de nuestras infecciones ocurren en interiores: en el hogar, en el transporte y en el lugar de trabajo. La radiación ultravioleta del Sol podría ser parte de la explicación de los casos más bajos de coronavirus en los países del sur.

Si reemplazamos las bombillas en todas partes con fuentes de luz que, además de la luz, también emiten luz ultravioleta con cierta longitud de onda, mataremos la mayoría de los virus en el aire y limpiaremos los fómites (partículas de virus en las superficies). Por lo tanto, crearemos un "verano artificial" en todas partes y bajaremos el coronavirus R0 por debajo de 1.

Los principales obstáculos son la duración de la exposición y los posibles daños a las personas. Recientemente, en Moscú, 20 niños sufrieron quemaduras en los ojos después de que un maestro de escuela olvidó apagar el limpiador UV en el aula.

Además de la idea de usar el rango relativamente seguro de Far-UVC, existen varias otras ideas para prevenir el daño a los ojos y la piel de una persona con luz ultravioleta :

1) Luz ultravioleta controlada de forma inteligente. La luz ultravioleta se enciende al máximo nivel cuando no hay personas en la habitación. Ya tenemos detectores de movimiento para iluminación, pero aquí funcionarán al revés. Las fuentes de luz de detección de movimiento también pueden dirigir la luz en direcciones donde no hay movimiento, por lo que no hay personas. En videoPuede ver fuentes de luz UV con detectores de movimiento a la venta.
O, por ejemplo, la intensidad de la luz se puede aumentar temporalmente después del sonido de estornudos. Pero esto hará que todo el sistema sea más complejo, y su implementación a gran escala llevará más tiempo.

2) No son fuentes "demasiado fuertes" de radiación UV , que producen la intensidad del nivel de radiación UV del Sol a nivel del suelo y actúan principalmente sobre fómites. Como saben, las personas pueden vivir al menos 1 hora de luz solar sin daños graves (en las playas). Podríamos usar esta estimación como una guía para calibrar las fuentes UV.

3) luz ultravioleta fuerte + guantes. Todos usarán guantes, máscaras y anteojos en la calle. En este caso, ningún área de la piel estará expuesta a la luz ultravioleta (ni a los virus). El uso de equipo de protección personal será efectivo en cualquier caso. Las mujeres del este visten ropa de gala y están bien.

4) Una linterna frontal usable UV dirigirá la luz ultravioleta en la dirección opuesta a los ojos humanos, pero iluminará todo lo que inhala o toca, así como las manos. La luz será la más fuerte cerca de la cara humana (pero no afectará la cara), y atacará las gotas y el polvo que una persona está a punto de respirar. Sin embargo, esta luz se dispersará a una distancia de 1-2 metros a un nivel más seguro. Los faros y linternas UV ya existen y se vendenpero puede no ser lo suficientemente fuerte para la desinfección. Esto será especialmente efectivo si se utilizan fuentes de luz portátiles Far UVC, pero se pueden probar otros rangos de UV si la piel está protegida. Además, se pueden utilizar fuentes UV estrechas para esterilizar máscaras y respiradores desechables, lo que permitirá su reutilización.

5) Linterna UV que emite radiación ultravioleta en un haz ancho. Los limpiadores pueden usarlo como un paso adicional al limpiar superficies.

Ventajas de la luz UV


  1. Más fácil, más fácil, más barato y más rápido de construir que otras soluciones.
  2. Menos daño a las personas, ya que la luz ultravioleta puede dirigirse y no siempre encenderse.
  3. Implementación de prueba (producto mínimo viable, en términos de inicio) para implementaciones más avanzadas.
  4. Móvil Se puede utilizar en varios lugares.

Desventajas:

  1. Menos eficaz que las lámparas de techo UV siempre encendidas.
  2. Requiere tiempo / esfuerzo adicional además de los procedimientos normales de limpieza.

La luz artificial ahora existe en casi todos los lugares donde vive la gente moderna: en casa, en cualquier tienda, en automóviles e incluso en las calles. Todo lo que necesitamos es reemplazar parte de las lámparas eléctricas. Se puede producir una gran cantidad de lámparas dentro de 0.5-1 años, y una más pequeña para lugares críticos, como ascensores, incluso en un tiempo más corto.

Sin embargo, existe el problema de probar realmente la tecnología hasta que sea aprobada por la FDA como segura y efectiva. Es técnicamente difícil producir LED ultravioleta profundo (220 nm).

Un buen comienzo será la instalación de lámparas ultravioleta en lugares de uso a corto plazo por personas, donde, sin embargo, existe un alto riesgo de infección: ascensores, tiendas, baños.
Es mucho más conveniente usar protección contra la luz que protección contra virus, y después de varios meses de bloquear la idea de volver a una vida casi normal, pero con protector solar y / o guantes, será bastante agradable.

Referencias:

Welch, D., Buonanno, M., Grilj, V. et al. Far-UVC light: una nueva herramienta para controlar la propagación de enfermedades microbianas transmitidas por el aire . Sci Rep 8, 2752 (2018). doi.org/10.1038/s41598-018-21058-w
Narita K, Asano K, Morimoto Y, Igarashi T, Nakane A (2018) La irradiación crónica con luz UVC de 222 nm no induce daño en el ADN ni lesiones epidérmicas en la piel del ratón, incluso a dosis altas . PLOS ONE 13 (7): e0201259. doi.org 10.1371 / journal.pone.0201259

Willie Taylor, Emily Camilleri, D. Levi Craft, George Korza, Maria Rocha Granados, Jaliyah Peterson, Renata Szczpaniak, Sandra K. Weller, Ralf Moeller, Thierry Douki, Wendy WK Mok, Peter Setlow El daño del ADN mata las esporas bacterianas y las células expuestas a 222 nm de radiación UV
aplicada y microbiología ambiental febrero de 2020, AEM.03039-19; DOI: 10.1128 / AEM.03039-19
La compañía de Colorado utiliza tecnología de iluminación UV para matar el 99.9 por ciento de las bacterias y los virus . Fox Denver 7 Macrh 2020

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