Mitigazioni SARS-CoV-2 negli ascensori

Identificare le caratteristiche del coronavirus e della cabina dell'ascensore ed esaminare le soluzioni tecniche per la sanificazione dell'ascensore 

La scoperta di SARS-CoV-2, il virus che causa il COVID-19, nel 2019, ha cambiato la vita di tutti e servono soluzioni per tornare alla normalità. Una soluzione necessaria per riaprire gli edifici e aiutare a ripristinare la normalità aziendale è la sanificazione degli ascensori. Diversi sistemi sono stati progettati, commercializzati e venduti, ma pochi hanno studi di efficacia e test approvati da un'autorità. Questo articolo riguarda i test di terze parti, la certificazione governativa e le tecnologie note offerte. Considera anche lo spazio dell'ascensore data la conoscenza disponibile oggi. Per prendere decisioni informate per l'acquisto, i proprietari dovrebbero considerare l'efficacia continua di un metodo, i costi di implementazione, la manutenzione a lungo termine, se ci sono rischi residui e la facilità di sostituzione della lampada, rifiltraggio e rifornimento. Saranno presi in considerazione anche i problemi relativi al codice di sicurezza degli ascensori.

Viene esplorata l'eliminazione degli agenti patogeni presenti nell'aria (in particolare SARS-CoV-2) all'interno di un ascensore con le tecnologie attualmente disponibili. Considerando l'ascensore con ventilazione forzata o naturale, con porte che si aprono e si chiudono, utenti che entrano e premono pulsanti, tossiscono, starnutiscono, emettono virus all'interno e all'esterno dell'ascensore, sottoponendo i passeggeri attuali e futuri alle goccioline virali infettive che rimangono particelle virali sospese nell'aria e atterrate (fomiti), la complessità sembra schiacciante. Eliminare gli agenti patogeni il più rapidamente possibile, senza fare danni, è l'obiettivo. Non tutte le attuali tecnologie commercializzate lo fanno. Alcuni fanno poco, rendendoli migliori di altri che fanno di meno. Una tecnologia, tuttavia, si avvicina alla perfezione.

Caratteristiche del virus

I coronavirus sono un gruppo di virus a RNA correlati che causano malattie nei mammiferi e negli uccelli. Nell'uomo e negli uccelli, causano infezioni del tratto respiratorio che possono variare da lievi a letali. Le malattie lievi nell'uomo includono alcuni casi di raffreddore comune, mentre varietà più letali possono causare la sindrome respiratoria acuta grave (SARS), la sindrome respiratoria mediorientale (MERS) e il COVID-19. Sono virus avvolti con un genoma di RNA a singolo filamento a senso positivo e un nucleocapside di simmetria elicoidale. Secondo Wikipedia, hanno caratteristici picchi a forma di clava che sporgono dalla loro superficie, che creano un'immagine che ricorda la corona solare, da cui deriva il loro nome, nelle micrografie elettroniche. Nell'analisi delle dimensioni relative del SARS-CoV-2 colorato negativamente (mediante microscopia elettronica), i ricercatori hanno determinato che il diametro di questo virus varia tra 60 e 140 nm.[1] Oltre a misurare la dimensione sferica della particella virale, è stato anche confermato che la dimensione dei tumori che circondano la superficie più esterna di SARS-CoV-2 può variare in lunghezza da 9 a 12 nm.[2] Comparativamente, un capello umano ha uno spessore tipico di 60-120 µm. Quindi, 400-1,000 particelle di SARS-CoV-2 potrebbero costituire la larghezza di un capello.[2] Anche i raffreddori comuni sono causati dal gruppo dei coronaviridae. I coronavirus non sono la causa dell'influenza A, che appartengono al gruppo dei virus ortomixovirus; idealmente, tutte le soluzioni possono eliminare tutti i virus che causano malattie.

I Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie (CDC) hanno pubblicato informazioni su come si trasmette il virus. Le infezioni da virus respiratori si trasmettono principalmente attraverso le seguenti modalità:

• La trasmissione per contatto è l'infezione che si diffonde attraverso il contatto diretto con una persona infetta (p. es., toccandosi durante una stretta di mano) o con un articolo o una superficie contaminata. Quest'ultimo è talvolta indicato come "trasmissione fomite".

• La trasmissione di goccioline è l'infezione diffusa attraverso l'esposizione a goccioline respiratorie contenenti virus (cioè goccioline e particelle più grandi e più piccole) esalate da una persona infetta. La trasmissione è più probabile che si verifichi quando qualcuno è vicino alla persona infetta, generalmente entro circa 6 piedi.

• La trasmissione per via aerea è l'infezione che si diffonde attraverso l'esposizione a goccioline respiratorie contenenti virus costituite da goccioline e particelle più piccole che possono rimanere sospese nell'aria per lunghe distanze (di solito superiori a 6 piedi) e nel tempo (in genere ore).[4] Il rischio di trasmissione per via aerea dipende dalla concentrazione del virus nell'aria in una stanza, dalla velocità con cui gli occupanti dello spazio inalano il virus e dalla durata dell'esposizione.[3]

Secondo il CDC, l'epidemiologia (studio delle cause, della distribuzione e del controllo della malattia nelle popolazioni) della SARS-CoV-2 indica che la maggior parte delle infezioni si diffonde attraverso il contatto stretto, non la trasmissione per via aerea. Le malattie che si diffondono in modo efficiente attraverso la trasmissione per via aerea tendono ad avere alti tassi di attacco, perché possono raggiungere e infettare rapidamente molte persone. Sappiamo che una percentuale significativa di infezioni da SARS-CoV-2 (stimata al 40-45%) si verifica senza sintomi e che l'infezione può essere diffusa da persone che non mostrano sintomi. Pertanto, se la SARS-CoV-2 si fosse diffusa principalmente attraverso la trasmissione per via aerea come il morbillo, gli esperti si aspetterebbero di aver osservato una diffusione globale dell'infezione notevolmente più rapida all'inizio del 2020 e percentuali più elevate di infezione precedente misurate da indagini sierologiche.

I dati disponibili indicano che SARS-CoV-2 si è diffuso più come la maggior parte degli altri virus respiratori comuni, principalmente attraverso la trasmissione di goccioline respiratorie entro un breve raggio (ad esempio, meno di 6 piedi). Non ci sono prove di una diffusione efficiente (ovvero, di routine, rapida diffusione) a persone lontane o che entrano in uno spazio ore dopo che una persona infetta era lì.[4]

La trasmissione di SARS-CoV-2 attraverso le goccioline d'aria indica che l'esposizione aerotrasportata al virus dovrebbe essere controllata. L'American Society of Heating, Refrigeration, and Air-Conditioning Experts (ASHRAE) spiega: "Un aerosol infettivo è un sistema di particelle liquide o solide uniformemente distribuite in uno stato finemente suddiviso attraverso un gas, solitamente aria. (Sono abbastanza piccoli e galleggianti da comportarsi come un gas, ma possono essere filtrati fuori dal gas.)”[5] Questa sarebbe la fornitura del virus da parte di una persona infetta che parla, canta, urla, tossisce o starnutisce . Le modifiche alle operazioni dell'edificio, compreso il funzionamento dei sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria, possono ridurre le esposizioni aerotrasportate.

Le goccioline d'aria, con il virus all'interno, sono più grandi del virus stesso. La particella del virus è molto piccola: meno di 140 nm. Tuttavia, sappiamo che è più grande e appiccicoso a causa dell'involucro lipidico, così come dell'espettorato/saliva espulso in caso di tosse/starnuto. Pertanto, si aggrega con altre particelle, rendendole più grandi.[6]

Secondo un recente studio pubblicato sul New England Journal of Medicine, il virus ha un tasso di sopravvivenza (quanto tempo prima non è pericoloso senza sanificazione nell'aria e sulle superfici) tra alcune ore e diversi giorni. Lo studio ha rilevato che il virus è vitale fino a 72 ore su plastica, 48 ore su acciaio inossidabile, 24 ore su cartone e 4 ore su rame. È anche rilevabile nell'aria per 3 h.[7] Un altro studio indica che l'emivita della stabilità ambientale del virus è di 1 h, il che significa che per una quantità di cellule virali, in 1 h, la metà sarà morta sotto forma di aerosol.[1] La considerazione del tempo di inattivazione deve essere una considerazione in un ascensore. Le affermazioni sull'efficacia dell'inattivazione virale da parte di qualsiasi produttore devono solo prendere credito per l'inattivazione dell'organismo vivente dopo aver sottratto le inattivazioni naturali dell'emivita.

Informazioni sull'ascensore

L'area di un ascensore per passeggeri è relativamente piccola. A scopo di discussione, diciamo che la maggior parte delle cabine è alta 8 piedi. Un ascensore per passeggeri molto grande misura 10 piedi X 10 piedi = 100 piedi² area, dando un'area cubica interna di circa 800 ft³. Una cabina di dimensioni più tipiche in Nord America con un carico nominale di 2,500 libbre è solo 29.1 piedi² con una superficie cubica di circa 233 ft³. Questi sono i parametri generali del volume d'aria all'interno dell'ascensore da considerare per qualsiasi discussione sul flusso d'aria.

Di norma, gli ascensori sono progettati per spostarsi senza sosta dal pianerottolo principale all'ultimo piano in 1 minuto o meno. Tuttavia, possono fermarsi ad ogni piano che sale, portando a ritardi di circa 10 s per fermata. Questo è noto come tempo da pavimento a pavimento. Un passeggero può essere in ascensore tra 15 s dall'ingresso all'uscita su un piano, fino a 1 minuto su un non-stop fino alla corsa più alta, o una corsa del latte, fermandosi ad ogni piano, che impiega il tempo nella ascensore a 1 min X (numero di piani – 1) X 10 s. Pertanto, un aumento di 25 piani può potenzialmente mantenere un passeggero nella cabina dell'ascensore per almeno 15 s fino a 1 min + (24 X 10 s) = 5 min. Le probabilità di questo sono improbabili; avere una richiesta di passeggeri ad ogni piano è praticamente nulla. Tuttavia, è il massimo non teorico con un passeggero in uscita ad ogni piano. I tempi di esposizione dei passeggeri nell'ascensore sono in genere di 15 s-5 min.

Gli ascensori sono richiesti dal Codice di sicurezza ASME A17.1/CSA B44 per ascensori e scale mobili avere ventilazione. La ventilazione può essere naturale, il che significa che potrebbe esserci o meno una ventola di ventilazione. Devono essere presenti aperture di ventilazione pari al 3.5% dell'area dell'ascensore. Nel nostro esempio di ascensore grande, 3.5% di 100 piedi² = 0.35 piedi². Le fessure intorno alle porte, nonché l'area dell'apertura della ventola nella cupola o nella parte superiore della cabina (se presente) sono incluse in questo calcolo dell'area. Le aperture di ventilazione devono essere ugualmente posizionate nei quadranti superiore e inferiore dell'armadio della cabina. 

Quando le cabine si muovono, il movimento dell'aria all'esterno dell'ascensore fluirà naturalmente dal lato ad alta pressione al lato a bassa pressione della cabina durante lo spostamento. Parte di questa pressione differenziale causerà il flusso d'aria interno, anche senza una ventola di ventilazione. Quando non si è in movimento, solo le correnti termiche generate dal calore di un passeggero provocheranno il flusso d'aria senza una ventola di ventilazione. La complessità di questo flusso d'aria interno rende impossibile affermare dove le correnti d'aria viaggeranno da/verso o calcolare la miscelazione dell'aria o dove andranno le particelle sospese. L'aria cambierà all'interno dell'ascensore durante il movimento e quando le porte si aprono e si chiudono, come dimostrano gli studi che hanno modellato il flusso d'aria. Tutti i modelli fanno ipotesi generali per trarre alcune conclusioni, ma i design unici delle bocchette di tutti i produttori di ascensori non possono avere schemi di flusso d'aria specifici; saranno generalizzate.

Gli ascensori hanno ingressi ad ogni piano che, quando aperti, consentiranno il movimento dell'aria da un piano dell'edificio all'ascensore (o viceversa, a seconda del progetto di pressurizzazione dell'edificio). Il vano ascensore e la pressione dell'edificio probabilmente non sono mai bilanciati, tranne che per coincidenza; è più probabile che la pressione del vano ascensore sia leggermente positiva rispetto alla pressione del piano dell'edificio in base alla progettazione. Ci sono molte altre influenze: quanto ventoso è il giorno, la temperatura esterna rispetto alla temperatura interna, quanti ascensori ci sono nel gruppo, se le porte dell'ascensore sono aperte o chiuse, se l'ascensore è in movimento o fermo e se l'atrio dell'edificio ha porte apri/chiudi o porte girevoli. Nel peggiore dei casi, se un diffusore di virus si trovasse nell'atrio di un edificio e l'aria dovesse entrare nell'ascensore quando le porte si aprono, i passeggeri dell'ascensore sarebbero esposti a quella carica virale per tutta la durata della corsa (15 s-5 min ). È vero anche il contrario: se lo spargitore fosse nell'ascensore e l'aria si sposta nell'edificio, l'atrio sarà contaminato.

I dettagli di un passeggero in un ascensore che tossisce e starnutisce, con il flusso d'aria previsto utilizzando la modellazione per illustrare i modelli di dispersione sono stati scritti da T. Dbouk e D. Drikakis.[8] Poiché ogni colpo di tosse o starnuto è un potenziale diffusore di virus, l'eliminazione o l'inattivazione del virus in base a questo modello può essere visualizzata per portare a una ragionevole considerazione di progettazione. Lo studio ha concluso che le simulazioni hanno mostrato che il rischio di trasmissione virale all'interno dell'ascensore era più alto negli ascensori con la minore circolazione d'aria. La loro conclusione: “Ciò è dovuto alla ridotta miscelazione del flusso all'interno dell'ascensore; le autorità di regolamentazione dovrebbero quindi definire la ventilazione minima richiesta a seconda del tipo di edificio",[8] riconosce la natura aerea del virus. Inoltre, se non viene soffiato via o inattivato nell'aria, rimane accessibile per la respirazione.

È chiaro che è necessaria una mitigazione all'interno dell'ascensore per inattivare il virus. Il semplice sfogo dalla cabina nel vano corsa, dove il virus può sopravvivere per molte ore, non è una soluzione. L'esterno dell'ascensore è nella stessa atmosfera, con l'aria appena uscita dalla cabina. Il solo filtraggio presenta rischi residui, come non cambiare mai il filtro, rimuovere il filtro e non sostituirlo, scartare il filtro quando può avere concentrazioni di virus attivi, ecc. È quindi giustificata una forma di trattamento.

Certificazione governativa

L'Environmental Protection Agency (EPA) ha stabilito che i sistemi che dichiarano i sistemi di inattivazione virale devono essere testati e approvati. A gennaio, l'EPA aveva solo testato e certificato i sistemi che utilizzavano il glicole trietilenico (TEG) per la sua efficacia e sicurezza per l'esposizione umana e l'efficacia di inattivazione del virus. Si tratta di un cambiamento importante, date le tecnologie introdotte che affermano l'inattivazione dei virus senza la protezione dei consumatori. Queste tecnologie saranno e dovrebbero essere sottoposte a un esame più approfondito e gli acquirenti dovrebbero essere informati di questo fatto. Al momento della stesura di questo documento, non sono stati pubblicati test da parte dell'EPA o della Food and Drug Administration (FDA) per le tecnologie qui spiegate per la loro efficacia e sicurezza.

Un produttore afferma di avere la certificazione UL. Sebbene molti standard UL siano referenziati in molti codici, UL è un laboratorio indipendente che scrive standard e quindi verifica la conformità agli standard. Senza vedere la classe a cui è stato testato il dispositivo, qualsiasi affermazione deve essere esaminata attentamente. Ad esempio, la conformità a uno standard di protezione antincendio e antiurto non certifica che inattiverà le particelle virali.

La maggior parte delle giurisdizioni adotta i requisiti ASHRAE. In un riaffermato "Documento di posizione sugli aerosol infettivi",[5] l'organizzazione ha concluso che, mentre il suo "Documento di posizione sulla filtrazione e la pulizia dell'aria"[33] non fornisce raccomandazioni a favore o contro l'uso dell'energia UV nei sistemi ad aria per riducendo al minimo i rischi da aerosol infettivi, il CDC ha approvato l'irradiazione germicida UV (UVGI) in aggiunta alla filtrazione per la riduzione del rischio di tubercolosi e ha pubblicato una linea guida sulla sua applicazione (CDC 2005, 2009) (Livello di evidenza A).” Altre tecnologie di trattamento, tra cui l'ossidazione fotocatalitica (PCO), l'ossidazione elettrochimica fotocatalitica (PECO) e la ionizzazione bipolare ad ago (NBPI), non sono state nemmeno affrontate.

Dal punto di vista della certificazione governativa, l'approvazione EPA dovrebbe essere considerata il gold standard per l'efficacia e la sicurezza per qualsiasi considerazione relativa al sistema di inattivazione virale nell'ascensore. I sistemi devono dimostrare quale processo viene utilizzato per inattivare il virus, quanto tempo impiega il processo, il tasso di inattivazione, eventuali sottoprodotti e relativi processi e test indipendenti che dimostrino la loro efficacia con un accordo a livello di settore per la progettazione del test. Si tratterebbe, ad esempio, di un ascensore di dimensioni standard con tipiche aperture di ventilazione e una variante del flusso d'aria direzionale. Ciò consentirebbe un approccio da mele a mele per determinare la soluzione ideale per l'interno di un ascensore.

Inattivazione del virus

Come inattivare (eliminare, uccidere, distruggere) il virus SARS-CoV-2 include diverse strategie tecnologiche: catturarlo filtrandolo e rimuovendolo, bombardando il suo RNA con energie UV, usando forti ossidanti per distruggere il guscio protettivo che circonda l'RNA o usando viricidi per inattivare il virus in un processo noto come "lisi cellulare". Ogni metodo ha gradi di efficacia a seconda di come funziona, come viene distribuito, usura a lungo termine dei componenti e come viene mantenuto. La comprensione di come ciò viene realizzato dovrebbe essere considerata in relazione alla salute e alla sicurezza, alla certificazione EPA, ai costi, all'efficacia e alla manutenzione del sistema. È possibile ottenere i migliori risultati con la minima quantità di denaro, insieme alla comprensione di ciò che ogni metodo sul mercato promette, degli eventuali effetti negativi sulla salute e dei risultati che possono essere forniti.

Le membrane esterne del coronavirus sono costituite da steli proteici collegati da cellule lipidiche (grasse) che formano uno sferoide. Gli steli proteici sono come ganci in velcro che si fissano alle cellule del corpo umano. Una volta apposto, il virus invade le cellule normali del corpo umano. Si replica rapidamente, inducendo il corpo a lanciare cellule immunitarie per distruggere l'invasore. La velocità di replicazione del virus è un problema primario di COVID-19, poiché le persone immunodeficienti non possono sviluppare protezioni immunitarie così velocemente o più velocemente della replicazione del virus. Ciò porta a una cascata di cellule virali che travolge la normale funzione cellulare e impedisce la normale funzione del corpo, in particolare nei polmoni. Non essere in grado di assorbire l'ossigeno porterà al ricovero in ospedale e, nei casi peggiori, a un sistema di intubazione che utilizza un ventilatore per forzare l'ossigeno nei polmoni per compensare il trasferimento di ossigeno necessario per vivere.

Qualsiasi riduzione dell'esposizione delle cellule virali ridurrà il rischio di infezione, ma le cose che distruggono il virus possono anche distruggere le normali cellule umane. Pertanto, qualsiasi soluzione dovrebbe essere controllata da test di laboratorio per la certificazione e l'approvazione da parte delle autorità governative o progettata per prevenire qualsiasi esposizione agli esseri umani. Queste soluzioni sono nella "lista N EPA" nella sua tabella dei disinfettanti.[10] Attualmente, in questo elenco sono presenti solo soluzioni chimiche e si stanno discutendo sforzi per aggiungere altre tecnologie a causa dell'importanza delle dichiarazioni di efficacia e dei rischi residui di sovraesposizione a particelle ionizzate, ozono (O3) e/o altri sottoprodotti.

L'installazione dalla culla alla tomba di qualsiasi tecnologia deve includere la considerazione dei rischi prevedibili di esposizione accidentale durante l'installazione durante l'esecuzione della manutenzione e durante la rimozione e lo smaltimento dei componenti. Ad esempio, il filtraggio dell'aria del particolato ad alta efficienza (HEPA) può essere una strategia, ma la sostituzione del filtro può portare all'esposizione accidentale a una quantità significativa di virus concentrato. Senza un metodo per garantire lo smaltimento sicuro dei filtri contaminati, esiste un rischio residuo di esposizione accidentale. Un'altra considerazione è la notifica delle lampade che si bruciano. Credere che ci sia una protezione completa quando un componente non funziona è più di una seccatura se l'affermazione è l'inattivazione virale.

Il tempo è la considerazione più importante, poiché il passeggero è in ascensore per almeno 15 secondi e forse fino a 5 minuti. Qualsiasi tecnologia deve inattivare il virus prima dell'inalazione nel migliore dei casi. Supponendo che una gocciolina di aerosol venga starnutita, uno studio dell'Università di Amsterdam ha scoperto che le goccioline hanno impiegato diverse volte a cadere sul pavimento dell'ascensore. Ciò deduce che le goccioline rimangono sospese nell'aria per un certo periodo, accessibili per essere inalate.[11]

Poiché il virus può vivere fino a due giorni, può rimanere aerosol per 3-25 minuti all'interno di un ascensore e un passeggero sarà esposto per tutta la durata della sua occupazione. La soluzione ideale è quella che può inattivare il virus in pochi secondi, invece che in minuti. La tecnologia deve essere in grado di rimuovere un numero significativo di particelle virali nel più breve tempo possibile, oppure non protegge tanto quanto reclama protezione. Ciò equivale a rivendicare una soluzione per uccidere le api, ma ne uccide solo 10 alla volta su uno sciame di 100,000. La tecnologia ha dimostrato di uccidere le api, ma è più appropriata per l'ape occasionale che per uno sciame.

Soluzioni

Eliminare le particelle virali in un ascensore nel più breve tempo possibile, senza danneggiare i passeggeri, è l'obiettivo. Ciò presuppone la presenza di particelle virali, i passeggeri sono nell'ascensore con particelle virali da 15 secondi a 5 minuti, un adulto respira 12-16 volte al minuto (bambini in età prescolare fino a 34 volte al minuto) e le particelle virali rimangono nell'aria per 25 minuti una volta versato da una persona infetta sotto forma di goccioline trasportate dall'aria.

Le soluzioni sul mercato sono ora discusse in questo contesto. Ciascuno è seguito da una conclusione in merito alla sicurezza, ai requisiti di manutenzione, all'efficacia basata su studi, alla certificazione da parte delle organizzazioni di prova e alle approvazioni governative. Per mantenere questo articolo generale per una lettura normale, è necessaria un po' di scienza per comprendere gli effetti desiderati e gli eventuali effetti indesiderati di una tecnologia.

Ionizzatori

Una soluzione comune sul mercato sono gli ionizzatori. Esistono molte varianti di questa tecnologia, ognuna con miglioramenti brevettati rispetto ai vari concorrenti, ma tutte derivano dal concetto di generazione di ioni. Questi dispositivi sono prontamente disponibili e utilizzati principalmente per la gestione della qualità dell'aria interna (IAQ) delle particelle che fluttuano nell'aria. Inoltre attirano le particelle virali e possono produrre elementi ionizzati che distruggono la membrana virale, inattivando il virus. La tecnologia generale è spiegata utilizzando le descrizioni dei vari produttori, dove si fa riferimento.

In fisica e chimica, il plasma è uno stato della materia come il gas in cui le particelle sono ionizzate. Il riscaldamento di un gas può ionizzare le sue molecole o atomi (ridurre o aumentare il numero di elettroni in essi contenuti), trasformandolo così in un plasma, che contiene particelle cariche (ioni positivi e negativi).

Le tecnologie di ionizzazione creano un flusso di ioni che dividono il vapore acqueo in transito in idrossili (ioni OH) in un flusso d'aria di ventilazione. A causa delle cariche squilibrate, questi ioni vengono ricondotti insieme per riformarsi come molecole di H2O, il loro stato naturale. Durante la transizione, le particelle virali sospese nell'aria possono essere attratte dagli ioni. Avvolgono SARS-CoV-2, ad esempio, e perforano i picchi proteici sulla sua membrana, inattivando il virus. L'inattivazione primaria del virus è dovuta a una decomposizione molecolare causata dalle reazioni di idrogeno positivo e ioni negativi di ossigeno che interagiscono con essi.

I critici di questi sistemi citano dichiarazioni di efficacia esagerate sui risultati. Un risultato di uno studio indica che questi ioni possono causare danni ai polmoni.[13] Questi sistemi sono tipicamente installati in plenum di riscaldamento, ventilazione e condizionamento (HVAC) e si accendono quando il motore del ventilatore è acceso, producendo ioni che reagiscono nel plenum creando agglomerati, particelle che crescono di dimensioni a causa degli ioni che si depositano sul virus filtrazione facilitante delle particelle.

In azione, i campi di plasma e il numero di radicali prodotti introdotti in un flusso d'aria non possono inattivare tutte le particelle virali. Alcune particelle bypassano il campo del plasma; altri possono attraversare il campo plasmatico ma non sono attratti dal numero limitato di radicali. Sebbene possa verificarsi una riduzione, il processo non è una completa inattivazione. Gli ioni rimangono attivi solo per 1 min o meno prima di ripristinare il loro stato non ionizzato.[14] Questa breve vita deve essere contrastata producendo molti radicali idrossilici e soffiando particelle attraverso il plasma, l'area delimitata dagli idrossili ionizzati.

Le tecnologie di ionizzazione richiedono la creazione di un plenum sull'ascensore, un ventilatore, un filtro e registri di aspirazione e scarico, dove l'aria più pulita viene forzata nella zona respirabile dell'ascensore attraverso condotti diretti. Questo tipo di sistema di ventilazione e l'adeguamento degli ascensori esistenti richiederebbero manodopera costosa e cabine di cabina riprogettate. L'ascensore fermo per 30 minuti potrebbe subire un'accurata sanificazione. Quando l'ascensore inizia a spostare le persone (il periodo di rischio più elevato), non c'è abbastanza tempo per eseguire una sanificazione significativa.

Non ci sono state approvazioni da parte dell'EPA per determinare l'efficacia dei sistemi ionizzatori come trattamento antimicrobico dell'aria. Sebbene siano di uso comune negli odierni sistemi HVAC degli edifici, non sono approvati da ASHRAE. "I sistemi di ventilazione personalizzati, se abbinati a dispositivi di scarico localizzati o personalizzati, migliorano ulteriormente la capacità complessiva di mitigare l'esposizione nelle zone di respirazione, come si vede da studi di fluidodinamica sperimentale e computazionale (CFD) in ambienti sanitari", secondo Yang, et al. .; Bolashikov, et al.; e Bivolarova, et al.[15-20] ASHRAE segue: “Tuttavia, non sono noti studi epidemiologici che dimostrino una riduzione della trasmissione di malattie infettive. (Livello di evidenza B)”.[33]

Molti produttori di sistemi ionizzanti affermano che il loro sistema è un trattamento antimicrobico dell'aria. Tuttavia, nessuno ha pubblicato risultati di test esaminati dall'EPA per SARS-CoV-2 o l'inattivazione del suo fago MS2 surrogato approvato.[21] I loro usi principali fino ad oggi stanno migliorando la IAQ a ritmi lenti. Le affermazioni dei produttori di uccidere le particelle virali possono essere vere in quanto la tecnologia le inattiva; tuttavia, il problema è la velocità di inattivazione e la complessità della distribuzione dell'aria "pulita".

I sistemi ionizzatori non catalitici hanno i seguenti nomi: ionizzazione bipolare (ionizzazione a plasma freddo) e NBPI. Questi sistemi producono ioni negativi e positivi quando l'elettricità viene applicata a un tubo con due elettrodi che reagiscono con il vapore acqueo e l'ossigeno nell'aria per creare radicali liberi. I radicali liberi possono uccidere i microrganismi e abbattere gli odori, migliorando l'IAQ.[22] Si noti che questa affermazione non include la riduzione virale a un ritmo significativo in breve tempo. I primi sistemi sviluppavano anche O3, ma i sistemi moderni producono meno O3 per rispettare i limiti di esposizione EPA. Un produttore ha testato in conformità con UL 867, che limita l'O3 a 0.05 parti per milione in volume.

NBPI

L'NBPI che è stato testato in modo indipendente su particelle virali da Innovative Bioanalysis, un laboratorio di Costa Mesa, in California, ha mostrato un'inattivazione del 99.4% delle particelle virali a 30 minuti in una camera in condizioni destinate a replicare un edificio occupato.[23] Sebbene questi risultati sembrino impressionanti, i test sono stati eseguiti in una camera da 1 piede 3 con ioni illimitati senza ventilazione esterna. Questo non considera il flusso d'aria all'interno di un ascensore. I risultati inoltre non hanno isolato la morte naturale del mezzo virale e hanno calcolato l'effettiva efficacia di inattivazione ionica. Ad esempio, se venissero introdotte 100,000 particelle di virus, si stima che il 7% morirà naturalmente, lasciando il 93% di organismi attivati. Nel rivendicare l'efficacia, i referti devono indicare l'efficacia sul vivente 93%, non prendendosi il merito del 7% di deperimento naturale che avviene senza alcun trattamento. L'inattivazione ha anche richiesto minuti per inattivare il virus ad alte concentrazioni, lasciando questa metodologia inefficace per l'uso in un ascensore.

Otis ha recentemente annunciato un sistema di purificazione dell'aria affermando che i risultati dei suoi modelli indicano che l'uso di NPBI ha ridotto l'esposizione al rischio del 20-30%, a seconda del tempo di corsa e delle posizioni dei passeggeri all'interno dell'ascensore. Inoltre, l'uso di NPBI, combinato con l'uso corretto della maschera da parte di tutti i passeggeri, ha prodotto una riduzione del rischio relativo del 60-65%.[24] Questo risultato è positivo ma non è una soluzione igienizzante nei tempi di una normale corsa in ascensore. Idealmente, la riduzione delle particelle virali in pochi secondi sarebbe una soluzione preferibile.

Ionizzatori catalitici

PCO e PECO

La luce UV viene applicata nei processi fotocatalitici per eccitare e attivare un catalizzatore per iniziare la reazione chimica aggiungendo più radicali ossidanti all'aria (oltre alla luce UV stessa). I sistemi ad aria PCO utilizzano una banda di luce molto energetica, UV-C, per avviare la reazione. Tuttavia, è anche noto che i raggi UV-C producono O3, che è anche un potente ossidante e tossico per gli esseri viventi. Occorre sempre prestare attenzione per garantire che nessuna persona, animale domestico o pianta d'appartamento sia esposta a livelli elevati di O3.[25]

I radicali ossidanti più potenti sono gli idrossili (OH-) e possono ossidare anche le molecole organiche più dure con l'aiuto dell'acqua e dell'ossigeno nell'aria. L'ossidazione converte generalmente i composti organici in anidride carbonica, acqua e altri gas in tracce. Questo processo di purificazione dell'aria consiste in un materiale semiconduttore di ossido di metallo puro o drogato come il biossido di titanio come catalizzatore attivato da una sorgente di luce UV, UV-A (400-315 nm), UV-C (280-200 nm) o UV-V (sotto i 200 nm) per generare ioni OH-. Viene anche generato O3, a meno che l'UV-C non sia limitato a 253.7 nm, poiché l'ossigeno non viene assorbito nel processo PCO a quella frequenza.

Gli studi[26] hanno documentato altri sottoprodotti della PCO, inclusa la formaldeide, un noto cancerogeno. Inoltre, può produrre altri composti indesiderati come tricloroetilene, acetone, benzene e toluene.[28]

Haldane King scrive in "PECO v. PCO Air Purifiers: How are are different?":

“La principale differenza tra i processi PCO e PECO è la considerazione degli elettroni negativi e dei buchi positivi dopo la loro generazione da parte dei fotoni. Poiché gli elettroni negativi tendono a ricombinarsi rapidamente con i fori positivi, sono disponibili meno fori per reagire nel caso dei catalizzatori utilizzati nella PCO, il che si traduce in una bassa efficienza quantica. D'altra parte, il processo PECO lega gli elettroni liberi e li mantiene separati dai fori positivi abbastanza a lungo da consentire ai fori di formare i radicali liberi idrossili.

“Questa differenza fondamentale tra i due processi [ha] grandi conseguenze. A causa della ricombinazione di elettroni e lacune, il processo PCO può utilizzare solo una piccola frazione dei fotoni, il che rende l'intero processo inefficiente. Un potenziale pericolo del processo inefficiente è che alcuni sistemi possono produrre sottoprodotti di ossidazione tossici, come la formaldeide, a causa di una reazione incompleta. Il PECO, d'altra parte, ha un'efficienza quantica di molti ordini di grandezza superiore a quella del processo PCO, il che rende il processo di ossidazione del PECO estremamente veloce, con conseguente ossidazione completa senza sottoprodotti.”[25]

Mentre PCO e PECO possono creare radicali, richiedono un flusso d'aria sufficientemente lento da inattivare le particelle virali prima che l'aria pulita rientri nell'ascensore. Nessuno studio dimostra questo tasso di inattivazione virale, né l'EPA lo ha approvato come trattamento antimicrobico dell'aria utilizzando il processo PECO.

KLEEMANN pubblicizza un sistema di ventilazione PCO che afferma di rimuovere il 99.76% del virus dell'influenza ma non fornisce studi per giustificare questa affermazione di efficacia. Anche se può essere vero che le particelle virali esposte alla sterilizzazione con PCO saranno inattivate, non esiste uno studio fornito per determinare se tutte le particelle virali che entrano nel sistema sono inattivate, né quanto tempo ciò richiede, sul sito Web dell'azienda.[29] È vero che i radicali possono inattivare il virus, ma quanti, quanto velocemente ed efficacemente in un ascensore necessitano di ulteriori test e certificazioni per garantirne la sicurezza e verificarne l'efficacia.

Fotoidroionizzazione (PHI)

Questo processo di ossidazione utilizza elementi UV a doppia lunghezza d'onda mirati su una superficie catalitica multimetallica rivestita con biossido di titanio, argento, rame, rodio e rivestimento idrofilo. L'energia UV a 254 nm colpisce la superficie bersaglio, attivando la produzione di radicali idrossilici, ioni superossido e idroperossidi sulla superficie delle cellule PHI. La superficie idrofila assorbe l'acqua nell'aria, quindi la divide in radicali OH nel processo di ossidazione avanzata.[29] Questa tecnologia utilizza una seconda lampada che emette energia UV a 185 nm. L'energia del fotone a questa lunghezza d'onda è sufficiente per dividere le molecole di ossigeno. Le molecole di O3 vengono ricondotte ad ossigeno dall'energia UV di 254 nm che viene emessa anche dall'elemento UV. I risultati delle emissioni di O3 sono nell'intervallo di 01 ppm, ben al di sotto di 0.05 ppm, che la FDA e la California considerano limiti di sicurezza.[30]

Old Coast Heating + Air Conditioning spiega in "Cos'è la fotoidroionizzazione e come migliora la IAQ?":

“PHI è una tecnologia brevettata di idroperossido ionizzato sviluppata da RGF Environmental alla fine degli anni '1990. In termini semplici, PHI pulisce l'aria interna modificando le proprietà chimiche delle particelle nell'aria utilizzando una nebbia molto fine di perossido di idrogeno. La tecnologia alla base di PHI è in realtà piuttosto semplice. Simula gli idroperossidi naturali nell'aria esterna, il sistema di Madre Natura per migliorare la IAQ. Per fare ciò, PHI utilizza un catalizzatore metallico raro e un agente idratante attivato da una luce UV ad ampio spettro. Gli strumenti reagiscono con l'umidità ambientale nell'aria per creare idroperossidi. Gli idroperossidi vengono poi ionizzati per rendere il PHI ancora più efficace.”[31]

Sebbene le PHI possano creare radicali, esse, ancora una volta, richiedono un flusso d'aria sufficientemente lento da inattivare le particelle virali prima che l'aria di ritorno rientri nell'ascensore. Nessuno studio dimostra questo tasso di inattivazione, né l'EPA l'ha approvato come tecnologia di mitigazione antivirale. Non è adatto per gli ascensori a causa del ritardo nell'inattivazione del virus, dell'installazione di ventilazione filtrata richiesta e del tempo di esposizione dei passeggeri. Questi sono sistemi progettati per la costruzione di sistemi HVAC per rimuovere le particelle a una velocità lenta e costante, ma non possono affrontare le sfide dell'inattivazione virale nel breve tempo in cui è esposto un passeggero in un ascensore.

UVGI

UVGI è un metodo di disinfezione che utilizza la luce UV a lunghezza d'onda corta (UV-C) per uccidere o inattivare i microrganismi distruggendo gli acidi nucleici e interrompendo il loro DNA o RNA, rendendoli incapaci di svolgere funzioni cellulari vitali. L'intero spettro UV può uccidere o inattivare molte specie di microrganismi, impedendo loro di replicarsi. L'energia UV-C a 253.7 nm fornisce l'effetto più germicida.

The Bumbling Biochemist ha una semplice spiegazione della distruzione dell'RNA UV:

“Le nostre cellule usano il DNA per contenere il nostro progetto genetico (genoma), contenente le istruzioni per produrre (e regolare) tutte le proteine, ecc. di cui abbiamo bisogno per vivere. Non vuoi scherzare, perché, se lo fai, possono verificarsi cose come il cancro. SARS-CoV-2. . . è un virus a RNA - ha un genoma a RNA, invece di uno a DNA - ed è a singolo filamento, a differenza del nostro genoma, che è a doppio filamento.

“Le strutture dei nucleotidi di DNA e RNA corrispondono alla luce nell'intervallo UV. Quando il DNA o l'RNA assorbono la luce UV, possono rompere i legami per formare legami impropri, come legami forti chiamati dimeri di pirimidina tra basi vicine nello stesso filamento. Se questi non vengono corretti, o se vengono "risolti" in modo errato prima che il genoma venga copiato, ci saranno mutazioni permanenti in tutte le future cellule figlie.

“Le nostre cellule hanno un complesso meccanismo di guardia per cercare di correggere gli errori prima che il DNA venga copiato e l'errore venga trasmesso, ma se ricevono troppa esposizione ai raggi UV, vengono sopraffatte e gli errori scivolano attraverso le crepe. E, se quelle mutazioni fanno cose come rovinare una molecola regolatrice, le cellule possono iniziare a crescere in modo incontrollato per formare un tumore canceroso.

“Il virus non ha alcuna speranza di riparare questo RNA rotto, perché [manca] del complesso meccanismo del DNA, e senza RNA funzionante, non può sopravvivere. La luce UV-C può essere utilizzata come disinfettante, MA per le SUPERFICI (e forse per l'aria), NON per le persone. Se il virus è sulla pelle di qualcuno e lo fai brillare con la luce UV, potresti uccidere il virus sulla pelle, ma stai anche mettendo quella persona a rischio di cancro della pelle. E, se il virus è all'interno di qualcuno (sono già infetti) - illuminare la luce UV su di loro non li curerà - la luce UV [verrà] assorbita dalla loro pelle (potenzialmente incasinando il loro DNA) prima che avesse qualche possibilità di persino arrivare al virus per ucciderlo.”[32]

Gli UVGI degradano il materiale organico e inattivano i microrganismi a livello del DNA. Il sistema non è un filtro; quindi, le particelle inattive rimangono nel flusso d'aria, che, nel caso di spore fungine morte, possono ancora causare una risposta umana negativa alle loro micotossine integrali. L'intervallo di lunghezze d'onda più efficace per l'inattivazione dei microrganismi è 220-300 nm, con un'efficacia di picco vicino a 265 nm. La tipica fonte di UV-C nei sistemi di aria e acqua commerciali e residenziali sono le lampade a vapori di mercurio a bassa pressione, che emettono, principalmente, 253.7 nm quasi ottimali. I sistemi UV-C possono essere installati all'interno di sistemi HVAC, irradiare aria vicino al soffitto o essere incorporati in un purificatore d'aria autonomo/portatile.[33]

Il tempo per inattivare l'RNA virale richiede di rimanere nella luce UV per una durata maggiore (flusso d'aria più lento) o di aumentare l'intensità della luce UV per inattivare più velocemente (flusso d'aria più alto). Queste variabili devono essere considerate durante la progettazione di questo sistema.

Un produttore afferma di avere la certificazione UL; tuttavia, la società non è stata valutata dall'EPA per determinare se sono stati considerati i livelli di esposizione umana o l'efficacia. L'affermazione è che UL ha eseguito uno studio[34] confrontando i livelli di varie polveri con le dimensioni del particolato (in unità di massa delle particelle [PM]) di PM10 e PM2.5, composti organici volatili (VOC) e anidride carbonica. Quanto segue ha avuto luogo in due ascensori, entrambi attivamente utilizzati da persone in un edificio occupato.

• In un gruppo duplex, un ascensore (il controllo) ha una ventola di scarico standard.

• Nell'altro ascensore (il "test") c'era un'installazione Sterilyft.

• I livelli di particolato nelle analisi sono stati monitorati ininterrottamente per un mese.

Sebbene queste analisi siano rilevanti per la qualità dell'aria, non sono direttamente rilevanti per l'efficacia contro SARS-CoV-2. La lettera di presentazione cerca di collegare la differenza di dimensione del particolato in PM₁₀ e PM_2.5 misurazioni tra il controllo e gli elevatori di prova per una riduzione delle particelle virali, utilizzando anche un sistema di luce UV per l'inattivazione virale. Lo studio UL non ha misurato i livelli di virus, rendendo l'efficacia essenzialmente invisibile. La dimensione del campione è piccola e non ci sono informazioni per caratterizzare se gli ascensori di controllo e di prova fossero simili, in termini di carico dei passeggeri, ore di utilizzo o altri fattori importanti. Questo studio ha scarso valore nel caratterizzare l'efficacia di Sterilyft contro i patogeni aerodispersi. Probabilmente inattiva alcune particelle di virus, ma quante e quanto velocemente?

Senza vedere la classe in cui è stato testato il dispositivo, qualsiasi affermazione deve essere esaminata attentamente. La conformità a uno standard di protezione antincendio e antiurto non certifica che inattiverà le particelle virali.

Un produttore, il cui prodotto è venduto con il nome "Sterilyft", ha prodotto i risultati dei test UL per la valutazione. Questo studio[34] ha più a che fare con la IAQ con affermazioni sull'efficacia dell'inattivazione virale senza fornire risultati misurati. Ad esempio, non fornisce dati sul tempo impiegato dall'auto 12 (con Sterilfyt) per ridurre le particelle inferiori a quelle dell'auto 13 (controllo/senza Sterilyft), dice solo che lo studio di monitoraggio dell'aria è stato condotto nel corso di un mese (20 luglio-20 agosto 2020) nelle vetture 12 e 13. Un'attenta revisione di questo studio rivela alcune anomalie.

PM₁₀ e PM_2.5 (indicato nella “Tabella dopo l'Allegato C” dello studio) riporta i dati dell'intero mese. Dal momento in cui è iniziata, l'auto 12 aveva già molte meno particelle rispetto all'auto 13. Ci si poteva aspettare di vedere dati di densità di particolato simili pochi giorni prima del trattamento per determinare se entrambi gli ascensori avevano una qualità dell'aria simile, invece di presumere che sarebbero stati gli stessi (come implicano questi dati). Se l'auto 12 era già più bassa, quanto è stato efficace il trattamento, rispetto alle differenze naturali del particolato? Inoltre, un divario inspiegabile nei dati dell'8-9 agosto nell'auto 12 è seguito da un aumento del particolato che ancora non raggiunge il numero di particolato nell'auto 13. Rispetto al grafico a pagina 11 con lo stesso timestamp, i dati mancanti dalla tabella sono nel grafico. Ciò implica che ci sono innatamente meno particolati nell'auto 12.

Questa tecnologia non è adatta per gli ascensori a causa del ritardo nell'inattivazione del virus, dell'installazione di una ventilazione filtrata richiesta e del tempo di esposizione dei passeggeri. Questo sistema è progettato per la costruzione di sistemi HVAC per rimuovere le particelle a una velocità lenta e costante, ma non può affrontare le sfide dell'inattivazione virale nel breve tempo in cui è esposto un passeggero in un ascensore.

Perossido di idrogeno secco (DHP)

Un'altra tecnologia utilizza un fotocatalizzatore proprietario per produrre DHP. Il fotocatalizzatore viene applicato a una rete in fibra di poliestere incorniciata, che viene posizionata all'interno di un flusso d'aria regolato. A monte della rete rivestita con fotocatalizzatore c'è una lampadina UV-A centrata su 363 nm. Un reattore elettronico alloggiato all'interno dell'involucro del dispositivo assorbe la tensione standard e la utilizza per alimentare la lampadina.[36]

Il DHP prodotto si miscela omogeneamente nell'aria, attaccandosi alle particelle virali, distruggendo la membrana, rendendola inattiva. Questo è stato studiato con effetti positivi negli ospedali. I risultati di questo studio presso l'Unidad Nacional de Oncologia Pediatrica hanno dimostrato che il DHP era efficace nel ridurre la carica microbica residua sulle superfici e nell'aria, sebbene le riduzioni nell'aria non raggiungessero la significatività statistica.[37]

Questa tecnologia non è adatta per gli ascensori a causa del ritardo nell'inattivazione del virus, dell'installazione di ventilazione filtrata richiesta, della mancanza di riduzione delle particelle virali nell'aria e del tempo di esposizione dei passeggeri. Questo sistema è progettato per la costruzione di sistemi HVAC per rimuovere le particelle a una velocità lenta e costante, ma non può affrontare le sfide dell'inattivazione virale nel breve tempo in cui un passeggero dell'ascensore è esposto.

Ioni a grappolo di plasma

Questa tecnologia utilizza la scarica al plasma, in cui viene applicata una tensione a un elettrodo di scarica, creando ioni positivi di idrogeno e ioni negativi di ossigeno generati dall'acqua e dall'ossigeno nell'aria. Gli ioni attirano le molecole d'acqua nell'aria. Questi circondano gli ioni e formano ioni cluster stabili. Gli ioni si legano alla superficie dei virus presenti nell'aria e di altre sostanze e si trasformano in radicali OH. Con il loro potere ossidante estremamente forte, i radicali OH estraggono rapidamente l'idrogeno dalla proteina sulla superficie di virus e altre sostanze, decomponendo così la proteina e sopprimendo l'attività. La superficie di cose come batteri e allergeni consiste principalmente di proteine. La rimozione dell'atomo di idrogeno (H) da questa struttura inattiva la sostanza indesiderabile. Inoltre, il radicale OH si lega all'atomo di idrogeno rimosso (H) per formare immediatamente acqua (H₂O), che viene restituita all'aria.[38-39]

Questo processo è stato dimostrato in due ampi studi nel 2009[40] e nel 2015[41] per essere efficace contro i virus H1N1 e H7N9. L'inattivazione del 99.9% del virus ha richiesto 2 ore in una scatola da 1 m3, ancora una volta non simulando un ascensore.

Questa tecnologia non è adatta per gli ascensori a causa del ritardo nell'inattivazione del virus, dell'installazione di una ventilazione filtrata richiesta e del tempo di esposizione dei passeggeri. Questo sistema è progettato per la costruzione di sistemi HVAC per rimuovere le particelle a una velocità lenta e costante, ma non può affrontare le sfide dell'inattivazione virale nel breve tempo in cui un passeggero in un ascensore è esposto.

I vapori

Perossido di idrogeno vaporizzato (VHP)

Una comune tecnologia di sanificazione prevede l'utilizzo di perossido di idrogeno liquido vaporizzato, il cui vapore riempie lo spazio per disinfettare tutte le superfici esposte. Lo spazio non deve essere occupato durante il trattamento VHP a causa della sua tossicità. Richiede che gli spazi, comprese tutte le porte, gli attraversamenti idraulici/elettrici e l'alimentazione HVAC e le prese d'aria di ritorno siano sigillate per impedire la fuoriuscita di vapore. Dopo i tempi di esposizione prescritti, il vapore di H2O2 rimanente viene lavato e riconvertito in ossigeno e acqua prima che lo spazio possa essere rioccupato in sicurezza. L'efficacia e la sicurezza del VHP quando viene generato all'interno di condotti HVAC attivi e spazi occupati non è stato rigorosamente studiato. Tuttavia, il VHP è pericoloso ad alte concentrazioni e spesso è necessaria un'esposizione prolungata per inattivare batteri e virus in spazi sigillati.

Questa tecnologia non è appropriata per un ascensore, perché le persone sono presenti in modo casuale. Questo è diverso da una stanza che può essere prevedibilmente svuotata.

Filtraggio

Filtraggio HEPA

I filtri HEPA sono stati utilizzati per decenni. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti e l'EPA definiscono l'HEPA in base a un'efficienza minima del 99.97% quando testato con un aerosol di 300 nm di diametro. L'EPA definisce il diametro di 300 nm come la "dimensione delle particelle più penetrante" (MPPS). Tuttavia, l'MPPS può variare di circa 0.3 μm, con il valore preciso che dipende dalla natura delle particelle di aerosol, dal tipo di materiale filtrante e dalla portata.

L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) raccomanda che i livelli di filtrazione per i pazienti che richiedono precauzioni di isolamento per via aerea dovrebbero essere collocati in una stanza precauzionale per via aerea.[42] Una stanza di precauzione aerea è quella con più di 12 ricambi d'aria all'ora (ACH) (ad esempio, equivalente a più di 80 l/s per una stanza di 4 X 2 X 3 m3) e direzione controllata del flusso d'aria e può essere utilizzata per contenere i dispersi nell'aria infezioni.[42] Una stanza ventilata meccanicamente è equivalente alla stanza di isolamento delle infezioni trasmesse per via aerea descritta dal CDC, che secondo l'organizzazione dovrebbe avere caratteristiche speciali nella gestione dell'aria e nella direzione del flusso d'aria, tra cui:

• Un differenziale di pressione negativo superiore a 2.5 Pa

• Un differenziale del flusso d'aria superiore a 125 cfm (56 l/s) di scarico rispetto all'alimentazione

• Flusso d'aria da pulito a sporco

• Sigillatura della stanza, consentendo circa 0.5 ft2 di perdita

• Più di 12 ACH per un nuovo edificio e più di 6 ACH per edifici esistenti (ad es. equivalente a più di 40 l/s per una stanza 4 X 2 X 3 m3) per un vecchio edificio

• Uno scarico verso l'esterno o un filtro HEPA se l'aria ambiente viene ricircolata.

Utilizzando questo come guida alla progettazione, è possibile ottenere l'armadio dell'ascensore a questo livello. Tuttavia, è necessaria una discussione sull'eventuale necessità di filtrare a questo livello.

Il diametro del microbo SARS-CoV-2 è di circa 100 nm e ulteriormente avvolto nella saliva, producendo particelle grandi fino a 140 nm. Pertanto, il filtraggio HEPA da solo non è apparentemente adeguato. È necessario fornire un altro meccanismo per far aderire elettrostaticamente le particelle al mezzo filtrante e/o utilizzare un'altra tecnologia di inattivazione con il filtro.

Progettare qualsiasi sistema di flusso d'aria implica determinare dove dovrebbe essere l'aria pulita. Nell'ascensore, per esempio, questo è nella zona di respirazione. Il prossimo da considerare è il tasso di cambio: un adulto respira 12-16 volte al minuto e i bambini in età prescolare respirano fino a 34 volte al minuto.[43] Il cambiamento dell'aria può essere facilmente visualizzato pensando di essere all'aperto quando il vento soffia a 1 mph (5,280 ft/m). Un adulto che respira 16 volte al minuto ha 5,280/16 = 330 piedi di aria che passano tra i respiri. L'aria fresca non è mai respirare l'aria espirata o l'aria espirata da altri, perché soffia il vento. Quando si è in una stanza, è possibile effettuare cambi d'aria a causa della velocità di ventilazione e calcoli dell'area cubica. Ad esempio, se un sistema da 100 cfm è progettato in un'area di 30 piedi3, dopo aver preso in considerazione tutte le restrizioni (come il filtro), ci sono 3.3 ricambi d'aria al minuto e 100/30 = 3.3 X 60 = 198 ACH. Questo supera di gran lunga la raccomandazione dell'OMS di oltre 12 ACH. A causa della natura scatolare dell'ascensore e della posizione dei fori di ventilazione richiesti dal codice e delle porte di aspirazione e scarico, è probabile che non tutte le particelle d'aria vengano scambiate, giustificando un tasso di ACH più elevato.

Tuttavia, un design intelligente garantirebbe che la zona di respirazione (2-6 piedi) sia dove va l'aria filtrata e non consideri lo scambio di aria vicino al pavimento. La complessità si aggiunge quando le porte si aprono ed entrano nuovi potenziali shedders virali: il loro parlare, tossire e starnutire introdurrà nello spazio particelle virali con la necessità di esaurirle e filtrarle. In ogni caso, i soli sistemi di ventilazione/filtraggio con un elevato ACH possono rimuovere tutte le particelle durante la corsa in ascensore.

Eventuali progetti di ventilazione dovrebbero essere incorporati nell'armadio della cabina e solo alcuni sono stati introdotti nell'inventario degli ascensori. Qualsiasi progetto richiederebbe una notevole manodopera per l'installazione, una riprogettazione degli interni della cabina e una manutenzione continua per l'intera vita del sistema di ventilazione. Inoltre, non si può dimenticare che i filtri usati contengono potenzialmente virus vivi e devono essere smaltiti in modo sicuro, un compito per il quale l'industria degli ascensori non è preparata senza formazione.

Questo processo è adatto per gli ascensori, a causa del tempo necessario per filtrare e garantire che l'aria pulita venga fornita rapidamente nella zona di respirazione. Laddove sono incorporate altre tecnologie, come UV, PCA, PECO e NBPI, ci sarà un'ulteriore riduzione delle particelle virali. Tuttavia, questo processo ha il costo maggiore a causa dell'installazione intensiva sull'ascensore.

Aerosol

Viricidi Aerosolizzati

Le proprietà antimicrobiche del TEG sono state studiate nel 1943 all'Università di Chicago.[44] Gli studi hanno mostrato le proprietà anfifiliche che rendono i virus inattivi quando le microgoccioline di TEG aerosolizzate si condensano sulla superficie della membrana del virus aereo.[45]

Nel gennaio 2021, l'EPA ha emesso un'approvazione storica per Grignard Pure come prodotto antivirale aerosol per il trattamento dell'aria specifico per SARS-CoV-2 nella lotta contro COVID-19. Questo prodotto viene rilasciato continuamente nell'aria degli spazi interni a basse concentrazioni che riducono efficacemente il livello delle particelle virali nell'aria. Il produttore afferma di inattivare efficacemente oltre il 98% di un virus surrogato nell'aria in 30 s a un livello di foschia non visibile.

Un rapporto di test approfonditi, "Valutare la sicurezza di Grignard Pure" dei ricercatori Dr. Jack Caravanos della New York University e dello scienziato EPA in pensione William Jordan, ora consulente ambientale indipendente, ha valutato l'ingrediente TEG nel febbraio 2021. Per riassumere le sue conclusioni:

• L'EPA e la FDA hanno giudicato il TEG "a basso rischio" se utilizzato in prodotti regolamentati dalle agenzie sin dagli anni '1960.

• L'esposizione per inalazione a TEG derivante dall'uso di Grignard Pure sarebbe inferiore ai limiti di esposizione sicura raccomandati e centinaia di volte inferiore alla concentrazione che non ha causato effetti sistemici negli studi di tossicità per inalazione con animali da laboratorio.

• L'esposizione all'aerosol TEG può causare una lieve irritazione transitoria di occhi, naso o gola in alcuni individui sensibili.

Non ci sono state approvazioni da parte dell'EPA per determinare l'efficacia dei sistemi ionizzatori come trattamento antimicrobico dell'aria. Sebbene siano di uso comune negli odierni sistemi HVAC degli edifici, non sono approvati da ASHRAE.

Per il test è stato utilizzato il batteriofago MS2, un surrogato approvato dall'EPA per SARS-CoV-2 e dozzine di agenti patogeni tra cui l'influenza. Il virus surrogato è più difficile da inattivare rispetto a SARS-CoV-2, secondo la gerarchia dei microrganismi dell'EPA. I test indicano una maggiore inattivazione delle particelle di virus nell'aria in 5 s, esclusa la morte naturale, superiore al 95%. Questo è stato sottoposto a controllo scientifico sotto la guida del Dr. Gediminas Mainelis del dipartimento di scienze ambientali della Rutgers e del dott. Gurumurthy Ramachandran presso il dipartimento di salute ambientale e ingegneria della Johns Hopkins University.[45] Si prevede che il rapido tasso di inattivazione ridurrà il carico di particelle virali infettive nell'aria.[46]

Il supporto per questo nuovo studio proviene da un test nella vita reale nel New Amsterdam Theatre di New York condotto da Jaros, Baum & Bolles (JB&B). Il sistema aerosolizza una quantità molto piccola di TEG liquido su una piastra calda, quindi soffia le particelle nel flusso d'aria HVAC. I sensori di feedback misurano la densità TEG e inviano comandi per distribuire più prodotto per mantenere un livello minimo garantendo un livello di inattivazione virale superiore al 99%. I risultati del test hanno superato tutte le aspettative di efficacia.

JB&B ha riferito che l'antimicrobico aereo aerosolizzato con microgoccioline ha dimostrato di essere distribuito in modo efficace, affidabile e coerente in tutti gli spazi serviti da quel sistema HVAC. È stato dimostrato che, allo stato di microgoccioline, il TEG si comportava efficacemente come un gas nella sua capacità di distribuirsi, diluirsi e disperdersi negli spazi occupati. In tempo reale, è stata misurata in modo affidabile la concentrazione del prodotto negli spazi occupati ed è stato dimostrato che i circuiti di controllo del feedback controllano con precisione l'uscita dalle macchine atomizzatrici.

Questo risultato è importante, in quanto soddisfa il criterio temporale per l'uso in un intervallo di tempo dell'ascensore, ma sorgono le seguenti domande:

• Come si ricarica?
• Ci sono problemi di salute?
• Da dove viene?
• Quando è stato scoperto e perché ci è voluto un anno per ottenere questa approvazione?

Un settore in cui opera Grignard è l'appannamento scenico (i bianchi fili di nebbia che avvolgono i piedi degli attori per un effetto drammatico). Decenni fa, la scoperta di colonie microbiche che crescono nei serbatoi degli ingredienti utilizzati per generare la nebbia ha portato alla ricerca su cosa avrebbe eliminato quel problema. In esperimenti per fornire una nebbia di nebbia non tossica, ma ugualmente efficace, Grignard ha scoperto che il TEG avrebbe impedito la crescita batterica.

Probabilmente siamo stati tutti in una stanza con sistemi di nebulizzazione TEG. TEG per macchine nebulizzatrici è ampiamente disponibile per home utilizzare.[48] Avanti veloce al 2019: sono stati effettuati test che hanno scoperto che il TEG inattiva anche SARS-CoV-2 entro 30 s dal contatto. Questo è stato portato all'attenzione della task force americana sul coronavirus e sono stati effettuati test accelerati. Il test è culminato nella prima approvazione del trattamento dell'aria antivirale dell'EPA nella storia.

Gli studi sul TEG negli anni '1940[45] e i precedenti file di ricerca spiegano che il giudizio dell'EPA e della FDA sul principio attivo nel TEG è "a basso rischio". Quanto segue appare in un'approvazione del 2021 dell'esenzione di emergenza per il trattamento dell'aria, che fa riferimento a una decisione di ammissibilità alla reregistrazione EPA del 2003 (RED):

"L'[EPA] ha completato la sua revisione della salute umana e ambientale per [TEG] e sta emettendo la sua decisione sulla gestione del rischio. L'agenzia ha deciso che [TEG] può essere nuovamente registrato. Questo RED affronta l'uso di TEG come batteriostato (contro i batteri che causano odori) per la sanificazione e la deodorizzazione dell'aria. Questo RED rivaluta l'esenzione dal requisito di una tolleranza per questi usi. Questa esenzione dalla tolleranza è elencata in 40 CFR 180.920 (69 FR 23124, 28 aprile 2004)” [46]

TEG è inoltre approvato dalla FDA come conservante per adesivi per imballaggi alimentari come elencato in 21 CFR 175.105. Attualmente, tuttavia, non esistono prodotti registrati EPA per questo uso. TEG ha anche un regolamento sugli additivi alimentari indiretti (21 CFR 177.1200 [4/1/04]) per il suo uso come plastificante nel cellophane. Questo uso è regolamentato dalla FDA.[49]

Una nuova registrazione del TEG da parte dell'EPA nel 2006 ha concluso che, dagli studi sugli animali disponibili e da altri dati, il TEG mostra una bassa tossicità. Inoltre, vi è una ragionevole certezza di non danneggiare la popolazione generale. Ciò include lo studio di neonati e bambini con esposizioni aggregate a TEG (come ingrediente attivo o inerte), comprese tutte le esposizioni dietetiche previste (cibo e acqua) e tutti gli altri tipi di esposizione per i quali esistono informazioni affidabili.[49]

Il produttore afferma che il TEG aerosolizzato inattiva i virus presenti nell'aria a un livello invisibile all'occhio umano.[51] Questo è un punto importante in quanto, con decenni di approvazione per utilizzare il nebulizzatore TEG molto più denso, la versione con trattamento di sanificazione dell'aria è invisibile ma conserva le sue caratteristiche di inattivazione virale a densità centinaia di volte inferiori al livello considerato sicuro dall'EPA e FDA.

Infine, è necessaria solo una piccola quantità di TEG. Secondo alcune stime, 1 gallone. durerà un tipico ascensore otto settimane. Dispositivi che non richiedono ventilazione; filtraggio; o modifiche, ad eccezione dell'aggiunta di un serbatoio e dell'alimentazione al dispositivo di nebulizzazione, sono in fase di progettazione per l'uso in ascensore.

Questo processo è adatto per gli ascensori, poiché il tempo di inattivazione è immediato quando la densità delle particelle aerosolizzate viene mantenuta tramite feedback. Le particelle virali di nuova introduzione, quando le porte si aprono, incontrerebbero immediatamente il viricida di inattivazione. Non ci sono residui tossici; aspirare le particelle inattivate non è diverso dalle attuali pratiche di pulizia. I rilevatori di feedback assicurano che l'efficacia rimanga elevata anche in caso di diluizione all'apertura delle porte.

Questo sistema soddisfa tutte le condizioni per l'uso in un ascensore. Tuttavia, è necessario considerare che la tipica ventilazione forzata causerà una continua diluizione nell'involucro del vano corsa. Ad un certo punto, anche l'intera area sarebbe stata sanificata. La valutazione del rischio dovrebbe considerare gli effetti dell'eccesso di TEG sul vano corsa non monitorato e sugli spazi dell'edificio. Domande come "Per quanto tempo può rimanere in volo?" e "In che cosa decadono le molecole TEG dopo anni di permanenza sulle sporgenze dei componenti del vano ascensore?" dovrebbe essere posato.

Considerazioni sul codice ASME A17.1/CSA B44

Attualmente, il codice di sicurezza A17.1/CSA B44 per ascensori e scale mobili non riguarda i dispositivi di sanificazione da utilizzare sugli ascensori. I dispositivi HVAC hanno requisiti specifici quando l'ascensore è all'esterno con involucri trasparenti, ma nessun requisito specifico per il controllo della temperatura, il filtraggio o la sanificazione.

Qualsiasi dispositivo installato in un ascensore richiederà la conformità ai requisiti di diffusione delle fiamme e generazione di fumo nel caso in cui i vandali tentino di incendiare i componenti interni (un evento fin troppo comune). Questi sono i requisiti tipici che si applicano a qualsiasi componente della cabina aggiunto all'interno dell'ascensore.

Le possibili considerazioni per il comitato per gli standard A17.1 dovrebbero includere la richiesta dell'approvazione EPA per i dispositivi installati per scopi di sanificazione fissati in modo permanente, limiti O3, ACH minimo per i sistemi di filtrazione, forse l'impostazione di limiti PM in cui le dichiarazioni di filtrazione possono essere testate e requisiti di manutenzione del programma di controllo della manutenzione per questi dispositivi.

Questi non sono requisiti di progettazione degli ascensori tradizionali, tuttavia, poiché le soluzioni tecnologiche devono essere installate nell'ascensore, integrandole nei pannelli di comando della cabina, requisiti di alimentazione della cabina, nuovi pannelli di accesso, nuovi registri di aspirazione e scarico e mitigazioni antivandalismo sono alcune delle le considerazioni progettuali che dovrebbero essere deliberate. Anche il linguaggio dovrebbe essere considerato per la protezione dalle sostanze tossiche, anche solo per fare riferimento ai requisiti EPA, NIOHS e FDA per le tecnologie impiegate, se applicabili.

Conclusione

Questo articolo si proponeva di identificare le caratteristiche del virus e della recinzione dell'ascensore e le soluzioni tecniche per sanificare l'ascensore. Si prefiggeva inoltre di determinare la soluzione tecnologica ideale e valutare le soluzioni note disponibili. Questo si basa su diversi parametri, efficacia dell'inattivazione virale dimostrata nei test, revisione e approvazione governativa, facilità di installazione e manutenzione e continua efficacia con l'invecchiamento dei sistemi.

I benefici dell'aerosol viricida approvato dall'EPA superano di gran lunga quelli di altre tecnologie a causa della sua inattivazione molto rapida delle particelle virali senza effetti negativi per l'uomo. Avere decenni di utilizzo nelle aree pubbliche come nebulizzatore a migliaia di volte la densità della densità viricida necessaria nell'ascensore rende il caso più forte per utilizzare questo sistema in sicurezza.

Considerando il tempo di volo per i passeggeri e l'immediatezza di essere esposti ad altri passeggeri che potrebbero diffondere particelle virali, è necessaria l'inattivazione più immediata. Le complessità del flusso d'aria possono essere ignorate, dato il feedback dal sensore per fornire rifornimento nell'aria. Il posizionamento del sensore per garantire una corretta rappresentazione della densità dovrebbe essere studiato ulteriormente e dovrebbero essere eseguiti studi del flusso d'aria che includano la ventilazione forzata e la ventilazione naturale.

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