Radiación ultravioleta
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La radiación ultravioleta o radiación UV —un rango de frecuencias de la radiación electromagnética— constituye entre el 5 y el 10% de la radiación solar que llega a la superficie terrestre. Su intensidad varía según la hora del día, la estación del año, la latitud, la altura y las partículas que hay en suspensión en la atmósfera. Un exceso de radiación UV puede ser un serio riesgo para la salud, especialmente en las playas y la alta montaña, siendo su efecto en las personas acumulativo a lo largo del tiempo por dañar de modo irreversible celúlas de la piel. Aunque el Servicio Meteorológico Nacional (SMN) proporciona diariamente los índices de radiación UV, la mayoría de los argentinos no les presta atención, no usando los filtros solares recomendados.
la longitud de onda en m; ejemplos comparativos de longitudes de onda; la frecuencia en Hz; la temperatura de cuerpo negro para la que es máxima la emisión en cada frecuencia.
Contenido
Rasgos principales
Es una radiación invisible para el ojo humano, que en el arco iris es inmediatamente contigua al color violeta, origen de su nombre. En el mediodía de un día claro de verano, a 55º de latitud y al nivel del mar la potencia de radiación UV incidente por unidad de superficie (irradiancia) es de 2 W/m². En invierno la irradiancia de UV puede ser sólo el 1% de este valor.
En el sol se genera por las altas temperaturas, pero hay muchos artefactos también capaces de producirla: arcos voltaicos de soldaduras eléctricas; lámparas que funcionan por el principio de descargas eléctricas en gases, como las fluorescentes, de sodio y de vapor de mercurio; dispositivos semiconductores, como los utilizados en lámparas usadas en odontología; lámparas solares... En las comunes lámparas fluorescentes la mayor parte de la radiación UV (pero no toda) es absorbida en los fósforos de coloración blanca que recubren el tubo de descarga y convertida en luz visible.
No es una radiación ionizante, ya que no destruye los átomos y moléculas ni les arranca electrones, como la proveniente de la radiactividad. Es, sin embargo, más energética que la luz visible y en dosis suficientes (intensidades altas o tiempo prolongados) puede acelerar reacciones químicas, matar microorganismos y dañar células. El segundo caso conduce al uso germicida de las radiaciones UV; el tercero, a los problemas de piel que se discuten más adelante.
La mayor parte de la radiación UV proveniente del sol es absorbida en la denominada capa de ozono, región de la atmósfera comprendida entre 10 y 50 km sobre la superficie terrestre donde el ozono (O3) es más abundante. En el resto de la atmósfera es absorbida por fenómenos físicos menos eficientes, como la dispersión de Rayleigh. En la década de 1980 se comprobó que ciertos compuestos de uso industrial, los compuestos clorofluorocarbonados (entonces de uso generalizado en aerosoles y refrigerantes de heladeras), eran capaces de combinarse con el ozono disminuyendo significativamente su concentración sobre la Antártida. Este fenómeno, denominado el agujero de ozono, llevó a la prohibición internacional del uso de estos compuestos por el Protocolo de Montreal. Aunque Argentina es firmante del tratado, era uno de los países donde se hacía escaso uso de estos compuestos de alto costo: los aerosoles argentinos, por ejemplo, han estado tradicionalmente propulsados por gas natural.
Es usual dividir la radiación UV en 3 bandas, según la longitud de onda en el aire (varía en diferentes materiales, a diferencia de la frecuencia que se mantiene constante): A (400 a 315 nm), B (315 a 280 nm) y C (280 a 100 nm), donde 1 nm=10-9 m. El grado de reflexión y penetración varía mucho según los materiales y también, aunque mucho menos, con la longitud de onda. Son opacos la ropa común, los vidrios de ventana y algunos plásticos. La piel oscura, pigmentada con melanina (melanogénesis), como la de los africanos nativos, deja pasar sólo 1/4 de la radiación incidente; éste es el origen evolutivo de esa coloración como protección a los altos niveles de radiación característicos de África. No es absorbida por el agua y la reflejan con gran intensidad el cielo y las nubes; esto genera gran riesgo para los bañistas que no usan filtros solares, ya que no están protegidos ni siquiera a la sombra de los árboles, sólo en el interior de viviendas. La absorción de UV por el oxígeno del aire genera ozono, uno de los mecanismos de reposición de la capa de ozono. En los plásticos, la absorción genera decoloración y afecta las uniones de polímeros produciendo su degradación si transcurre suficiente tiempo; los plásticos enterrados en los basureros no sufren descomposición ya que la capa de tierra y otros materiales no permite la penetración de rayos UV.
No hay métodos simples de medición precisa de la irradiancia UV, para la que se requieren instrumentos complejos como los tubos fotomultiplicadores. Por esta razón los únicos datos confiables son los brindados por instituciones especializadas, como el SMN.
Efectos y aplicaciones beneficiosas
La incidencia en la piel de radiación UV tipo B, con máximo alrededor de los 300 nm, permite la generación de la variante D3 de la vitamina D. Esta vitamina, la única que los seres humanos son capaces de producir por sí mismos, se genera a partir del precursor 7 dehidrocolesterol sólo en presencia de esta radiación. Su déficit provoca raquitismo, enfermedad típica de los niños que viven hacinados en lugares sin exposición directa al sol. Para evitar ésto actualmente se vende leche enriquecida en vitamina D.
La radiación UV se usa en Medicina para la esterilización de instrumentos y el tratamiento de úlceras, el acné, la psoriasis y el prurito urémico. En Odontología sirve para el endurecimiento (fotopolimerización) de resinas dentales y el diagnóstico por fluorescencia.
Efectos nocivos
Bronceado de la piel
La moda del bronceado de la piel, resultado de la melanogénesis, es todavía un problema entre los argentinos. El origen de esta moda no es la búsqueda del color en sí mismo sino en la imagen que sugiere de ocio y bienestar, de dolce far niente (dulce no hacer nada). Durante mucho tiempo se usaron camas solares, camillas dotadas con lámparas ultravioleta, para producir el bronceado aún en personas que no salían de vacaciones o como preparación para ellas. Fueron luego prohibidas en la ciudad de Buenos Aires debido al grave peligro que representaban para la salud (en Argentina son las municipalidades las que tienen la facultad general de supervisar y regular el comercio de bienes y servicios no regulados por leyes nacionales o provinciales). El efecto más dañino es el cáncer de piel generado por mutaciones de ADN en células de la dermis, localizada en dímeros y producida mayoritariamente por la radiación tipo C[1]. Estas mutaciones, que son acumulativas y progresivamente más graves, producen primero endurecimientos de la piel (queratosis) que generalmente toman color oscuro por concentración de melanina.
Para evitar daños a la piel se recomienda usar filtros solares o protectores solares, productos que contienen sustancias absorbentes de la radiación UV, como el dióxido de titanio[2].
Curiosamente, a pesar de que el efecto es acumulativo no se han desarrollado sistemas de control histórico de la radiación UV recibida, como los dosímetros usados en las plantas nucleares (tampoco los hay para las exposiciones a los rayos X usados para el diagnóstico médico).
Otros problemas
- Cataratas fotoquímicas.
- Ceguera de nieve.
- Reacciones fotoquímicas de medicamentos y otros productos (caso del apio).
Mediciones de radiación ultravioleta en Argentina
El SMN actualiza 2 veces por día los índices de radiación UV que mide en todo el país. Cuando el índice es mayor que 6 hay que usar anteojos oscuros que bloqueen la radiación UV y protectores solares para la piel.