Radiación ultravioleta

Se denomina radiación ultravioleta o radiación UV a la radiación electromagnética cuya longitud de onda está comprendida aproximadamente entre los 400 nm (4x10-7 m) y los 15 nm (1,5x10-8 m). Su nombre proviene de longitudes de ondas más cortas de lo que los humanos identificamos como el color violeta. Esta radiación puede ser producida por los rayos solares y produce varios efectos en la salud.




Descubrimiento

El descubrimiento de la radiación ultravioleta está asociado a la experimentación del oscurecimiento de las sales de plata al ser expuestas a la luz solar. En 1801 el físico alemán Johann Wilhelm Ritter descubrió que los rayos invisibles situados justo detrás del extremo violeta del espectro visible eran especialmente efectivos oscureciendo el papel impregnado con cloruro de plata. Denominó a estos rayos "rayos desoxidantes" para enfatizar su reactividad química y para distinguirlos de los "rayos calóricos" (descubiertos por William Herschel) que se encontraban al otro lado del espectro visible. Poco después se adoptó el término "rayos químicos". Estos dos términos, "rayos calóricos" y "rayos químicos" permanecieron siendo bastante populares a lo largo del siglo XIX. Finalmente estos términos fueron dando paso a los más modernos de radiación infrarroja y ultravioleta respectivamente.



Subtipos

Según su longitud de onda, se distinguen varios subtipos de rayos ultravioleta:



Nombre Abreviación Longitud de onda (nm) Energía por fotón (eV)


Ultravioleta cercano NUV 400 – 200 3,10 – 6,30

Onda larga UVA 400 – 320 3,10 – 3,87

Onda media UVB 320 – 280 3,87 – 4,43

Onda corta UVC 280 - 200 4,43 – 6,20

Ultravioleta lejano FUV, VUV 200 – 10 6,20 - 124

Ultravioleta extremo EUV, XUV 91,2 – 1 13,6 – 1240





Usos

La luz ultravioleta tiene diversas aplicaciones.

Una de las aplicaciones de los rayos ultravioleta es como forma de esterilización, junto con los rayos infrarrojos (pueden eliminar toda clase de bacterias y virus sin dejar residuos, a diferencia de los productos químicos).

Está en estudio la esterilización UV de la leche como alternativa a la pasteurización.



Lámparas fluorescentes

Luminaria fluorescente Producen radiación UV a través de la ionización de gas de mercurio a baja presión. Un recubrimiento fosforescente en el interior de los tubos absorbe la radiación UV y la convierte en luz visible.

Parte de las longitudes de onda emitidas por el gas de mercurio están en el rango UVC. La exposición sin protección de la piel y ojos a lámparas de mercurio que no tienen un fósforo de conversión es sumamente peligrosa.

La luz obtenida de una lámpara de mercurio se encuentra principalmente en longitudes de onda discretas. Otras fuentes de radiación UV prácticas de espectro más continuo incluyen las lámparas de xenón, las lámparas de deuterio, las lámparas de mercurio-xenón, las lámparas de haluro metálico y la lámpara halógena.



Luz ultravioleta

La luz ultravioleta también es conocida coloquialmente como luz negra. Para generar este tipo de luz se usan unas lámparas fluorescentes especiales. En estas lámparas se usa sólo un tipo de fósforo en lugar de los varios usados en las lámparas fluorescentes normales. También se reemplaza el vidrio claro por uno de color azul-violeta, llamado cristal de Wood.



El vidrio de Wood contiene óxido de níquel, y bloquea casi toda la luz visible que supere los 400 nanómetros. El fósforo normalmente usado para un espectro de emisión de 368nm a 371nm puede ser tanto una mezcla de europio y fluoroborato de estroncio (SrB4O7F:Eu2+), o una mezcla de europio y borato de estroncio (SrB4O7:Eu2+), mientras que el fósforo usado para el rango de 350nm a 353nm es plomo asociado con silicato de bario (BaSi2O5:Pb+).

La radiación ultravioleta, al iluminar ciertos materiales, se hace visible debido al fenómeno denominado fluorescencia. Éste método es usado comúnmente para autenticar antigüedades y billetes, pues es un método de examinación no invasivo y no destructivo. En estructuras metálicas, se suele aplicar líquidos fluorescentes para después iluminarla con una luz negra, y así detectar grietas y otros defectos .

En ciencia forense, la luz negra se usa para detectar rastros de sangre, orina, semen y saliva (entre otros), causando que estos líquidos adquieran fluorescencia. Usando esta misma técnica, algunos reporteros han revelado la falta de higiene en las habitaciones de los hoteles, o manchas en ropa que de otra manera serían más difíciles de detectar.

Control de plagas

Las trampas de moscas ultravioleta se usan para eliminar pequeños insectos voladores. Dichas criaturas son atraídas a la luz UV para luego ser eliminadas por una descarga eléctrica o atrapada después de tocar la trampa.



Espectrofotometría

La espectrometría UV/VIS (de luz ultravioleta y visible) es ampliamente usada en química analítica. Láseres como los excímeros y el de nitrógeno (TEA) radian a longitudes de onda cortas, con suficiente energía como para atomizar las muestras y obtener espectros de emisión atómica.



Efectos en la salud

La mayor parte de la radiación ultravioleta que llega a la Tierra lo hace en las formas UV-C, UV-B y UV-A; principalmente en esta última, a causa de la absorción por parte de la atmósfera terrestre. Estos rangos están relacionados con el daño que producen en el ser humano: la radiación UV-C (la más perjudicial para la vida) no llega a la tierra al ser absorbida por el oxígeno y el ozono de la atmósfera; la radiación UV-B es parcialmente absorbida por el ozono y sólo llega a la superficie de la tierra en un porcentaje mínimo, pese a lo que puede producir daños en la piel.

Entre los daños que los rayos ultravioleta pueden provocar se incluyen el cáncer de piel, envejecimiento de ésta, irritación, arrugas, manchas o pérdida de elasticidad. También pueden desencadenar lupus eritematoso sistémico.

La radiación UV es altamente mutagénica,es decir, que induce a mutaciones. En el ADN provoca daño al formar dímeros de pirimidinas (generalmente dímeros de timina) que acortan la distancia normal del enlace, generando una deformación de la cadena.



Índice UV

El índice UV es un indicador de la intensidad de radiación UV proveniente del Sol en la superficie terrestre. El índice UV también señala la capacidad de la radiación UV solar de producir lesiones en la piel. Ya que el índice y su representación variaban dependiendo del lugar, la Organización Mundial de la Salud junto con la Organización Meteorológica Mundial, el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente y la Comisión Internacional de Protección contra la Radiación no Ionizante publican un sistema estándar de medición del índice UV y una forma de presentarlo al público incluyendo un código de colores asociado. El código se puede ver en la siguiente tabla:

Color Riesgo Índice UV

█ Verde Bajo < 2

█ Amarillo Moderado 3-5

█ Naranja Alto 6-7

█ Rojo Muy Alto 8-10

█ Morado Extremadamente alto > 11



Visión ultravioleta

Los humanos al igual que la mayoría de los mamíferos somos incapaces de identificar el color ultravioleta. Ello se debe a la razón de que nuestros primeros ancestros mamíferos del Cretácico eran principalmente nocturnos con el objeto de pasar inadvertidos y huir del gran poder de depredación de los dinosaurios. Ese patrón hizo perder a nuestros antepasados los fotoreceptores ultravioleta y rojo. Antiguamente habían poseído los cuatro fotorreceptores distintos, como es propio de peces, anfibios y reptiles e incluso aves. Con el transcurso de la evolución y la masiva extinción de los dinosaurios, los mamíferos empezaron a colonizar el planeta y lógicamente modificaron sus patrones de conducta. Se volvieron diurnos, y algunos órdenes, como los primates, recuperaron el fotorreceptor rojo, muy importante si un animal debe comer frutos maduros. Otros órdenes, como el orden carnivora, recuperaron el el fotorreceptor ultravioleta, de vital importancia para marcar el territorio pues la orina y las heces son una importante fuente de radiación ultravioleta.

En el caso de peces la comunicación ultravioleta, sobre todo en el caso de osteictios, resulta de vital importancia para huir del depredador que no puede visionarla.



Referencias

• Hockberger, P. E. (2002). «A history of ultraviolet photobiology for humans, animals and microorganisms». Photochem. Photobiol. 76. 561-579. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?cmd=Retrieve%5C&db=pubmed%5C&dopt=Abstract%5C&list_uids=12511035.

• Agencia Estatal de Meteorología (AEMET). «Ayuda: Radiación Ultravioleta (UVI)» (html). Consultado el 27 de septiembre de 2009.

• Organización Mundial de la Salud (2003). «Índice UV solar mundial. Guía práctica.» (pdf). Consultado el 27 de septiembre de 2009.

• http://es.wikipedia.org