O que é Ultravioleta?

A Radiação Ultravioleta (R-UV) é a parte do espectro eletromagnético referente aos comprimentos de onda entre 100 e 400 nm. De acordo com a intensidade que a R-UV é absorvida pelo oxigênio e ozônio e, também pelos efeitos fotobiológicos costuma-se dividir a região UV em três intervalos:

  • UV-C – Comprimento de onda entre 100 nm e 280 nm

Completamente absorvida pelo O2 e O3 estratosférico e, portanto, não atinge a superfície terrestre. É a forma de radiação aplicada como germicida, utilizada para esterilização de água e materiais cirúrgicos. O intervalo de comprimento de onda compreendido entre 245 nm e 285 nm é considerado a faixa germicida ótima para inativação de microrganismos.

  • UV-B – Comprimento de onda entre 280 nm e 315 nm

Fortemente absorvida pelo O3 estratosférico. Trata-se da mais destrutiva forma de luz UV, possuindo energia suficiente para gerar danos em tecidos biológicos. É prejudicial à saúde humana, podendo causar queimaduras e, a longo prazo, câncer de pele.

  • UV-A – Comprimento de onda entre 315 nm e 400 nm

Sofre pouca absorção pelo O3 estratosférico. É importante para sintetizar a vitamina D no organismo, porém o excesso de exposição pode causar queimaduras e, em longo prazo, causa envelhecimento precoce. É o tipo de radiação UV utilizada para causar fluorescência em materiais, sendo muito utilizado em fototerapia e câmaras de bronzeamento.

Pode-se dizer que o sol emite energia em praticamente todos os comprimentos de onda do espectro eletromagnético permeados pelas diversas linhas de absorção. 44% de toda essa energia emitida se concentra entre 400 e 700 nm, denominando o espectro visível de energia. O restante é dividido entre radiação ultravioleta (< 400 nm) com 7%, infravermelho-próximo (entre 700 e 1500 nm) com 37% e infravermelho (> 1500 nm) com 11%. Menos de 1% da radiação emitida concentra-se acima da região do infravermelho, como micro-ondas e ondas de rádios, e abaixo da região ultravioleta, como os raios X e raios gama.

As lâmpadas de baixa pressão de vapor de mercúrio (monocromáticas) emitem de 80 a 90% da energia no comprimento de onda de 253,4 nm. Deve ser observado que a energia emitida no comprimento de onda de 253,4 nm representa de 30 a 50% da potência nominal da lâmpada. O restante da energia é emitida em outros comprimentos de onda e dissipada na forma de calor. A potência nominal é indicativa do consumo de energia, não da energia emitida. As potências variam de 11 a 325W.

As lâmpadas de média pressão de vapor de mercúrio (policromáticas), emitem espectro mais amplo, variando de 180 a 1370 nm. A potência nominal varia de 2 a 9,6 kW. Com isso, o tempo de exposição e o número de lâmpadas são muito menores do que os utilizados nas unidades que empregam as lâmpadas de baixa pressão de vapor de mercúrio.

Como funciona a desinfecção?

A desinfecção é a redução na concentração de microorganismos patogênicos para níveis não infecciosos.

“Microrganismo” é um termo amplo que inclui vários grupos de germes que provocam doenças. Diferem em forma e ciclo de vida, mas são semelhantes em seu pequeno tamanho e simples estrutura relativa. Os cinco maiores grupos são vírus, bactérias, fungos, algas e protozoários. Focando-se numa célula básica de bactéria, interessa-nos a parede da célula: a membrana citoplasmática e o ácido nucléico.

O alvo principal da desinfecção por luz ultravioleta é o material genético – ácido nucléico. Os micróbios são destruídos por ultravioleta quando a luz penetra através da célula e é absorvida pelo ácido nucléico. A absorção da luz ultravioleta pelo ácido nucléico provoca um rearranjo da informação genética, que interfere com a capacidade de reprodução da célula. Assim, a célula é considerada morta, pois não mais se multiplicará. Os microrganismos são, portanto, inativados pela luz UV como resultado de um dano fotoquímico ao ácido nucléico.

A desinfecção atinge vários níveis de redução.

1 log ………… 90%
2 log ………… 99%
3 log ………… 99,9%
4 log ………… 99,99%
5 log ………… 99,999%

Equipamentos de desinfecção por UV-C 254 nm são reconhecidos e recomendados por Órgãos de Saúde Internacionais desde 1950, como:

  • NIST – Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia;
  • ASHRAE – Departamento de Saúde e Serviços Humanos e Centros de Controle e Prevenção de Doenças;
  • Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional Americano;
  • IUVA – International Ultraviolet Association;
  • CDC – Centro de Controle e Prevenção de Doenças;
  • CIE – Comissão Internacional de Iluminação.

Aplicações da radiação UV-C

  • Desinfecção de água para abastecimento: municipal, hospitais, consultórios odontológicos, escolas, quartéis, centros comunitários, hotéis, residências, piscinas, poços artesianos, água da chuva para fins não potáveis;
  • Desinfecção de efluentes: esgotos sanitários de condomínios, residências, indústrias e municípios;
  • Comercial: aquicultura, hidroponia, laboratórios, aquários, piscinas, restaurantes e padarias;
  • Industrial: farmacêutica, água mineral, bebidas, eletrônica, alimentícia, têxtil, cosméticos, gráfica, etc;
  • Proteção para outras tecnologias de tratamento de água: membranas (osmose reversa e ultrafiltração), resinas de deionização, filtros de carvão ativado.
  • Aplicações de UV no ar: exaustão de tanques, ar comprimido estéril, dutos de ar condicionado e ambientes com contaminação.

TABELA DE MICRORGANISMOS CONTAMINANTES

Dose de Radiação (mWs/cm²)

Dose Inicial (DI) com + 20% para Margem de Segurança na dose de recomendação USA EPA

BACTÉRIAS

AGROBACTERIUM TUMEFACIENS

8,5

10,2

BACILLUS ANTHRACIS

8,7

10,44

BACILLUS MEGATERIUM (VEGETATIVE)

2,5

3

BACILLUS MEGATERIUM (SPORES)

52

62,4

BACILLUS SUBTILIS (VEGETATIVE)

11

13,2

BACILLUS SUBTILIS (SPORES)

58

85,44

CLOSTRIDIUM TETANI

22

26,4

CORYNEBACTERIUM DIPHTHERIAE

6,5

7,8

DYSENTERY BACILI

4,2

14,4

ESCHERICHIA COLI

7

8,4

LEGIONELLA BOZEMANII

3,5

4,2

LEGIONELLA DUMOFFII

5,5

6,6

LEGIONELLA GORMANII

4,9

5,88

LEGIONELLA MICDADEI

3,1

3,72

LEGIONELLA PNEUMOPHILA

12,3

14,76

LEPTOSPIRA INTERROGANS (INFECTIOUS JAUNDICE)

6

7,2

MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS

10

12

PROTEUS VULGARIS

6,6

9,92

PSEUDOMONAS AERUGINOSA (CEPAS LABORATORIAIS)

3,9

4,68

PSEUDOMONAS AERUGINOSA (CEPAS AMBIENTAIS)

10,5

12,6

RHODOSPIRILLUM RUBRUM

6,2

7,44

SALMONELLA ENTERITIDIS

7,6

9,12

SALMONELLA PARATYPHI (FEBRE ENTÉRICA)

6,1

7,32

SALMONELLA TYPHIMURIUM

15,2

18,24

SALMONELLA TYPHOSA (FEBRE TIFÓIDE)

6

7,2

SHIGELLA DYSENTERIAE (DESINTERIA)

4,2

5,04

SHIGELLA FLEXNERI (DESINTERIA)

3,4

4,08

STAPHYLOCOCCUS EPIDERMIDIS

5,8

6,96

STAPHYLOCOCCUS AUREUS

7

8,4

STREPTOCOCCUS FAECALIS

10

12

VÍRUS

BACTERIOPHAGE (E.COLI.)

6,6

7,92

HEPATITIS VIRUS

8

9,6

INFLUENZA VÍRUS

6,6

7,92

POLIOVÍRUS

21

25,2

ROTAVÍRUS

24

28,8

Ultravioleta VS Cloro

A desinfecção é uma prática comum no processo de tratamento de água para proteção da saúde pública e da vida aquática contra patógenos. Desde o início do século 20, a cloração é a tecnologia mais utilizada. Cem anos depois, porém, esta tecnologia vem sendo cada vez mais questionada devido à crescente preocupação com a formação de subprodutos tóxicos e carcinogênicos durante a desinfecção com cloro.

Como consequência, processos de desinfecção sem a utilização de químicos, como a irradiação ultravioleta (UV), têm ganhado importância. A fim de garantir aos operadores o desempenho confiável dos sistemas de desinfecção por UV, foram desenvolvidas normas de projeto e operação destes sistemas em vários países. O desenvolvimento da tecnologia da lâmpada UV e os avanços no projeto do sistema UV resultaram em sistemas energeticamente eficientes, de fácil operação e manutenção, tornando-os uma solução verde e competitiva em relação ao cloro.

Assim, atualmente, centenas de milhares de sistemas UV instalados ao redor do mundo provam a confiabilidade desta tecnologia de desinfecção, desde a desinfecção de efluentes primários e secundários para a descarga em áreas sensíveis, até o fornecimento de água potável convencional e tratamento de efluentes para reuso em processos industriais específicos.

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