Lucha contra la enfermedad con luz ultravioleta

Los investigadores determinarán los niveles ultravioleta y los tiempos de exposición de las mejores prácticas para que se puedan desarrollar dispositivos de desinfección basados ​​en ultravioleta para matar los virus en el aire en las habitaciones y en las superficies. Crédito: Alyssa LaGrange, Mary Baldwin College. Reservados todos los derechos.

26 de mayo de 2020

Por Mariah Chuprinski

UNIVERSITY PARK, Pa. — Ahora y en los próximos meses, los hospitales y edificios comerciales tendrán la tarea de desinfectar grandes ambientes interiores para prevenir la transmisión de virus como el SARS-CoV-2, que causa el COVID-19. Un nuevo estudio financiado por una subvención inicial podría proporcionar la base de conocimientos necesaria para desarrollar productos de radiación óptica utilizados en procesos de saneamiento a gran escala.

William Bahnfleth, co-investigador principal (PI) y profesor de ingeniería arquitectónica en Penn State, se une al co-PI Suresh Kuchipudi, profesor clínico de ciencias veterinarias y biomédicas en la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State, para estudiar la capacidad de la radiación óptica para desinfectar las superficies y reducir la transmisión de virus.

Bahnfleth y sus colaboradores recibieron aproximadamente $90,000 en fondos iniciales para el proyecto de seis meses de los Institutos Huck de Ciencias de la Vida, la Facultad de Ingeniería y los Institutos de Energía y Medio Ambiente de Penn State.

Los investigadores probarán un coronavirus humano sustituto similar al SARS-CoV-2, que causa el COVID-19, contra diferentes longitudes de onda de luz ultravioleta en un reactor tipo gabinete, como el que se muestra. Crédito: Departamento de Ingeniería Arquitectónica / Penn State. comunes creativos

"Ciertas longitudes de onda de luz ultravioleta tienen la capacidad de inactivar microorganismos, como hongos y virus, al dañar su ADN o ARN para que ya no puedan reproducirse", dijo Bahnfleth. "Nuestra pregunta de investigación para este proyecto es qué tan bien funcionan las diferentes longitudes de onda para desactivar o matar coronavirus como el COVID-19".

Dentro de un reactor tipo gabinete, Bahnfleth, Kuchipudi y su colaborador Jim Freihaut, profesor de ingeniería arquitectónica en Penn State, medirán el grado de desinfección de muestras de coronavirus expuestas a luz ultravioleta de longitudes de onda de 254 o 365 nanómetros durante diferentes períodos de exposición. . Los investigadores utilizarán un coronavirus humano sustituto similar al virus COVID-19 en sus pruebas, que será proporcionado por el Departamento de Ciencias Veterinarias y Biomédicas de Penn State. Las pruebas se llevarán a cabo en un laboratorio de Bioseguridad Nivel 2 en el Parque de la Universidad de Penn State.

"Cuando se determinan los niveles ultravioleta y los tiempos de exposición de las mejores prácticas, los dispositivos de desinfección basados ​​en ultravioleta pueden diseñarse para desactivar los virus en el aire en los sistemas de suministro de aire de edificios, superficies de habitaciones o equipos, máscaras faciales y equipos de muestreo de virus", dijo Freihaut. "La misma tecnología podría usarse, en el futuro, para desactivar bacterias y otros tipos de virus, pero es posible que sea necesario ajustar los niveles de luz ultravioleta para cada contaminante objetivo específico".

En última instancia, dijo Freihaut, las partes interesadas podrían aplicar esas mismas capacidades en los sistemas HVAC de las escuelas y las salas de conferencias, que son focos importantes para la propagación de los virus de la gripe de todo tipo.

En el segundo segmento del proyecto, Donghyun Rim, profesor asistente de ingeniería arquitectónica de Penn State, y Richard Mistrick, profesor asociado de ingeniería arquitectónica, trabajarán con Bahnfleth para aplicar los hallazgos de la parte experimental del estudio al modelado de dinámica de fluidos computacional y simulaciones de iluminación. Las simulaciones servirán para predecir el efecto del sistema de irradiación germicida combinado con los esfuerzos de ventilación y filtración sobre la viabilidad de las muestras de coronavirus.

"Desarrollaremos un plan para controlar diferentes elementos que entran en el modelo espacial, así como el riesgo de infección que se mueve alrededor del espacio de distribución de aire", dijo Rim. "También modelaremos el movimiento de aire típico de una habitación, que generalmente se retira, se limpia y luego se recircula en un espacio".

Combinando los datos de prueba del sistema del reactor y las simulaciones, los investigadores luego compararán los factores de sensibilidad ultravioleta con los que se han informado en la literatura para otros tipos de virus, como el virus que causa la poliomielitis o el virus de la gripe H1N1, según Freihaut. .

Bahnfleth enfatizó el componente práctico de este estudio, o lo que lo hará útil para los futuros consumidores y desarrolladores de edificios. Con hallazgos exitosos, podría fabricarse una lámpara que tenga elementos tanto germicidas como de iluminación, donde el elemento germicida podría apagarse y encenderse tan fácilmente como si se accionara un interruptor de luz.

"Esta es una tecnología de 100 años, pero solo ha tenido una penetración moderada fuera de los mercados especializados como la atención médica", dijo Bahnfleth. "Sin embargo, muchos ahora se están dando cuenta de que es una tecnología que tiene potencial para proteger a las personas en muchos tipos de edificios del virus SARS-CoV-2 que causa el COVID-19 y otros patógenos peligrosos".

Sez Atamturktur, profesor de Harry y Arlene Schell y jefe del Departamento de Ingeniería Arquitectónica, enfatizó cómo la nueva investigación en ingeniería arquitectónica, como la que están realizando Bahnfleth, Freihaut, Rim y Mistrick, es necesaria para remodelar el futuro de la construcción y el diseño de edificios. métodos en los próximos años.

"Esta investigación puede servir para acelerar el regreso a espacios de edificios compartidos como oficinas", dijo.

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