Los peligrosos virus transportados por el aire se vuelven inofensivos en la marcha cuando se exponen a fragmentos energéticos y cargados de moléculas de aire, según lo demuestran investigadores de la Universidad de Michigan.
Esperan que algún día aprovechen esta capacidad para reemplazar un dispositivo centenario: la mascarilla quirúrgica.
Los ingenieros de la UM han medido la velocidad de eliminación del virus y la efectividad de los plasmas no térmicos, las partículas ionizadas o cargadas, que se forman alrededor de las descargas eléctricas, como las chispas. Un reactor de plasma no térmico pudo inactivar o eliminar de la corriente de aire el 99.9% de un virus de prueba, y la gran mayoría se debió a la inactivación.
Lograr estos resultados en una fracción de segundo dentro de una corriente de aire es una promesa para muchas aplicaciones donde se necesitan suministros de aire estériles.
“La vía de transmisión de la enfermedad más difícil de proteger es en el aire porque tenemos relativamente poco para protegernos cuando respiramos”, dijo Herek Clack, profesor asociado de investigación civil de ingeniería civil y ambiental de la UM.
Para medir la efectividad de los plasmas no térmicos, los investigadores bombearon un virus modelo, inofensivo para los humanos, al aire que fluía cuando ingresaba en un reactor. Dentro del reactor, las perlas de vidrio de borosilicato se empaquetan en una forma cilíndrica, o lecho. Los virus en el aire fluyen a través de los espacios entre las perlas, y ahí es donde se desactivan.
“En esos espacios vacíos, estás iniciando chispas”, dijo Clack. “Al pasar por el lecho lleno, los patógenos en la corriente de aire se oxidan por átomos inestables llamados radicales. Lo que queda es un virus que ha disminuido la capacidad de infectar células “.
En particular, durante estas pruebas los investigadores también rastrearon la cantidad de genoma viral que estaba presente en el aire. De esta manera, Clack y su equipo pudieron determinar que más del 99% del efecto de esterilización del aire se debía a la inactivación del virus que estaba presente, y el resto del efecto se debía al filtrado del virus de la corriente de aire.
“Los resultados nos dicen que el tratamiento con plasma no térmico es muy eficaz para inactivar los virus en el aire”, dijo Krista Wigginton, profesora asistente de ingeniería civil y ambiental. “Hay tecnologías limitadas para la desinfección del aire, por lo que este es un hallazgo importante”.
Este enfoque paralelo, que combina la filtración y la inactivación de patógenos en el aire, podría proporcionar una forma más eficiente de proporcionar aire estéril que las tecnologías utilizadas hoy en día, como la filtración y la luz ultravioleta. Las máscaras tradicionales operan usando solo filtración para protección.
La irradiación ultravioleta no se puede esterilizar tan rápido, ya que de manera total o tan compacta tiene plasma no térmico.
Clack y su equipo de investigación han comenzado a probar su reactor en corrientes de aire de ventilación en una granja de ganado cerca de Ann Arbor. La agricultura animal y su vulnerabilidad a enfermedades contagiosas del ganado como la influenza aviar tiene una necesidad demostrada a corto plazo de tales tecnologías.
Mayor información: T Xia, A Kleinheksel, E M Lee, et al. «Inactivation of airborne viruses using a packed bed non-thermal plasma reactor». Journal of Physics D: Applied Physics, Published: 23 April 2019.