Germicida UV: Control y medición

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Por Miguel Sánchez (Experto en Iluminación de Grupo Noria)

Luz y otras radiaciones electromagneticas

La radiación ultravioleta es una radiación electromagnética que como todas tienen en común que no precisan de un conductor para su propagación y que se propagan por el espacio vacío a una velocidad de 300.000 km/s.

Se definen a partir de 3 parámetros: Frecuencia, Período y Longitud de Onda siendo esta última, la única propiedad invariable de una radiación.

La longitud de onda, utiliza para su medida unidades de longitud expresadas normalmente en Angstrom o Nanómetros. Entre todo el espectro de radiaciones electromagnéticas, la luz visible, es una estrecha franja comprendida entre los 380nm (violeta) y los 770nm (rojo).

Luz y otras radiaciones electromagneticas

Por encima de los 770nm encontramos la radiación infrarroja y más allá las ondas de Radio. Por debajo de los 380nm se sitúan las radiaciones ultravioletas y más allá los Rayos X y Gamma.

Una fuente de luz, una lámpara, emite de luz blanca a partir de sumar las diferentes radiaciones monocromáticas del espectro (comprendido entre 380nm/770nm) pero frecuentemente emite radiaciones más allá de esta franja.

Por esta razón las lámparas incandescentes y halógenas emiten una gran cantidad de energía en la banda de los infrarrojos que aunque invisibles, se manifiestan en forma de calor. También pero en menor medida emiten radiación UV.

Las lámparas de infrarrojos se utilizan para aplicaciones como generadores de calor en aplicaciones tan diversas como: fisioterapia, ganadería, restauración, peluquerías, etc. Siendo su presentación muy similar a lámparas de incandescencia o halógenas.

Las lámparas de fluorescencia y de descarga en gas en general emiten una escasa radiación infrarroja pero en función de la tipología pueden generar un alto porcentaje de radiación UV.

Los más veteranos recordarán que las primeras lámparas de halogenuros metálicos de uso comercial (a finales de los 80), precisaban ser instaladas en una luminaria provista de filtro UV y puesto que este elemento era caro y en muchos fabricantes “opcional”, se produjeron infinidad de incidentes en forma de decoloración de prendas y otros productos.

Mucho más grave fueron los accidentes en forma de lesiones oculares y generación de conjuntivitis producidos por un producto que nunca debió salir al mercado y que posteriormente fue mejorado, incorporando el filtro UV en el propio tubo de descarga, (versiones que hoy en día seguimos comercializando).

Los LED fueron hasta principios del milenio, fuentes de luz monocromáticas y fue Shüji Nakamura quien trabajando en el desarrollo del Blue-Ray, desarrolló el primer LED azul.

Todas las presentaciones de LED blancos son fruto de incorporar capas de Fósforo sobre en el emisor azul y función de las características de la capa obtenemos tonalidades entre el blanco cálido y el blanco frio. La alta eficiencia lm/W del LED responde (entre otras cosas) a la reducción de pérdidas de energía indeseadas en la emisión de radiaciones invisibles (UV i IF).

El desarrollo de LED fuera del espectro de radiación visible es hoy todavía experimental.

Radiación Ultravioleta

Actualmente la luz ultravioleta se usa en un gran número de aplicaciones. Según su longitud de onda se clasifica en 3 categorías con un ámbito de aplicación muy diferente:

  • UVA: Comprendida entre los 315nm y los 380nm. Se utiliza para el curado de adhesivos, plásticos y para la inspección pues estimula los fenómenos de la fluorescencia y de la fosforescencia. También se utiliza en aplicaciones de simulación de la luz solar por ejemplo para generar el efecto eritematoso (bronceado de la piel).
  • UVB: Comprendida entre los 280nm y los 315nm. En conjunción con radiaciones UVA, se utiliza para realizar procesos de envejecimiento acelerado de materiales.
  • UVC: Comprendida entre los 200nm y los 280nm. Se utiliza para acelerar la polimerización de tintas y lacas así como para la desinfección de superficies y esterilización de aire, agua y superficies.

Todas estas radiaciones están presentes en la radiación solar de forma que la radiación UV es imprescindible para el funcionamiento equilibrado de la naturaleza.

Ello no quiere decir que esté exenta de riesgos y es de todos conocido que es preciso tomar precauciones ante la exposición excesiva a la radiación UV solar pues está demostrada la correlación entre la radiación UVC y el cáncer de piel.

El filtro protector ante la radiación solar es la capa de ozono y de ahí la preocupación que generó el descubrimiento del “agujero” en dicha capa. También es conocida en que forma la radiación solar UV degrada los materiales sintéticos como plásticos o pinturas.

Ahora bien, mencionados estos efectos nocivos, no cabe duda también que en el sol tenemos el mejor de los aliados germicidas.

Cualquier lámpara UV puede proporcionar dosis de radiación mucho más elevadas que las contenidas en la exposición solar, acelerando exponencialmente sus efectos positivos pero también los negativos.

El elevadísimo riesgo que comportan, obliga a ser instrumentos restrictivos a utilizar únicamente por especialistas con equipos altamente contrastados, certificados no sólo por Laboratorios Físicos y Eléctricos sino por Organismos Sanitarios de reconocida entidad.

Radiación ultravioleta como germicida

Una característica de la radiación UV es que en un intervalo entre 200nm y 300nm de longitud de onda, tiene propiedades germicidas. Es decir “puede” inactivar microorganismos como bacterias, virus y protozoos.

Esta capacidad es aprovechada para aplicaciones como la desinfección del agua sin necesidad de utilizar substancias químicas. Los microorganismos son desactivados por la acción de la radiación UV que daña los ácidos nucleicos ADN y ARN.

Ahora bien, es posible que algunos microorganismos reparen el daño fotoquímico causado por la radiación UV si su dosis es demasiado baja y se estima que para evitar dicha reparación es precisa una dosis de 12mJ/cm2.

Pero no todos los microorganismos responden igual, ni el medio (aire, agua, textil, diversos materiales), requiere las mismas dosis.

Por lo tanto necesitamos saber:

  • Microorganismo.
  • Medio o material a esterilizar.
  • Volumen/superficie.
  • Tipo y número de lámparas.
  • Distancia.
  • Tiempo de exposición.

Por tanto concluimos de nuevo en que generalizar nos lleva irremediablemente a equivocarnos y cada aplicación precisa la asesoría altamente especializada para cada tratamiento.

Luz negra o luz de Wood

Mención expresa a la lámpara especial más popular en nuestros almacenes, la lámpara de luz negra o luz de Wood. La luz negra, es una lámpara que emite onda larga (UV-A) de luz ultravioleta y poca emisión de luz visible.

Las lámparas de luz negra se fabrican generalmente del mismo modo que las lámparas fluorescentes convencionales, excepto que utilizan un único fósforo, y en lugar del cristal transparente exterior emplean un cristal oscuro conocido como cristal de Wood, que bloquea la mayor parte de “luz visible”.

La radiación ultravioleta de estas lámparas se produce con una longitud de onda superior a 350nm siendo por tanto innocua para las personas pero por supuesto también para los microorganismos.

Se utiliza para excitar el fenómeno de la fluorescencia y la fosforescencia con aplicaciones tan populares como la detección de billetes falsos, en Control de Calidad y en aplicaciones lúdicas en bares y discotecas.

Este tipo de lámparas no tienen ninguna aplicación como germicida.

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