Instituto Valenciano de Microbiología
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Evaluación de la dosis de UV para los microorganismos en el aire que transitan por dispositivos de radiación germicida ultravioleta en el conducto (UVGI).

[Method of evaluating the UV dose to airborne microorganisms transiting in-duct ultraviolet germicidal irradiation devices].

(ISO 15714: 2019).

Información

Prueba no acreditada aún en nuestro laboratorio.

Los microorganismos (bacterias, hongos o sus esporas) y los virus pueden estar presentes en el aire y algunos pueden causar enfermedades al ser inspirados con el aire. Por ello, se han desarrollado procedimientos para desinfectar el aire e inactivar los microorganismos o virus, o sus ácidos nucleicos (ADN o ARN) que puedan estar presentes en él, antes de ser introducido al interior de las viviendas o locales, con el objetivo de prevenir las infecciones transmitidas por el aire. Uno de los procedimientos utiliza unos dispositivos generadores de radiación germicida ultravioleta (UVGI: Ultraviolet Germicidal Irradiation) de una longitud de onda entre 240 y 280 nm. En estos dispositivos UVGI la desinfección del aire se consigue mediante lámparas de UV montadas en los conductos de los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC: Heating, Ventilating and Aire-Conditioning). Un dispositivo UVGI consta de un filtro a través del cual penetra el aire nuevo, de unas lámparas de UV, seguido de un sistema en serpentín de calentamiento o enfriamiento que luego se distribuye por las salidas de aire acondicionado.

Para evaluar la actividad de un dispositivo UVGI, la norma ISO 15714: 2019 describe un equipo de prueba, diseñado para simular las condiciones reales de uso en los conductos de sistemas HVAC, e incluso los microorganismos estándar habituales que pueden utilizarse como representantes genéricos de las diferentes sensibilidades a la radiación UV. Además, establece cómo realizar el proceso de evaluación del dispositivo UVGI. Con este equipo de pruebas se pueden evaluar los dispositivos UVGI en función de la velocidad del flujo de aire y permite evaluar y comparar de forma fiable la capacidad de inactivación de los microorganismos y el rendimiento de los dispositivos UVGI.

En las pruebas se recomienda utilizar microorganismos subrogados como representantes de alguno de los patógenos para los que se desee demostrar la eficacia desinfectante del dispositivo UVGI, con el fin de que sea más segura su manipulación que la del patógeno real, evitando los riesgos de que se produjesen infecciones en el personal que realice las pruebas en el laboratorio. La norma recomienda como microorganismos de prueba Serratia marcescens como representante de bacterias sensibles a la radiación UV, como son las bacterias gramnegativas (para ensayar dispositivos UVGI con una dosis UV efectiva inferior a 25 J/m2); Bacillus subtilis, como representante de bacterias grampositivas y formadoras de esporas con escasa sensibilidad a la radiación UV (para ensayar dispositivos UVGI con una dosis UV efectiva inferior de 25 J/m2 a 120 J/m2); y Cladosporium sphaerospermum como representante de hongos con elevada sensibilidad a la radiación UV (para ensayar dispositivos UVGI con una dosis UV efectiva superior a 120 J/m2). La norma no indica el uso de virus, pero en nuestro laboratorio podemos realizar la adaptación de la norma para evaluar la eficacia de inactivación del dispositivo frente a virus utilizando los virus subrogados adecuados entre los solicitados por el cliente.

El dispositivo de prueba descrito por la norma está constituido por un conducto de 5 metros de longitud construido con acero galvanizado o aluminio, de sección cuadrada, y dividido en tres partes: a) una parte inicial o anterior, donde se realiza la inoculación (2 m); b) una parte central donde se sitúa el dispositivo UVGI (1 m), y c) una parte final o posterior (2 m) donde se sitúa la salida de muestreo. En el extremo anterior se sitúa un insuflador de aire (soplador), un regulador del caudal de aire y un filtro HEPA para evitar introducir con el aire insuflado otros microorganismos distintos a los utilizados en la prueba. En el extremo opuesto posterior se sitúa la salida del aire dotada de filtro HEPA para evitar la dispersión al ambiente de los microorganismos de prueba utilizados.

Los microorganismos de prueba se introducen en el equipo de prueba a la concentración recomendada por la norma y con el dispositivo UVGI apagado debe comprobarse su concentración para utilizar el valor obtenido como control del efecto inactivador del conducto. Después, para conocer la eficacia del dispositivo UVGI se realizan las mediciones con la lámpara UV encendida y precalentada realizando las mediciones en la salida de muestreo. Los muestreos se realizan por triplicado utilizando un impactador de etapas tipo Andersen. Para que las mediciones de muestreo sean válidas debe demostrarse que no existen diferencias superiores al 50% entre las distintas mediciones. Además, las pruebas de cuantificación de microorganismos deben realizarse a tres caudales diferentes de flujo de aire de 1.000 ± 100 m3/h, 2.000 ± 100 m3/h, y 3.000 ± 100 m3/h (total nueve muestreos de control sin exposición a la radiación UV y otros nueve muestreos con exposición a la radiación UV por cada microorganismo o virus evaluado).

Las medias de los recuentos de los microorganismos presentes en el aire antes y después de la irradiación con UV se utilizan para calcular la tasa de inactivación del microorganismo de ensayo para cada flujo de aire, obtenida con el dispositivo UVGI ensayado (porcentaje N0/N o su logaritmo).

La dosis UV (D) es el producto de la irradiación UV y el tiempo de exposición al que se expone un determinado microorganismo o superficie (mJ/cm2). La dosis UV del dispositivo UVGI de ensayo puede determinarse a partir de la tasa de inactivación y la constante de sensibilidad UV (k) del microorganismo de ensayo.

La constante de sensibilidad UV (k), indica el grado en que un microorganismo es sensible a la luz UV o con qué facilidad puede inactivarse mediante la radiación UV. La norma ISO 15174 indica varios rangos de k para diferentes microorganismos de ensayo obtenidos de referencias bibliográficas.

A partir del cálculo de la dosis UV (D) del dispositivo UVGI para los diferentes flujos de aire ensayados, se puede determinar la curva dosis UV-tasa de flujo de aire, que se emplea como indicativo de la eficacia del dispositivo UVGI. Un dispositivo UVGI con una mayor dosis UV bajo el mismo caudal de aire tendrá una mayor capacidad para inactivar microorganismos y desinfectar el aire.

Si no se conoce la constante de sensibilidad del microorganismo de ensayo, puede determinarse empleando un segundo dispositivo experimental indicado por la norma. Este dispositivo está formado por un conducto opaco de sección cuadrada, de escasa reflectividad, que se ensancha en el centro para formar una cámara de exposición UV, dotada de un panel superior de vidrio de sílice transparente a la luz UV en el que se sitúan cuatro lámparas UV. La intensidad de los rayos UV en la cámara se puede controlar por el número de lámparas encendidas o con paneles de malla de alambre fino, situado entre las lámparas y la cámara para reducir el paso de la radiación. A través del dispositivo se hace pasar aire a una velocidad determinada regulando el flujo. Además, se puede medir la temperatura y la humedad al principio y final de la prueba. En el dispositivo se inyectan los microorganismos a una determinada concentración y un flujo de aire mantenido. El microorganismo, su preparación y las condiciones del ensayo deben ser los mismos que los empleados en el ensayo de inactivación con el dispositivo UVGI a evaluar. Las muestras del aire emitido, tanto sin radiación, como con cinco dosis de radiación UV diferentes se utilizan para determinar la tasa de inactivación (log N0/N). Al haber medido las dosis administradas (D), conociendo la tasa de inactivación, se puede deducir el valor de la constante de sensibilidad (k). Conociendo el valor k del microorganismo de ensayo, se puede calcular la dosis UV del dispositivo UGVI evaluado y la curva dosis UV-tasa de flujo de aire, para la evaluación de la capacidad del UVGI.

Coste de las pruebas