El índice ultravioleta , o índice UV , es una medida estándar internacional de la intensidad de la radiación ultravioleta (UV) que produce quemaduras solares en un lugar y momento determinados. Se utiliza principalmente en pronósticos diarios y horarios dirigidos al público en general. El índice UV está diseñado como una escala lineal abierta , directamente proporcional a la intensidad de la radiación UV y que se ajusta a la longitud de onda en función de lo que causa quemaduras solares en la piel humana . [1] El propósito del índice UV es ayudar a las personas a protegerse eficazmente de la radiación UV, que tiene beneficios para la salud con moderación, pero en exceso causa quemaduras solares, envejecimiento de la piel , daño al ADN , cáncer de piel , inmunosupresión [2] y daño ocular , como cataratas .
La escala fue desarrollada por científicos canadienses en 1992, y luego adoptada y estandarizada por la Organización Mundial de la Salud y la Organización Meteorológica Mundial de las Naciones Unidas en 1994. [3] Las organizaciones de salud pública recomiendan que las personas se protejan (por ejemplo, aplicándose protector solar en la piel y usando sombrero y gafas de sol ) si pasan mucho tiempo al aire libre cuando el índice UV es 3 o superior; consulte la tabla a continuación para obtener recomendaciones más detalladas.
El índice UV es una escala lineal que mide la intensidad de la radiación UV con respecto a las quemaduras solares. Por ejemplo, suponiendo distribuciones de potencia espectral similares , la radiación con un índice UV de 12 es dos veces más intensa que la radiación con un índice UV de 6. Para un amplio rango de escalas de tiempo, las quemaduras solares en respuesta a la radiación UV controlada ocurren en proporción al número total de fotones entregados, sin variar con la intensidad o duración de la exposición. [5] Por lo tanto, en condiciones similares, una persona que desarrolla una quemadura solar después de 30 minutos de exposición a la radiación UV de índice 6 probablemente desarrollaría una quemadura solar después de 15 minutos de exposición a la radiación UV de índice 12, ya que es el doble de intensidad pero la mitad de duración. [6] Esta escala lineal es diferente a otras escalas ambientales comunes como los decibeles o la escala de Richter , que son logarítmicas (la gravedad se multiplica por cada paso en la escala, creciendo exponencialmente).
Un índice de 0 corresponde a una radiación UV nula, como ocurre esencialmente durante la noche. Un índice de 10 corresponde aproximadamente a la luz solar de mediodía de verano en los trópicos con un cielo despejado cuando se diseñó originalmente el índice UV; ahora los valores del índice de verano del orden de diez son comunes para las latitudes tropicales, las altitudes montañosas, las áreas con reflectividad del hielo y el agua y las áreas con un agotamiento de la capa de ozono superior a la media . [7]
Si bien el índice UV se puede calcular a partir de una medición directa de la potencia espectral UV en una ubicación determinada, como pueden hacer algunos dispositivos portátiles económicos, el valor que se da en los informes meteorológicos suele ser una predicción basada en un modelo informático. Aunque puede ser un error (especialmente cuando las condiciones de nubosidad son inesperadamente densas o livianas), suele estar dentro de ±1 unidad de índice UV de la que se mediría. [8]
Cuando el índice UV se presenta diariamente, representa la intensidad de los rayos UV alrededor del punto más alto del sol durante el día, llamado mediodía solar , a mitad de camino entre el amanecer y el atardecer . Esto ocurre típicamente entre las 11:30 y las 12:30, o entre las 12:30 y las 13:30 en áreas donde se observa el horario de verano . Las predicciones se realizan mediante un modelo informático que tiene en cuenta los efectos de la distancia entre el sol y la tierra , el ángulo cenital solar , la cantidad total de ozono, la profundidad óptica de los aerosoles troposféricos, la elevación, la reflectividad de la nieve/hielo y la transmisión de las nubes, todos los cuales influyen en la cantidad de radiación UV en la superficie. [7]
El índice UV es un número relacionado linealmente con la intensidad de la radiación UV que produce quemaduras solares en un punto dado de la superficie de la Tierra . No se puede relacionar simplemente con la irradiancia (medida en W / m2 ) porque la radiación UV de mayor preocupación ocupa un espectro de longitudes de onda de 295 a 325 nm, y las longitudes de onda más cortas ya han sido absorbidas en gran medida cuando llegan a la superficie de la Tierra. Sin embargo, el daño a la piel por quemaduras solares está relacionado con la longitud de onda, siendo las longitudes de onda más cortas mucho más dañinas. Por lo tanto, el espectro de potencia UV (expresado como vatios por metro cuadrado por nanómetro de longitud de onda) se multiplica por una curva de ponderación conocida como el espectro de acción eritematosa McKinlay-Diffey estándar de la CIE . [9] [10] Hay algunas fórmulas más antiguas para el espectro, que dan como resultado diferencias de hasta el 2%. [11] El resultado se integra en todo el espectro. Esto da una cifra ponderada llamada irradiancia UV ponderada por Diffey (DUV) o tasa de dosis eritematosa. Dado que el peso de normalización es 1 para longitudes de onda entre 250 nm y 298 nm, una fuente de una irradiancia DUV dada causa aproximadamente tanta quemadura solar como una fuente de radiación que emite esas longitudes de onda a la misma intensidad, aunque las imprecisiones en la definición del espectro y las reacciones variables según el tipo de piel pueden significar que esta relación en realidad no se cumple. [12] Cuando se diseñó el índice, la luz solar típica del mediodía de verano era de alrededor de 250 mW/m 2 . Por lo tanto, por conveniencia, el DUV se divide por 25 mW/m 2 para producir un índice [13] [14] nominalmente de 0 a 11+, aunque el agotamiento del ozono ahora está dando como resultado valores más altos.
Para ilustrar el principio de ponderación del espectro, la densidad de potencia incidente en la luz solar del mediodía de verano es típicamente 0,6 mW/(nm m 2 ) a 295 nm, 74 mW/(nm m 2 ) a 305 nm y 478 mW/(nm m 2 ) a 325 nm. (Obsérvese la enorme absorción que ya ha tenido lugar en la atmósfera en longitudes de onda cortas). Los factores de ponderación eritematosos aplicados a estas cifras son 1,0, 0,22 y 0,003 respectivamente. (Obsérvese también el enorme aumento del daño por quemaduras solares causado por las longitudes de onda más cortas; por ejemplo, para la misma irradiancia, 305 nm es un 22 % tan dañino como 295 nm, y 325 nm es un 0,3 % tan dañino como 295 nm). La integración de estos valores utilizando todas las ponderaciones intermedias en todo el rango espectral de 290 nm a 400 nm [13] produce una cifra de 264 mW/m2 ( el DUV), que luego se divide por 25 mW/m2 para dar un índice UV de 10,6. [14]
Después de los intentos esporádicos de varios meteorólogos de definir un "índice de quemaduras solares" y la creciente preocupación por el agotamiento del ozono , los científicos de Environment Canada James B. Kerr, C. Thomas McElroy y David I. Wardle inventaron el índice UV moderno en Toronto, Ontario. Environment Canada lo lanzó como parte del pronóstico del tiempo el 27 de mayo de 1992, convirtiendo a Canadá en el primer país del mundo en emitir predicciones oficiales de los niveles de UV para el día siguiente. [15] [16] Muchos otros países siguieron el ejemplo con sus propios índices UV. Inicialmente, los métodos de cálculo y presentación de informes de un índice UV variaban significativamente de un país a otro. Un índice UV global, estandarizado por primera vez por la Organización Mundial de la Salud y la Organización Meteorológica Mundial en 1994, [17] reemplazó gradualmente las versiones regionales inconsistentes, especificando no solo un método de cálculo uniforme (la definición canadiense) sino también colores y gráficos estándar para los medios visuales. [18]
El 29 de diciembre de 2003, se detectó un índice UV a nivel del suelo récord mundial de 43,3 en el volcán Licancabur de Bolivia , [19] [20] aunque otros científicos disputan lecturas superiores a 26. [21]
En 2005, Australia [22] y Estados Unidos [23] lanzaron la Alerta UV. Si bien los dos países tienen diferentes requisitos básicos de intensidad de rayos UV antes de emitir una alerta, su objetivo común es generar conciencia sobre los peligros de la sobreexposición al sol en días con radiación UV intensa.
En 2007, las Naciones Unidas honraron a los inventores del índice UV Kerr, McElroy y Wardle con el Premio a los Innovadores por su trabajo de largo alcance en la reducción de los riesgos para la salud pública de la radiación UV. [24] En el mismo año, una encuesta entre meteorólogos clasificó el desarrollo del índice UV en el puesto número 11 de los 100 momentos meteorológicos más importantes de The Weather Channel .
En 2022, la Organización Mundial de la Salud (OMS), la Organización Meteorológica Mundial (OMM), el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y la Organización Internacional del Trabajo (OIT) lanzaron una aplicación para teléfonos móviles que proporciona información localizada sobre los niveles de radiación ultravioleta (UV). [25]
Las recomendaciones que se indican a continuación son para adultos promedio con piel ligeramente bronceada [ cita requerida ] ( escala Fitzpatrick de color de piel : tipo II). Las personas con piel más oscura (tipo IV+) tienen más probabilidades de soportar una mayor exposición al sol, mientras que se necesitan precauciones adicionales para los niños, las personas mayores, en particular los adultos de piel clara, y aquellos que tienen una mayor sensibilidad al sol por razones médicas [26] o por exposición a rayos UV en días anteriores.
Cuando el índice UV previsto para el día se encuentra dentro de varios rangos numéricos, las recomendaciones de protección son las siguientes: [18] [27]
Se han lanzado algunas aplicaciones de predicción y asesoramiento sobre la luz solar. Estas utilizan el índice UV y el tipo de piel según la escala de Fitzpatrick para calcular el tiempo máximo de exposición antes de sufrir una quemadura solar. [28] La escala de Fitzpatrick no es suficiente para estimar con precisión la dosis mínima de radiación necesaria para sufrir una quemadura solar. Las investigaciones han encontrado una amplia variación dentro y entre las poblaciones, por ejemplo, para sujetos con tipo de piel V, la MED en los EE. UU. es de 60 a 100 mJ/cm 2 frente a 120 a 240 mJ/cm 2 en Taiwán. [29] Si se ignora la ponderación, 9 mJ/cm 2 es 1 hora de índice UV.