https://doi.org/10.37815/rte.v35n3.1014

Artículos originales

Uso de dióxido de cloro para la desinfección de áreas de trabajo

Use of chlorine dioxide in the disinfection of work areas

Víctor
Osorio Cevallos1 https://orcid.org/0000-0002-5628-7085,

Jonathan Castro Lara1  https://orcid.org/0009-0000-2735-1108

1Facultad de
Ingeniería Marítima y Ciencias del Mar, Escuela Superior Politécnica del
Litoral, Guayaquil, Ecuador

[email-masked], [email-masked]

Enviado:         2023/05/03

Aceptado:       2023/08/10

Publicado:      2023/12/30

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.

Sumario: Introducción,
Materiales y Métodos, Resultados y Discusión y Conclusiones.

Como
citar: Osorio, V. H. & Castro, J. (2023). Uso de
dióxido de cloro para la desinfección de áreas de trabajo. Revista
Tecnológica - Espol, 35(3), 99-110. http://www.rte.espol.edu.ec/index.php/tecnologica/article/view/1014

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). 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).

Figura 1

Molécula de Dióxido de cloro ClO2

Tomado
de: www.yamathosupply.com

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 ClO2 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

Cápside de un virus. La glicoproteína de los
picos (spikes) está compuesta por aminoácidos y el
dióxido ataca tres de ellos (cisteína, tirosina y triptófano)

Tomado
de: American Society for Microbiology

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

Tamaño de partículas varias. Ilustración del
tamaño de varias partículas, incluyendo el dióxido de cloro, bacterias y virus

Tomado
de: https://clordisys.com

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 30m2 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.

Figura 4

Se observan la
ubicación de los recipientes con la solución desinfectante y junto a estos, se
situaron las placas con los medios de cultivo para la recuperación de bacterias
y hongos

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

Cámara de
flujo laminar en la que se colocaron 200ml de la solución desinfectante y
placas con medios de cultivo para testear el aire del interior de la cámara

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.

Figura 6

Segunda cámara
de flujo laminar en donde solo se colocaron las placas con medios de cultivo
para la recuperación de microorganismos encontrados en el aire interior de la
cámara

El luminómetro 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 7

Punto 1
ubicado en la oficina de la Coordinación de Acuicultura de la FIMCM, donde se
tomó muestra con un hisopo y luego se leyó en un luminómetro
Clean‐TraceTM

Figura 8

Toma de
muestra de la superficie de la cámara de flujo laminar del laboratorio de
Patología, FIMCM-ESPOL

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.

Figura 9

Cultivos de bacterias y de hongos de los diferentes puntos del área
de la Coordinación de Acuicultura, FIMCM-ESPOL

A y B, placas del punto 1; C y D, placas del punto 2; E y
F, placas del punto 3; G y H, Placas del punto 4

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.

Figura 10

Recuperación de aislados de hongos en placas enriquecidas para el
cultivo, las mismas que se mantuvieron abiertas durante 30 minutos para la
inoculación de los microorganismos que se encontraban en el ambiente del área

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.

Figura 11

Cajas de cultivo para bacterias y hongos, incubados a temperatura
ambiente 28ºC, de los puntos testeados en las cámaras de flujo PCR con y sin
exposición a la solución desinfectante

A y
B, Placas de la cámara expuesta a la solución desinfectante; C y D, placas de
la cámara sin exposición a la solución desinfectante

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.

Figura 12

Recuperación de aislados de hongos en placas enriquecidas para el
cultivo, donde se observa la diferencia entre el número de aislados recuperados
entre la cámara de flujo expuesta al ClO2 y la cámara que no fue
expuesta al desinfectante

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 13

Medición de las unidades de luminiscencia relativa, (RLU) de
superficies antes y después de la desinfección con la solución desinfectante

Tabla 1

Resultados del luminómetro de superficies
testeadas en diferentes áreas de la Facultad de Ingeniería Marítima y Ciencias
del Mar, ESPOL, antes y después de realizar una limpieza y desinfección con la
solución desinfectante

Punto de Prueba

Día

Resultado (RLU) Antes

Resultado (RLU) Después

Escritorio
punto 3, oficina de coordinación de Acuicultura.

07/abril /2021

4030

30

Superficie de
mesón, sala de ingreso de Biomedicina.

07/abril /2021

1636

124

Mesón central
del Laboratorio de Patología, FIMCM.

07/abril /2021

372

29

Tabla 2

Resultados del luminómetro de superficies
testeadas en diferentes áreas de la Facultad de Ingeniería Marítima y Ciencias
del Mar, Espol

Punto de Prueba

Día

Hora

Resultado (RLU)

Cámara de flujo laminar sin exposición a
la solución
desinfectante, Laboratorio de Patología, FIMCM.

07/abril /2021

10:08:40

572

Cámara de flujo laminar con exposición a
la solución
desinfectante durante 30 minutos 3 días antes del
muestreo, Laboratorio de Patología, FIMCM

07/abril /2021

10:09:36

50

Figura
14

Lecturas proporcionadas con el luminómetro
en superficies antes y después de haber sido limpiadas y desinfectadas con la solución
desinfectante

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.

1.
Desinfección por nebulización: utilizando
un nebulizador eléctrico y una solución de 20ppm de dióxido de cloro se
desinfectaron los espacios internos, abarcando el área de adentro hacia fuera y
haciendo que la solución llegue a todos los rincones y extremos. Esta
nebulización ayudó a disminuir significativamente la carga microbiana (virus,
bacterias y hongos) suspendida en el aire y sobre las superficies de
escritorios u otros objetos. Las áreas desinfectadas se mantuvieron cerradas
por un tiempo de 24 horas para maximizar el efecto. Adicional, se encendieron
los aires acondicionados entre 2 a 4 horas después de la esterilización para
asegurar que la solución desinfectante circule por los ductos de ventilación y
purifique el sistema de aclimatación.

2.
Aplicación por contacto y
limpieza profunda de superficies y pisos usando también una solución de 20ppm
de dióxido de cloro como agente desinfectante, previamente se eliminó el polvo
acumulado por el tiempo en que se mantuvo cerrada el área.

3.
Para prevenir el crecimiento de
microorganismos se mantuvo el área desinfectada, utilizando 200ml de solución
de dióxido de cloro (20ppm) en un recipiente, para que el gas volatilizado
alcance toda el área y mantenga controlada la carga microbiana del ambiente. Se
recomienda usar un envase de vidrio con 200ml de una solución de 20ppm de
dióxido de cloro por cada 15m2; los que deben de ser renovados cada
semana.

4.
Previo al retorno de personal a
sus oficinas, ya sea en jornada completa o media jornada, se realizó una
segunda nebulización con una solución de 20ppm de dióxido de cloro, para
fortalecer la desinfección inicial.

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.

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