A desinfecção e esterilização UV das vias de transmissão de patógenos são procedimentos fundamentais para o controle de infecções. Essas medidas matam todos os micróbios presentes, tornando o ambiente mais limpo e seguro para uso e ocupação humana. Embora existam muitas maneiras de desinfetar um ambiente, um método que está em uso há mais de um século é a esterilização com luz ultravioleta (UV).
História da esterilização UV
O uso da luz ultravioleta como método para esterilizar áreas e reduzir a transmissão de patógenos foi proposto pela primeira vez em 1878 por Arthur Downes e Thomas P. Blunt. Logo depois, o primeiro uso registrado de luz ultravioleta como agente de desinfecção foi relatado em Marselha, na França, em 1910, onde esse método foi usado para esterilizar água potável.
Na década de 1950, o tratamento de água UV estava em uso na Suíça e na Áustria. Em 1985, havia 1.500 estações de tratamento de água UV em operação na Europa. Em 2001, esse número aumentou para 6.000 estações de tratamento de água UV em uso na Europa.
Hoje, a luz ultravioleta é amplamente utilizada em ambientes hospitalares como agente de esterilização de quartos e superfícies. Como o uso de luz ultravioleta tornou-se cada vez mais popular para fins de desinfecção, os sistemas de irradiação germicida ultravioleta (UVGI) também ficaram muito mais baratos.
O que é a luz UV?
A luz ultravioleta é uma radiação eletromagnética que tem um comprimento de onda maior que os raios X, mas menor que a luz visível. A luz ultravioleta é categorizada em diferentes comprimentos de onda, incluindo UV-C, que é a luz ultravioleta de comprimento de onda curto, frequentemente chamada de UV “germicida”.
Para ser um pouco técnico, ultravioleta (UV) significa “além do violeta” e refere-se a uma gama de ondas eletromagnéticas com um comprimento de onda mais curto (maior frequência e energia) do que a luz violeta visível. UV é dividido em três tipos com redução de comprimentos de onda e energia crescente. São eles: UVA, UVB e UVC. Para esterilização UV, apenas UVC (100-280nm) tem energia suficiente para matar microorganismos de forma eficaz.
Tanto o UVA quanto o UVB podem danificar as células da nossa pele, principalmente se estivermos expostos a muitos deles. Um ‘bronzeado’ é o mecanismo de defesa do nosso corpo contra os raios UV em ação. Alguma luz UVB é benéfica, pois é necessária para produzir vitamina D, essencial para as funções corporais (como saúde óssea e imunidade), mas o excesso pode causar danos às células.
O sol é uma fonte de todas as ondas de luz UV, mas nossa atmosfera bloqueia a luz UVC. A luz UVC tem o comprimento de onda mais curto e a energia mais alta. Essas propriedades tornam o UVC particularmente bom para penetrar em células virais e bacterianas, o que o torna útil como desinfetante.
Como funciona a esterilização UV?
A esterilização UV, também conhecida como desinfecção UV ou irradiação germicida ultravioleta (UVGI), funciona quebrando certas ligações químicas e embaralhando a estrutura do DNA, RNA e proteínas, fazendo com que um microrganismo seja incapaz de se multiplicar. Quando um microrganismo é incapaz de se multiplicar, ele é considerado morto, pois não pode se reproduzir dentro de um hospedeiro e não é mais infeccioso.
Como a esterilização por UV usa a energia do UVC para destruir biomoléculas, sua eficácia depende da energia total aplicada, que é afetada pelo tempo de exposição e pela distância da fonte de luz. Por exemplo, se você usar uma lâmpada UV mantida a 25 milímetros acima de uma placa de Petri cultivada com bactérias, levará apenas 1-2 minutos para uma esterilização completa.
Para esterilizar instrumentos cirúrgicos em uma caixa UV média, pode levar 5-10 minutos. Para esterilizar uma cabine de biossegurança em um laboratório, uma recomendação comum é de 30 min.
Outro fator importante para a eficácia da irradiação de luz UVC é manter a exposição da ‘linha de visão’ – ou seja, garantir que o design do sistema não crie ou permita obstáculos à superfície a ser tratada. Além do design, a poeira/sujeira também é outra barreira potencial, por isso é importante remover a poeira da lâmpada e da superfície a ser tratada antes de usar uma luz UVC.
Aplicações da esterilização UV?
As lâmpadas UV usadas são usadas em uma infinidade de indústrias e aplicações, fornecendo soluções vitais para melhorar a saúde e o bem-estar das pessoas em ambientes residenciais, comerciais e industriais. É utilizado para desinfetar o ar de agentes transmissíveis, fungos, bactérias, vírus, ácaros e esporos.
Aqui na Hipperquímica usamos a esterilização UV em alguns equipamentos, como por exemplo a osmose reversa que além dos estágios iniciais ainda pode passar pela esterilização UV e a cabine para PCR:
Esterilização UV melhora a saúde em muitos setores
Os sistemas de esterilização por luz ultravioleta comprovadamente melhoram a saúde e o bem-estar das pessoas em muitos setores e ambientes. A esterilização por UV está protegendo as pessoas contra bactérias, vírus, mofo e outros patógenos nocivos nessas diversas indústrias e aplicações:
Indústria alimentícia
Lâmpadas UV são usadas para irradiação. A esterilização com luz ultravioleta mata vírus, bactérias, leveduras e fungos em segundos e também pode prolongar a vida útil e o valor nutricional. As aplicações em alimentos incluem materiais de embalagem, correias transportadoras, contêineres de transporte, superfícies de trabalho, bancadas e tanques de açúcar líquido para matar mofo e bactérias.
Purificação do Ar na Saúde
A tecnologia germicida UV é especialmente importante em hospitais e outros ambientes onde é integrada a sistemas de ar condicionado para esterilizar patógenos que causam doenças e contaminantes que podem agravar as condições respiratórias.
Purificação de Ar Industrial
As lâmpadas UV são usadas para remover substâncias químicas nocivas ou tóxicas produzidas em muitas indústrias e para reduzir ou eliminar VOCs e escapamentos industriais contendo solventes.
Esterilização UV de superfície
As lâmpadas UV são usadas em muitos ambientes, como restaurantes para esterilizar equipamentos e superfícies de cozinha, hospitais para esterilizar equipamentos médicos, bufês de alimentos e muitos outros ambientes onde a esterilização de superfícies melhora a saúde pública.
Esterilização UV de água
Processamento de alimentos, o tratamento da água é um fator crítico em toda a indústria de alimentos e bebidas, pois está diretamente relacionado ao uso humano, como ozônio, cloro e substâncias bacterianas. Para a purificação da água, a maioria das empresas farmacêuticas conta com esterilizadores ultravioleta.
Cosméticos, a água livre de micróbios e patógenos garante consistência e aumenta a vida útil dos cosméticos. A alternativa sugerida para a indústria de cosméticos em todo o mundo é a desinfecção por UV.
Desinfecção e reutilização de águas residuais, a esterilização UV pode ajudar a resolver problemas de escassez de água e aumentar os preços da água doce por meio do tratamento de águas residuais no nível terciário. Sistemas de águas residuais UV podem então tratar águas residuais para que a água possa ser reutilizada para fins benéficos, como drenagem e cultivo.
Vantagens e Desvantagens da Esterilização UV
Existem várias vantagens e desvantagens associadas aos processos de esterilização UV. No caso da esterilização da água, o UV proporcionará uma desinfecção superior sem o uso de cloro, sem deixar resíduos químicos para trás; no entanto, a água tratada com UVGI é propensa a reinfecção.
Há também preocupações de segurança, pois a luz ultravioleta é prejudicial à maioria dos organismos vivos e a exposição indesejada à luz ultravioleta pode causar queimaduras solares e aumentar o risco de certos tipos de câncer em humanos. Outras preocupações de segurança incluem o risco de deficiência visual.
Sendo assim, a luz UVC é perigosa para os seres humanos. É por isso que a esterilização UV geralmente é feita usando lâmpadas UVC com escudos protetores. Lembre-se de evitar a exposição direta aos raios UVC, especialmente da pele e dos olhos.
Outra desvantagem é o fato de que a luz UV só funciona em seu caminho de luz e pode ser bloqueada por objetos. Certifique-se de que o que você deseja esterilizar está diretamente alinhado com a luz ultravioleta. Você pode minimizar esse problema usando várias lâmpadas UV para gerar irradiação UV de diferentes ângulos.
Microrganismos como esporos de fungos, micobactérias e organismos ambientais são mais difíceis de matar com sistemas UVGI em comparação com bactérias e vírus. Embora isso possa ser verdade, os sistemas UVGI que emitem altas doses de luz UV ainda podem ser usados para remover contaminantes fúngicos dos sistemas de ar condicionado.
Uma outra limitação da esterilização por UV é que o UVC causa tantos danos nas proteínas e no DNA/RNA que eles não podem ser usados para produtos biomédicos. Por exemplo, a esterilização UVC de vírus causa tantos danos às proteínas de superfície dos vírus que eles não podem ser usados como vacinas para induzir respostas imunes adequadas. Um tipo diferente de método de “inativação por UV” é usado em produtos biomédicos para preservar as proteínas da superfície viral enquanto inativa eficazmente os vírus.
Perigos de segurança em relação a Esterelização UV
Queimaduras na pele ou nos olhos: A exposição direta da pele e dos olhos à radiação UVC de algumas lâmpadas UVC pode causar lesões oculares dolorosas e reações cutâneas semelhantes a queimaduras. Nunca olhe diretamente para uma fonte de lâmpada UVC, mesmo brevemente.
Inalação de ozônio: Algumas lâmpadas UVC geram ozônio, que pode ser irritante para as vias respiratórias.
Degradação do material: UVC pode degradar certos materiais, como plástico, polímeros e têxteis tingidos.
Exposição ao mercúrio: Algumas lâmpadas UVC contêm mercúrio, que é tóxico mesmo em pequenas quantidades. É necessário extremo cuidado ao limpar e descartar uma lâmpada que quebrou.
Conclusão
A luz ultravioleta é uma medida de esterilização eficaz contra uma ampla gama de diferentes microrganismos presentes no ambiente. O uso de equipamentos de esterilização UV está se tornando mais difundido. Assim, é provável que esta indústria continue a crescer nos próximos anos.
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