La luz ultravioleta es un componente de la radiación solar que se produce de forma natural. Ocupa la porción del espectro electromagnético situada entre los rayos X y la luz visible. Por lo general, se entiende como luz ultravioleta el intervalo específico comprendido entre los 100 y los 400 nanómetros de longitudes de onda. En el espectro, este intervalo se divide a sí mismo en sub-intervalos, de acuerdo con las longitudes de onda.  

¿Qué es la radiación ultravioleta?

Aún cuando en la comunidad científica existen diferentes puntos de vista en cuanto a los límites específicos de los sub-intervalos en que se divide el intervalo de la luz ultravioleta en el espectro electromagnético, de acuerdo con los límites aceptados generalmente, el espectro ultravioleta se divide en cuatro sub-intervalos. Dichos intervalos son el vacío (de 100 a 200 nm), UV-C (de 200 a 280 nm), UV-B (de 280 a 315 nm) y UV-A (de 315 a 400 nm). La desinfección por ultravioletas  surge a partir del efecto germicida de las radiaciones UV-B y UV-C sobre los microorganismos. La radiación UV-C posee un ancho de banda microbicida (antiséptico) y tiene una alta capacidad desinfectante. Su longitud máxima de onda es de 260 nm. Para que los rayos UV-A puedan realizar una desinfección efectiva, se requiere un largo tiempo de contacto. No son tan eficaces como los rayos UV-C. Como la radiación UV-C es filtrada, casi totalmente, por la atmósfera, para poder hacer uso de las propiedades germicidas de los rayos UV-C, se utilizan lámparas UV artificiales, fabricadas con finalidad comercial. 

Desinfección por Radiación UV-C

Los científicos, hace ya muchos años, descubrieron el efecto germicida que tienen los rayos UV-C, cuya longitud de onda en el espectro de la radiación solar es de 200-280 nm, sobre muchos microorganismos, como bacterias y virus. La radiación ultravioleta ocasiona daños permanentes en el ADN de los virus, mohos y algunos protozoos, lo cual impide la actividad celular de los mismos y su proliferación. Los rayos ultravioletas son particularmente eficaces contra microorganismos que ponen en peligro la salud humana y que son, además, resistentes al cloro; a la vez, no provoca cambios como los de olor y sabor.

Las lámpara UV que se emplean como fuente en los procesos de desinfección contienen pequeñas cantidades de mercurio dentro del tubo, de forma libre o incrustadas en el mismo. Gracias a la electricidad que es aplicada, el flujo de electrones resultante hace que el mercurio se evapore y comience, de esta manera, a expandirse la radiación ultravioleta. La longitud de onda de la radiación emitida ha de variar de acuerdo con la presión existente dentro del tubo. Las lámparas UV de baja presión poseen una presión (de 1 a 10 Pa) y una longitud de onda única (250 nm). Las lámparas de mediana presión poseen una mayor densidad (de 254 a 265 nm). Para la eficacia de la desinfección es crucial seleccionar la lámpara adecuada para el área de aplicación específica.

Existen varios parámetros que deben tenerse en cuenta en los sistemas de desinfección por ultravioletas.  

Dichos parámetros son:

• La calidad del agua
• La velocidad del flujo de agua
• La inactivación de los microorganismos

Determinar la calidad y naturaleza del agua es un punto crucial para poder seleccionar el sistema de desinfección por ultravioleta adecuado. La UVT (UV transmmittance) (transmitancia UV) es la medida de energía ultravioleta que se transmite de la lámpara UV al agua en una frecuencia y longitud de onda determinada, o sea, la radiación de UV-C que pasa al agua debe ser la suficiente para inactivar los microorganismos. La turbiedad del agua y la cantidad de sólidos disueltos en la misma constituyen otros factores que afectan el avance de los rayos UV-C en el agua. El nivel de salinidad del agua puede proteger los microorganismos de la radiación UV-C o provocar la corrosión de los materiales de construcción del sistema de desinfección por ultravioletas.

Otro de los parámetros para la selección del dispositivo de desinfección por ultravioletas es la dosis UV. Debe conocerse la dosis inactivada de ultravioletas que se requiere para neutralizar los microorganismos. En la práctica se le llama dosis UV al poder de desinfección del dispositivo UV de acuerdo con la tasa de flujo del agua. Técnicamente, la misma es igual al producto de la energía UV-C por unidad de superficie del reactor, multiplicado por el tiempo de contacto. Diferentes microorganismos muestran diferente resistencia a los rayos UV-C. Es por ello que la dosis UV necesaria para destruir muchos microorganismos en un 99,99% es de 400 J/m², los dispositivos de desinfección son ajustados según estos parámetros. Si no se aplica una dosis UV suficiente, ciertos microorganismos poseen mecanismos para reparar el ADN dañado por los rayos ultravioletas. Dicho mecanismo se conoce como “fotoreactivación”. El parámetro fundamental que influye en los mecanismos de reparación es la primera dosis de ultravioletas. Para que los microorganismos degradados que quedan en el agua desinfectada con radiación ultravioleta no puedan regenerarse, debe mantenerse bajo control la dosis UV.