Sistemi di sanificazione con lampade UV-C

L’emergenza sanitaria legata  al COVID-19 ha evidenziato l’importanza dell’igiene e pulizia degli ambienti che quotidianamente frequentiamo, dalla nostra casa, al luogo di lavoro, alla nostra auto. Igiene e pulizia rappresentano il punto di partenza per vivere nel modo migliore, in quanto tendono ad allontanare disturbi respiratori, riniti, allergie e infezioni. Una semplice operazione di pulizia, però, non sempre riesce a rendere davvero sano un ambiente, specialmente se piccolo (come l’auto) o frequentato da molte persone. È per questo motivo che diventa fondamentale procedere alla sanificazione degli ambienti, con specifiche procedure e tecniche.

È importante però fare chiarezza sulla differenza tra pulizia e sanificazione (o disinfezione). La prima va sempre preceduta alla seconda.

Per pulizia infatti, si intende tutto quello che riguarda la rimozione, manuale o meccanica, dello sporco “visibile” di ogni tipo (polvere, grasso, liquidi, ecc.), utilizzando detergenti e/o acqua. La sanificazione o disinfezione, consiste in un intervento mirato a distruggere totalmente o parzialmente i germi infettivi presenti su superfici ed oggetti o presenti nell’aria.

È nell’ambito della sanificazione che Silap propone i prodotti iJen che sfruttano le proprietà germicida della luce ultravioletta UV-C. Quando un microrganismo è esposto ai raggi UV-C, i nuclei delle cellule vengono modificati a tal punto che la divisione cellulare e quindi la riproduzione vengono inibiti e i microorganismi distrutti.

Grazie alla tecnologia UVC, iJen risponde all’esigenza di sanificazione a 360° per ambienti come auto, piccoli vani, aree di lavoro (ambienti di produzione e stoccaggio merci, uffici), aree comuni e di svago (aree ristoro, mense, spogliatoi, sale meeting), mezzi di trasporto (treni, tram, veicoli, traghetti, aerei, autobus), istituti ed enti locali (scuole, asili, università, poste, banche, auditorium, comuni) nonché bar, ristoranti, cinema, ospedali, cliniche veterinarie, chiese, condomini, supermercati e centri commerciali.

La gamma prodotti iJen si articola nelle seguenti serie:

  • MOVING
    I prodotti di questa serie si possono spostare facilmente in diversi contesti e sono adatti ad ambienti in assenza di persone (es. abitacoli di autoveicoli, ripostigli, spogliatoi, studi medici, sale per trattamenti estetici, camere d’hotel)
  • AIR
    Adatta a chi ha l’esigenza di sanificare l’aria presente in locali con o senza persone evitando l’esposizione diretta alla luce UVC (case, uffici, negozi, palestre, studi medici, ambulatori, sale d’attesa, reception…)
  • DEB30
    Include prodotti in grado di sanificare i DPI usati prima di effettuare lo smaltimento tra i rifiuti indifferenziati, permettendo di abbattere la carica batterica fino al 90%. Inoltre i prodotti della serie DEB30 sono in grado di riconoscere tramite appositi sensori, se l’oggetto inserito debba riutilizzato e non smaltito, quindi possono essere utilizzati anche per la sanificazione periodica di piccoli oggetti, che per ragioni di igiene richiedono questo tipo di trattamento.
    Domanda di brevetto depositata.
  • CEILING
    I prodotti di questa serie includono plafoniere UVC da posizionare a soffitto per la sanificazione di ambienti con o senza persone
  • DRESS
    Questa serie include prodotti adatti alla sanificazione di capi d’abbigliamento dopo essere stati indossati per prova dai clienti di un negozio
  • LAMPS
    Lampade UVC prodotte da Helios Italquartz adatte come ricambi all’interno dei vari prodotti iJen o per la realizzazione di sistemi di sanificazione personalizzati

Sanificazione con radiazione UVC

La radiazione UVC è caratterizzata da un marcato effetto germicida, con un picco di massima efficacia in corrispondenza della lunghezza d’onda 254 nm.

L’UV germicida è fornito da una lampada a bassa pressione che emette UV alla lunghezza d’onda germicida (254 nm). A tale lunghezza d’onda l’UV distrugge i legami molecolari del DNA o dell’RNA dei microorganismi, producendo dimeri di timina o citosina, distruggendoli, rendendoli inoffensivi o impedendone la crescita e la riproduzione.

IL DNA serve come database (o memoria) della forma di vita mentre l’RNA regola i processi metabolici all’interno della cellula ed ha una doppia struttura elicoidale  che contiene 4 tipi di nucleotidi, ADENINA, GUANINA, TIMINA, CITOSINA.

L’RNA è assemblato come una catena di nucleotidi, ma a differenza del DNA è più frequente in natura come un singolo filamento ripiegato su se stesso, piuttosto che un doppio filamento accoppiato.

La luce ultravioletta danneggia il DNA e l’RNA dimerizzando le molecole di TIMINA-TIMINA o CITOSINA-TIMINA o di CITOSONA-CITOSINA,  inibendo la trascrizione successiva del codice genetico della cellula. Tale dimerizzazione previene la riproduzione della cellula.

La figura qui sotto riportata illustra il meccanismo di dimerizzazione della molecola TIMINA-TIMINA del DNA

Il grado di inattivazione dei microorganismi per mezzo della radiazione ultravioletta è direttamente proporzionale alla dose di UVC applicata.  Tale dose UVC (misurata mJ/cm2) è data dalla potenza della sorgente UVC (µW/cm2) per il tempo di esposizione alla luce UVC.

A titolo di esempio la tabella qui di seguito riporta i valori della potenza in uscita delle nostre lampade UVC (ad 1 mt ed a 10 cm di distanza dalla lampada stessa) e la dose UVC emessa a 10 cm per 10 sec.

Tab. 1 – Valori potenza ed intensità radiazione UVC ad 1 mt e 10 cm

            Tempo esp.= 10 sec
Modello Pot (W) Intensità @ 1 mt Intensità @ 10 cm Dose @ 10cm
Lampada UVC 135mm 4 W 1,90 µW/cm2 0,19 mW/cm2 1,90 mJ/cm2
Lampada UVC 203mm 10 W 25,00 µW/cm2 2,5 mW/cm2 25,00 mJ/cm2
Lampada UVC 287mm 14 W 40,00 µW/cm2 4 mW/cm2 40,00 mJ/cm2
Lampada UVC 357mm 15 W 53,00 µW/cm2 5,3 mW/cm2 53,00 mJ/cm2
Lampada UVC 437mm 21 W 72,00 µW/cm2 7,2 mW/cm2 72,00 mJ/cm2
Lampada UVC 587mm 30 W 95,00 µW/cm2 9,5 mW/cm2 95,00 mJ/cm2
Lampada UVC 843mm 41 W 150,00 µW/cm2 15 mW/cm2 150,00 mJ/cm2

Diverse ricerche scientifiche hanno studiato il comportamento di vari microorganismi più comuni (batteri, virus, funghi, muffe..) se irradiati con luce UVC e hanno determinato la dose UVC necessaria per diversi livelli di inattivazione (abbattimento microbiologico – %) per tipo di microrganismi patogeni.

Nella tabella qui di seguito riportiamo i valori indicativi delle dose  UVC (mJ/cm2) per tipo di microrganismo:

Tab. 2 – Dose minima necessaria per abbattimento microbiologico

  (UV dose) (mJ/cm2)
%Abbatt. microbiol. 90% 99% 99,90% 99,99%
Batteri 9 14 22 30
Virus 60 111 171 222
Spore 52 93 140 140
Protozoi 45 75 91 125
Per maggiori dettagli alleghiamo la tabella completa

Un recente studio dell’università statale di Milano (giugno 2020), ha analizzato l’impatto delle radiazioni UVC sul nuovo Sars-Cov-2 e ha notato che è sufficiente una dose di 3.7 mJ/cm2 per inattivare e inibire la riproduzione del virus di un fattore 1000, indipendentemente dalla sua concentrazione.

Inoltre, secondo uno studio condotto presso la Boston University’s School of Medicine dal Dr. Anthony Griffiths e dal suo team, una dose UVC pari a 5 mJ/cm2 produce in 6 secondi una riduzione del 99% della carica virale legata al SARS-CoV-2, mentre una dose pari a 22 mJ/cm2  in 25 secondi riduce tale carica virale del 99.9999%.

Combinando i dati delle Tab .1 e Tab. 2 possiamo ricavare la dose UVC necessaria per ottenere il livello di sanificazione necessario. Per esempio,

  • Dalla Tab. 2 sappiamo che il valore della dose UVC necessario per ottenere una sanificazione del 99% (relativa alla maggior parte dei microrganismi patogeni) è di 111 mJ/cm2.
  • Dalla Tab. 1 troviamo la lampada ci dà la dose necessaria (a 10 cm, in 10 sec): una lampada da 41 W fornisce una dose UVC di 150 mJ/cm2 oppure tre lampade da 14 W forniscono: 3 x 40 = 120 mJ/cm2.

È importante notare che maggiore è il tempo di esposizione maggiore è la dose UVC irraggiata, ciò significa che a pari potenza (W) della lampada germicida, possiamo ottenere maggiore dose UVC aumentando il tempo di esposizione e, viceversa, posso diminuire i tempi di esposizione utilizzando lampade con maggiore potenza. 

La certificazione

In base a quanto appena detto, Silap ha adottato diverse strumenti e  procedure di test  e verifica per assicurare l’efficacia e la sicurezza dei propri prodotti iJen:

DOTS Dosimetri UVC per iJen Moving
Analisi microbiologiche per il rilevamento della carica batterica
Valutazione attività battericida (test di laboratorio a cura del Politecnico di Milano)

 

I prodotti iJen sono certificati CE e sono risultati conformi ai test eseguiti da un ente accreditato rispettando le seguenti norme di riferimento:

CEI EN 55014-1:2017 – A11:2020 Compatibilità elettromagnetica – Norma Requisiti per gli elettrodomestici, gli utensili elettrici e gli apparecchi similari. Parte 1: Emissione
CEI EN 55016-1:2015 Specificazione per gli apparati ed i metodi del radiodisturbo e dell’immunità.
Parte 2-1: Metodi di misura del radiodisturbo e dell’immunità – Misura dei disturbi condotti
CEI EN 55016-2-3:2012 – A2:2014 Specificazione per gli apparati ed i metodi del radiodisturbo e dell’immunità.
Parte 2-3: Metodi di misura del radiodisturbo e dell’immunità – Misura dei disturbi irradiati
CEI EN 61000-3-2:2012 – A2:2018 Compatibilità elettromagnetica (EMC)
Parte 3-2: Limiti – Limiti per le emissioni di corrente armonica (apparecchiature con corrente di ingresso ≤ 16 A)
CEI EN 61000-3-3:2013 – A1:2019 Compatibilità elettromagnetica (EMC)
Parte 3-3: Limiti – Limitazione delle variazioni di tensioni, delle fluttuazioni di tensione e del flicker in sistemi di alimentazione in bassa tensione per apparecchiatura con corrente nominale ≤ 16 A per fase e non soggette ad allacciamento su conduzione
CEI EN 55014-2:2016 Compatibilità elettromagnetica (EMC)
Norma Requisiti per gli eletrodomestici, gli utensili elettrici e gli apparecchi similari.
Parte 2: Immunità
CEI EN 61000-4-2:2011 Compatibilità elettromagnetica (EMC)

Parte 4-2: Tecniche di prova e di misura – Prove di immunità a scariche di elettricità statica

CEI EN 61000-4-3:2006 – A2:2010 Compatibilità elettromagnetica (EMC)

Parte 4-3: Tecniche di prova e di misura – Prova d’immunità ai campi elettromagnetici a radiofrequenza irradiati

CEI EN 61000-4-4:2013 Compatibilità elettromagnetica (EMC)

Parte 4-4: Tecniche di prova e di misura – Prova di immunità a transitori / raffiche di impulsi elettrici veloci

CEI EN 61000-4-5:2014 – AMD 1:2017 Compatibilità elettromagnetica (EMC)

Parte 4-5: Tecniche di prova e di misura – Prova di immunità ad impulso

CEI EN 61000-4-6:2013 – COR 1:2015 Compatibilità elettromagnetica (EMC)

Parte 4-6: Tecniche di prova e di misura – Immunità ai disturbi condotti, indotti da campo a radiofrequenza

CEI EN 61000-4-9:2013 Compatibilità elettromagnetica (EMC)

Parte 4-9: Tecniche di prova e di misura – Prova di immunità a campi magnetici a frequenza di rete

CEI EN 61000-4-11:2004 – A1:2017 Compatibilità elettromagnetica (EMC)

Parte 4-11: Tecniche di prova e di misura – Prova di immunità ai buchi di tensione, brevi interruzioni e variazioni di tensione

CEI EN 61010-1:2010

CEI EN 61010-2-40:2015

Requisiti di sicurezza per apparecchiature elettriche per la misurazione, il controllo e l’utilizzo in laboratorio.

Parte 1: Requisiti generali

Parte 2-040: Requisiti specifici per sterilizzatori ed apparati per il lavaggio e la disinfezione di materiale medico

Tecnologia UV per la sanificazione

La radiazione ultravioletta germicida è prodotta da una lampada a vapore di mercurio che emette l’UV principalmente a due lunghezze d’onda, 254 nm ed opzionalmente 185 nm:

  • A 254 nm l’energia emessa ha un picco massimo che permette la distruzione dei legami molecolari del DNA/RNA dei microorganismi, impedendone la crescita e la riproduzione, rendendoli quindi inoffensivi.
  • A 185 nm, l’energia emessa è inferiore ma sufficiente per far sì che venga prodotta una piccola quantità di ozono, che con il suo potere ossidante rende inattivi virus e batteri inibendo il legame con la parete della cellula da invadere. L’ozono ha anche un effetto di abbattimento dei cattivi odori.

Le lampade vapore di mercurio a vapore di mercurio possono essere distinte nelle seguenti tipologie:

  • Lampade UV ai vapori mercurio: efficienza intorno 40% di UV-C
  • Lampade UV ad amalgama: efficienza intorno 45% di UV-C