¿Qué es la luz UV?
La luz Ultravioleta es parte del espectro electromagnético, es decir, es energía cuya longitud de onda es menor que la luz visible pero mayor que la de los rayos X, dicha longitud de onda se encuentra entre los 200 a 400 nanómetros, en otras palabras, toda la luz UV es invisible para el ojo humano.
Es por ello que este rango de energía electromagnética, que bien se conoce como luz ultravioleta (UV), puede a su vez subdividirse en las siguientes bandas: UVA, UVB, UVC (ver figura 1)
Figura 1. La luz UV puede subdividirse en UVA, UVB, UVC
- UVA o de onda larga de 400 a 315 nm, es la más abundante en la luz del sol, y es la causante del bronceado y las arrugas en la piel.
- UVB o de longitud intermedia de 315 a 280 nm, es la causante del enrojecimiento y cáncer en piel.
- UVC o de onda corta de 280 a 200 nm, es la más efectiva para uso germicida, pero no penetra a la superficie de la tierra.
¿Cómo se genera la luz UV?
La luz UV existe de forma natural como parte del espectro electromagnético, sin embargo para su utilización con diferentes finalidades es necesario generarla artificialmente.
La generación artificial de la luz UV se realiza de la siguiente forma (ver figura 2), mediante la utilización de un emisor (denominado lámpara) de cuarzo puro, que contiene un gas inerte (vapor de mercurio), que cuando se induce una corriente eléctrica en los polos de la lámpara, (que genera un arco voltaico) se ioniza, es decir, los átomos del gas reciben una carga eléctrica, lo cual incrementa su energía (los excita).
Figura 2. Generación artificial de luz UV
Adicionalmente, el calor producido por el emisor se incrementa junto con la presión interna del gas, lo que aumenta la excitación de electrones haciendo que “salten” desplazándose a través de las diferentes líneas de longitud de onda, hasta el punto de convertirlos en fotones de luz UV.
Por ejemplo, una descarga de presión baja produce un espectro a 185 y 253.7nm. Los emisores de luz UV de presión media producen radiación multi-onda, es decir, diferentes longitudes de onda de diversa intensidad a través del espectro UV (200-400nm). De acuerdo a lo anterior, controlando la descarga y la presión dentro de un emisor es posible producir diferentes clases o tipos de luz UV antes descritos.
Este espectro electromagnético puede ser utilizado en lámparas para la purificación del aire en edificios, oficinas, escuelas y hospitales
¿Para qué se utiliza la luz UV?
La aplicación más difundida de luz UV es con fines germicidas Otro uso sumamente importante, es la eliminación de la carga biológica del aire, esto significa que la irradiación ultravioleta es capaz de eliminar microorganismos que son aerotransportados.
Por último existe una nueva tecnología que se le conoce como Foto Hidro Ionización o PHI (por sus siglas en inglés), la cual es básicamente una fotocatalización en donde el componente “lumínico” es la luz UV.
Función germicida la luz UV
Como hemos dicho, la luz UV es una forma de energía que se “transmite” o “viaja” como fotones, esto significa que para que funcione como germicida, es necesario que el microorganismo sea “iluminado” o “irradiado” por los fotones de luz UV, es decir debe ser expuesto al haz de luz UV (ver figura 3).
Figura 3.- La longitud de onda de la luz UV permite penetrar y destruir la estructura del DNA del microorganismo.
Aquí es importante recordar que este tipo de luz UV-C tiene una longitud de onda muy específica 254 nm, y es precisamente eso lo que le permite penetrar la “pared” que protege la información genética del microorganismo y romper su estructura del DNA.
La forma más común de daño es la destrucción de la timina (es una de las cuatro bases nitrogenadas que forman parte del ADN), haciendo que se “funda” con alguna de las otras bases del DNA, produciendo un abultamiento en la “escalera”, haciendo que las moléculas de DNA no funcionen correctamente, inutilizando al microorganismo o virus.
Dependiendo de la clase de microorganismo de que se trate, será necesario exponerlo a diferentes niveles de energía (dosis), para “eliminarlo”.
Función germicida la luz UV en los Sistemas de Aire Acondicionado y Ventilación
La aplicación de la luz UV en los sistemas de climatización puede ser en:
- Las unidades manejadoras de aire (UMA), y en dos sitios en particular.
– Del lado de baja presión del serpentín (salida del aire) con la finalidad de mantener limpio el serpentín y la charola de condensado, evitando la proliferación de microorganismos, cuya presencia disminuye la eficiencia térmica, porque su crecimiento reduce el área de paso del aire a través del serpentín, lo que aumenta la velocidad de paso y por lo tanto disminuye el tiempo de contacto del aire con las aletas y tubos, además de que estos microorganismos son una fuente importante de contaminación biológica.
– Del lado de alta presión (entrada del aire), en los filtros de alta eficiencia del sistema, para inactivar o eliminar los microorganismos que son atrapados por el filtro, estos son irradiados por las lámparas que se instalan enfrente de los filtros.
- Dentro del sistema de ductos, ya sea en el retorno o la inyección, esto se hace con la finalidad de eliminar “al paso” la carga biológica del aire, para ello se utilizan las dosis mencionadas, además de un adecuado material en el ducto, ya que como la luz UV es una radiación, ésta se refleja y puede multiplicar su efecto.
- En los bancos de filtros, se instalan delante de estos, ya sean para toma de aire fresco o de recirculación y así evitar la introducción de microorganismos en el ambiente controlado. O bien delante de los filtros de contención para evitar la descarga de aire contaminado al medio ambiente.
Su uso también incluye la desinfección de ductos, serpentines de enfriamiento, sistemas de manejo de agua y eliminación de olores, sólo por mencionar algunas de sus aplicaciones
¿Cómo se utiliza la luz UV?
Las lámparas de luz UV tienen una vida útil, ésta la indica el fabricante y es necesario cambiarlas cuando se agota el periodo sugerido, ya que si bien no se “apagan” o “funden”, si pierden su capacidad de generar radiación, esto es debido al decaimiento del vapor de mercurio, y desde luego cuando esto sucede ya no se logra el efecto deseado, con las correspondientes consecuencias en nuestra aplicación en particular.
Hay algo muy importante que debemos analizar, y es que la mayoría de las partículas ambientales no son viables. Solo una fracción (< 1%) de las partículas es viable, como ser bacterias y virus; sin embargo éstas viajan montadas sobre las partículas no viables y de mayor tamaño. Esto nos puede hacer presumir que si las partículas viables se trasladan montadas encima de otras partículas de mayor tamaño, estas partículas podrían interceptar la emisión de luz “haciendo sombra” y evitando que la radiación impacte sobre los microorganismos.
Partiendo de esta base tendríamos que asegurarnos de instalar previo a la etapa de radiación de luz UV-C, una etapa de filtrado de alta eficiencia o filtros HEPA preferentemente, para garantizar despojar a estas partículas de su vehículo de transporte y quedar descubiertas a la exposición del rayo de luz.
Para que la luz UV cumpla con el objetivo deseado, basta con instalar las lámparas en el lugar adecuado según la aplicación, para que de inmediato inicien su acción, ya sea microbicida o cualquier otra como la eliminación de olores.
La exposición prolongada y directa a la luz UVC puede causar enrojecimiento temporal de la piel e irritación de los ojos. Los sistemas de CARNOTHERM han sido diseñados pensando en la seguridad y, siempre que sean instalados por un contratista profesional, impiden la exposición a la radiación UV y permiten ser operados y mantenidos sin riesgo.