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 según la longitud de onda en función de las causas de las 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 en moderación pero en exceso causa quemaduras solares, envejecimiento de la piel , daños en el ADN , cáncer de piel , inmunosupresión , [2] y daños oculares . 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, aplicando protector solar en la piel y usar sombrero y gafas de sol ) si pasan mucho tiempo al aire libre cuando el índice UV es 3 o superior; consulte la siguiente tabla 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 una amplia gama de escalas de tiempo, las quemaduras solares en respuesta a la radiación UV controlada ocurren en proporción al número total de fotones entregados, que no varían 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 radiación de índice UV 6 probablemente desarrollará una quemadura de sol después de 15 minutos de exposición a radiación de índice UV 12, ya que tiene el doble de intensidad pero la mitad. la duración. [6] Esta escala lineal es diferente a otras escalas ambientales comunes como los decibelios o la escala de Richter , que son logarítmicas (la gravedad se multiplica por cada paso de la escala, creciendo exponencialmente).
Un índice de 0 corresponde a una radiación ultravioleta nula, como ocurre esencialmente por la noche. Un índice de 10 corresponde aproximadamente a la luz solar del mediodía de verano en los trópicos con un cielo despejado cuando se diseñó originalmente el índice UV; ahora los valores del índice de verano en decenas son comunes para latitudes tropicales, altitudes montañosas, áreas con reflectividad del hielo/agua y áreas con un agotamiento de la capa de ozono superior al promedio . [7]
Si bien el índice UV se puede calcular a partir de una medición directa de la potencia espectral UV en un lugar determinado, como algunos dispositivos portátiles económicos pueden aproximarse, el valor dado en los informes meteorológicos suele ser una predicción basada en un modelo informático. Aunque esto puede ser un error (especialmente cuando las condiciones de las nubes son inesperadamente intensas o livianas), generalmente está dentro de ±1 unidad de índice UV del que se mediría. [8]
Cuando el índice UV se presenta diariamente, representa la intensidad UV alrededor del punto más alto del sol durante el día, llamado mediodía solar , a medio camino entre el amanecer y el atardecer . Esto suele ocurrir 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 Sol-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 ultravioleta. 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 determinado de la superficie terrestre . No puede relacionarse simplemente con la irradiancia (medida en W / m 2 ) porque los rayos ultravioleta más preocupantes ocupan 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 terrestre. . 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 ultravioleta (expresado en vatios por metro cuadrado por nanómetro de longitud de onda) se multiplica por una curva de ponderación conocida como espectro de acción eritematosa McKinlay-Diffey estándar CIE . [9] [10] Existen 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 de 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 determinada irradiancia DUV causa aproximadamente tantas quemaduras solares como una fuente de radiación que emite esas longitudes de onda a la misma intensidad, aunque pueden producirse imprecisiones en la definición del espectro y reacciones variables según el tipo de piel. significa que esta relación en realidad no se mantiene. [12] Cuando se diseñó el índice, la luz solar típica del mediodía de verano era de alrededor de 250 mW/m 2 . Así, 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 de 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 eritematosa aplicados a estas cifras son 1,0, 0,22 y 0,003 respectivamente. (Obsérvese también el enorme aumento de los daños por quemaduras solares causados por longitudes de onda más cortas; por ejemplo, para la misma irradiancia, 305 nm es un 22 % más dañino que 295 nm, y 325 nm es un 0,3 % más dañino que 295 nm.) Integración de estos valores el uso de todas las ponderaciones intermedias en todo el rango espectral de 290 nm a 400 nm [13] produce una cifra de 264 mW/m 2 (el DUV), que luego se divide por 25 mW/m 2 para dar un índice UV de 10,6 . [14]
Después de intentos esporádicos por parte de varios meteorólogos de definir un "índice de quemaduras solares" y una creciente preocupación por el agotamiento de la capa de 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 meteorológico el 27 de mayo de 1992, lo que convirtió a Canadá en el primer país del mundo en emitir predicciones oficiales de los niveles de radiación ultravioleta para el día siguiente. [15] [16] Muchos otros países siguieron su ejemplo con sus propios índices UV. Inicialmente, los métodos para calcular y reportar 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 inconsistentes versiones regionales, especificando no sólo 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 de 43,3 en el volcán Licancabur de Bolivia , [19] [20] aunque otros científicos cuestionan 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 de intensidad ultravioleta de referencia antes de emitir una alerta, su objetivo común es crear conciencia sobre los peligros de la sobreexposición al sol en días con intensa radiación ultravioleta.
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 gran alcance en la reducción de los riesgos para la salud pública derivados de la radiación UV. [24] En el mismo año, una encuesta entre meteorólogos clasificó el desarrollo del índice UV en el puesto número 11 en los 100 momentos climáticos 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 lanzaron una nueva aplicación para teléfonos móviles que proporciona información localizada sobre los niveles de radiación ultravioleta (UV ). Organización del Trabajo (OIT). [25]
Las recomendaciones a continuación son para adultos promedio con piel ligeramente bronceada [ cita necesaria ] (escala Fitzpatrick de color de piel : tipo II). Las personas con piel más oscura (Tipo IV+) tienen más probabilidades de resistir una mayor exposición al sol, mientras que se necesitan precauciones adicionales para los niños, las personas mayores, especialmente los adultos de piel clara y aquellos que tienen una mayor sensibilidad al sol por razones médicas [26] o por exposición a los rayos UV. en días anteriores.
Cuando el índice UV previsto para el día está dentro de varios rangos numéricos, las recomendaciones de protección son las siguientes: [18] [27]
Se han lanzado algunas aplicaciones de consejos y predicciones del sol. Estos utilizan el índice UV y la escala de Fitzpatrick del tipo de piel 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 las quemaduras solares: varía según las poblaciones. La investigación ha encontrado un aumento de 4 veces en la dosis mínima para quemaduras solares en sujetos en los EE. UU. en comparación con sujetos en Taiwán. [29] Sin tener en cuenta la ponderación, 9 mJ/cm 2 es 1 hora de índice UV.