¿Cómo es posible que algo que sea negro, obscuro, pueda al mismo tiempo ser luminoso, percibible visualmente? Bueno, en realidad, esa luz negra no era tan "negra" como pudiera suponerse. Era luz de color azul profundo, capaz de hacer que ciertos objetos (sobre todo en la ropa) adquirieran una luminosidad blanda intensa al caer dicha luz en ellos. Esta luz negra era producida por unos tubos (o a veces unas bombillas) semejantes a las lámparas alargadas fluorescentes como las que se ponen en los techos para iluminar oficinas y centros de trabajo:
La luz negra en su mayor parte consiste de radiación luminosa que no puede ser detectada por el ojo humano, excepto la "menos negra" que se encuentra en la porción del arco iris cercana al color violeta, pero como es "más violeta" que el color violeta, se le llama "ultravioleta" (UV), o sea "más allá del violeta ordinario visible". Sabemos de que tal "luz" (o mejor dicho, radiación no visible) existe porque, aunque invisible para el ojo humano, es capaz de producir calor al incidir en una superficie, y de hecho puede contener una cantidad relativamente grande de energía calorífica por ser una onda luminosa de "longitud de onda" bastante corta.
Al hablar de luz ultravioleta, en realidad no estamos hablando de una sola luz ultravioleta de Sin embargo, dependiendo de la longitud de onda de la luz UV en cuestión, para fines prácticos se habla de tres tipos de luz ultravioleta:
La luz ultravioleta UV-A, cualquiera cuya longitud de onda se encuentre entre 400 y 315 nanómetros.
La luz ultravioleta UV-B, cualquiera cuya longitud de onda se encuentre entre 315 y 280 nanómetros nanometros.
La luz ultravioleta UV-C, cualquiera cuya longitud de onda se encuentre entre 280 y 100 nanómetros.
En el espectro de los colores del arco iris, estos rangos de luz ultravioleta ocupan los siguientes espacios:
La luz ultravioleta es el tipo de luz que se usa en las "camas de bronceado":
El bronceado que se obtiene en tales "camas" es el proceso de oscurecimiento de la piel con la exposición al sol. Algunas personas encuentran tan atractivo este bronceado que optan por métodos artificiales para broncearse además de ir a la playa para "quemarse". Y es precisamente para esto para lo que sirve la radiación ultravioleta.
La radiación UV-C, también producida por el sol, es la longitud de onda ultravioleta más corta y se filtra casi por completo al pasar por la atmósfera, antes de llegar a la supeficie terrestre. Por tanto, las personas están muy poco o nada expuestas a ella de manera natural, lo cual es bueno. Cuanto más corta es la longitud de onda, más impacto podría tener la radiación ultravioleta en la salud humana. De cualquier modo, es posible producir luz UV-C artificialmente. ¿Y para qué se utiliza la UV-C en lámparas? La UV-C producida artificialmente se ha utilizado con éxito como germicida y bactericida durante décadas. Puede matar microorganismos, como bacterias, virus y otros patógenos, o impedir su desarrollo, y proporciona una alternativa sin sustancias químicas a otros métodos de desinfección, como el uso de cloro. Debido a su efectividad y a sus ventajas, la UV-C se está utilizando en una gama de aplicaciones cada vez mayor. Se utiliza, por ejemplo, para la desinfección en estaciones depuradoras de aguas residuales, laboratorios, sistemas de aire acondicionado e, incluso, piscinas y acuarios, así como en distintas etapas de los procesos industriales de alimentos y bebidas. La UV-C también se utiliza en entornos médicos y hospitalarios para la esterilización de instrumentos, superficies de trabajo y aire. La siguiente ilustración nos muestra una lámpara UV usada para desinfectar el agua en piscinas y acuarios:
La mayoría de las personas han oído hablar de los peligros de la exposición a la UV-A (400 a 315 nm) y a la UV-B (315 a 280 nm) procedente del sol o de las camas solares. Los "baños de sol" en la playa que son capaces de terminar causando a largo plazo en la piel (sobre todo de las personas blancas) el tipo de cáncer conocido como melanoma o cáncer negro, daño celular ocasionado principalmente por la porción ultravioleta del espectro de radiación de la luz solar. La mutación de células sanas en la piel a células cancerosas es consecuencia directa del daño que la luz ultravioleta puede producir en el ADN de las células de la piel. Y si la luz ultravioleta puede ocasionar este tipo de estragos en el ADN del ser humano, la misma luz ultravioleta puede dañar irreversiblemente el ADN tanto de bacterias como de cualquier tipo de virus incluyendo al coronavirus. La pregunta lógica ahora es: ¿por qué no usar luz ultravioleta tanto en los hospitales como en los cuartos de personas enfermas con coronavirus Covid-19 para matar al virus? Es precisamente el mensaje de esta entrada.
He aquí un listado comparativo sobre efectos documentados en humanos en lo que tiene que ver con exposición a radiación UV:
Efectos en los humanos de los rayos UVA, UVB, UVC:
- Los rayos UVC son de onda corta, y no penetran la capa de ozono de la Tierra.
- Los rayos UVB son de ondas mas largas que las de los rayos UVC, causan bronceado superficial, quemaduras, y signos de envejecimiento
- Los rayos UVA son de ondas aún más largas que las de los rayos UVB, penetran en la superficie de la piel causando cáncer y CAMBIOS EN EL ADN.
Una cama de bronceado, también conocida como cama solar, es una máquina utilizada para producir un bronceado artificial imitando la radiación ultravioleta (UV) del sol. Una cama de bronceado típica emite 95% de UVA y solo 5% de UVB, aunque algunos modelos nuevos producen solo UVA. Debido a que los rayos UVB se consideran cancerígenos, los fabricantes han creado una serie de filtros producidos para eliminar los rayos UVB y hacer que las camas sean más seguras.
Las radiaciones UV se producen con la ayuda de lámparas (o bombillas) UV. Conducen a una producción de melanina más rápida que la que ocurre bajo el sol, dando ese color dorado a su piel. Una cama de bronceado normal contiene alrededor de 10-15 lámparas fijadas debajo de la cama. Cada una de estas lámparas utiliza una potencia eléctrica de 100 a 200 vatios (watts) para iluminar. Un inductor, conocido como reactancia de choque, se fija dentro de las bombillas para regular la velocidad de la corriente que fluye a través de las bombillas. Después de encender la corriente, la bombilla comienza a producir una gran cantidad de radiaciones UV que contienen UVA y UVB.
De todos los diferentes tipos de camas de bronceado, las camas de bronceado de alta presión tienen un efecto duradero en la piel. Estos usan bombillas formadas por rellenos de cuarzo que producen radiaciones UV que son más dañinas que las producidas por las camas de bronceado normales.
Por todo lo anterior, se intuye que la radiación ultravioleta es un práctico agente antibacteriano y antivírico. Hablando de la gripe (influenza), la luz UV consigue romper en forma directa las moléculas que forman su ADN sin necesidad de tener que recurrir a un agente químico:
En el caso de la piel humana, el problema es que si en las camas de bronceado se excede la dosis esto puede provocar cáncer de piel o cataratas en los seres humanos. Ahora bien, un equipo de investigadores del Centro Médico de la Universidad de Columbia (EE. UU.), ha conseguido ajustar la dosis para que la radiación ultravioleta acabe con el virus de la gripe sin ningún efecto secundario negativo para el ser humano. Así, gracias a dosis bajas continuas de radiación ultravioleta lejana (far-UVC) es posible aniquilar el virus de la gripe transportado por el aire sin dañar los tejidos humanos. Los hallazgos sugieren que el uso de radiación ultravioleta lejana en los hospitales, consultorios médicos, escuelas, aeropuertos, aviones y otros espacios públicos similares, podría proporcionar un control poderoso de las epidemias del virus de la influenza estacional, así como de las pandemias del virus de la gripe.
Los científicos han sabido durante décadas que esta luz ultravioleta de amplio espectro, que tiene una longitud de onda de entre 200 y 400 nanómetros es altamente efectiva para matar bacterias y virus al destruir los enlaces moleculares que mantienen unido su ADN. Esta luz UV convencional se puede usar de forma rutinaria para descontaminar el equipo quirúrgico, mascarillas, cobertores de camas, instrumental, en fin, todo aquello para lo cual se usan desinfectantes líquidos que además de requerir mucho espacio de almacenamiento y tener que ser aplicados manualmente sobre muchas superficies tal vez se encuentren escasos en el mercado a causa de las compras de pánico. En cambio, la luz UV siempre está disponible cuando haya suministro eléctrico. Desafortunadamente, puesto que la luz ultravioleta germicida convencional también es un riesgo para la salud humana, esto deja la disyuntiva de tener que evacuar tanto al paciente como al personal médico mientras se lleva a cabo la desinfección de los cuartos de los pacientes con luz ultravioleta.
Lo ideal sería que en cada cuarto de hospital a ser desinfectado se pudiera "cerrar" el cuarto herméticamente, sacando fuera del cuarto a todos los médicos y enfermeras, dejando que una fuente móvil de luz ultravioleta someta a radiación UV todo lo que hay adentro del cuarto, para así matar todas las réplicas del virus que pueda haber dentro del cuarto. Esto de hecho ya se ha materializado, y un ejemplo de ello es la compañía UVD Robots dedicada a construír robots inteligentes autónomos capaces de efectuar recorridos de cuarto a cuarto por los pasillos de un hospital, irradiando en torno suyo todo lo que pueda ser iluminado con los haces de luz UV que cubren todo lo que va a ser desinfectado. Esencialmente, todo aquello sobre lo cual los robots puedan enviar su luz ultravioleta será desinfectado, y las copias del virus de influenza serán destruídas al romperse sus cadenas de ADN a causa de la luz UV. A continuación se tiene uno de tales robots, encendido, en un hospital que lo está poniendo a prueba:
La siguiente fotografia nos muestra un robot iluminando con sus haces UV una cama de paciente, desinfectando todo lo que toque dicha luz (el robot se mueve solo, de forma autónoma, recordando los pasos efectuados para no tener que repetir el mismo recorrido o parte de un mismo recorrido):
A diferencia de las bombillas incandescentes del ayer, las lámparas fluorescentes capaces de producir luz UV no son algo que funcione con simplemente conectar la lámpara a una toma casera de corriente eléctrica alternante AC. Requieren de algo voluminoso y sofisticado conocido como balasto eléctrico. La siguiente ilustración nos muestra una lámpara generadora UV del tipo antiguo que, al igual que las lámparas fluorescentes de luz "blanca", requiere de la electrónica del balasto eléctrico para poder funcionar:
Dentro de una luz fluorescente como las que se usan en las oficinas y centros de trabajo, hay vapor de mercurio a baja presión. Cuando se ioniza, el vapor de mercurio emite luz ultravioleta. Los ojos humanos no son sensibles a la luz ultravioleta (aunque la piel humana sí lo es: ¡esto lo prueba la manera de cómo se producen las quemaduras solares y los bronceados !). Por lo tanto, el interior de una lámpara fluorescente está recubierto con una capa de fósforo . Un fósforo es una sustancia que puede aceptar energía en una forma (por ejemplo, energía de un electrón de alta velocidad como en un tubo de rayos catódicos de TV de las del tipo antiguo; recuérdese cómo funcionaban estas televisiones quienes aún las tengan) y emite la energía en forma de luz visible. En una lámpara fluorescente, el fósforo acepta la energía de los fotones ultravioleta y emite fotones visibles. La luz que vemos desde un tubo fluorescente es la luz emitida por el fósforo que recubre el interior del tubo (el fósforo fluoresce cuando se energiza, de ahí el nombre). En contraste, la luz de un tubo de neón es la luz de color que los átomos de neón emiten directamente.
Los avances en la electrónica de estado sólido han permitido el desarrollo de fuentes de "luz negra" UV a bajo costo, lo cual permite una mejor selección y un mayor control a costo relativamente bajo del tipo de luz UV que se quiere obtener para estos fines de desinfección. Normalmente, las lámparas de vapor de mercurio se utilizan para generar UV-C germicidas. Ahora, los avances tecnológicos permiten disponer de diodos emisores de luz (LED) UV-C, lo que ha dado lugar a un número aún mayor de aplicaciones, incluso en productos sanitarios.
Una situación ideal sería aquella que nos permita tener luz UV en las dosificaciones correctas para no tener que desalojar cada habitación de un sanatorio para que un robot pueda llevar a cabo el procedimiento de desinfección. Hace varios años, el Doctor David J. Brenner y sus colegas formularon la hipótesis de que un espectro estrecho de luz ultravioleta llamado UVC lejano podría matar microbios sin dañar el tejido sano. "La luz ultravioleta lejana tiene un alcance muy limitado y no puede atravesar la capa exterior de células muertas de la piel humana o la capa de lágrimas del ojo, por lo que no es un riesgo para la salud, pero los virus y las bacterias son mucho más pequeños que las células humanas y la luz UVC lejana puede alcanzar su ADN y matarlos", comentó Brenner.
Un virus de la influenza (gripe) como el Coronavirus Covid-19 se transmite de persona a persona principalmente a través de finas gotas líquidas, o aerosoles, que se transmiten en el aire cuando alguien con el virus de la gripe estornuda o tose. Un nuevo estudio fue diseñado para probar si la luz ultravioleta lejana podría matar de forma eficiente al virus de la influenza en el aire, en un entorno similar a un espacio público. "Si nuestros resultados se confirman en otros entornos, se deduce que el uso de luz indirecta de bajo nivel UVC en lugares públicos sería un método seguro y eficiente para limitar la transmisión y propagación de enfermedades microbianas transmitidas por el aire, como la influenza y la tuberculosis", comentó Brenner en la revista Science Reports. El lado negativo de esta innovadora bombilla de luz UV es que tendría un costo de unos 1.000 dólares por lámpara, un precio que seguramente se reduciría si las lámparas se fabricaran en masa. En el estudio llevado a cabo con el virus H1N1, una cepa común del virus de la gripe, fue rociado en una cámara de prueba y se expuso a dosis muy bajas de 222 nm de luz ultravioleta lejana. Un grupo control del virus no se expuso a la luz UVC. El experimento demostró que la luz UVC lejana acabó eficazmente con el virus de la gripe, con aproximadamente la misma eficacia que la luz UV convencional.
En una situación de crisis médica en la cual hay escasez de mascarillas, no existen vacunas y no se cuenta con desinfectantes líquidos, y hasta es probable que se tenga que confinar a enfermos en sus propias casas, como último "remedio" en el uso de la aplicación de luz UV para matar las copias de un virus que se encuentren en una habitación sugiere recurrir a una alternativa relativamente barata y accesible, las bombillas UV que se pueden instalar directamente en muchas bases de focos incandescentes, como la siguiente bombilla de espiral de 40 watts:
Si se usan estos "focos" (¡los cuales deben ser removidos en cuanto pase la crisis porque solo sirven aquí para desinfectar, no para iluminar, luz negra al fin y al cabo!), y se dejan encendidos la mayor cantidad de tiempo posible, se puede tener la tranquilidad de que se está "matando" la mayor cantidad de copias del virus incluyendo las que puedan estar "flotando" en el aire a causa de estornudos. En un caso así, con focos de luz ultravioleta encendidos todo el tiempo, es desde luego recomendable procurar el consejo de profesionales en la ciencia médica y en la física aplicada a la medicina antes de "encender" el interruptor eléctrico para estar "iluminando" las 24 horas del día un cuarto con "luz negra". Este remedio sin duda alguna revivirá la nostalgia de los viejos tiempos de la "disco" en donde, antes de la invención de los teléfonos celulares inteligentes y aplicaciones como WhasApp, los jóvenes acudían a los antros para conocer otros jóvenes del sexo opuesto al no haber otras opciones disponibles (en las décadas de los setentas conservadores y los ochentas moralistas, los antros de las discotecas eran la única alternativa posible para buscar y encontrar pareja, al ser muy mal visto y muy criticado sobre todo por los mayores el procurar pareja sentimental en las escuelas, los templos religiosos y los centros de trabajo.)
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