Os purificadores de ar UV valem a pena?

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  • por IQAir Staff Writers
Os purificadores de ar UV valem a pena?

Limpar o ar interior não é tão simples como por vezes parece. O ar interior é uma verdadeira miscelânea de poluentes, desde partículas sólidas como o pó, o bolor e o pólen a gases como o dióxido de carbono (CO2), o formaldeído, o ozono interior (O3) e os compostos orgânicos voláteis (COV).

Isto sem contar com os biocontaminantes transportados pelo ar, como bactérias e vírus que vivem em quase todas as superfícies que possa imaginar - e muitos deles podem entrar no ar e ser respirados diretamente para as suas vias respiratórias, penetrando no tecido respiratório e infectando todo o seu corpo.

Foi por isso que os purificadores de ar ultravioleta (UV) entraram em cena: para responder às preocupações generalizadas de que os purificadores de ar não estavam a fazer nada contra os milhões de micróbios e vírus infecciosos que podiam causar e espalhar doenças como constipações, gripe e até tuberculose.

E durante o surto do vírus SARS-CoV-2 (coronavírus da síndrome respiratória aguda grave 2) responsável pela COVID-19 (uma doença respiratória grave, muitas vezes fatal), a purificação do ar por luz UV para a inativação de partículas virais transportadas pelo ar chamou ainda mais a atenção como forma de ajudar a travar a propagação desta pandemia mortal.

A desinfeção por luz UV já tem uma longa história no campo da medicina. Uma vasta investigação mostra que a luz UV ajuda especificamente a impedir que bactérias perigosas resistentes a medicamentos propaguem infecções adquiridas em hospitais (IACS) (1).

Mas será que os purificadores de ar UV valem a pena para limpar o ar interior?

Antes de se apressar a adquirir esta "cura milagrosa" para a última fronteira da poluição atmosférica, vale a pena analisar mais de perto as alegações por detrás da purificação do ar por UV para perceber se realmente fazem ou não o que dizem que podem fazer.

Como é que a luz UV "purifica" o ar?

A luz UV utilizada num purificador de ar UV foi concebida para desinfetar bactérias orgânicas, vivas e potencialmente infecciosas e material viral inorgânico do ar que passa pelo purificador.

A arma secreta da luz UV contra bactérias e vírus? Danos no ADN - tal como os raios UV do sol podem danificar as células da pele e causar cancro da pele, a luz UV pode danificar e por vezes destruir o ADN que constitui a matéria bacteriana e viral (2).

Tal como os raios UV do sol podem danificar as células da pele, a luz UV pode danificar e por vezes destruir o ADN que constitui a matéria bacteriana e viral.

Há duas maneiras principais de a luz UV conseguir isso.

Primeiro, as bactérias são organismos vivos e a luz UV danifica o seu ADN.

Quando o ADN bacteriano é danificado, as bactérias não conseguem completar dois processos reprodutivos fundamentais, conhecidos como transcrição e replicação, que lhes permitem criar mais bactérias (3), o que as impede de crescer, reproduzir-se e formar enormes colónias por todo o corpo, que são a fonte de muitas doenças infecciosas.

Em contrapartida, os vírus não são realmente vivos - são constituídos por ADN e ARN (ácido ribonucleico, uma molécula semelhante ao ADN), material que os vírus utilizam para invadir as cadeias de ADN das células vivas, infectando-as com o seu próprio ADN viral contaminado e fazendo-as reproduzir esse ADN infetado em grandes quantidades.

É assim que doenças virais como as constipações, a gripe e o sarampo se propagam e se tornam tão infecciosas tão rapidamente (4). O material de ADN e ARN, impedindo-os de atacar as células orgânicas.

Mas será que os filtros de ar UV funcionam de facto?

A luz UV por si só pode inativar biocontaminantes infecciosos, como bactérias e vírus, até um certo ponto - por isso deve funcionar num purificador de ar, certo?

Mas os mecanismos específicos dos filtros de ar UV não são tão eficazes como podem parecer. Eis porquê (5) (6) (7) (8) (9) (10)

:
  • As bactérias e os vírus necessitam de períodos prolongados de exposição à luz UV antes de serem desinfectados, muitas vezes até várias horas. O ar passa frequentemente pelos purificadores de ar UV demasiado depressa para que os raios UV façam alguma diferença.
  • Algumas bactérias podem regenerar-se e voltar a infetar mesmo depois de serem desinfectadas pela luz UV.
  • A luz UV não faz nada pelas partículas. A luz UV não destrói partículas como as PM2.5 e as partículas ultrafinas (UFPs), pelo que a maioria destes poluentes perigosos continuará a entrar no ar se o mecanismo de filtragem de partículas não for suficientemente bom.
  • Muitos purificadores de ar UV são também geradores de ozono. Tal como o ozono na atmosfera terrestre reage com os raios UV do sol, a luz e o calor de alguns purificadores de ar UV também podem gerar calor que transforma as moléculas flutuantes de oxigénio (O e O2) e água (H2O) em ozono (O3) perigoso ao nível do solo.
  • A luz UV pode queimar a pele e danificar os olhos. Mesmo uma breve exposição aos raios UV pode causar lesões permanentes na pele e nos olhos, bem como cancro.

É de notar que as partículas de ozono utilizadas em alguns destes purificadores de ar UV para carregar partículas poluentes e retirá-las do ar produzem ozono ao nível do solo.

Este tipo de ozono pode ser extremamente tóxico - mesmo uma exposição de curta duração pode causar uma cascata de sintomas respiratórios, e a exposição de longa duração tem sido associada a inúmeras condições de saúde mortais (11) (12).

O ABC da luz UV

Nem toda a luz UV é criada da mesma forma - apenas alguns tipos são utilizados nos filtros de ar UV.

Eis o que precisa de saber: A luz UV apresenta-se em três formas distintas, distinguidas pelos seus comprimentos de onda, cada uma com efeitos diferentes na matéria orgânica.

UV-A

Os raios UV-A têm cerca de 315-400 nanómetros (nm), o comprimento de onda mais longo dos três tipos de raios UV, com fotões (ou partículas de luz) que vibram um pouco mais depressa do que os da luz visível. Este tipo de luz UV não é normalmente utilizado em nenhum purificador de ar ou tecnologia semelhante.

No entanto, mais de 95% dos raios solares que chegam à superfície da Terra pertencem a esta categoria (13).Os raios UV-A são os mais susceptíveis de penetrar na pele e causar lesões cutâneas e cancro em caso de exposição prolongada (14).

UV-B

Os raios UV-B são um pouco mais curtos do que os raios UV-A, com cerca de 280-315 nm. Os seus fotões vibram ainda mais rapidamente do que os dos raios UV-A, o que lhes dá mais energia para danificam o ADN. Mas, devido aos seus comprimentos de onda mais curtos, a maioria não atravessa as camadas superiores da atmosfera.

No entanto, a pequena percentagem de raios UV-B que atravessam a atmosfera são os que estão mais diretamente ligados ao cancro da pele (15).

UV-C

Os comprimentos de ondada luz UV-C medem entre 100 e 280 nm. A luz UV-C é o tipo de luz UV utilizado na maioria, se não em todos, os purificadores de ar UV.

Estes raios UV têm os comprimentos de onda mais curtos e transmitem mais energia, o que lhes confere um grande potencial para danificar e matar micróbios e células minúsculas - é por isso que são utilizados nos purificadores de ar UV para matar bactérias e vírus, especialmente numa forma designada irradiação germicida ultravioleta (UVGI) (16).

Mas a luz UV-C é também a mais perigosa das três.

Devido à sua elevada energia e intensidade, mesmo a exposição de curta duração à luz UV-C de um purificador de ar UVC (ou purificador de ar UV-C) pode causar danos nos olhos e na pele - e quanto mais tempo estiver exposto, mais graves podem ser os danos.

A tecnologia UV requer um tempo de contacto significativo para "matar" os biocontaminantes

Há outra consideração importante a ter em conta quando se pensa em utilizar a luz UV para matar vírus e bactérias - é preciso muito tempo para a luz UV matar ou inativar mesmo pequenas quantidades de agentes patogénicos transportados pelo ar ou contaminantes de superfície. A quantidade de energia e o tempo que a luz UV demora a destruir vírus e bactérias é medida em milijoules por centímetro quadrado (mJ/cm2), em que um joule (1000 milijoules) equivale a cerca de um segundo.

E diferentes contaminantes requerem diferentes durações de exposição à luz UV para serem completamente erradicados - eis o que a investigação diz sobre o tempo que a luz UV demora a destruir efetivamente apenas um centímetro quadrado de alguns vírus e bactérias comuns(17) (18) (19)

:
  • Vírus da gripe: cerca de 6,6 segundos
  • E. Coli: cerca de 6,6 segundos
  • Staphylococcus aureus: cerca de 6,6 segundos
  • Esporos de fungos Aspergillus: 8,8 a 33 segundos
  • SARS-CoV: cerca de 60 segundos ou mais
  • SARS-CoV-2 (coronavírus COVID-19): até 60 segundos

Pode não parecer muito tempo, mas quando tossimos ou espirramos, produzimos entre 900 e mais de 300.000 destes tipos de partículas infectadas de cada vez, enchendo potencialmente centenas de centímetros quadrados de área no ar de uma divisão(20) (21).

E um purificador de ar UVC precisa de 6 segundos a 1 minuto ou mais apenas para matar as partículas infectadas em apenas um desses centímetros quadrados. Dado que o ar passa frequentemente através de um purificador de ar rapidamente (passando menos de meio segundo no próprio purificador de ar), as partículas infectadas podem passar incólumes pela luz UV e continuar infecciosas.

E isto partindo do princípio de que o seu purificador de ar UV utiliza o comprimento de onda correto da luz UV com uma intensidade suficientemente elevada para inativar eficazmente os biocontaminantes transportados pelo ar - mas a maioria dos purificadores de ar UV que são vendidos como seguros para utilização doméstica apenas geram doses baixas de luz UV, e podem demorar ainda mais tempo a matar quantidades ainda mais pequenas de biocontaminantes (22).

Isto significa que um filtro de ar UV pode demorar várias horas ou mais a matar ou inativar contaminantes infectados do ar de uma divisão (assumindo que alguém não tosse, espirra ou respira novamente e adiciona ainda mais partículas infectadas ao ar).

Quando tossimos ou espirramos, produzimos entre 900 e mais de 300.000 partículas infectadas, enchendo centenas de centímetros quadrados de ar numa sala - e um purificador de ar UV precisa de 6 segundos a um minuto ou mais para matar apenas um centímetro quadrado de partículas infectadas.

Em suma, um purificador de ar UVC pode ser capaz de capturar e matar ou inativar alguns milhares destas partículas infectadas, mas centenas ou milhares de partículas podem permanecer no ar durante horas antes de serem mortas, podendo ser respiradas e causar infecções.

Se os biocontaminantes forem "mortos" pelos raios UV, podem ainda fazer-me mal?

A resposta curta é sim.

Ao contrário dos purificadores de ar típicos, os purificadores de ar UV não removem realmente os biocontaminantes, como vírus e bactérias, do seu ar - inactivam-nos à medida que passam sob feixes de UV concentrados, desmantelando as ligações moleculares que compõem o ADN destes organismos e enviando o ADN inactivado de volta para o ar.

Mas os biocontaminantes são normalmente apenas parcialmente inactivados pela luz UV, com o potencial de voltarem à vida - um estado chamado viável mas não cultivável (VBNC). Num estado VBNC, os biocontaminantes ficam inactivos após a exposição à luz UV, mas podem "acordar" para se regenerarem novamente após algum tempo, mesmo com doses elevadas de luz UV até 300 mJ/cm2 (23).

Isto significa que muitas partículas infecciosas de biocontaminantes voltam para o ar depois de passarem pela luz UV - algumas são inactivadas e inofensivas, mas muitas ainda são ativamente infecciosas ou podem tornar-se infecciosas novamente.

E o nível de biocontaminantes "mortos" pela luz UV depende em grande parte de vários factores críticos na conceção do mecanismo UV utilizado no próprio purificador de ar UVC.

Em geral, acredita-se que 40 mJ/cm2 de luz UV com um comprimento de onda de 0,254 mícrones (normalmente utilizada em purificadores de ar UV) pode matar até 99,99% de quase todos os biocontaminantes transportados pelo ar (24).

Mas foi demonstrado que os vírus, em particular, necessitam de um espetro muito mais amplo, entre 0,2 e 0,315 mícrones, para uma inativação eficaz - diferentes comprimentos de onda são eficazes para diferentes tipos de vírus devido às interações específicas da luz UV com várias proteínas do ADN viral - para além de necessitarem de vários segundos de exposição para qualquer nível de inativação.

A maioria dos purificadores de ar UV utiliza 40 mJ/cm2 de luz UV com um comprimento de onda de 0,254 microns para inativar os vírus. Mas os vírus necessitam de um espetro muito mais amplo, de 0,2 a 0,315 mícrones, para uma inativação eficaz, devido às interações específicas da luz UV com várias proteínas do ADN viral.

Assim, mesmo em teoria, um purificador de ar UVC necessita de um comprimento de onda específico e de um tempo de exposição específico para inativar, mesmo que parcialmente, os biocontaminantes transportados pelo ar - não se trata de uma solução única.

E, na prática, a maioria dos filtros de ar UV não cumpre os requisitos adequados de comprimento de onda e de exposição para o proteger suficientemente dos vírus e bactérias mais perigosos. É necessária uma tempestade perfeita com o comprimento de onda UV correto, tempo de exposição suficiente e a utilização de outras tecnologias de filtragem do ar para que a purificação do ar por UV remova verdadeiramente os biocontaminantes do ar.

Devo comprar um purificador de ar UV?

Resposta curta:

Não. Não compre um purificador de ar com luz UV ou qualquer purificador de ar que utilize a luz UV como parte essencial do seu mecanismo de purificação. É perigoso e não funciona assim tão bem, especialmente sem a utilização de outros métodos comprovados de filtragem do ar.

Resposta longa:

A desinfeção por UV simplesmente não funciona à velocidade a que o ar precisa de ser puxado através de um purificador para filtrar os poluentes. As matérias bacterianas e virais precisam de ser expostas à luz UV durante um determinado período de tempo, por vezes até várias horas de cada vez, pelo que um alguns segundos ou menos sob uma luz UV, por mais forte que seja, não fará muito para remover os poluentes microbianos.

A luz UV desinfecta um pouco, mas não purifica o ar, e a investigação mostra que o potencial de desinfeção do ar pela luz UV pode ser exagerado.

O que devo fazer para limpar o meu ar?

Aqui estão algumas dicas testadas e comprovadas para melhorar a qualidade do ar interior que não dependem de tecnologias ineficazes.

Utilize um purificador de ar ambiente de elevada eficiência

Para divisões típicas com cerca de várias centenas de metros quadrados, um purificador de ar ambiente como o HealthPro Plus pode remover até 99,5% dos poluentes até 0,003 mícrones (10 vezes mais pequeno do que a bactéria ou o vírus médio) várias vezes por hora, superando de longe os UV ou os purificadores de ar HEPA normais.

airflow diagaram for the HealthPro Plus

Um purificador de ar ambiente é recomendado para espaços como quartos, escritórios em casa, cozinhas, ginásios em casa e outros espaços onde passa muito tempo e onde precisa do ar mais puro possível para um sono descansado, uma função cognitiva sem entraves ou um desempenho físico máximo.

Utilize um purificador de ar para toda a casa

Preocupado com a qualidade do ar em toda a sua casa? Um purificador de ar com luz UV para sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (AVAC) não é a solução - um sistema de filtragem de ar de alto desempenho para toda a casa é muito mais eficaz.

O purificador de ar Perfect 16 para toda a casa encaixa nas unidades HVAC existentes na sua casa para aspirar o ar, purificá-lo até 96,7% das partículas poluentes até 0,3 mícrones e até 85% das partículas até 0,003 mícrones com mais de 170 pés quadrados de meios filtrantes e recircular o ar através das condutas de fornecimento da sua casa até 2.000 cfm para que todas as divisões da sua casa tenham ar fresco, limpo e de qualidade médica.

Um purificador de ar para toda a casa não ocupa espaço, não acrescenta ruído ao funcionamento do seu AVAC e reduz a sua fatura de eletricidade através da tecnologia patenteada Advanced Microfiber (AMF) que maximiza a área de superfície do filtro para a remoção de poluentes, reduzindo simultaneamente a resistência do ar para que a purificação seja fácil para o motor do ventilador do AVAC.

Utilizar um purificador de ar pessoal

Precisa de uma purificação do ar de elevada eficiência em viagem? O purificador de ar pessoal Atem 5 em 1 direciona o ar limpo para a sua zona de respiração para um ar limpo instantâneo onde quer que precise dele.

A qualidade do ar pode ser imprevisível e os "purificadores de ar" portáteis típicos utilizam frequentemente uma ionização perigosa ou tecnologia UV que pouco faz para limpar o ar no seu espaço de trabalho, no interior do seu automóvel ou junto à sua cama.

O Atem utiliza a tecnologia de filtragem HyperHEPA para remover até 99% das partículas até 0,003 mícrones do ar que está a respirar neste momento, eliminando virtualmente as partículas poluentes sem criar subprodutos nocivos como o ozono.

Um filtro HyperHEPA Plus opcional utiliza uma camada adicional de carvão ativado para remover mais de 250 tipos de gases do ar ambiente interior e exterior, incluindo produtos químicos e compostos como o formaldeído, que têm origem na libertação de gases dos materiais de construção e dos estofos.

A luz UV pode ajudar a fornecer uma camada adicional de defesa contra vírus, bactérias e micróbios no ar e nas superfícies.

Mas devido ao tempo de exposição e à intensidade necessária para matar eficazmente os biocontaminantes transportados pelo ar, a luz UV é geralmente ineficaz em purificadores de ar disponíveis para casas e funciona melhor em ambientes médicos controlados.

De acordo com os Centros de Controlo e Prevenção de Doenças (CDC), os purificadores de ar UV, quer sejam designados por purificadores de ar ultravioleta, purificadores de ar UVC ou purificadores de ar UV-C (ou filtros ou produtos de limpeza), podem ser utilizados como parte de uma estratégia de purificação do ar, mas não devem ser considerados como a única medida de controlo de biocontaminantes transportados pelo ar (25).

A purificação do ar de alta eficiência com material de filtragem denso que pode capturar os mais pequenos biocontaminantes e agentes patogénicos transportados pelo ar, como vírus e bactérias, é muito mais segura, mais eficaz e mais fiável do que os purificadores de ar UV.

Sobre a IQAir

A IQAir é uma empresa suíça de tecnologia que capacita indivíduos, organizações e governos a melhorar a qualidade do ar por meio de informações e colaboração.

Recursos do artigo

[1] Anderson DJ, et al. (2017). Enhanced terminal room disinfection and acquisition and infection caused by multidrug-resistant organisms and Clostridium difficile (the Benefits of Enhanced Terminal Room Disinfection study): A cluster-randomised, multicentre, crossover study. DOI: 10.1016/S0140-6736(16)31588-4

[2] Rastogi RP, et al. (2010). Molecular mechanisms of ultraviolet radiation-induced DNA damage and repair. DOI: 10.4061/2010/592980

[3] Goosen N, et al. (2008). Repair of UV damage in bacteria. DOI: 10.1016/j.dnarep.2007.09.002

[4] Lytle CD, et al. (2005). Predicted inactivation of viruses of relevance to biodefense by solar radiation. DOI: 10.1128/JVI.79.22.14244-14252.2005

[5] National Aeronautics and Space Administration (NASA). (1999). Ozone.

[6] Ultra-Violet Products. (n.d.). Bacteria destruction chart.

[7] Zhang S, et al. (2015). UV disinfection induces a Vbnc state in Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa. DOI: 10.1021/es505211e

[8] Ontario Health Technology Assessment Series. (2005). Air cleaning technologies.

[9] World Health Organization (WHO). (2017). The known health effects of UV.

[10] Does UV radiation cause cancer? (2015). American Cancer Society.

[11] Smoke and smog (particle pollution and ozone). (2019). New Hampshire Department of Environmental Services.

[12] Environmental Defense Fund. (2015).

[13] World Health Organization. (2020). UV radiation.

[14] D’Orazio J, et al. (2013). UV radiation and the skin. DOI: 10.3390/ijms140612222

[15] Ultraviolet (UV) radiation. (2019). American Cancer Society.

[16] Dai T, et al. (2012). Ultraviolet C irradiation: An alternative antimicrobial approach to localized infections? DOI: 10.1586/eri.11.166 

[17] Food and Drug Administration (FDA). (2020). UV lights and lamps: Ultraviolet-C radiation, disinfection, and coronavirus.

[18] Darnell MER, et al. (2004). Inactivation of the coronavirus that induces severe acute respiratory syndrome, SARS-CoV. DOI: 10.1016/j.jviromet.2004.06.006 

[19] Sabino CP, et al. (2020). Light-based technologies for management of COVID-19 pandemic crisis. DOI: 10.1016/j.jphotobiol.2020.111999 

[20] Han ZY, et al. (2013). Characterizations of particle size distribution of the droplets exhaled by sneeze. DOI: 10.1098/rsif.2013.0560

[21] Lindsley WG, et al. (2012). Quantity and size distribution of cough-generated aerosol particles produced by influenza patients during and after illness. DOI: 10.1080/15459624.2012.684582 

[22] Environmental Protection Agency (EPA). (2018). Residential air cleaners: A technical summary.

[23] Zhang S, et al. (2015). UV disinfection induces a Vbnc state in Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa. DOI: 10.1021/es505211e

[24] Beck SE, et al. (2016). Comparison of UV-Induced inactivation and RNA damage in MS2 phage across the germicidal UV spectrum. DOI: 10.1128/AEM.02773-15 

[25] Centers for Disease Control and Prevention (CDC). (2019). Guidelines for environmental infection control in health-care facilities – background C. air.

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