Radiación ultravioleta

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Radiación ultravioleta
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Concepto:Radiación electromagnética cuya longitud de onda está comprendida aproximadamente entre los 400 nm (4x10−7 m) y los 15 nm (1,5x10−8 m).

Radiación ultravioleta . 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 que su rango empieza desde longitudes de onda más cortas de lo que los humanos identificamos como el color violeta, pero dicha luz o longitud de onda, es invisible al ojo humano al estar por encima del espectro visible. Esta radiación es parte integrante de los rayos solares y produce varios efectos en la salud al ser una radiación entre no-ionizante e ionizante.

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.

Aplicaciones

La luz ultravioleta tiene numerosas aplicaciones prácticas. Se usa en la esterilización de agua y alimentos, en la soldadura de arco industrial, para el curado fotoquímico de tintas, pinturas y plásticos y para tratamientos médicos de diagnóstico y terapéuticos, como las lámparas UV utilizadas en dermatología y bronceado cosmético.

Esterilización

Una de las aplicaciones de los rayos ultravioleta es como forma de esterilización. La radiación ultravioleta de ciertas longitudes de onda daña el ADN de numerosos microorganismos e impide que se reproduzcan. De esta manera pueden eliminar bacterias, virus y hongos 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

Las luminarias fluorescentes producen radiación UV mediante 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 (véase envenenamiento por mercurio).

La luz obtenida de una lámpara de mercurio está compuesta principalmente por 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.

Existen también lámparas fluorescentes capaces de emitir luz ultravioleta o «luz negra». Estas lámparas emplean solo un tipo de fósforo en lugar de los varios usados en las lámparas fluorescentes normales y, en lugar del vidrio claro, se usa 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 368 nm a 371 nm 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 350 nm a 353 nm es plomo asociado con silicato de bario (BaSi2O5:Pb+).

Ciencia e ingeniería

La radiación ultravioleta, al iluminar ciertos materiales, se hace visible debido al fenómeno denominado fluorescencia. Este método es usado comúnmente para autenticar antigüedades y billetes, pues es un método de examen 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 y facilitando así su detección. La espectrofotometría 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.

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.

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 solo llega a la superficie de la tierra en un porcentaje mínimo, pese a lo que puede producir daños en los organismos vivos. 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.

Entre los daños que los rayos ultravioleta pueden provocar a los seres humanos se incluyen el cáncer de piel, envejecimiento de ésta, irritación, arrugas, manchas o pérdida de elasticidad, así como afecciones a nivel ocular. También pueden desencadenar lupus eritematoso sistémico. Los rayos UV son los causantes de las típicas quemaduras por exposición prolongada al Sol. En cantidades moderadas puede activar en algunas personas los melanocitos, produciendo una pigmentación conocida como bronceado. Por otro lado, una absorción moderada de los rayos ultravioleta UVB permite la síntesis de la vitamina D en la piel, necesaria para la absorción de calcio y su deposición en los huesos.

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.

Visión ultravioleta

Los seres humanos al igual que la mayoría de los mamíferos son incapaces de identificar el color ultravioleta. Ello puede deberse a que sus ancestros del Cretácico eran principalmente nocturnos con el objeto de pasar inadvertidos y huir de los dinosaurios depredadores. Ese patrón hizo perder a dichos ancestros los fotorreceptores 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 modificaron sus patrones de conducta. Se volvieron diurnos, y algunos órdenes, como los primates, recuperaron el fotorreceptor rojo, lo que facilita la detección de frutos maduros. Otros órdenes, como los carnívoros y muchos roedores, conservaron o recuperaron el fotorreceptor ultravioleta, lo que resulta de vital importancia para marcar el territorio pues la orina y las heces reflejan eficazmente la luz ultravioleta. En el caso de peces la comunicación ultravioleta, sobre todo en el caso de osteíctios, resulta de vital importancia para huir del depredador que no puede verla.

Bibliografías

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Fuentes