En los últimos años, la investigación ha profundizado en los beneficios y aplicaciones de la luz ultravioleta, en la desinfección y esterilización. Se ha descubierto que su capacidad para penetrar en las células microbianas y causar daños celulares la convierte en una herramienta valiosa para la desinfección del agua y otros fines. Así, el avance multidisciplinar en la comprensión de las tecnologías que permiten la generación de luz ultravioleta ha impulsado el desarrollo y la optimización de aplicaciones de desinfección y esterilización, lo que ha originado un impacto directo muy significativo sobre la seguridad alimentaria y sanitaria o el bienestar de las personas entre otros.
Luz UV y su poder de desinfección
La luz ultravioleta (UV) es una forma de energía electromagnética perteneciente al espectro de luz no visible, con longitudes de onda que van desde 100 hasta 400 nanómetros (nm). En este amplio espectro, se distinguen tres regiones principales en función de la longitud de onda: UVA, UVB y UVC.
Tipos de luz UV
1.UVA (320-400 nm): Con la longitud de onda más alta, puede penetrar materiales con mayor facilidad. Constituye el 95% de la radiación UV solar y puede atravesar nubes o ventanas de vidrio, lo que la hace peligrosa para la piel al penetrar en las capas cutáneas, causando arrugas, envejecimiento e incluso cáncer de piel.
2.UVB (280-320 nm): Representa el 5% restante de la radiación solar UV y es absorbida en su mayoría por la atmósfera. Aun así, puede provocar reacciones alérgicas y cáncer de piel.
3.UVC (200-280 nm): Absorbida completamente por la atmósfera, su presencia es artificial. Aunque no representa un riesgo significativo para el cáncer de piel, es altamente efectiva contra virus y bacterias, siendo utilizada ampliamente en aplicaciones de desinfección y esterilización.
Aplicaciones de la luz UV
El descubrimiento inicial de la luz UV está asociado al físico y fisiólogo alemán Johann Ritter en 1881, presentando sus aplicaciones en los organismos vivos así como otras aplicaciones. Sin embargo, no fue hasta finales del siglo XIX cuando Niels Finsen demostró los efectos germicidas de la luz UV, que impulsaron su aplicación en el tratamiento de enfermedades como la tuberculosis y su posterior adopción como un método para la desinfección.
La desinfección mediante luz UV se produce mediante la desactivación de los patógenos al interactuar con ácidos nucléicos, alterando su estructura genética y evitando su replicación. El daño al ADN, está especialmente asociado a la formación de un número suficiente de dímeros de timina que impiden su replicación, resultando en la inactivación microbiana. A pesar de su eficacia, es importante considerar que algunos microorganismos pueden presentar mecanismos de reactivación, subrayando la necesidad de precauciones posteriores a los tratamientos de desinfección mediante luz UV.
Las lámparas UV, comúnmente de vapor de mercurio, emiten luz en longitudes de onda germicidas, principalmente a 254 nm. Variantes como las lámparas de baja presión y media presión ofrecen distintas ventajas en eficiencia y rango operativo. Actualmente, se están realizando avances significativos en su aplicación comercial con LEDs que emiten estas longitudes de onda. Puede consultar la gama de fuentes LED UV de Pyroistech para aplicaciones de desinfección en los diferentes rangos en el siguiente enlace.
En cuanto a la utilización de la luz UV en aplicaciones de desinfección se pueden distinguir dos campos principales de aplicación
1.Desinfección del aire, especialmente en entornos hospitalarios
2.Tratamiento de aguas.
La ventaja de los sistemas de desinfección mediante luz UV es su eficacia, ya que pueden eliminar hasta un 99% de los microorganismos sin necesidad de utilizar químicos u otros métodos. Sin embargo, la generación de ozono (O3) producida por la fotólisis de las moléculas de oxígeno al utilizar este tipo de fuentes es un inconveniente potencial para la salud humana por lo que deben de utilizarse de manera controlada, en entornos sin personal y bien ventilados. En el caso particular del tratamiento de aguas, la eficacia de los procesos de desinfección mediante luz UV puede verse afectada por parámetros de calidad del agua como por ejemplo la turbidez y el contenido orgánico, lo que requiere medidas de pretratamiento como la filtración y la optimización de la entrega de potencia de UV para garantizar los procesos de desinfección.
En resumen, la desinfección ultravioleta se posiciona como un método confiable para garantizar la seguridad microbiológica en áreas de alto riesgo o contagio, como hospitales, colegios y transportes públicos, así como para los suministros de agua o entornos alimentarios. Así, el avance de las tecnologías asociadas a la generación de luz UV aporta una elevada versatilidad permitiendo su aplicación en diferentes entornos, desde plantas de tratamiento a gran escala hasta sistemas de punto de uso a nivel de usuario, ofreciendo protección contra una amplia gama de patógenos permitiendo que los sistemas de desinfección basados en luz UV se posicionen como un pilar fundamental para cumplir unas regulaciones cada vez más restrictivas y salvaguardar la salud pública en todo el mundo.
Referencias:
- Arod.com.mx: «Los tipos de radiación ultravioleta y sus diferencias: UVA, UVB y UVC» (https://arod.com.mx/2021/05/06/los-tipos-de-radiacion-ultravioleta-y-sus-diferencias-uva-uvb-y-uvc/)
- PubMed Central: «Ultraviolet Disinfection» (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7644456/)
- Gray, N. F. (n.d.). Chapter Thirty-Four – Ultraviolet Disinfection. En N. F. Gray (Ed.), Advances in Water Purification Techniques (pp. 701-726). Elsevier. (https://doi.org/10.1016/B978-0-12-415846-7.00034-2)
- ScienceDirect: «Ultraviolet (UV) Radiation Disinfection» (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1684118217302001)