Una lámpara germicida (también conocida como lámpara de desinfección o lámpara esterilizadora ) es una luz eléctrica que produce luz ultravioleta C (UVC). Esta luz ultravioleta de onda corta altera el apareamiento de bases del ADN , lo que provoca la formación de dímeros de pirimidina y conduce a la inactivación de bacterias , virus y protozoos . También se puede utilizar para producir ozono para la desinfección del agua . Se utilizan en la irradiación germicida ultravioleta (UVGI).
Hay cuatro tipos comunes disponibles:
Las lámparas de mercurio de baja presión son muy similares a una lámpara fluorescente , con una longitud de onda de 253,7 nm (1182,5 THz).
La forma más común de lámpara germicida se parece a una lámpara fluorescente común, pero el tubo no contiene fósforo fluorescente . Además, en lugar de estar hecho de vidrio de borosilicato común , el tubo está hecho de cuarzo fundido o vidrio Vycor 7913 [1] . Estos dos cambios se combinan para permitir que la luz ultravioleta de 253,7 nm producida por el arco de mercurio salga de la lámpara sin modificar (mientras que, en las lámparas fluorescentes comunes, hace que el fósforo emita fluorescencia , produciendo luz visible ). Las lámparas germicidas aún producen una pequeña cantidad de luz visible debido a otras bandas de radiación de mercurio.
Un diseño más antiguo parece una lámpara incandescente , pero la envoltura contiene unas gotas de mercurio. En este diseño, el filamento incandescente calienta el mercurio, lo que produce un vapor que, con el tiempo, permite que se genere un arco eléctrico que provoca un cortocircuito en el filamento incandescente.
Al igual que todas las lámparas de descarga de gas , las lámparas de mercurio de baja y alta presión presentan una resistencia negativa y requieren el uso de un balasto externo para regular el flujo de corriente. Las lámparas más antiguas que se parecían a una lámpara incandescente solían funcionar en serie con una lámpara incandescente "de uso doméstico" común de 40 W; la lámpara incandescente actuaba como balasto para la lámpara germicida.
Las lámparas de alta presión son mucho más similares a las lámparas HID que las lámparas fluorescentes.
Estas lámparas emiten una radiación UVC de banda ancha, en lugar de una sola línea. Se utilizan ampliamente en el tratamiento de aguas industriales, porque son fuentes de radiación muy intensas. Las lámparas de alta presión producen una luz blanca azulada muy brillante.
Las lámparas excimer emiten radiación ultravioleta de vacío y UVC de banda estrecha en una variedad de longitudes de onda según el medio. No contienen mercurio y alcanzan su máxima potencia más rápido que una lámpara de mercurio, y generan menos calor. La emisión excimer a 207 y 222 nm parece ser más segura que la radiación germicida tradicional de 254 nm, debido a la penetración muy reducida de estas longitudes de onda en la piel humana.
Los recientes avances en la tecnología de diodos emisores de luz (LED) han llevado a la disponibilidad comercial de fuentes LED UVC.
Los LED UVC utilizan materiales semiconductores para producir luz en un dispositivo de estado sólido. La longitud de onda de emisión se puede ajustar modificando la química del material semiconductor, lo que otorga una selectividad al perfil de emisión del LED en toda la banda de longitud de onda germicida y más allá de ella. Los avances en la comprensión y la síntesis del sistema de materiales AlGaN condujeron a aumentos significativos en la potencia de salida, la vida útil del dispositivo y la eficiencia de los LED UVC a principios de la década de 2010.
El tamaño reducido de los LED abre opciones para sistemas de reactores pequeños que permiten aplicaciones en el punto de uso e integración en dispositivos médicos. [2] El bajo consumo de energía de los semiconductores introduce sistemas de desinfección UV que utilizan pequeñas células solares en aplicaciones remotas o del Tercer Mundo. [2]
En 2019, los LED representaron el 41,4 % de las ventas de luz ultravioleta, frente al 19,2 % en 2014 [3] Se espera que el mercado mundial de LED UV-C aumente de 223 millones de dólares en 2017 a 991 millones de dólares en 2023. [4]
Las lámparas germicidas se utilizan para esterilizar espacios de trabajo y herramientas que se utilizan en laboratorios de biología e instalaciones médicas. Si la envoltura de cuarzo transmite longitudes de onda más cortas, como la línea de emisión de mercurio de 185 nm, también se pueden utilizar allí donde se desee ozono , por ejemplo, en los sistemas de higienización de jacuzzis y acuarios . También las utilizan los geólogos para provocar fluorescencia en muestras minerales , ayudando a su identificación. En esta aplicación, la luz producida por la lámpara suele filtrarse para eliminar la mayor cantidad posible de luz visible, dejando solo la luz ultravioleta. Las lámparas germicidas también se utilizan en el tratamiento de aguas residuales con el fin de matar microorganismos.
La luz producida por las lámparas germicidas también se utiliza para borrar las EPROM ; los fotones ultravioleta son lo suficientemente energéticos para permitir que los electrones atrapados en las compuertas flotantes de los transistores atraviesen el aislamiento de la compuerta, eliminando finalmente la carga almacenada que representa los unos y ceros binarios.
Para la mayoría de los casos, la producción de ozono sería un efecto secundario perjudicial del funcionamiento de la lámpara. Para evitarlo, la mayoría de las lámparas germicidas están tratadas para absorber la línea de emisión de mercurio de 185 nm (que es la longitud de onda más larga de la luz de mercurio que ioniza el oxígeno).
En algunos casos (como la desinfección del agua), la producción de ozono es precisamente el objetivo, por lo que se necesitan lámparas especializadas que no tengan tratamiento de superficie.
La luz ultravioleta de onda corta es perjudicial para los seres humanos. Además de provocar quemaduras solares y (con el tiempo) cáncer de piel , esta luz puede producir una inflamación extremadamente dolorosa de la córnea del ojo, lo que puede provocar un deterioro temporal o permanente de la visión . Por este motivo, la luz producida por una lámpara germicida debe protegerse cuidadosamente de la visión directa, teniendo en cuenta los reflejos y la luz dispersa. Un análisis de riesgos de las luces UVC de febrero de 2017 concluyó que la luz ultravioleta de estas lámparas puede causar problemas en la piel y los ojos. [5]
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