AVALIAÇÃO DA UTILIZAÇÃO DE CABINES ULTRAVIOLETAS COMO DESCONTAMINANTES DE CARRINHOS DE COMPRAS EM SUPERMERCADOS DURANTE A PANDEMIA DE SARS-COV2. ASPECTOS TÉCNICOS E DE SEGURANÇA

RESUMO: O presente trabalho teve como objetivo analisar a segurança e o potencial uso da radiação ultravioleta de ondas curtas (UVC) como esterilizador com foco em SARSCov2, em carrinhos de compras em supermercados. Visando avaliar o potencial da radiação ultravioleta como germicida sob os aspectos técnicos, de eficiência e de segurança, foi feita extensa revisão bibliográfica. Além disto, foram analisadas cabines de desinfecção em 3 unidades de uma rede de supermercados no Município de São Paulo, utilizando equipamento específico (radiômetro), visando avaliar o potencial de descontaminação e o nível de segurança do processo.  As medições realizadas apontaram intensidades de raios UVC que variaram de 0,215 a 1,373 W/m2. Se levarmos em conta a duração de exposição praticada (30 segundos), as doses variaram de 0,647 a 4,119 mJ/cm².  Em uma das cabines, foi detectada falhas estruturais que permitiam “vazamentos de UV” capazes de gerar danos caso medidas básicas de proteção não sejam tomadas. Os dados reforçaram o potencial desta tecnologia como adjuvante em um processo que visa a segurança, também reforçam a necessidade de definir critérios para construção e uso desta tecnologia.
Palavras-chave: Coronavírus. Microbiologia. Segurança de alimentos.

ABSTRACT:

The present work had as objective to analyze the safety and potential use of shortwave ultraviolet radiation (UVC) as a sterilizer with a focus on SARSCov2 in supermarket shopping carts. Material and methods:

Aiming at evaluating the ultraviolet as a germicide under technical, efficiency and safety aspects, an extensive literature review has been made. In addition, disinfection booths were analyzed in 3 units of a supermarket chain in the city of São Paulo, using specific equipment (radiometer) in order to evaluate the decontamination potential and the safety level of the process.  The measurements performed showed intensities of UVC rays ranging from 0.215 to 1.373 W/m2. If we take into account the duration of exposure practiced (30 seconds), the doses varied from 0.647 to 4.119 mJ/cm2.  In one of the cabins, structural faults were detected that allowed “UV leaks” capable of generating damage if basic protection measures are not taken. The data reinforced the potential of this technology as an adjuvant in a process aimed at safety, also reinforcing the need to define criteria for the construction and use of this technology.
Keywords: Coronavirus. Microbiology. Food safety..

INTRODUÇÃO

A radiação ultravioleta germicida UVGI (Ultraviolet Germicid Irradiation), é definida como o uso da radiação ultravioleta no comprimento do onda da luz em sua faixa  germicida (200-320nm) para desinfecção de ar e superfícies, O termo foi cunhado para diferenciar-se as radiações ultravioletas não germicidas (UVA), das reconhecidamente germicidas (UVB e UVC).  Esta pode reduzir a carga microbiana inativando enzimas microbianas sem causar danos ao alimento (Beltran e Canovas 2004) A irradiação germicida ultravioleta (UVGI) usando luz ultravioleta-C de ondas curtas (UVC, geralmente 245 nm) tem uma longa história de aplicações antissépticas na medicina e é usada para desinfecção do ar em hospitais (REED 2010). Em 2003 o CDC (Center for Disease Control) reconheceu a efetividade do UV como adjuvante no tratamento de sistema de ar de hospitais (CDC 2019).

No início do século XX, a radiação UV foi usada no tratamento da tuberculose (TB) e infecções dermatológicas, mas em meados deste século, com a descoberta de antibióticos e outras drogas, o uso generalizado da terapia radioativa parou (BOERE e col 2017). UV também é utilizada historicamente na desinfecção de superfícies em redes de água (KOWALSKI 2009). A desinfecção por meio da radiação ultravioleta (UV) é um processo utilizado inclusive para tratamento de esgotos, pelo qual nenhum tipo de substância é adicionado ao resíduo a ser tratado. Não deixa quaisquer substâncias tóxicas no efluente tratado, tornando-se uma prática bem mais segura que as demais (BATISTA e col, 2013). É este, um tipo de radiação já utilizada no tratamento de frutas, por ser considerada segura, sobretudo porque não apresenta efeito residual (EMBRAPA 2015).  Este é um dos vários processos físicos que podem ser utilizados para a esterilização de alimentos ou na higienização de superfícies que irão entrar em contato com alimentos, sendo que na indústria de alimentos, a utilização de radiação ultravioleta apresenta várias vantagens, quando comparada com os desinfetantes químicos, visto que esta radiação não deixa resíduos nas superfícies e tão pouco subprodutos indesejáveis.  (BACHMANN, 1975; WONG et al., 1998; CHANG et al., 1985).  

A radiação no Brasil é utilizada em larga escala para redução de carga microbiana em alimentos, sendo regulamentada pela resolução da diretoria colegiada ANVISA -RDC nº 21, de 26 de janeiro de 2001 (publicada no dou nº 20, de 29 de janeiro de 2001). Irradiação de alimentos (BRASIL, 2001).

Vantagens na aplicação
É considerada um agente sanificante físico que elimina bactérias, bolores, leveduras e vírus; não deixando resíduos nas superfícies aplicadas, não apresentando restrições quanto ao seu uso em relação à legislação (Silva 2000). A luz ultravioleta demonstrou ser capaz de destruir vírus, bactérias e fungos em centenas de estudos de laboratório (MCDEVITT et al., 2012). Tem se mostrado como a forma mais rápida, confiável, efetiva, econômica e ambientalmente segura no tratamento de superfícies e líquidos (ABREU e FARIA 2004).

O método mais prático de gerar radiação UV é pela passagem de descargas elétricas de vapor de mercúrio a baixa pressão dentro de tubos de vidro especiais, conhecidos comercialmente como lâmpadas germicidas. Segundo ICMSF (1980), uma lâmpada germicida de 50 W, posicionada a 1 metro de distância de um alvo, tem uma intensidade de 100 mW/cm². As doses de irradiação absorvidas são medidas em energia, expressas em ergs ou mW.s/cm²_. A radiação UVC não traz efeitos biológicos significativos no ser humano, pois é logo absorvida pela atmosfera (SET 2020).

A luz ultravioleta pode ser um desinfetante eficaz para descontaminar as superfícies de vírus, incluindo o vírus SARS-CoV, possivelmente porque gera foto dímeros indutores de UV nos genomas da estrutura de microrganismos (DARNELL et al., 2004).

A aplicação da tecnologia de ultravioleta em alimentos tem como vantagens, principalmente, ser um tratamento de conservação físico não térmico (pasteurização a frio), pois geralmente ocorre em temperaturas próximo à do meio ambiente, não deixa resíduos no produto alimentar e, ao contrário do Radiação X ou gama, a luz UV não é ionizante, isso significa que não ejeta elétrons. No entanto, sua eficácia é limitada pelo tipo de radiação aplicada (UVA, UVB, UVC), pela dose e pelo grau de penetração do mesmo no produto (ALOTHMAN, BATH, e KARIM, 2009).

Modo de ação
Os mecanismos de ação da radiação ultravioleta (UV) sobre os micro-organismos são diferentes daqueles dos agentes desinfetantes químicos. O mecanismo predominante é, supostamente, o da alteração do Ácido Desoxirribonucleico (DNA) das células, tornando o organismo incapaz de reproduzir-se. Desta forma, o organismo é inativado com relação a sua capacidade de proliferação e transmissão da doença (BRYANT et al., 1992) As irradiações também inibem, em menor extensão, a síntese de proteínas (INGRAM e ROBERTS, 1980). A irradiação UV pode levar à formação de dímeros de pirimidina, interferindo assim na duplicação do DNA vírus, além de levar à destruição de ácidos nucléicos e tornar os vírus não infecciosos (BRICKNER e col., 2003).

Dose recomendada e segurança

Estudos têm documentado a efetividade da radiação ultravioleta na destruição de microrganismos contaminantes de várias superfícies de materiais (ROWAN et al., 1999; SIZER e BALASUBRAMANIAN, 1999). A radiação UV tem sido empregada para redução da microbiota de superfícies de materiais utilizadas na embalagem de alimentos, seja em processos assépticos ou não (YOUSEF e MARTH, 1988). O sucesso da esterilização de embalagens pela radiação UV depende de uma série de fatores, sendo que a superfície a ser esterilizada deve estar extremamente limpa. Segundo Reuter (1993, citado por ALEXANDRE 2008) como os raios UV têm um poder pequeno de penetração, podem ser facilmente absorvidos por partículas sólidas na superfície da embalagem. Sendo assim, os microrganismos podem ser protegidos por poeira, provocando o chamado “efeito sombra”. Devido a seu baixo grau de penetração é mais eficiente sobre superfícies ou materiais transparentes, como ar, água e polietileno. A aplicação deve ser feita diretamente sobre o alvo (BACHMANN, 1975). Além disso, tanto a distância como o ângulo de incidência da fonte à superfície a ser tratada devem ser cuidadosamente considerados (CHAMBERS & NELSON, 1993). Alexandre e col (2008), em trabalho que objetivou, a avaliação da eficiência da radiação ultravioleta (UV) na esterilização de superfícies de embalagens para alimentos analisaram a redução reduções decimais de esporos de Bacillus subtilis, concluindo que esse sistema de esterilização de superfície de embalagens é eficaz, principalmente quando o tempo de exposição do material à irradiação UV 254 nm for superior a 30 s. Concluindo porem que o processo para ser considerado eficaz precisa levar em conta, entre outros aspectos, tempo de exposição e distância da fonte luminosa.  Estudo conduzido por Bedell e col (2016), indicou que a energia UVC emitida foi capaz de reduzir títulos virais do MHV-A59 em salas limpas em uma média de 2,71 log ₁₀ em 5 minutos e 6,11 log ₁₀ em 10 minutos de exposição, resultando em níveis indetectáveis do vírus MHV-A59. Para MERS-CoV, um tempo de exposição a UVC de apenas 5 minutos resultou em níveis indetectáveis de vírus. Kim e Kang, em 2018, investigaram a possibilidade de inativação da infecciosidade viral com tratamento utilizando raios UVC via LED, alcançando reduções de 5 logs em 45mJ/cm ² para os vírus MS2, Qβ e ϕX174.

Embora o vírus SARS-CoV-2 ainda não tenha sido especificamente testado quanto à sua suscetibilidade aos ultravioletas, outros testes em coronavírus similares, incluindo o coronavírus SARS, concluiu que eles são altamente suscetíveis a inativação ultravioleta (KOWALSKI et al., 2020). Com relação especificamente ao coronavírus quando comparado ao adenovírus, este é de 7 a 10 vezes mais sensível a radiação ultravioleta (WALKER e KO 2007). Tseng e Li (2005), em pesquisa onde utilizaram luz ultravioleta em coronavírus em meio de cultura, atingiram níveis indetectáveis de vírus depois de 60 minutos.

Quanto à segurança do método, sob a perspectiva da saúde do trabalhador, não há limites regulatórios de exposição à radiação UV. Para radiação ultravioleta de ondas curtas (254nm) a American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) estabelece o limite de 60 (J/m2)/6.0 mJ/cm2 (ACGIH 2012)

O presente trabalho teve como objetivo analisar a segurança e eficiência do uso da radiação ultravioleta de ondas curtas (UVC) como esterilizador com foco em SARSCov2, em carrinhos de compras de supermercados.

METODOLOGIA

Visando avaliar o impacto do uso da radiação ultravioleta como germicida, histórico de uso e embasamento legal foi feita uma extensa revisão bibliográfica, buscando o entendimento científico sobre o tema, sobre a ótica dos estudos mais modernos no Brasil e no mundo, dando enfoque especial a utilização desta tecnologia como adjuvante de prevenção quanto a pandemia de SARSCov2. Para atestar a segurança e eficácia da cabine ultravioleta em questão, foram feitas medições da radiação emitida pelas cabines, em 3 unidades de um grupo de supermercados localizados no Município de São Paulo. Para tais medições foi utilizado equipamento específico, Foto-Radiômetro Digital Portátil – HD2302.0 da marca Delta OHM, com sonda de medição de irradiação LP 471 UVC com módulo SICRAM; na faixa espectral de 220nm280nm, pico 260nm, faixa espectral UVC, difusor de quartzo para correção do coseno. Faixa de medição: 0,1⋅10-3W/m2 …2000 W/m2. Visando verificar possíveis “vazamentos”, foram efetuadas medições na parte externa da cabine e no ambiente (distância mínima de 1 metro da cabine), além de medições dentro das cabines a fim de atestar a eficiência do processo. Características da cabine: Altura = 1,4 m; comprimento = 1,6 m, largura = 1,4. Sistema de lâmpadas germicidas. Todas as cabines continham 3 lâmpadas ultravioletas Puritec Osram HNS de 30w modelo G13 G30T8/OF, com comprimento de onda dominante: 254 nm, dispostas nas laterais e teto da cabine.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

As medições da área externa apontaram uma intensidade máxima de 0,0016 W/m², já as medições feitas na área interna da loja, distantes da cabine, apontaram intensidade luminosa que variaram entre 0,0001 a 0,0003 W/m², em virtude de se tratar de área coberta e a luminosidade solar apresenta radiação. As medições feitas diretamente na área externa da cabine apontaram, intensidades que variaram de 0,0001 a 0,0744 W/m² .

Em duas das cabines (loja 3) foram detectadas frestas por onde detectou–se “vazamento” de UV. A medição feita diretamente nestas cabines (fresta lateral) apontaram intensidades de 0,0294 0,0744 W/m² respectivamente, denotando que as cabines não se encontravam totalmente vedadas. Estas intensidades, se fossem aplicadas diretamente sobre a pele, excederiam os limites estabelecidos pela American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH), que estabelece o limite diário de 6.0 mJ/cm2, a em 34 minutos de exposição (ACGIH 2012).  Nestas mesmas cabines as medições feitas a 0,86 metros de distância da cabine apontaram intensidades normais de radiação a 0,0003 W/m², isto é, as mesmas do ambiente interno da loja. Estes dados demonstram a necessidade de existirem critérios claros para construção de tais cabines e uma correta orientação quanto ao seu uso garantindo a segurança do usuário.

As medições efetuadas dentro da cabine a fim de detectar a intensidade de UV gerada, buscando o efeito germicida, apontaram intensidades que variaram de 0,215 a 1,373 W/m2. Se levarmos em conta a exposição de 30 segundos, as doses variaram de 0,647 a 4,119 mJ/cm². Esta variação pode ocorrer por vários motivos como especificação e tempo de uso das lâmpadas, material e dimensionamento das cabines, altura das compras (no caso simulado pela sonda).

Com relação ao tempo de permanêcia dentro da cabine, este é um fator de grande impacto. Apenas a título de exemplo se este tempo fosse aumentado de 30 para 90 segundos, as doses aplicadas seriam de 1,9413 a 12,357 mJ /cm ², aumentando consideravelmente o efeito. As doses aplicadas podem ser consideradas ou não suficientes para reduzir a carga microbiana a depender do referencial adotado e do micro-organismo alvo, como podemos ver no quadro 1. No caso específico do Sars-CoV-2, por ser um micro-organismo ainda pouco testado, os estudos ainda diferem bastante quando a dose suficiente para sua total eliminação, conforme apontam os estudos citados neste trabalho. Tseng e Li 2007, pesquisando a Inativação de vírus em superfícies por irradiação germicida ultravioleta utilizaram uma câmara de exposição de UV de aproximadamente 0,02 m ³ de volume (0,27 m × 0,30 m × 0,3 m), expondo amostras a  quatro lâmpadas UVC de 8W colocadas 30,5 cm acima da superfície do meio com um pico de radiação a 253,7 nm para ação germicida. Neste estudo, para redução viral de 90%, o vírus ssRNA (MS2) (vírus com estrutura similar ao coronavírus) exigiu uma dose extremamente baixa de UV (1,32 a 3,20 mJ /cm ²), portanto menores do que alcançadas no presente estudo.

As medições efetuadas estão apresentadas no quadro 1.