Qual é o desinfetante mais eficaz: álcool 70% ou luz ultravioleta (UV)?

Luz ultravioleta C vs. alcool - Qual é mais eficaz?

O álcool é um desinfetante com ação microbicida amplamente conhecido no mundo todo. É um desinfetante líquido econômico e eficaz para a higienização de superfícies. Quando diluído em água para alcançar a concentração de 70%, o álcool etílico (etanol) se torna ideal para inativar microrganismos por não evaporar tão rapidamente quanto o álcool puro.

Entretanto, a higienização a seco realizada com a luz ultravioleta C (UVC) também é rápida e tem alta eficácia. Um estudo realizado na Universidade de São Paulo comprovou que basta a exposição de 0,32 segundos para eliminar 99% do novo coronavírus (SARS-CoV-2), clique aqui para acessar o artigo científico1.

Inativação viral (%)Tempo de exposição (s)
900,01
990,32
99,92,98
Tabela 1: Tempo de exposição à luz UV-C necessário para a inativação do SARS-CoV-2.

Vantagens e desvantagens do álcool e da luz UVC

Ambos os métodos têm vantagens e desvantagens. Por exemplo, o álcool tem a vantagem de ser uma substância barata, facilmente produzida e que pode ser usada para desinfetar as mãos das pessoas. Entretanto, por se tratar de um líquido inflamável e explosivo, o álcool e não pode ser usado para desinfetar o ar de ambientes ou sobre as superfícies que não podem ser molhadas ou absorver seus resíduos, tais como alimentos, papéis e equipamentos eletrônicos.

Já a luz ultravioleta C de 254nm é um tipo de radiação eletromagnética muito similar à luz visível e infravermelha. Por isso, a luz UVC apresenta as vantagens de poder promover a desinfecção a distância, a seco, a frio e sem deixar resíduos tóxicos. Historicamente, a radiação UVC é usada na Europa desde 1909 para desinfetar água potável para consumo humano. Hoje em dia, no mundo todo são utilizados sistemas UVC para desinfetar até mesmo o ar e superfícies de alimentos e materiais não laváveis, tais como papéis e equipamentos eletrônicos. Por outro lado, a luz UVC tem a desvantagem de não pode ser utilizada para desinfetar a pele ou os olhos de pessoas devido ao potencial de causar queimaduras similares às ocasionadas pela luz emitida por soldas elétricas.

Se a luz ultravioleta for comprimento de onda menor que 240nm ela também poderá formar ozônio2, uma substância com cheiro forte que promove a degradação de metais, plásticos, borrachas, além de ser considerado um poluente cancerígeno. Portanto, a luz UVC de comprimentos de onda inferiores a 240nm tem uso desaconselhado onde existam materiais sensíveis a oxidação e até mesmo pessoas que não estejam sendo diretamente expostas à luz. Já a luz UVC de comprimento de onda de 254nm é mais aconselhada por não gerar ozônio e ser facilmente barrada por materiais sólidos, incluindo até mesmo vidros e plásticos transparentes de mais de 3mm de espessura.

Luz ultravioleta C do UV Surface sendo usada para higienizar celulares, um notebook e um livro.
A luz ultravioleta de 254nm pode ser usada para higienizar materiais não laváveis, como papéis, tecidos, alimentos e equipamentos eletrônicos.

Como foi feita a comparação?

Na ciência, os procedimentos precisam ser testados e validado para determinado microrganismo na superfície analisada. Assim, foi realizado um estudo na Universidade Brasil pela Roseane Soares, aluna de pós-graduação orientada pela Profa. Dra. Alessandra Baptista3.

Os experimentos compararam a eficácia em três superfícies: granito, couro sintético e MDF. As bactérias analisadas foram Escherichia coli e Staphylococcus aureus, que são microrganismos frequentemente associados a doenças em humanos e outros animais. Interessante notar que elas possuem diferenças celulares que as tornam sensíveis a antibióticos distintos, isto é, S. aureus é Gram-positiva e E. coli é Gram-negativa.

As amostras foram comparadas entre os seguintes grupos experimentais: controle não tratado, irradiação de luz UVC por 5 segundos, irradiação de luz UVC por 10 segundos e exposição ao álcool 70%. O equipamento emissor de luz germicida de 254nm usado foi o UV Surface da Biolambda, posicionado à distância de 1 centímetro da amostra para a varredura. Com álcool 70%, foi usado o método spray/dry wipe, que consiste em borrifar a substância e esfregar com um papel toalha.

Ilustração computacional representando uma bactérias Gram-positiva.
Imagem ilustrativa tridimensional (3D) gerada por computação gráfica de um grupo de bactérias Gram-positivas, Corynebacterium diphtheriae. A recriação artística foi baseada em imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Imagem de: Public Health Image Library Centers for Disease Control and Prevention (CDC).

Afinal, qual é mais eficaz? Álcool ou luz UVC?

O estudo mostrou a esterilização completa das superfícies contaminadas por microrganismos e irradiadas com luz ultravioleta C (254nm) por 5 ou 10 segundos de exposição.

Por outro lado, o método spray/dry wipe que utilizou álcool 70% foi parcialmente eficaz, deixando microrganismos vivos na superfície de MDF contaminadas com S. aureus (bactéria Gram-positiva) e na superfície de granito contaminada com E. coli (bactéria Gram-negativa).

Portanto, a luz ultravioleta C em 254nm (UVC) se mostrou eficaz em todas situações testadas pelo estudo. Além disso, a dosagem de luz emitida em apenas 5 segundos já foi suficiente para inviabilizar por completo (mais que 99,9999%) a sobrevivência dos microrganismos analisados.

Superfície de MDF de consultório odontológico sendo higienizada com o UV Surface.
Superfície de MDF de consultório odontológico sendo higienizada com luz ultravioleta C do UV Surface da Biolambda.

Todos equipamentos emissores de luz UV são igualmente eficazes?

A resposta é não. O efeito desinfetante da radiação UV depende fortemente dos seguintes fatores: 1) Emissão principal em comprimentos de onda UVC com picos em 222nm, 254nm, 265nm, etc; 2) Potência óptica que depende da potência elétrica e a eficiência energética da lâmpada germicida; 3) Dimensões da área exposta; 4) Tempo de exposição; e 5) Espécie e fase de vida do microrganismo. Com esses parâmetros podemos definir o conceito de dose de luz ultravioleta, que geralmente é calculada em unidades de mJ/cm2, J/m2. Basicamente, a dose é calculada multiplicando o tempo de exposição em segundos pela irradiância. A irradiância é igual à potência óptica (Watts ou miliwatts) dividida pela área iluminada (metro quadrado ou centímetro quadrado). A irradiância também é frequentemente chamada de intensidade luminosa, brilho, densidade de potência ou taxa de fluência.

O UV Surface da Biolambda é equipado com uma lâmpada germicida dupla, com cerca de 90% de emissão no comprimento de onda de 254nm (ou mais precisamente, 253,7nm), com 18 Watts de potência elétrica e que mede cerca de 20 centímetros de comprimento. Este é o modelo de lâmpada germicida compacta de maior eficiência e, portanto, maior densidade de potência do mercado. Para comparar diretamente, a lâmpada LP-Hg do UV Surface tem cerca de 30% de eficiência energética (i.e., capacidade de transformar eletricidade em luz), enquanto os LEDs e lâmpadas de KrCl (emissoras de comprimento de onda em 222nm) têm eficiências abaixo dos 5%. Adicionalmente, a lâmpada germicida do UV Surface é posicionada dentro de uma carcaça de aço inox polido que age como um refletor e quase dobra a intensidade luminosa na área exposta. Por isso, este equipamento da Biolambda é tão rápido e eficaz para desinfetar superfícies.

Referências

  1. C. P. Sabino, et al. UV-C (254 nm) lethal doses for SARS-CoV-2. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy, 2020. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1572100020303495
  2. R. Whitehead, S. De Mora, S. Demers. Enhanced UV radiation – a new problem for the marine environment. 2021. Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/267242490_Enhanced_UV_radiation_-_a_new_problem_for_the_marine_environment
  3. A. Baptista, R. Soares. Luz UV-C na descontaminação de diferentes superfícies. Dissertação de Mestrado Profissional em Bioengenharia, Universidade Brasil. 2021.
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