Recuerdo la desinfección con lámparas ultravioleta desde la infancia: en los jardines de infancia, los sanatorios e incluso en los campamentos de verano había estructuras algo aterradoras que brillaban con una hermosa luz violeta en la oscuridad y de las que los profesores nos expulsaban. Entonces, ¿qué es exactamente la radiación ultravioleta y por qué una persona la necesita?
Quizás la primera pregunta que hay que responder es qué son los rayos ultravioleta y cómo funcionan. Esto generalmente se llama radiación electromagnética, que se encuentra en el rango entre visible y radiación de rayos x. El ultravioleta se caracteriza por una longitud de onda de 10 a 400 nanómetros.
Fue descubierto allá por el siglo XIX, y esto sucedió gracias al descubrimiento de la radiación infrarroja. Habiendo descubierto el espectro IR, en 1801 I.V. Ritter centró su atención en el extremo opuesto del espectro luminoso durante sus experimentos con cloruro de plata. Y luego, varios científicos llegaron inmediatamente a la conclusión de que la radiación ultravioleta es heterogénea.
Hoy se divide en tres grupos:
- Radiación UVA – casi ultravioleta;
- UV-B – medio;
- UV-C - lejos.
Esta división se debe en gran medida al impacto de los rayos sobre los humanos. La fuente natural y principal de radiación ultravioleta en la Tierra es el Sol. De hecho, es de esta radiación de la que nos protegemos con protectores solares. En este caso, la atmósfera terrestre absorbe completamente la radiación ultravioleta lejana y la UV-A apenas llega a la superficie, provocando un bronceado agradable. Y, en promedio, el 10% de los rayos UV-B provocan las mismas quemaduras solares y también pueden provocar la formación de mutaciones y enfermedades de la piel.
Se crean y utilizan fuentes ultravioleta artificiales en medicina, agricultura, cosmetología y diversas instituciones sanitarias. generando Radiación ultravioleta posiblemente de varias formas: temperatura (lámparas incandescentes), movimiento de gases (lámparas de gas) o vapores metálicos (lámparas de mercurio). Además, la potencia de dichas fuentes varía desde varios vatios, normalmente pequeños emisores móviles, hasta kilovatios. Estos últimos se montan en grandes instalaciones estacionarias. Los campos de aplicación de los rayos UV están determinados por sus propiedades: la capacidad de acelerar procesos químicos y biológicos, el efecto bactericida y la luminiscencia de determinadas sustancias.
La luz ultravioleta se utiliza ampliamente para resolver una amplia variedad de problemas. En cosmetología, el uso de radiación ultravioleta artificial se utiliza principalmente para broncearse. Los solariums generan luz ultravioleta A bastante suave según los estándares introducidos, y la proporción de UV-B en las lámparas de bronceado no supera el 5%. Los psicólogos modernos recomiendan los solariums para el tratamiento de la "depresión invernal", causada principalmente por una deficiencia de vitamina D, ya que se forma bajo la influencia de los rayos ultravioleta. Las lámparas UV también se utilizan en manicura, ya que es en este espectro donde se secan los esmaltes en gel, goma laca y similares especialmente resistentes.
Las lámparas ultravioleta se utilizan para crear fotografías en situaciones no estándar, por ejemplo, para capturar objetos espaciales que son invisibles para un telescopio convencional.
La luz ultravioleta se utiliza ampliamente en actividades de expertos. Con su ayuda, se verifica la autenticidad de las pinturas, ya que las pinturas y barnices más recientes se ven más oscuros con tales rayos, lo que permite establecer la edad real de la obra. Los científicos forenses también utilizan los rayos ultravioleta para detectar rastros de sangre en los objetos. Además, la luz ultravioleta es muy utilizada para el desarrollo de precintos ocultos, elementos de seguridad e hilos que confirman la autenticidad de documentos, así como en el diseño de iluminación de espectáculos, rótulos de establecimientos o decoraciones.
En las instituciones médicas, se utilizan lámparas ultravioleta para esterilizar instrumentos quirúrgicos. Además, la desinfección del aire mediante rayos UV sigue estando muy extendida. Existen varios tipos de este tipo de equipos.
Así se llaman las lámparas de alto y bajo mercurio. baja presión, así como lámparas de flash de xenón. La bombilla de dicha lámpara está hecha de vidrio de cuarzo. La principal ventaja de las lámparas bactericidas es su larga vida útil y su capacidad de funcionamiento inmediata. Aproximadamente el 60% de sus rayos se encuentran en el espectro bactericida. Las lámparas de mercurio son bastante peligrosas en funcionamiento; si la carcasa se daña accidentalmente, es necesaria una limpieza a fondo y desmercurización de la habitación. Las lámparas de xenón son menos peligrosas si se dañan y tienen una mayor actividad bactericida. Las lámparas germicidas también se dividen en de ozono y sin ozono. Los primeros se caracterizan por la presencia en su espectro de una onda de 185 nanómetros de longitud, que interactúa con el oxígeno del aire y lo convierte en ozono. Las altas concentraciones de ozono son peligrosas para los humanos y el uso de este tipo de lámparas está estrictamente limitado en el tiempo y se recomienda únicamente en un área ventilada. Todo esto llevó a la creación de lámparas libres de ozono, cuya bombilla estaba recubierta con una capa especial que no transmitía una onda de 185 nm al exterior.
Independientemente del tipo, las lámparas bactericidas tienen desventajas comunes: funcionan en equipos complejos y costosos, la vida útil promedio del emisor es de 1,5 años y las lámparas mismas, después de quemarse, deben almacenarse empaquetadas en una habitación separada y desechadas. de forma especial de acuerdo con la normativa vigente.
Consta de lámpara, reflectores y otros elementos auxiliares. Hay dos tipos de dispositivos de este tipo: abiertos y cerrados, dependiendo de si los rayos ultravioleta salen o no. Los abiertos liberan radiación ultravioleta, potenciada por reflectores, en el espacio que los rodea, capturando casi toda la habitación a la vez si se instalan en el techo o la pared. Está estrictamente prohibido tratar una habitación con un irradiador de este tipo en presencia de personas.
Los irradiadores cerrados funcionan según el principio de un recirculador, dentro del cual está instalada una lámpara, y un ventilador aspira aire hacia el interior del dispositivo y libera el aire ya irradiado al exterior. Se colocan en las paredes a una altura de al menos 2 m del suelo. Se pueden utilizar en presencia de personas, pero el fabricante no recomienda la exposición prolongada, ya que algunos de los rayos UV pueden desaparecer.
Las desventajas de tales dispositivos incluyen la inmunidad a las esporas de moho, así como todas las dificultades de reciclar las lámparas y las estrictas regulaciones de uso según el tipo de emisor.
Instalaciones bactericidas
Un grupo de irradiadores combinados en un dispositivo utilizado en una habitación se denomina instalación bactericida. Suelen ser bastante grandes y tener un alto consumo energético. El tratamiento del aire con instalaciones bactericidas se realiza estrictamente en ausencia de personas en la habitación y se controla según el Certificado de Puesta en Servicio y el Registro y Registro de Control. Se utiliza únicamente en instituciones médicas e higiénicas para desinfectar tanto el aire como el agua.
Desventajas de la desinfección del aire ultravioleta.
Además de las ya enumeradas, el uso de emisores UV tiene otras desventajas. En primer lugar, la radiación ultravioleta en sí misma es peligrosa para el cuerpo humano; no solo puede causar quemaduras en la piel, sino también afectar el trabajo. del sistema cardiovascular, es peligroso para la retina. Además, puede provocar la aparición de ozono, y con él los desagradables síntomas inherentes a este gas: irritación tracto respiratorio, estimulación de la aterosclerosis, exacerbación de alergias.
La eficacia de las lámparas ultravioleta es bastante controvertida: la inactivación de patógenos en el aire mediante dosis permitidas de radiación ultravioleta ocurre sólo cuando estas plagas están estáticas. Si los microorganismos se mueven e interactúan con el polvo y el aire, la dosis de radiación requerida aumenta 4 veces, algo que una lámpara UV convencional no puede crear. Por lo tanto, la eficiencia del irradiador se calcula por separado, teniendo en cuenta todos los parámetros, y es extremadamente difícil seleccionar aquellos que sean adecuados para influir en todo tipo de microorganismos a la vez.
La penetración de los rayos ultravioleta es relativamente superficial, e incluso si los virus inmóviles se encuentran bajo una capa de polvo, las capas superiores protegen a las inferiores reflejando la radiación ultravioleta de sí mismas. Esto significa que después de la limpieza se debe volver a realizar la desinfección.
Los irradiadores UV no pueden filtrar el aire, solo combaten los microorganismos y mantienen todos los contaminantes mecánicos y alérgenos en su forma original.
Efectos beneficiosos de los rayos UV en el cuerpo.
Los rayos del sol aportan calor y luz, que mejoran el bienestar general y estimulan la circulación sanguínea. El cuerpo necesita una pequeña cantidad de luz ultravioleta para producir vitamina D. La vitamina D desempeña un papel importante en la absorción de calcio y fósforo de los alimentos, así como en el desarrollo esquelético, el funcionamiento del sistema inmunológico y la formación de células sanguíneas. Sin duda una pequeña cantidad luz de solútil para nosotros. La exposición a la luz solar durante 5 a 15 minutos en brazos, cara y manos dos o tres veces por semana durante los meses de verano es suficiente para mantener nivel normal vitamina D. Más cerca del ecuador, donde la radiación ultravioleta es más intensa, un intervalo aún más corto es suficiente.
Por lo tanto, la deficiencia de vitamina D es poco probable en la mayoría de las personas. Las posibles excepciones son aquellos que han limitado significativamente su exposición al sol: personas mayores confinadas en sus casas o personas con piel muy pigmentada que viven en países con bajos niveles de radiación ultravioleta. La vitamina D natural es muy escasa en nuestra dieta y está presente principalmente en el aceite de pescado y el aceite de hígado de bacalao.
La radiación ultravioleta se utiliza con éxito en el tratamiento de muchas enfermedades, como el raquitismo, la psoriasis, el eccema, etc. Este efecto terapéutico no excluye los efectos negativos. efectos secundarios Radiación UV, pero se realiza bajo supervisión médica para garantizar que los beneficios superen los riesgos.
A pesar de su importante papel en la medicina, los efectos negativos de la radiación ultravioleta suelen superar con creces los positivos. Además de los conocidos efectos inmediatos del exceso irradiación ultravioleta Como quemaduras o reacciones alérgicas, sus efectos a largo plazo suponen un peligro para la salud de por vida. El bronceado excesivo causa daños a la piel, los ojos y posiblemente al sistema inmunológico. Mucha gente olvida que la radiación ultravioleta se acumula a lo largo de la vida. ¡Su actitud hacia el bronceado ahora determina sus posibilidades de desarrollar cáncer de piel o cataratas en el futuro! El riesgo de desarrollar cáncer de piel está directamente relacionado con la duración y frecuencia del bronceado.
Impacto enluz ultravioleta en la piel
¡No existe un bronceado saludable! Las células de la piel producen un pigmento oscuro sólo con el fin de protegerse de la radiación posterior. El bronceado proporciona cierta protección contra la radiación ultravioleta. Un bronceado oscuro sobre piel blanca equivale a un SPF de entre 2 y 4. Sin embargo, esto no protege contra efectos a largo plazo como el cáncer de piel. Un bronceado puede ser estéticamente atractivo, pero lo único que realmente significa es que tu piel ha sido dañada y está tratando de protegerse.
Existen dos mecanismos diferentes para la formación del bronceado: el bronceado rápido, cuando, bajo la influencia de la radiación ultravioleta, el pigmento ya existente en las células se oscurece. Este bronceado comienza a desvanecerse unas horas después de que cesa la exposición. El bronceado prolongado se produce durante un período de aproximadamente tres días a medida que se produce y distribuye nueva melanina entre las células de la piel. Este bronceado puede durar varias semanas.
Bronceado- Las altas dosis de radiación ultravioleta son destructivas para la mayoría de las células epidérmicas y las células supervivientes resultan dañadas. EN en el mejor de los casos bronceado Causa enrojecimiento de la piel llamado eritema. Aparece poco después de la exposición solar y alcanza su máxima intensidad entre las 8 y 24 horas. En este caso, los efectos desaparecen a los pocos días. Sin embargo, un bronceado intenso puede dejar dolorosas ampollas e imperfecciones en la piel. blanco, cuya nueva piel carece de protección y es más sensible al daño de la radiación ultravioleta.
Fotosensibilidad - Un pequeño porcentaje de la población tiene la capacidad de reaccionar de forma muy brusca a la radiación ultravioleta. Incluso una dosis mínima de radiación ultravioleta es suficiente para desencadenar en ellos reacciones alérgicas que provocan quemaduras solares rápidas y graves. La fotosensibilidad a menudo se asocia con el uso de ciertos medicamentos, incluidos algunos antiinflamatorios no esteroides, analgésicos, tranquilizantes, agentes antidiabéticos orales, antibióticos y antidepresivos. Si está tomando algún medicamento constantemente, lea atentamente las instrucciones o consulte a su médico sobre posibles reacciones de fotosensibilidad. Algunos productos alimenticios y cosméticos, como perfumes o jabones, también pueden contener ingredientes que aumentan la sensibilidad a los rayos UV.
Fotoenvejecimiento- La exposición al sol contribuye al envejecimiento de la piel a través de una combinación de factores. Los rayos UVB estimulan un rápido aumento del número de células en la capa superior de la piel. porque todo más células producida, la epidermis se espesa.
Los rayos UVA, al penetrar en las capas más profundas de la piel, dañan las estructuras del tejido conectivo y la piel pierde gradualmente su elasticidad. Las arrugas y la flacidez de la piel son un resultado común de esta pérdida. Un fenómeno que podemos notar a menudo en las personas mayores es el exceso de producción localizada de melanina, lo que da lugar a zonas oscuras o manchas hepáticas. Además, los rayos del sol resecan la piel, dejándola áspera y áspera.
Cánceres de piel no melanoma - A diferencia del melanoma, los carcinomas de células basales y de células escamosas no suelen provocar desenlace fatal, pero la extirpación quirúrgica puede ser dolorosa y dejar cicatrices.
Los cánceres no melanoma se encuentran con mayor frecuencia en partes del cuerpo expuestas al sol, como las orejas, la cara, el cuello y los antebrazos. Se ha descubierto que son más comunes en trabajadores que trabajan al aire libre que en trabajadores que trabajan en interiores. Esto sugiere que la acumulación a largo plazo de exposición a los rayos UV juega un papel importante en el desarrollo de cánceres de piel no melanoma.
Melanoma- El melanoma maligno es el tipo de cáncer de piel más raro, pero también el más peligroso. Es uno de los cánceres más comunes en personas de 20 a 35 años, especialmente en Australia y Nueva Zelanda. Todas las formas de cáncer de piel han tenido una tendencia al alza en los últimos veinte años; sin embargo, el melanoma sigue siendo el más alto en todo el mundo.
El melanoma puede aparecer como un lunar nuevo o como un cambio de color, forma, tamaño o cambio en la sensación de manchas, pecas o lunares existentes. Los melanomas suelen tener un contorno desigual y una coloración heterogénea. La picazón es otro síntoma común, pero también puede ocurrir con lunares normales. Si se reconoce la enfermedad y se realiza el tratamiento de manera oportuna, el pronóstico de vida es favorable. Si no se trata, el tumor puede crecer rápidamente y las células cancerosas pueden extenderse a otras partes del cuerpo.
Exposición a la radiación ultravioleta en los ojos.
Los ojos ocupan menos del 2 por ciento de la superficie del cuerpo, pero son el único sistema de órganos que permite que la luz visible penetre profundamente en el cuerpo. A lo largo de la evolución, han evolucionado muchos mecanismos para proteger este órgano tan sensible de los efectos nocivos de los rayos solares:
El ojo está situado en los recovecos anatómicos de la cabeza, protegido por el arco superciliar, las cejas y las pestañas. Sin embargo, esta adaptación anatómica sólo protege parcialmente contra los rayos ultravioleta en condiciones extremas, como el uso de una cama solar o cuando hay un fuerte reflejo de la luz de la nieve, el agua y la arena.
Contraer la pupila, cerrar los párpados y entrecerrar los ojos minimiza la penetración de los rayos solares en el ojo.
Sin embargo, estos mecanismos se activan con luz visible brillante en lugar de rayos ultravioleta, pero en un día nublado, la radiación ultravioleta también puede ser alta. Por tanto, la eficacia de estos mecanismos de defensa naturales contra la exposición a los rayos UV es limitada.
Fotoqueratitis y fotoconjuntivitis - La fotoqueratitis es una inflamación de la córnea, mientras que la fotoconjuntivitis se refiere a la inflamación de la conjuntiva, la membrana que bordea el ojo y cubre la superficie interna de los párpados. Las reacciones inflamatorias del globo ocular y los párpados pueden equipararse a las quemaduras solares de la piel, son muy sensibles y suelen aparecer a las pocas horas de la exposición. La fotoqueratitis y la fotoconjuntivitis pueden ser muy dolorosas; sin embargo, son reversibles y no parecen causar daño ocular a largo plazo ni discapacidad visual.
Una forma extrema de fotoqueratitis es la "ceguera de la nieve". Esto ocurre a veces en esquiadores y escaladores que están expuestos a dosis muy altas de rayos ultravioleta debido a las condiciones de gran altitud y a una reflexión muy fuerte. La nieve fresca puede reflejar hasta el 80 por ciento de los rayos ultravioleta. Estas dosis ultraaltas de radiación ultravioleta son perjudiciales para las células oculares y pueden provocar ceguera. La ceguera de la nieve es muy dolorosa. En la mayoría de los casos, las células nuevas crecen rápidamente y la visión se restablece en unos pocos días. En algunos casos, la ceguera solar puede provocar complicaciones como irritación crónica u ojos llorosos.
Pterigión - Este crecimiento de conjuntiva en la superficie del ojo es un defecto cosmético común que se cree que está asociado con la exposición prolongada a la luz ultravioleta. El pterigión puede extenderse al centro de la córnea y, por tanto, reducir la visión. Este fenómeno También puede inflamarse. Aunque la enfermedad puede eliminarse con cirugía, tiende a reaparecer.
Catarata- principal causa de ceguera en el mundo. Las proteínas del cristalino acumulan pigmentos que recubren el cristalino y, finalmente, provocan ceguera. Aunque las cataratas aparecen en diversos grados en la mayoría de las personas a medida que envejecen, la exposición a la luz ultravioleta parece aumentar la probabilidad de que ocurran.
Lesiones cancerosas de los ojos - La evidencia científica reciente sugiere que varias formas de cáncer de ojo pueden estar asociadas con la exposición de por vida a la radiación ultravioleta.
Melanoma- Un cáncer común del ojo que a veces requiere extirpación quirúrgica. Carcinoma de células basales ubicado con mayor frecuencia en el área del párpado.
Efecto de la radiación ultravioleta sobre sistema inmunitario
La exposición a la luz solar puede preceder a las erupciones herpéticas. Con toda probabilidad, la radiación UVB reduce la eficacia del sistema inmunológico y ya no puede mantener el virus bajo control. Herpes Simple. Como resultado, se libera la infección. Un estudio realizado en Estados Unidos examinó el efecto del protector solar sobre la gravedad de los brotes de herpes. De los 38 pacientes que padecían infección por herpes simple, 27 desarrollaron erupciones cutáneas tras la exposición a la radiación ultravioleta. Por el contrario, al usar protector solar, ninguno de los pacientes desarrolló erupciones. Por lo tanto, además de la protección solar, el protector solar puede ser eficaz para prevenir la recurrencia de los brotes de herpes provocados por la luz solar.
Las investigaciones de los últimos años han demostrado cada vez más que la exposición a la radiación ultravioleta ambiente externo puede cambiar la actividad y distribución de algunas células responsables de la respuesta inmune en el cuerpo humano. Como resultado, el exceso de radiación ultravioleta puede aumentar el riesgo de infección o reducir la capacidad del cuerpo para defenderse del cáncer de piel. Cuando los niveles de radiación ultravioleta son altos (principalmente en los países en desarrollo), esto puede reducir la eficacia de las vacunas.
También se ha sugerido que la radiación ultravioleta puede causar cáncer de dos maneras diferentes: dañando directamente el ADN y debilitando el sistema inmunológico. Hasta la fecha, no se han realizado muchos estudios para describir el impacto potencial de la inmunomodulación en el desarrollo del cáncer.
Degradable cuando se expone a la luz, se degrada más rápidamente cuando se expone a radiación invisible fuera de la región violeta del espectro. El cloruro de plata, de color blanco, se oscurece con la luz en unos minutos. Diferentes partes del espectro tienen diferentes efectos sobre la tasa de oscurecimiento. Esto ocurre más rápidamente delante de la región violeta del espectro. Muchos científicos, incluido Ritter, acordaron entonces que la luz consta de tres componentes distintos: un componente oxidativo o térmico (infrarrojos), un componente iluminante (luz visible) y un componente reductor (ultravioleta).
Ideas sobre la unidad de tres. varias partes El espectro apareció por primera vez sólo en 1842 en las obras de Alexander Becquerel, Macedonio Melloni y otros.
Subtipos
El medio activo en los láseres ultravioleta pueden ser gases (por ejemplo, láser de argón, láser de nitrógeno, láser excimer, etc.), gases inertes condensados, cristales especiales, centelleadores orgánicos o electrones libres que se propagan en un ondulador.
También existen láseres ultravioleta que utilizan los efectos de la óptica no lineal para generar segundos o terceros armónicos en la región ultravioleta.
Impacto
Degradación de polímeros y colorantes.
Sobre la salud humana
En las lámparas de baja presión más comunes, casi todo el espectro de radiación cae a una longitud de onda de 253,7 nm, lo que concuerda bien con el pico de la curva de eficiencia bactericida (es decir, la eficiencia de la absorción ultravioleta por las moléculas de ADN). Este pico se sitúa alrededor de la longitud de onda de radiación igual a 253,7 nm, que tiene el mayor efecto sobre el ADN, pero las sustancias naturales (por ejemplo, el agua) retrasan la penetración de los rayos UV.
Efectividad bactericida espectral relativa de la radiación ultravioleta: la dependencia relativa de la acción de la radiación ultravioleta bactericida de la longitud de onda en el rango espectral de 205 a 315 nm. A una longitud de onda de 265 nm valor máximo La eficiencia bactericida espectral es igual a la unidad.
La radiación ultravioleta germicida en estas longitudes de onda provoca la dimerización de la timina en las moléculas de ADN. La acumulación de tales cambios en el ADN de los microorganismos conduce a una desaceleración en la tasa de reproducción y extinción. Las lámparas ultravioleta con efecto bactericida se utilizan principalmente en dispositivos como irradiadores bactericidas y recirculadores bactericidas.
Desinfección de aire y superficies.
El tratamiento ultravioleta del agua, el aire y las superficies no tiene un efecto prolongado. La ventaja de esta característica es que elimina los efectos nocivos para humanos y animales. En el caso del tratamiento UV de aguas residuales, la flora de los embalses no se ve afectada por los vertidos, como ocurre, por ejemplo, con el vertido de agua tratada con cloro, que sigue destruyendo la vida mucho después de su uso en las plantas depuradoras.
Las lámparas ultravioleta con efecto bactericida a menudo se denominan simplemente lámparas bactericidas en la vida cotidiana. Las lámparas de cuarzo también tienen un efecto bactericida, pero su nombre no se debe al efecto de acción, como en las lámparas bactericidas, sino que está asociado con el material de la bombilla.
Características generales de la radiación ultravioleta.
Nota 1
Se descubre la radiación ultravioleta I.V. Ritter en $ 1842 $ Posteriormente, las propiedades de esta radiación y su aplicación fueron sometidas al más cuidadoso análisis y estudio. Científicos como A. Becquerel, Warshawer, Danzig, Frank, Parfenov, Galanin y muchos otros hicieron una gran contribución a este estudio.
Actualmente Radiación ultravioleta ampliamente utilizado en diversos campos de actividad. La actividad máxima debida a la radiación ultravioleta se alcanza en el intervalo altas temperaturas. Este tipo de espectro aparece cuando la temperatura alcanza entre $1500$ y $20000$ grados.
Convencionalmente, el rango de radiación se divide en 2 áreas:
- Espectro cercano, que llega a la Tierra desde el Sol a través de la atmósfera y tiene una longitud de onda de $380$-$200$ nm;
- Espectro distante absorbido por el ozono, el oxígeno del aire y otros componentes atmosféricos. Este espectro se puede estudiar utilizando dispositivos de vacío especiales, por lo que también se le llama vacío. Su longitud de onda es de $200$-$2$ nm.
Radiación ultravioleta Puede ser de corto alcance, de largo alcance, extremo, medio, vacío, y cada tipo tiene sus propias propiedades y encuentra su propia aplicación. Cada tipo de radiación ultravioleta tiene su propia longitud de onda, pero dentro de los límites indicados anteriormente.
Espectro ultravioleta rayos de sol , que llega a la superficie de la Tierra, es estrecho: $400$...$290$ nm. Resulta que el Sol no emite luz con una longitud de onda inferior a 290 nm. ¿Esto es verdad o no? La respuesta a esta pregunta la encontró un francés. A. Cornu, quien estableció que los rayos ultravioleta de longitud inferior a 295$ nm son absorbidos por el ozono. En base a esto, A. Cornu sugirió que el Sol emite radiación ultravioleta de onda corta. Las moléculas de oxígeno bajo su influencia se desintegran en átomos individuales y forman moléculas de ozono. Ozono en la atmósfera superior cubre el planeta pantalla protectora.
La conjetura del científico confirmado cuando el hombre logró ascender a las capas superiores de la atmósfera. La altura del Sol sobre el horizonte y la cantidad de rayos ultravioleta que llegan a la superficie terrestre están directamente relacionados. Cuando la iluminación cambia en un $20$%, la cantidad de rayos ultravioleta que llegan a la superficie disminuirá $20$ veces. Los experimentos han demostrado que por cada $100$ m de ascenso, la intensidad de la radiación ultravioleta aumenta entre $3$ y $4$%. En la región ecuatorial del planeta, cuando el Sol está en su cenit, llegan a la superficie terrestre rayos con una longitud de $290$...$289$ nm. La superficie de la Tierra sobre el Círculo Polar Ártico recibe rayos con una longitud de onda de $350$...$380$ nm.
Fuentes de radiación ultravioleta
La radiación ultravioleta tiene sus fuentes:
- manantiales naturales;
- Fuentes artificiales;
- Fuentes láser.
fuente natural Los rayos ultravioleta son su único concentrador y emisor: este es nuestro Sol. La estrella más cercana a nosotros emite una poderosa carga de ondas que pueden atravesar la capa de ozono y alcanzar superficie de la Tierra. Numerosos estudios han permitido a los científicos proponer la teoría de que sólo con la aparición de la capa de ozono pudo surgir vida en el planeta. Es esta capa la que protege a todos los seres vivos de la dañina penetración excesiva de la radiación ultravioleta. La posibilidad de que existieran moléculas de proteínas, ácidos nucleicos y ATP se hizo posible precisamente durante este período. Capa de ozono realiza muy función importante, interactuando con la masa UV-A, UV-B, UV-C, los neutraliza y no les permite llegar a la superficie de la Tierra. La radiación ultravioleta que llega a la superficie terrestre tiene un rango que oscila entre $200$ y $400$ nm.
La concentración de radiación ultravioleta en la Tierra depende de varios factores:
- La presencia de agujeros de ozono;
- Posición del territorio (altura) sobre el nivel del mar;
- La altura del Sol mismo;
- La capacidad de la atmósfera para dispersar rayos;
- Reflectividad de la superficie subyacente;
- Estados de los vapores de las nubes.
Fuentes artificiales La radiación ultravioleta suele ser creada por los humanos. Pueden ser instrumentos, dispositivos y medios técnicos diseñados por personas. Se crean para obtener el espectro de luz deseado con parámetros de longitud de onda específicos. El objetivo de su creación es que la radiación ultravioleta resultante pueda utilizarse de forma útil en diversos campos de actividad.
Las fuentes de origen artificial incluyen:
- Tener la capacidad de activar la síntesis de vitamina D en la piel humana. lámparas de eritema. No sólo protegen contra el raquitismo, sino que también tratan esta enfermedad;
- Especial aparatos para solariums, previniendo la depresión invernal y dando un bonito bronceado natural;
- Utilizado en interiores para controlar insectos. lámparas atrayentes. No representan ningún peligro para los humanos;
- Dispositivos de cuarzo-mercurio;
- Excilamps;
- Dispositivos luminiscentes;
- Lámparas de xenón;
- Dispositivos de descarga de gas;
- Plasma de alta temperatura;
- Radiación sincrotrón en aceleradores.
Las fuentes artificiales de radiación ultravioleta incluyen láseres, cuyo funcionamiento se basa en la generación de gases inertes y no inertes. Puede ser nitrógeno, argón, neón, xenón, centelleadores orgánicos, cristales. Actualmente existe láser trabajando para electrones libres. Produce una longitud de radiación ultravioleta igual a la observada en condiciones de vacío. El láser ultravioleta se utiliza en investigaciones biotecnológicas, microbiológicas, espectrometría de masas, etc.
Aplicación de radiación ultravioleta.
La radiación ultravioleta tiene características que permiten su uso en diversos campos.
Características ultravioleta:
- Alto nivel de actividad química;
- Efecto bactericida;
- La capacidad de causar luminiscencia, es decir. brillo varias sustancias diferentes tonos.
Por esta razón, la radiación ultravioleta se puede utilizar ampliamente, por ejemplo, en análisis espectrométricos, astronomía, medicina y desinfección. agua potable, estudio analítico de minerales, para la destrucción de insectos, bacterias y virus. Cada zona utiliza un tipo diferente de UV con su propio espectro y longitud de onda.
espectrometria se especializa en identificar compuestos y su composición por su capacidad para absorber luz ultravioleta de una longitud de onda específica. Con base en los resultados de la espectrometría, se pueden clasificar los espectros de cada sustancia, porque son únicos. La destrucción de los insectos se basa en el hecho de que sus ojos detectan espectros de onda corta que son invisibles para los humanos. Los insectos vuelan a esta fuente y son destruidos. Especial instalaciones en solariums exponer el cuerpo humano a UV-A. Como resultado, se activa la producción de melanina en la piel, lo que le da un color más oscuro y uniforme. Aquí, por supuesto, es importante proteger las zonas sensibles y los ojos.
Medicamento. El uso de radiación ultravioleta en esta área también está asociado con la destrucción de organismos vivos: bacterias y virus.
Indicaciones médicas para el tratamiento ultravioleta:
- Traumatismo en tejidos, huesos;
- Procesos inflamatorios;
- Quemaduras, congelaciones, enfermedades de la piel;
- Enfermedades respiratorias agudas, tuberculosis, asma;
- Enfermedades infecciosas, neuralgia;
- Enfermedades del oído, nariz y garganta;
- Raquitismo y úlceras tróficas estómago;
- aterosclerosis, insuficiencia renal y etc.
Ésta no es la lista completa de enfermedades para las que se utiliza la radiación ultravioleta.
Nota 2
De este modo, la radiación ultravioleta ayuda a los médicos a salvar millones de vidas humanas y restaurar su salud. La luz ultravioleta también se utiliza para desinfectar locales y esterilizar instrumentos médicos y superficies de trabajo.
Trabajo analítico con minerales.. El ultravioleta provoca luminiscencia en las sustancias y esto permite utilizarlo para analizar la composición cualitativa de minerales y valiosos. rocas. Las piedras preciosas, semipreciosas y ornamentales dan resultados muy interesantes. Cuando se irradian con ondas catódicas, dan tonos sorprendentes y únicos. El color azul del topacio, por ejemplo, cuando se irradia resulta ser verde brillante, rojo esmeralda, las perlas brillan con colores. El espectáculo es asombroso, fantástico.
Con el descubrimiento de la radiación infrarroja, el otrora famoso físico alemán Johann Wilhelm Ritter quiso estudiar el lado opuesto de este fenómeno.
Después de un tiempo, logró descubrir que el otro extremo tiene una actividad química considerable.
Este espectro se conoció como rayos ultravioleta. Intentemos comprender mejor qué es y qué efecto tiene en los organismos terrestres vivos.
Ambas radiaciones son en cualquier caso ondas electromagnéticas. Tanto el infrarrojo como el ultravioleta, por ambos lados, limitan el espectro de luz percibido por el ojo humano.
La principal diferencia entre estos dos fenómenos es la longitud de onda. El ultravioleta tiene una gama bastante amplia de longitudes de onda, de 10 a 380 micrones y se encuentra entre la luz visible y la radiación de rayos X.
Diferencias entre radiación infrarroja y radiación ultravioleta La radiación IR tiene la propiedad principal de emitir calor, mientras que la radiación ultravioleta tiene actividad química, lo que tiene un efecto notable en cuerpo humano.
¿Cómo afecta la radiación ultravioleta a los humanos?
Debido a que los rayos UV se dividen según la diferencia de longitud de onda, afectan biológicamente al cuerpo humano de diferentes maneras, por lo que los científicos distinguen tres secciones del rango ultravioleta: UV-A, UV-B, UV-C: cercano, medio y ultravioleta lejano.
La atmósfera que envuelve nuestro planeta actúa como un escudo protector que lo protege de la corriente ultravioleta solar. La radiación lejana es retenida y absorbida casi por completo por el oxígeno, el vapor de agua, dióxido de carbono. Por tanto, una pequeña radiación llega a la superficie en forma de radiación de rango cercano y medio.
La más peligrosa es la radiación de longitud de onda corta. Si la radiación de onda corta incide sobre tejidos vivos, provoca un efecto destructivo inmediato. Pero gracias a que nuestro planeta tiene una capa de ozono, estamos a salvo de los efectos de este tipo de rayos.
¡IMPORTANTE! A pesar de la protección natural, en la vida cotidiana utilizamos algunos inventos que son fuentes de esta particular gama de rayos. Se trata de máquinas de soldar y lámparas ultravioleta, que, lamentablemente, no se pueden abandonar.
Biológicamente, la radiación ultravioleta afecta la piel humana como un ligero enrojecimiento y bronceado, que es una reacción bastante leve. Pero vale la pena considerarlo característica individual piel que puede reaccionar específicamente a la radiación UV.
La exposición a los rayos ultravioleta también tiene efectos adversos en los ojos. Mucha gente sabe que la radiación ultravioleta afecta de alguna manera al cuerpo humano, pero no todos conocen los detalles, por lo que intentaremos comprender este tema con más detalle.
Mutagénesis UV o cómo los rayos UV afectan la piel humana
Evite por completo la exposición a la luz solar. cubierta de piel Esto es imposible, tendrá consecuencias extremadamente desagradables.
Pero también está contraindicado llegar a los extremos e intentar adquirir un tono corporal atractivo, agotándose bajo los despiadados rayos del sol. ¿Qué puede pasar si estás expuesto incontrolablemente al sol abrasador?
Si se detecta enrojecimiento de la piel, esto no es señal de que después de un tiempo pasará y quedará un agradable bronceado chocolate. La piel es más oscura debido a que el cuerpo produce un pigmento colorante, la melanina, que combate los efectos adversos de los rayos UV en nuestro organismo.
Además, el enrojecimiento de la piel no dura mucho, pero puede perder su elasticidad para siempre. Las células epiteliales también pueden comenzar a crecer, lo que se refleja visualmente en forma de pecas y manchas de la edad, que también permanecerán durante mucho tiempo, o incluso para siempre.
Al penetrar profundamente en los tejidos, la radiación ultravioleta puede provocar mutagénesis ultravioleta, que es un daño celular a nivel genético. El más peligroso puede ser el melanoma, que puede provocar la muerte si hace metástasis.
¿Cómo protegerse de la radiación ultravioleta?
¿Es posible proteger la piel de impacto negativo¿ultravioleta? Sí, si mientras estás en la playa sigues solo algunas reglas:
- Es necesario permanecer poco tiempo bajo el sol abrasador y en horas estrictamente determinadas, cuando el ligero bronceado adquirido actuará como fotoprotección para la piel.
- Asegúrate de usar protector solar. Antes de comprar este tipo de producto, asegúrate de comprobar si puede protegerte de los rayos UVA y UVB.
- Vale la pena incluir en su dieta alimentos que contengan cantidad máxima vitaminas C y E, y también rico en antioxidantes.
Si no estás en la playa, pero te ves obligado a estar al aire libre, debes elegir ropa especial que pueda proteger tu piel de los rayos UV.
Electrooftalmia: el efecto negativo de la radiación ultravioleta en los ojos
La electrooftalmía es un fenómeno que se produce debido a los efectos negativos de la radiación ultravioleta en la estructura del ojo. Ondas ultravioleta de rango medio en este caso son muy destructivos para la visión humana.
Electrooftalmía Estos fenómenos ocurren con mayor frecuencia cuando:
- Una persona observa el sol y su ubicación sin protegerse los ojos con dispositivos especiales;
- Sol brillante en un espacio abierto (playa);
- Una persona se encuentra en una zona nevada, en la montaña;
- En la habitación donde se encuentra la persona, hay lámparas de cuarzo.
La electrooftalmia puede provocar una quemadura corneal, cuyos principales síntomas incluyen:
- Ojos llorosos;
- Dolor significativo;
- Miedo a la luz brillante;
- Enrojecimiento de la parte blanca;
- Hinchazón del epitelio de la córnea y los párpados.
En cuanto a las estadísticas, las capas profundas de la córnea no tienen tiempo de dañarse, por lo tanto, cuando el epitelio sana, la visión se restablece por completo.
¿Cómo proporcionar primeros auxilios para la electrooftalmía?
Si una persona experimenta los síntomas anteriores, no sólo es estéticamente desagradable, sino que también puede causar un sufrimiento inimaginable.
Los primeros auxilios son bastante simples:
- Primero, enjuágate los ojos con agua limpia;
- Luego aplica gotas humectantes;
- Ponte gafas;
Para deshacerse del dolor en los ojos, simplemente haga una compresa con bolsitas de té negro mojadas o ralle patatas crudas. Si estos métodos no ayudan, debe buscar inmediatamente la ayuda de un especialista.
Para evitar este tipo de situaciones, basta con adquirir conocimientos sociales. Gafas de sol. La marca UV-400 indica que este accesorio es capaz de proteger los ojos de toda la radiación UV.
¿Cómo se utiliza la radiación ultravioleta en la práctica médica?
En medicina existe el concepto de “ayuno ultravioleta”, que puede ocurrir si se evita durante mucho tiempo la luz solar. En este caso, pueden surgir patologías desagradables, que pueden evitarse fácilmente utilizando fuentes artificiales ultravioleta.
Su pequeña exposición puede compensar la deficiencia invernal de vitamina D.
Además, dicha terapia es aplicable en caso de problemas en las articulaciones, enfermedades de la piel y reacciones alérgicas.
Utilizando la radiación UV puedes:
- Aumenta la hemoglobina, pero reduce los niveles de azúcar;
- Normalizar el funcionamiento de la glándula tiroides;
- Mejorar y eliminar problemas de los sistemas respiratorio y endocrino;
- Mediante instalaciones con radiación ultravioleta se desinfectan locales e instrumentos quirúrgicos;
- Los rayos ultravioleta tienen propiedades bactericidas, lo que resulta especialmente útil para pacientes con heridas purulentas.
¡IMPORTANTE! Siempre que utilice dicha radiación en la práctica, vale la pena familiarizarse no solo con los aspectos positivos, sino también con los negativos de su impacto. El uso de radiación ultravioleta artificial y natural como tratamiento está estrictamente prohibido en oncología, hemorragias, hipertensión en estadios 1 y 2 y tuberculosis activa.
