Uso de dióxido de cloro para la desinfección de áreas de trabajo
Use of chlorine dioxide in the disinfection of work areas
Revista Tecnológica ESPOL - RTE, vol. 35, núm. 3, pp. 99-110, 2023
Escuela Superior Politécnica del Litoral
Artículos
Recepción: 03 Mayo 2023
Aprobación: 10 Agosto 2023
Resumen: La desinfección adecuada de ambientes de trabajo en centros educativos que se mantuvieron cerrados por más de un año debido al confinamiento por el Covid-19 fue importante para el retorno progresivo a las actividades rutinarias. Estudios han demostrado que cuando las áreas permanecen cerradas durante largos períodos hay posibilidad de incremento en el contenido de bacterias y hongos en su interior, causando riesgo para la salud. Este estudio se desarrolló en las instalaciones de la Facultad de Ingeniería Marítima y Ciencias del Mar (FIMCM) de la Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL) y su objetivo fue determinar la eficiencia del dióxido de cloro en la desinfección del ambiente y superficies de contacto en áreas de trabajo cerradas por más de un año durante la pandemia. La desinfección del ambiente fue evaluada mediante el cultivo en placa de agares para la recuperación de bacterias y hongos, antes y después del uso del dióxido de cloro (20ppm); mientras que la desinfección en superficies se evaluó usando un luminómetro, antes y después del uso del dióxido de cloro en solución (20ppm). Se confirmó, que la presencia de hongos y bacterias en el ambiente disminuyó un 73% mientras que en las superficies de contacto disminuyó entre el 92% al 99%. Este trabajo se presentó como un reporte a las autoridades de la ESPOL, como parte de lo realizado antes de volver a la presencialidad en las oficinas y demás locaciones de la FIMCM; sin embargo, no se ha publicado en revistas de investigación científica.
Palabras clave: Dióxido de Cloro, desinfección, covid, bacterias, hongos.
Abstract: The adequate disinfection of work environments in educational institutions that remained closed for more than a year due to the confinement caused by Covid-19 was essential for the progressive return of routine activities. Studies have shown that when areas remain closed for long periods, there is a risk that the bacteria and fungi contained inside will increase to levels that can be dangerous to health. This study was developed at the Faculty of Maritime Engineering and Marine Sciences (FIMCM) facilities of the Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL). Its objective was to determine the efficiency of chlorine dioxide in the disinfection of the environment and contact surfaces in work areas that had remained closed for more than a year during the pandemic. The disinfection of the environment was evaluated by culture in an agar plate, for the recovery of bacteria and fungi, before and after using chlorine dioxide (20ppm). On the other hand, disinfection on surfaces was evaluated using a luminometer before and after using chlorine dioxide (20ppm). It was confirmed that the presence of fungi in the environment decreased by 73%, while microorganisms in the contact surfaces decreased between 92% to 99%. This work was presented as a report to ESPOL authorities as part of what was done before returning to the offices and other locations of the FIMCM; however, it was not written as a scientific paper format, nor it was published in scientific research journals.
Keywords: Chlorine dioxide, disinfection, covid, bacteria, fungi.
Introducción
La pandemia del COVID-19 encendió las alertas a nivel mundial, direccionando a la población a la práctica de la bioseguridad en el diario vivir. Uno de los aspectos de la bioseguridad es la limpieza y desinfección con ayuda de compuestos químicos pocos conocidos y otros muy nombrados, dentro de los pocos conocidos se encuentra el dióxido de cloro (ClO2), ver Figura 1. Luego de una comparación científica de varios métodos de desinfección y prevención epidemiológica, tanto físicos como químicos, el dióxido de cloro se ha convertido en uno de los desinfectantes que destaca debido a sus buenas características de seguridad y eficiencia, así como la no toxicidad para los seres humanos a las concentraciones utilizadas, además de no dejar residuos luego de su uso (Liu, 2003; Tsang, 2003).
Sobre el principio de desinfección, el dióxido de cloro usa su fuerte capacidad de oxidación para capturar electrones de la superficie del virus, lo que hace que el sistema de enzimas celulares se inactive y muera naturalmente, de esta manera, se logra la desinfección y esterilización. En 2012, Ogata (Research Institute, Taiko Pharmaceutical Co.) demostró que el dióxido de cloro inactiva el virus de la gripe (de similares características del coronavirus) por la oxidación de residuos de los aminoácidos cisteína, tirosina y triptófano presentes en la proteína de las puntas del virus (spikes); aboliendo así su capacidad de unión a los receptores. Es interesante señalar que la proteína presente en las puntas (spikes) del nuevo coronavirus SARS_CoV-2 contienen 54 tirosinas, 12 triptófanos y 40 residuos de cisteína. En una solución acuosa todos estos residuos son capaces de reaccionar con ClO. al igual que los aminoácidos libres, inactivando el coronavirus extremadamente rápido incluso con una solución de dióxido de cloro muy diluida (Wang et al., 2005). Figura 2
La molécula del gas de dióxido de cloro tiene 0,124 nm, siendo mil veces más pequeña que el coronavirus (120 y 160 nm); y tiene características de excelente difusibilidad y penetrabilidad que le permite acceder a sitios que son difíciles de desinfectar con agentes líquidos convencionales (Figura 3).
La desinfección del dióxido de cloro tiene una especificidad muy alta, es decir, sólo funciona en patógenos mononucleares y no nucleares (la mayoría de los virus respiratorios, incluyendo COVID-19, pertenecen a esta categoría), pero no es eficaz en organismos multicelulares. Según el Informe de Análisis Toxicológico de Dióxido de Cloro y Clorato, emitido por el Departamento de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos (HHS, por sus siglas en inglés) en 2020, hasta ahora, ningún estudio toxicológico ha demostrado que la administración oral de dióxido de cloro puede causar la muerte o carcinogénesis en los seres humanos, y no ha habido informes que demuestren que la exposición de la piel humana al dióxido de cloro puede causar cáncer y la muerte, por lo que, actualmente, se considera un método de desinfección más seguro que el cloro. Esta es también la razón fundamental por la que la Organización Mundial de la Salud (OMS) lo recomienda como el único desinfectante A1 seguro y fiable.
En el escenario de aplicación de la desinfección del dióxido de cloro estipulado en las Normas Sanitarias para desinfectantes de dióxido de cloro (GB 26366-2010), China propuso específicamente la desinfección para "superficies de objetos de uso general", es decir, la desinfección de objetos utilizados para satisfacer las necesidades diarias en los hogares y lugares públicos (mesas, sillas, artículos sanitarios, manijas de puertas y ventanas, pasamanos, asientos y asas de autobús, juguetes, herramientas, etc.).
Además, un gran número de estudios han demostrado el efecto sobresaliente del dióxido de cloro en la desinfección del aire, la desinfección superficial en espacios específicos (World Health Organization); en la de tejidos y equipos, además del tratamiento de aguas residuales domésticas y de hospitales conteniendo residuos de ARN de SARS-CoV (X. Wang, W., et al., 2005; Miura, T., & Shibata, T., 2010). El ejército estadounidense y los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC, por sus siglas en inglés) han utilizado el dióxido de cloro como principal medio de desinfección del aire seguro y eficiente contra el virus del Ébola y los ataques bioquímicos de ántrax. También, un gran número de estudios en China han confirmado que una concentración segura del cuerpo humano directamente expuesto al gas dióxido de cloro se obtiene inicialmente como 0,090 mg/m3/2h/d; esta concentración determinada como fiable, ha sido capaz de asegurar la esterilización efectiva de bacterias y virus.
Materiales y Métodos
Se realizaron tres pruebas para medir la eficiencia de una solución desinfectante a base de dióxido de cloro, en la esterilización de oficinas y laboratorio de la FIMCM. Los estudios fueron realizados sin repeticiones, debido a la limitación de acceso a materiales e insumos por estar en la etapa pretorno a la cotidianidad; además, se quiso demostrar de manera práctica que la desinfección usando este componente químico se encontraba dentro de los estándares permitidos para el regreso a las áreas desinfectadas.
La primera prueba consistió en colocar tres recipientes abiertos (beakers), cada uno con 200ml de solución desinfectante, en una oficina de 30m. y dejar actuar durante cinco días sin abrir el lugar. Este espacio no había sido desinfectado y tampoco limpiado por más de un año debido a las restricciones de la pandemia por Covid-19. Durante el día seis se realizaron pruebas de la calidad microbiológica del aire, utilizando placas de Agar de Tripticasa de Soya (TSA – Difco), para la recuperación de bacterias totales (Placa B); y de agar TSA (Difco) enriquecido con Dextrosa al 2% y suplementado con Enrofloxacina para inhibir el crecimiento bacteriano y favorecer la recuperación de hongos (Placa H).
Placas con los medios de cultivo fueron colocadas en tres puntos (denominados punto 1, punto 2 y punto 3) cerca de los lugares donde se situaron los recipientes con la solución desinfectante, como se muestra en la Figura 4; adicionalmente, para medir la carga microbiana en un punto no expuesto, se colocaron placas en un cuarto punto (denominado punto 4) donde no se había puesto recipiente con el desinfectante. Las placas se mantuvieron abiertas durante 30 minutos para capturar los microorganismos que se encontraban en el aire.
La segunda prueba fue realizada en el Laboratorio de Patología, donde se midió la calidad del aire que se encontraba dentro de las dos cabinas de flujo para PCR (Marca: Lab Claire, Modelo: PCR 6, Serie: PCR6-411 y PCR6-417) con que cuenta el laboratorio. En una de las cabinas se colocó un recipiente con 200 ml de solución desinfectante y, al mismo tiempo, se pusieron 2 placas (una placa B y una placa H), como se muestra en la Figura 5. El tiempo en que se dejó actuar la solución desinfectante y que se mantuvieron abiertas las placas con medios de cultivo fue de 30 minutos (Figura 5).
En la segunda cámara se colocaron las placas con medios de cultivos y se mantuvieron abiertas durante 30 minutos al igual que en la primera, con la diferencia de que en esta no se colocó recipiente con la solución desinfectante Figura 6).
Cabe mencionar que cuando las pruebas se llevaron a cabo dentro de las cámaras de flujo laminar, el sistema de filtración de estas (HEPA) se mantuvo apagado para evitar la incidencia de este proceso. Asimismo, los cultivos realizados se incubaron por 5 días a una temperatura de 25ºC en ausencia de luz.
La tercera prueba consistió en realizar mediciones, utilizando el equipo Clean‐TraceTM Luminómetro de la marca 3M, de 3 superficies de contacto _un escritorio y dos mesones_ (punto 5, punto 6 y punto 7) antes y después de ser desinfectadas con la solución. Adicionalmente, se midieron las superficies de contacto de las cámaras de flujo laminar mencionadas en el punto anterior.
El luminómetro (Figura 7) mide la luz generada y muestra los resultados mediante el uso de Unidades Relativas de Luz (RLU, por sus siglas en inglés), número que informa del nivel de contaminación en cuestión de segundos; cuanto más alto sea el número de RLU, mayor será el nivel de ATP y, por tanto, mayor la cantidad de materia orgánica presente. El ATP (adenosín trifosfato) es una molécula que se produce en los procesos metabólicos que tienen lugar en los seres vivos y está presente en todo tipo de materia orgánica (incluidos los microorganismos).
Para la desinfección de superficies se realizó el siguiente procedimiento: se aplicó la solución desinfectante utilizando un atomizador, se dejó actuar el producto por 20 segundos y, finalmente, se eliminó el exceso de humedad con un paño desechable. Las mediciones se realizaron antes y después de la aplicación en la superficie de escritorios, mesones y equipos como las cámaras de flujo laminar (Figura 8).
Resultados y Discusión
Primera prueba: los cultivos arrojaron crecimientos de microorganismos de diferentes magnitudes en todas sus placas. En el punto 1 de la oficina, se evidenció el crecimiento de 5 aislados de hongos en la placa B y 5 aislados de hongos en la placa H (Figura 9 a y b). En el punto 2, de la misma área, el crecimiento fue de 2 aislados de hongos y mayor a 1,0x106 UFC/ml de colonias para la placa B y 5 aislados de hongos en la placa H (Figura 9 c y d). En el punto 3 se observaron 3 aislados de hongos en la placa B y 4 aislados para la placa H (Figura 9 e y f). En el punto 4 (alejado de los recipientes con la solución desinfectante) hubo una recuperación de 6 aislados de hongos en la placa B y 9 aislados para la placa H (Figura 9 g y h). Ver Figura 10.
El número de colonias de hongos que crecieron en la placa H en el punto 4 fue de 9, que es casi el doble de las que crecieron en los puntos 1 y 2 (5 en cada uno) y más del doble de las que crecieron en el punto 3 (4 colonias). No se evidenció crecimiento de colonias de bacterias en las placas B, salvo en el punto 2 que mostró contaminación externa del disco antes de la inoculación, aunque sí el crecimiento de colonias de hongos en las siguientes magnitudes: en el punto 4 crecieron 6, en el punto 1 fueron 5, en el punto 2 se desarrollaron 2 y en el punto 3 crecieron 3; evidenciándose, al igual que en las placas H, mayor crecimiento en las áreas alejadas a los puntos de emisión de dióxido de cloro.
En la segunda prueba realizada en las cámaras de flujo laminar para PCR, los cultivos en la cámara de flujo donde se colocó la solución desinfectante (Cámara1) durante 30 minutos evidenciaron el crecimiento de 2 aislados de hongos para la placa B y 0 aislados para la placa H (Figura 11 a y b); para la cámara en que no se colocó la solución desinfectante (Cámara2) se observaron 4 aislados de hongos en la placa B, y 1 aislado de hongo en la placa H (Figura 11 c y d). Ver Figura 12.
El número de colonias de hongos que crecieron la placa H en la Cámara1 fue cero mientras que el número de colonias en el mismo medio (placa H) en la Cámara2 fue de 1. Al igual que en la prueba 1, no se evidenció crecimiento de colonias de bacterias en las placas B, aunque si el crecimiento de colonias de hongos en las siguientes magnitudes: 2 en la Cámara1 y 4 en la Cámara2. En conclusión, hubo mayor crecimiento de hongos en la cámara que no recibió emisiones de dióxido de cloro.
La tercera prueba realizada con el luminómetro mostró resultados alentadores acerca de la desinfección de superficies utilizando la solución desinfectante. En el punto 5 (escritorio) el resultado fue de 4.030 RLU, antes de la desinfección y de 30 RLU un minuto después de la desinfección (Figura 13); en el punto 6 el resultado fue de 1636 RLU, antes de la esterilización y de 124 RLU un minuto después de esta; en el punto 7 el resultado fue de 372 RLU, antes y de 29 RLU un minuto después de la desinfección (Tabla 1). Por otro lado, en las cámaras de flujo situadas en el Laboratorio de Patología, la superficie de la cámara que no estuvo en contacto con la solución desinfectante tuvo una lectura de 572 RLU, mientras que la cámara que mantuvo contacto arrojó una lectura de 50 RLU (Tabla 2, Figura 14).
El efecto desinfectante del dióxido de cloro fue más evidente en las superficies de contacto donde la reducción de microorganismos fue drástica e inmediata. De esta manera, se demuestra que la solución de dióxido también es idónea para la desinfección de superficies (escritorios, mesones, equipos, etc.) y no supone riesgo alguno para la salud.
Conclusiones
Durante el estudio no se registró crecimiento de bacterias en las placas con agar específico (placa B), lo que significó que la carga bacteriana no se incrementó en las áreas muestreadas a pesar de que se mantuvieron cerradas durante un período prolongado de tiempo.
Este no fue el caso de los hongos, los que se detectaron tanto en las placas B como en las placas H, esto podría representar un riesgo para la salud como lo han demostrado varios estudios científicos como el realizado por Mendell en el 2011 que concluye: “Hongos en lugares cerrados pueden representar varios peligros para la salud, ya que pueden liberar esporas y compuestos tóxicos en el aire que pueden causar problemas respiratorios y otros efectos negativos en la salud”. En función de los resultados obtenidos que mostraron que el uso de la solución de dióxido de cloro produce una disminución en la cantidad de hongos en el ambiente y que cuando es aplicada de manera tópica elimina la carga bacteriana de las superficies (Hatanaka, N. et al. 2021); y, acorde a estudios realizados por Wang, W. et al. en 2005, en la desinfección de aguas residuales de hospitales y muestras de orina de pacientes infectados con enfermedades respiratorias relacionadas con el SARS-CoV.
Se adecuó y aplicó el siguiente protocolo de desinfección, utilizando una solución de dióxido de cloro en las instalaciones (oficinas, aulas, laboratorios y demás espacios) de la Facultad de Ingeniería Marítima y Ciencias del Mar de la ESPOL.
Este procedimiento de limpieza y desinfección a base de dióxido de Cloro, además de recomendarse su uso en oficinas e instituciones educativas, también puede ser utilizado en domicilios, con lo que contrarrestaríamos las posibilidades de contagio de algún patógeno como el SARS-CoV que afectó a la población mundial en el año 2019.
Referencias
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