Desinfección por luz ultravioleta ¿Cómo funciona?

A partir de la pandemia del Covid-19, los métodos y herramientas de desinfección han cobrado una renovada importancia. Uno de los métodos más populares, rápidos y eficientes es la luz ultravioleta, utilizado en la desinfección del agua y el aire.

A diferencia de mecanismos o productos químicos, la luz UV utiliza un proceso físico, en el que los virus, bacterias y protozoos se vuelven incapaces de reproducirse e infectar al verse expuestos a la radiación ultravioleta. Esto garantiza una inactivación rápida y efectiva de estos microorganismos.

¿Qué es la luz ultravioleta?

Antes de ahondar en cómo funciona la desinfección por rayos ultravioleta, es importante definir qué es la luz ultravioleta o luz UV. Se trata de un espectro electromagnético de la luz, invisible al ojo humano, que se encuentra entre los rayos X y la luz visible.

Esta luz es emitida por el sol, pero gran parte de ella no llega a la superficie terrestre porque es absorbida por la capa de ozono. La luz ultravioleta se divide en tres tipos, la UVA, la UVB y la UVC. Es esta última, con una longitud de onda está entre los 200 y los 300 nanómetros, la que se clasifica como germicida. Esto quiere decir que es capaz de inactivar microorganismos como virus y bacterias.

Esta propiedad de la luz ultravioleta ha causado que sea adoptada como un método efectivo, pero a la vez ecológicamente responsable, sin necesidad de sustancias químicas, para la desinfección del agua y otras superficies. Es una forma de prevenir la propagación de microorganismos perjudiciales.

¿Cómo funciona la desinfección por rayos ultravioleta?

La radiación UV utiliza un proceso físico que proporciona una inactivación eficiente y rápida de microorganismos. A diferencia de otros métodos químicos de desinfección, la luz UV no necesita de sustancias químicas.

Cuando estos microorganismos, ya sea virus, bacterias o protozoos, se exponen a las longitudes de onda germicidas de la radiación ultravioleta, dejan de ser capaces de reproducirse e infectar. Estudios han confirmado que la luz ultravioleta es eficaz ante virus como el SARS, MERS e incluso el SARS-CoV-2, causante del Covid-19. Además, es útil para inactivar patógenos causantes de enfermedades como el cólera, la fiebre tifoidea, la hepatitis, la polio y otras enfermedades bacterianas y parasitarias.

Adicionalmente, el uso de ondas ultravioletas sirve para la destrucción de contaminantes químicos, a través de un proceso llamado oxidación UV. Así, puede eliminar pesticidas, fármacos y disolventes industriales.

La luz ultravioleta UVC actúa dañando el ácido nucleico de los microorganismos. La radiación UV de longitud de onda corta (principalmente a 254nm) es absorbida por el ADN y el ARN de la célula. La absorción de esta energía UV crea nuevos enlaces entre nucleótidos, dando lugar a nuevos dobles enlaces o dímeros.

Esta dimerización de las moléculas adyacentes, especialmente de las timinas, comprende un daño fotoquímico en la célula. Los dímeros de timina en el ADN de virus y bacterias evitan la replicación por lo que inhiben la capacidad de infectar del patógeno.

¿Es posible que las células se reparen después de una exposición a luz UV?

Algunos microorganismos pueden reparar el daño fotoquímico generado por la luz ultravioleta, si la dosis utilizada de radiación es demasiado baja. La reparación se lleva a cabo mediante la fotorreactivación o reparación oscura.

Sin embargo, la posibilidad de reparación mediante la fotorreactivación depende de la dosis de radiación UV utilizada y el tipo de microorganismo. Algunas investigaciones han demostrado que con una dosis superior a 12 mJ/cm2, la posibilidad de reparación es prácticamente nula.

En algunos casos, basta incluso con una dosis menor, como es el caso del Crystosporidium, que no presenta ninguna señal de reparación en condiciones luminosas y oscuras, tras haber sido expuesto a una dosis de tan solo 3 mJ/cm2.

Por lo tanto, es importante diseñar el sistema de luz UV con una dosis de radiación ultravioleta que sea suficiente para garantizar un daño celular definitivo. La dosis puede ser determinada en una validación bioanalítica.

Eficacia de la radiación ultravioleta en la desinfección

Como mencionamos anteriormente, estudios científicos han demostrado que la luz ultravioleta tiene la capacidad de inactivar de forma efectiva numerosos microorganismos, entre los que se encuentran bacterias, protozoos y virus como el causante del Covid-19. Incluso, la luz UV es capaz de inactivar protozoos perjudiciales que son resistentes a la desinfección del agua con cloro, como el Crystosporidium y el Giardia.

Por lo tanto, las plantas de tratamiento de agua potable tendrán más ventajas al utilizar luz ultravioleta para la desinfección, pues serán capaces de inactivar patógenos resistentes al cloro, reducir el uso de este producto químico y evitar la creación de residuos.

Es importante tener en cuenta que, en el caso de plantas de tratamiento de agua, liberar estos patógenos resistentes al cloro a los lagos y ríos, aumenta el riesgo de contaminación en comunidades que utilizan las mismas fuentes de agua para un uso lúdico y para obtener el agua potable.

Ventajas de la desinfección por rayos ultravioleta

Son numerosas las ventajas del uso de la luz ultravioleta para el tratamiento de agua y otras superficies. Veamos los beneficios de la radiación UV desde el punto de vista de la seguridad y del coste.

Seguridad

·         En primer lugar, la luz ultravioleta utiliza un proceso físico, por lo que está libre de sustancias químicas contaminantes.

·         En la misma línea, para usar luz UV no es necesario transportar, almacenar, ni manipular sustancias químicas o corrosivas, lo que garantiza la seguridad de los operarios de las plantas y de poblaciones cercanas.

·         Además, la luz UV sirve para descomponer contaminantes químicos tóxicos, por lo que no solo desinfecta el agua, sino que la limpia de estos compuestos.

·         La desinfección por rayos ultravioleta es capaz de inactivar un gran número de microorganismos, entre los que se encuentran virus como el SARS-CoV-2 y protozoos resistentes al cloro, como Cryotosporidium y Giardia.

·         La luz UV no produce subproductos carcinógenos en la desinfección que puedan afectar la calidad del agua.

Costes

·         Los costes del uso de luz UV para desinfectar comprenden únicamente la sustitución anual de las lámparas y el consumo eléctrico.

·         La luz ultravioleta no genera costes a largo plazo relacionados con el uso de productos químicos, su transporte y distribución.

·         También, la desinfección por rayos ultravioletas minimiza o eliminar los costos asociados a gestión de riesgos, planificación de emergencias, respuestas a fugas, administración y formación de los operarios.

·         Finalmente, los ayuntamientos no pagan primas por las ventajas de seguridad con las que cuenta el uso de luz ultravioleta.