Se sei come la maggior parte delle persone, non passi molto tempo a pensare a cosa accadrebbe se l'antrace venisse rilasciato nel tuo sistema di metropolitana locale.

Per fortuna, Mark Tucker, ingegnere dei Sandia National Laboratories, ha trascorso gran parte degli ultimi 20 anni a pensare a incidenti che coinvolgono agenti di guerra chimica o biologica, e i modi migliori per pulirli. L'attuale progetto di Tucker si concentra sulla pulizia di un sistema di metropolitana dopo il rilascio di un agente di guerra biologica come l'antrace.

Oltre a sviluppare la schiuma decontaminante Sandia, che è stato utilizzato per decontaminare parti degli edifici degli uffici federali e degli uffici postali durante gli attacchi di lettere all'antrace nel 2001, Tucker ha guidato il team di Sandia durante numerosi progetti di bonifica chimica e biologica sponsorizzati dall'Agenzia per i progetti di ricerca avanzata della Homeland Security del Dipartimento per la sicurezza interna.

Questi progetti si sono concentrati su specifiche situazioni di bonifica, iniziando con la pulizia di un aeroporto dopo il rilascio di un agente biologico. Team di ricercatori hanno testato i metodi e le tecnologie di decontaminazione disponibili, imparato ciò che le tecnologie attuali non possono fare, ha ricercato soluzioni e quindi sviluppato raccomandazioni in caso di attacco aeroportuale.

Il loro lavoro è proseguito attraverso una serie di progetti del DHS per ripulire un aeroporto dopo un rilascio di sostanze chimiche, passi da compiere in un attacco di antrace in tutta la città e come setacciare un sistema di metropolitana dopo un rilascio di sostanze chimiche.

Un aspetto critico della pulizia degli agenti di guerra chimica e biologica è capire qual è il contaminante e fino a che punto si è diffuso. L'ingegnere di Sandia Bob Knowlton ha lavorato su questa sfida per una dozzina di anni. Il suo team ha sviluppato metodi di campionamento scientifici per determinare l'entità e la natura della contaminazione. Anche il campionamento è essenziale per confermare che la decontaminazione è stata efficace e che il sito è sicuro per rientrare.

Tucker ha detto, "Quello che stiamo cercando di fare è fare in modo che se qualcuno rilascia antrace in un sistema di metropolitana, possiamo rimettere in funzione il sistema il prima possibile, proteggendo comunque la salute e la sicurezza pubblica".

I sistemi della metropolitana sono complessi con molte parti mobili e chilometri di tunnel

Il progetto di ripristino dei trasporti sotterranei sponsorizzato dal DHS si sta concludendo dopo quattro anni di ricerca. Tucker, Knowlton e una dozzina di altri ricercatori Sandia e loro collaboratori presso altri laboratori nazionali e locali, le agenzie statali e federali hanno esaminato tutto, da come pulire le stazioni della metropolitana e i tunnel sporchi a dove sarebbe andato a finire un surrogato dell'antrace quando rilasciato all'interno del sistema della metropolitana di New York City e il modo migliore per decontaminare un vagone della metropolitana.

Nel luglio 2015, in collaborazione con l'Agenzia per la protezione dell'ambiente, i ricercatori hanno testato la decontaminazione di un vero vagone della metropolitana. A $ 3 milioni a $ 5 milioni ciascuno, i vagoni della metropolitana non sono economici, quindi gli operatori devono ripulirli per ripristinare il funzionamento del sistema. Una dose extra forte di un antiparassitario gassoso industriale, bromuro di metile, può uccidere le spore di antrace senza danneggiare il vagone della metropolitana, disse Tucker.

Però, il processo richiede molto tempo e le metropolitane hanno molte macchine. Ad esempio, il sistema della metropolitana di New York City ha più di 6, 000 vagoni ferroviari. Knowlton ha detto, "Quando si pensa al numero di vagoni ferroviari e al tempo e allo sforzo necessari per decostruire un numero significativo, è chiaro che è piuttosto importante determinare se un'auto è stata contaminata".

Campionamento scientifico per accelerare lo screening della metropolitana

Il modo attuale per testare l'antrace è fare dei tamponi, mandali in un laboratorio e osserva la crescita dei batteri Bacillus anthracis. Per accelerare questo processo, Il team di Knowlton ha elaborato raccomandazioni per la serie iniziale di campioni il primo giorno dopo un sospetto rilascio per aiutare i responsabili delle decisioni. Queste raccomandazioni includono posizioni suggerite per i tamponi per i tunnel della metropolitana, vagoni ferroviari, stazioni, anche sale di controllo.

Per ridurre il numero di tamponi che devono essere analizzati dai laboratori, Il team di Knowlton ha cercato dei modi per migliorare anche questo aspetto del processo. I ricercatori hanno sviluppato metodi per gestire la sporcizia della metropolitana sui tamponi e suggerimenti per combinare diversi campioni in un'unica coltura. Se nessun batterio Bacillus anthracis cresce, quindi tutte quelle posizioni dei tamponi sono pulite.

A maggio 2016, i ricercatori hanno rilasciato particelle innocue delle dimensioni delle spore di antrace nel sistema della metropolitana di New York durante l'orario di lavoro. Il test ha richiesto più di 100 persone provenienti da diversi laboratori nazionali, l'EPA e altre agenzie statali e federali per raccogliere migliaia di campioni per monitorare la diffusione delle particelle. I dati sono stati utilizzati per aggiornare un modello del sistema metropolitano di New York City, che può essere utilizzato per valutare la diffusione di un potenziale rilascio.

Testare i metodi di decomposizione in un grande, sistema fittizio

L'autunno scorso, Il team di Sandia è stato coinvolto in un test su larga scala per capire i modi migliori per decontaminare le stazioni della metropolitana e i tunnel. I tunnel della metropolitana tendono ad essere freddi e sporchi, che li rende difficili da pulire, ha detto Tucker. Durante le quattro settimane di test nella finta metropolitana, il team ha esaminato le modifiche a diversi decontaminanti comuni per migliorarne l'efficacia nelle condizioni della metropolitana:candeggina, comuni prodotti chimici per piscine e schiuma decongestionante Sandia.

Oltre agli ingredienti della schiuma decontaminante originale, tensioattivi saponosi e ossidanti lievi come quelli che si trovano nel dentifricio, la nuova versione include una sostanza chimica che aiuta la schiuma decontaminante ad aderire più a lungo alle pareti e persino ai soffitti del tunnel della metropolitana, così i decontaminanti possono uccidere più antrace. L'ingegnere chimico di Sandia Patrick Burton ha sviluppato questa versione. Ancora più fresco, Tucker ha detto, è che "una volta che l'acqua evapora, ti rimane una polvere fine che puoi semplicemente spazzolare via. È un modo per superare lo sporco e i problemi di temperatura senza creare disordine".

La schiuma per la decontaminazione di Sandia è stata originariamente sviluppata con finanziamenti forniti dal Dipartimento dell'energia e dal Programma di sicurezza nazionale chimica e biologica dell'amministrazione nazionale per la sicurezza nucleare. È stato concesso in licenza a società, che lo hanno sviluppato per l'uso in una varietà di applicazioni, come la bonifica di muffe commerciali e residenziali, disinfezione di ospedali e scuole e rimozione di pesticidi per le attrezzature agricole.

L'altra nuova tecnologia Sandia testata dal team era un sistema di abbattimento spray in parte sviluppato con fondi di ricerca e sviluppo diretti dal laboratorio e perfezionato dal tecnologo Sandia Charles Brusseau. Usando una nebbia molto fine di goccioline di liquido cariche, schiuma decongestionante diluita o anche semplice acqua, possono attirare ed estrarre le spore di antrace dall'aria. Ciò potrebbe impedire alle persone di respirare l'antrace e potrebbe persino aiutare a fermarne la diffusione.

Il team di Knowlton ha anche dimostrato diverse nuove tecnologie per rendere il campionamento più semplice ed efficiente. Tra queste tecnologie c'era un'app per smartphone per rendere la registrazione dei campioni più affidabile e diretta per chi lavora sul campo. L'app può anche combinare i risultati di laboratorio e le posizioni dei campioni in uno strumento geospaziale che mostra i punti caldi della contaminazione per aiutare i responsabili delle decisioni. I ricercatori hanno persino incorporato questi strumenti nei sistemi di realtà aumentata e virtuale.

I risultati saranno disponibili per i sistemi della metropolitana e i pianificatori di emergenza

Ora che il gruppo multiagenzia ha sviluppato e testato metodi di decontaminazione, stanno compilando le loro scoperte in un manuale di istruzioni che include una guida per aiutare le metropolitane se un agente biologico viene mai rilasciato nel loro sistema. Il manuale illustrerà tutti i metodi di decontaminazione, con i punti di forza e i limiti di ciascuno.

Una volta che il rapporto è stato completato e rivisto dalle agenzie federali competenti, sarà disponibile per le metropolitane comunali e per i pianificatori di emergenza. I precedenti progetti di bonifica hanno pubblicato un documento di 300 pagine dei loro risultati, ma questo progetto trasferirà anche i suoi risultati in uno strumento software di facile utilizzo. Questo software includerà un diagramma di flusso che evidenzi i punti decisionali. Il locale, i soccorritori statali e federali possono selezionare una decisione come "decontaminare i vagoni della metropolitana" e vedere le informazioni di cui hanno bisogno per fare una scelta informata.

Oltre a DHS ed EPA, i Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie e Lawrence Livermore, Argonne, I laboratori nazionali Pacific Northwest e Brookhaven e il MIT Lincoln Laboratory hanno preso parte al progetto di ripristino del trasporto sotterraneo.