Combatendo doenças com luz ultravioleta

Os pesquisadores determinarão os níveis ultravioleta de melhores práticas e os tempos de exposição para que os dispositivos de desinfecção baseados em ultravioleta possam ser desenvolvidos para matar vírus transportados pelo ar em salas e superfícies. Crédito: Alyssa LaGrange, Mary Baldwin College. Todos os direitos reservados.

26 de maio de 2020

Por Mariah Chuprinski

UNIVERSITY PARK, Pa. - Agora e nos próximos meses, hospitais e prédios comerciais serão encarregados de higienizar grandes ambientes internos para evitar a transmissão de vírus como o SARS-CoV-2, que causa o COVID-19. Um novo estudo financiado com financiamento inicial poderia fornecer a base de conhecimento necessária para desenvolver produtos de radiação óptica usados ​​em processos de saneamento em larga escala.

William Bahnfleth, co-investigador principal (PI) e professor de engenharia arquitetônica na Penn State, está se juntando ao co-PI Suresh Kuchipudi, professor clínico de ciências veterinárias e biomédicas na Penn State's College of Agricultural Sciences, para estudar a capacidade da radiação óptica de desinfetar superfícies e reduzir a transmissão de vírus.

Bahnfleth e seus colaboradores receberam aproximadamente US$ 90.000 em fundos iniciais para o projeto de seis meses dos Institutos Huck de Ciências da Vida, Faculdade de Engenharia e Institutos de Energia e Meio Ambiente da Penn State.

Os pesquisadores testarão um coronavírus humano substituto semelhante ao SARS-CoV-2, que causa o COVID-19, contra diferentes comprimentos de onda de luz ultravioleta em um reator semelhante a um gabinete, como o mostrado. Crédito: Departamento de Engenharia Arquitetônica / Penn State. Creative Commons

“Certos comprimentos de onda da luz ultravioleta têm a capacidade de inativar microorganismos, como fungos e vírus, danificando seu DNA ou RNA, de modo que não possam mais se reproduzir”, disse Bahnfleth. “Nossa questão de pesquisa para este projeto pergunta como diferentes comprimentos de onda funcionam para desativar ou matar coronavírus como o COVID-19”.

Dentro de um reator semelhante a um gabinete, Bahnfleth, Kuchipudi e o colaborador Jim Freihaut, professor de engenharia arquitetônica da Penn State, medirão o grau de desinfecção de amostras de coronavírus expostas à luz ultravioleta de comprimentos de onda de 254 ou 365 nanômetros para diferentes períodos de exposição . Os pesquisadores usarão um coronavírus humano substituto semelhante ao vírus COVID-19 em seus testes, que serão fornecidos pelo Departamento de Ciências Veterinárias e Biomédicas da Penn State. Os testes serão realizados em um laboratório de nível 2 de biossegurança no Penn State University Park.

“Quando os níveis de ultravioleta e os tempos de exposição das melhores práticas são determinados, os dispositivos de desinfecção baseados em ultravioleta podem ser projetados para desativar vírus transmitidos pelo ar em sistemas de suprimento de ar de edifícios, superfícies de salas ou equipamentos, máscaras faciais e equipamentos de amostragem de vírus”, disse Freihaut. “A mesma tecnologia pode ser usada, daqui para frente, também para desativar bactérias e outros tipos de vírus, mas os níveis de luz ultravioleta podem precisar ser ajustados para cada contaminante alvo específico”.

Em última análise, disse Freihaut, as partes interessadas poderiam aplicar esses mesmos recursos nos sistemas HVAC de escolas e salas de conferência, que são focos significativos para a propagação de vírus da gripe de todos os tipos.

No segundo segmento do projeto, Donghyun Rim, da Penn State, professor assistente de engenharia arquitetônica, e Richard Mistrick, professor associado de engenharia arquitetônica, trabalharão com Bahnfleth para aplicar as descobertas da parte experimental do estudo à modelagem de dinâmica de fluidos computacional e simulações de iluminação. As simulações servirão para prever o efeito do sistema de irradiação germicida combinado com os esforços de ventilação e filtração na viabilidade das amostras de coronavírus.

“Vamos desenvolver um plano para controlar diferentes elementos que entram no modelo espacial, bem como o risco de infecção que se move pelo espaço de distribuição de ar”, disse Rim. “Também vamos modelar o movimento típico do ar de uma sala, que geralmente é removido, limpo e recirculado em um espaço”.