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Verão artificial: ultravioleta distante contra o coronavírus

Autores: Alexey Turchin, Roko Mizhich

Roko Mizhich - autor da idéia Roko Vasilisk, Alexey Turchin - futurologista, autor do livro “A estrutura da catástrofe global” e “Futurologia. Século XXI: imortalidade ou catástrofe global ”(comigo). Status da fonte

: existem muitas incertezas diferentes, mas a ideia tem certas evidências e altos retornos potenciais. Mas aqui nos oferecemos para discutir isso.

Tl; dr: Precisamos estudar urgentemente a colocação de lâmpadas Far-UVC especiais, seguras para os seres humanos em todo o nosso ambiente artificial, a fim de "matar" vírus enquanto eles estão no ar, reduzindo significativamente a propagação da covid-19.

Baseado em: www.nature.com/articles/s41598-018-21058-w

Minuto de Cuidados com OVNI


A pandemia de COVID-19, uma infecção respiratória aguda potencialmente grave causada pelo coronavírus SARS-CoV-2 (2019-nCoV), foi anunciada oficialmente no mundo. Há muitas informações sobre Habré sobre esse tópico - lembre-se sempre de que pode ser confiável / útil e vice-versa.

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Fontes oficiais

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Uma das idéias mais promissoras e esquecidas para combater a disseminação do Covid-19 é o uso de radiação ultravioleta generalizada em nosso ambiente artificial (trens, escritórios, hospitais, etc.). A luz ultravioleta já está sendo usada como desinfetante em todo o mundo; é a sigla UVGI - "Irradiação bactericida ultravioleta". Fótons energéticos da luz ultravioleta destroem as ligações químicas no DNA e matam / desativam vírus e bactérias.

A luz ultravioleta na Terra existe na faixa de 200 a 400 nm. Luz acima de 400 nm - luz visível azul. A luz abaixo de 200 nm é chamada de "radiação ultravioleta a vácuo" porque é fortemente absorvida pelo oxigênio no ar comum e, portanto, não pode existir, exceto no vácuo ou em outro meio que não seja o ar. Na faixa de 200-400 nm, temos tipos de UV: UVA, UVB e UVC, e na borda do comprimento de onda curto da banda UVC temos "Far-UVC"; tem um comprimento de onda de cerca de 200 nm a 220 nm.

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Considerações de segurança


As pessoas também são vulneráveis ​​à radiação ultravioleta. Causa câncer de pele e lesões oculares graves.

No entanto, estudos recentes mostram que a banda Far-UVC é realmente segura para a pele humana, porque não consegue penetrar uma fina camada de células mortas da pele na superfície da pele.

Isso significa que seria possível fornecer proteção a longo prazo contra os coronavírus e outros microorganismos patogênicos, iluminando constantemente nosso ambiente artificial com luz ultravioleta. Se a luz Far-UVC for realmente segura para os seres humanos, o Far-UVC poderá ser ligado continuamente e pode destruir ou desativar partículas virais antes que elas se espalhem de pessoa para pessoa.

Por que isso não foi revisto pelas autoridades relevantes? O Far-UVC aparece na revisão de literatura da OMS, mas atualmente não está sendo aplicado, pois há poucas evidências para apoiar a segurança e a eficácia.

Há alguma incerteza quanto à possibilidade de geração de ozônio nessa faixa (200–220 nm). O ozônio é prejudicial à saúde. No entanto, a faixa de 200-220 nm não parece ser um forte produtor de ozônio. Além disso, a degradação UV das superfícies pode ocorrer devido à exposição crônica à radiação UV.

Equilibrando o dano da ação e da inação


Mesmo que o Far-UVC seja um pouco prejudicial, ele ainda pode ser usado. Os pequenos danos causados ​​pela luz Far-UVC podem ser muito menos graves do que os grandes danos causados ​​pela covid-19 ou pelos danos econômicos causados ​​pelo auto-isolamento universal, que, segundo um autor, é de aproximadamente US $ 10 milhões por minuto, além de muitas dificuldades pessoais. que será desencadeado pela próxima recessão.

Além disso, é mais fácil proteger uma pessoa da radiação ultravioleta do que um vírus. Protetores solares, roupas e óculos de proteção UV podem ser menos perigosos do que o isolamento semi-permanente da população ou um flash exponencialmente crescente da covid-19, o que leva a milhões ou dezenas de milhões de vítimas de fato.
A radiação ultravioleta em um ambiente artificial pode até ser controlada intelectualmente - a visão computacional pode determinar a localização das pessoas e incluir a radiação ultravioleta somente em locais onde não há pessoas. Esse projeto, na melhor das hipóteses, estará pronto no início de 2021.

Se as declarações de segurança do Far-UVC não forem totalmente verdadeiras, uma combinação de Far-UVC com proteção física para a pele e os olhos, como óculos, ainda poderá apresentar riscos aceitáveis ​​de câncer e lesões oculares. A longo prazo, esse Far-UVC “quase seguro” pode ser combinado com controle inteligente em vários níveis de detalhe; imagine um elevador que Far-UVC brilha sempre que as pessoas o deixam, ou "paredes" dos pilares de luz Far-UVC separando pessoas que se desligam automaticamente por um momento em que uma pessoa passa por elas. Por fim, o sistema pode até ajustar o poder do Far-UVC usando a IA.

Considerações epidemiológicas


Mesmo a solução Far-UVC ideal, que é inofensiva para os seres humanos, 100% mortal para partículas Covid-19 e facilmente escalável, pode não ser suficiente para reduzir R0 para exatamente 0. Mas a questão principal é se pode diminuir R0 abaixo 1 e também se permite continuar a maior parte da atividade econômica.

Até o momento, não sabemos a real eficácia e segurança do uso constante do Far-UVC. Um experimento preliminar simples que poderia ser realizado: coloque as amostras de vírus em caixas com ratos - possivelmente em forma de aerossol - e trate algumas células com Far-UVC, deixando as outras células em paz e ver se o nível de infecção nos tratados diminui células.

Problemas de dimensionamento


Mesmo um sistema perfeito é inútil se não puder ser escalado e implementado em todo o mundo. Os excimers de cloreto de cripton podem ser fontes de Far-UVC, mas os modernos LEDs Far-UVC com nitreto de alumínio (AlN) são a melhor solução a longo prazo. A longo prazo, os lasers podem produzir Far-UV colimado. É necessária mais pesquisa e feedback de especialistas sobre a fonte mais eficaz de Far-UVC.

Considerações energéticas


A quantidade de energia Far-UVC necessária para matar 99% das partículas virais é estimada em cerca de 20 J / m2. Com uma potência de, digamos, 5 W / m2, o sistema levará 4 segundos para esterilizar basicamente o aerossol viral, que pode ser transmitido de pessoa para pessoa. No entanto, um sistema de baixa energia ainda terá algumas vantagens, pois sabemos que as pessoas podem se infectar com o ar que foi infectado 30 minutos antes. Pode ser difícil obter maior potência nesses comprimentos de onda com as lâmpadas excimer Kr-Cl, já que sua eficiência é de ~ 10%. É provável que os LEDs AlN Far-UVC tenham uma eficiência de conversão muito maior .

Versatilidade


Um dos maiores benefícios do Far-UVC é que será uma arma muito comum contra patógenos. O Far-UVC mata / desativa bactérias, vírus e outros patógenos. MRSA, C-DIFF, gripe, etc. é LL morto por UVC, como é o caso no próximo patógeno problemático.

Sumário


Há muitas razões diferentes pelas quais a disseminação onipresente da iluminação Far-UVC pode não funcionar, mas, se funcionar, pode ter enormes vantagens. Por esse motivo, os autores acreditam que, neste momento crítico, ele deveria prestar mais atenção. Testes de escalabilidade, segurança e eficiência devem ser realizados o mais rápido possível, de preferência em paralelo. Mais importante, a ideia exige mais atenção de especialistas em áreas relevantes - física ultravioleta, epidemiologia e pessoas que estudam a etiologia do câncer de pele. No momento da redação deste artigo, há relatos de queque é estimado pelo governo dos EUA que a epidemia pode durar até 18 meses); portanto, um plano como o Far-UVC, que pode levar meses para ser implementado, ainda pode ser um componente importante da resposta no final deste ano.

Inscrição. Outras maneiras de usar a radiação ultravioleta para controlar o coronavírus


Uma explicação para a sazonalidade da gripe e outras infecções é que o UV solar mata vírus. No entanto, as pessoas passam muito tempo em ambientes fechados, mesmo no verão, especialmente durante o auto-isolamento. A maioria de nossas infecções ocorre em ambientes fechados: em casa, no transporte e no local de trabalho. A radiação ultravioleta do Sol pode ser parte da explicação para casos mais baixos de coronavírus nos países do sul.

Se substituirmos as lâmpadas em todos os lugares por fontes de luz que, além da luz geralmente, também emitem luz ultravioleta com um certo comprimento de onda, mataremos a maioria dos vírus no ar e limparemos os fomites (partículas de vírus nas superfícies). Assim, criaremos um "verão artificial" em todos os lugares e diminuiremos o coronavírus R0 abaixo de 1.

Os principais obstáculos são a duração da exposição e possíveis danos às pessoas. Recentemente, em Moscou, 20 crianças tiveram queimaduras nos olhos depois que um professor da escola esqueceu de desligar o limpador UV na sala de aula.

Além da idéia de usar a faixa relativamente segura do Far-UVC, existem várias outras idéias para evitar danos aos olhos e à pele de uma pessoa com luz ultravioleta :

1) Luz ultravioleta controlada de forma inteligente. A luz ultravioleta acende no nível máximo quando não há pessoas na sala. Já temos detectores de movimento para iluminação, mas aqui eles funcionam de maneira inversa. As fontes de luz de detecção de movimento também podem direcionar a luz em direções onde não há movimento, portanto não há pessoas. Em vídeoVocê pode ver fontes de luz UV com detectores de movimento à venda.
Ou, por exemplo, a intensidade da luz pode ser temporariamente aumentada após o som de espirros. Mas isso tornará todo o sistema mais complexo e sua implementação em larga escala levará mais tempo.

2) Fontes "não muito fortes" de radiação UV , que produzem a intensidade do nível de radiação UV do Sol no nível do solo e atuam principalmente em fomitos. Como você sabe, as pessoas podem viver pelo menos 1 hora de luz solar sem danos graves (nas praias). Poderíamos usar essa estimativa como uma diretriz para calibrar fontes de UV.

3) Luz ultravioleta forte + luvas. Todo mundo vai usar luvas, máscaras e óculos na rua. Nesse caso, nenhuma área da pele será exposta à luz ultravioleta (e vírus). O uso de equipamentos de proteção individual será eficaz em qualquer caso. As mulheres do Oriente usam roupas completas e estão bem.

4) Um farol UV vestível direcionará a luz ultravioleta na direção oposta aos olhos humanos, mas iluminará tudo o que inalar ou tocar, além das mãos. A luz será a mais forte perto do rosto humano (mas não afetará o rosto) e atacará as gotículas e o pó que uma pessoa está prestes a respirar. No entanto, esta luz será espalhada a uma distância de 1-2 metros para um nível mais seguro. Os faróis e lanternas UV já existem e são vendidosmas pode não ser forte o suficiente para desinfecção. Isso será especialmente eficaz se forem usadas fontes de luz vestíveis Far UVC, mas outras faixas de UV poderão ser tentadas se a pele estiver protegida. Além disso, fontes UV estreitas podem ser usadas para esterilizar máscaras e respiradores descartáveis, o que permitirá que eles sejam reutilizados.

5) lanterna UV que emite radiação ultravioleta em um feixe amplo. Pode ser usado por produtos de limpeza como uma etapa adicional ao limpar superfícies.

Profissionais da luz UV


  1. Mais fácil, mais fácil, mais barato e mais rápido de construir do que outras soluções.
  2. Menos danos às pessoas, pois a luz ultravioleta pode ser direcionada e nem sempre ligada.
  3. Implementação de teste (produto mínimo viável, em termos de inicialização) para implementações mais avançadas.
  4. Móvel pode ser usado em vários lugares.

Minuses:

  1. Menos eficaz do que as lâmpadas de teto UV sempre ativadas.
  2. Requer tempo / esforço adicional, além dos procedimentos normais de limpeza.

A luz artificial agora existe em quase todos os lugares onde as pessoas modernas vivem: em casa, em qualquer loja, em carros e até nas ruas. Tudo o que precisamos é substituir parte das lâmpadas elétricas. Um grande número de lâmpadas pode ser produzido dentro de 0,5-1 anos, e um menor para locais críticos, como elevadores, mesmo em um tempo mais curto.

No entanto, existe o problema de testar a tecnologia até que ela seja aprovada pelo FDA como segura e eficaz. É tecnicamente difícil produzir LEDs ultravioleta profundos (220 nm).

Um bom começo será a instalação de lâmpadas ultravioletas em locais de uso a curto prazo por pessoas, onde, no entanto, há um alto risco de infecção: elevadores, lojas, banheiros.
É muito mais conveniente usar proteção contra luz do que proteção contra vírus, e após vários meses bloqueando a idéia de retornar a uma vida quase normal, mas com filtro solar e / ou luvas, será bastante agradável.

Referências:

Welch, D., Buonanno, M., Grilj, V. et al. Far-UVC light: Uma nova ferramenta para controlar a propagação de doenças microbianas mediadas pelo ar . Sci Rep. 8, 2752 (2018). Doi.org/10.1038/s41598-018-21058-w
Narita K, Asano K, Morimoto Y, Igarashi T, Nakane A (2018) A irradiação crônica com luz UVC de 222 nm não induz dano ao DNA nem lesões epidérmicas na pele do camundongo, mesmo em doses elevadas . 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 Dano no DNA mata esporos bacterianos e células expostas a
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