34. Luz Ultravioleta: rayos que matan

LA LUZ QUE ROMPE LA CADENA DEL ADN

Cada vez son más los que se apuntan a este sistema de higienización profunda del agua

Todos los procesos vitales que ocurren en nuestro planeta tienen como fuente original la energía solar que llega a la superficie terrestre. De manera directa o indirecta todos los organismos dependemos de este tipo de energía.

El Sol, es la principal fuente luminosa de nuestro mundo. Nuestra estrella dentro del total de su radiación proyecta un 5% de rayos ultravioleta

Nuestro satélite natural, la luna, refleja como un espejo una mínima parte de estos rayos ultravioletas

La luz del sol se compone de 40% de la luz visible, el 55% del IR (infrarrojos) y el 5% de los rayos UV (ultravioletas).

Así pues, el espectro electromagnético consta de diferentes longitudes de onda dentro de las cuales se encuentra el espectro visible íntimamente relacionado con el proceso fotosintético que realizan los vegetales y que sirven de primer nivel trófico para las complejas redes de las que depende toda forma viviente.

Nuestro planeta está expuesto continuamente a distintas clases de rayos. La capa de ozono y nuestra atmósfera nos protegen de gran parte de estas radiaciones procedentes del espacio exterior

Las radiaciones ultravioleta son parte del espectro electromagnético. Éstas se manifiestan en tres bandas o frecuencias: UV-A (400-315 nm), UV-B (315-280 nm) y U-VC (280-100 nm).

Tal como puede verse en esta gráfica hay 3 tipos de ultravioleta. Llegan a la corteza terrestre un 95% de los UV-A, un 5% de los UV-B y absolutamente nada de los UV-C. La capa de ozono absorbe una parte importante de estos rayos... ¡sin capa de ozono los peligrosos UV-C producirían la muerte de todos los organismos vivos!

A diferencia del espectro visible y de los infrarrojos, la luz ultravioleta es capaz de alterar las propiedades de la materia viva expuesta a sus rayos.

Afortunadamente, la capa de ozono envuelve nuestro mundo bajo una burbuja protectora efecto escudo, evitando la entrada de la luz ultravioleta con longitud de onda más corta (UV-C) que destruye el ADN bajo su foto inducción .

El efecto destructivo de los ultravioletas es aplicado para los métodos germicidas

¿EN QUE SE DIFERENCIAN LOS UV-A, UV-B Y UV-C?

Gráfico en el que se evidencia la llegada de la luz visible, los rayos ultravioletas e infrarrojos.

Gráfico sobre la longitud de onda del espectro luminoso

UV-A (onda larga) es la radiación justo debajo de la porción violeta de espectro visible y consiste en aquellas ondas entre los 315 y 400 nm. La radiación UV-A es invisible al ojo humano y es la menos destructiva.

UV-B (onda media) es la radiación que abarca ondas entre los 280 y 315 nm. Este tipo de radiación es biológicamente destructiva y la exposición directa en humanos puede causar daños y quemaduras a la piel.

UV-C (onda corta) es la radiación que aglutina las ondas entre los 100 y 280 nm. Este tipo de radiación no se encuentra de forma natural ya que es absorbida por la atmósfera terrestre, pero si puede ser fabricada de forma artificial. Por ejemplo, el arco que se produce en una soldadora eléctrica produce UV-C. También es producida por luminarias UV que se fabrican para la esterilización médica, doméstica y acuarios.

¿QUÉ ES LA ESTERILIZACIÓN UV?

El efecto germicida se concentra precisamente en los 254 nm dentro de los ultravioleta del tipo C

Es un método muy simple para eliminar organismos microscópicos indeseables del aire y del agua. En ecosistemas recreados como acuarios es una aplicación preventiva y efectiva para destruir los microorganismos en suspensión (flotantes) del tanque tales como bacterias, parásitos, hongos, virus, algas y cualquier otro tipo de patógeno.

Muestra de esterilizador germicida ultravioleta antes de conectarlo al circuito líquido del tanque, con la lámpara encendida

Esto se hace mediante la exposición directa de estos organismos con una fuente de luz UV-C (280-100 nm). Esta radiación UV-C tiene la habilidad de afectar el funcionamiento de las células y alterar su material nuclear o ADN. El resultado es que el organismo muere.

Fotones UV-C destruyendo un alga microscópica

La luz UV-C actúa directamente sobre las cadenas del ADN de los seres vivos

Está demostrado científicamente que la luz UV-C que causa una mayor efectividad en la destrucción de ADN se calibra justo en los 254 nm. Queremos destacar que hay divergencia por parte de expertos al escoger esta longitud de onda destructiva, pues también se defiende la cifra de los 265 nm como el punto de máximo efecto germicida.

APLICANDO LUZ UV EN TERRARIOS Y ACUARIOS

Un terrario iluminado con lámparas ultravioletas del tipo B (UV-B)

Existe una confusión generalizada con respecto al uso de la luz ultravioleta. Aclaramos que en terrarios se aplica la luz UV-B (280-315 nm) como fuente luminosa, pues para reptiles y ciertos anfibios es vital y beneficiosa. Este tipo de exposición se produce en la naturaleza, sobretodo en ecosistemas abiertos (desiertos y océanos).

Imagen captada por la Estación Espacial Internacional para observar la incidencia ultravioleta sobre nuestro mundo. Puede observarse que es más activa en las zonas de los trópicos y del ecuador, hábitat de muchas especies de reptiles y anfibios que se mantienen en terrarios

Ejemplos más comunes de animales de terrario

El único beneficio de los rayos ultravioletas en seres vivos tiene lugar con los UV-B: producen la vitamina D3. Para seres humanos una exposición de 15 minutos es más que suficiente. En los reptiles y algunos anfibios la falta de esta exposición fluorescente produce enfermedades metabólicas óseas. Se comercializan lámparas especialmente diseñadas para estos animales con el adecuado espectro que necesitan.

Gráfica descriptiva sobre el uso de los UV-B en terrarios

En cambio en acuarios se aplica luz UV-C (280-100 nm) como método preventivo que refuerza el filtrado del agua. Su utilidad se centra como germicida, en aparatos opacos y cerrados a la vista, por donde el agua se desplaza en su circuito retornando al tanque (después de pasar por la carga filtrante). Por este motivo, mueren aquellos organismos que pasan por la irradiación luminosa, en el interior del aparato. Esto permite que las bacterias beneficiosas del acuario no mueran, pues continúan su existencia tanto en el filtro, como en el sustrato, los cristales, rocas, piedras y demás elementos del tanque.

Sistema germicida para acuarios que oculta la lámpara ultravioleta tipo C

Muchos detractores de este sistema germicida afirman equivocados que no tiene un efecto real. La razón es que aplican tarde el procedimiento ante un problema, una vez el acuario ha sido infectado por alguna enfermedad o invasión de algas.

LOS MICROORGANISMOS DEL ACUARIO

En la naturaleza, nuestras especies viven en grandes extensiones en el medio acuático, tales como ríos, lagos, océanos o mares. En el acuario, como medio estancado, la situación es distinta ya que se concentra una mayor polución en el agua por la acumulación de deshechos orgánicos (nutrientes), con lo que se multiplica la vida microscópica en extremadas cantidades por cm³. Normalmente son bacterias y hongos que viven en el fondo o flotando en el agua.

En la naturaleza no se concentran tantos microorganismos por cm³ como en los acuarios. Por este motivo muchos expertos afirman que un sistema germicida UV-C con su efecto precisamente acerca los parámetros a la realidad

En la naturaleza difícilmente se produce tal concentración de microorganismos, con lo que los peces logran evitarlos con sus defensas inmunológicas. Pero en el acuario, los peces se ven sometidos continuamente a su ataque, con lo que en muchos casos terminan débiles y enfermos (se deben sumar factores como alimentación, calidad del agua, stress, etc.).

Por otro lado, las nuevas adquisiciones (peces y plantas) que se añaden al ecosistema del acuario, pueden ser portadores de parásitos u otros microorganismos que pueden convertirse en plaga si en el nuevo medio encuentran las condiciones óptimas para reproducirse y multiplicarse.

Precisamente los nuevos huéspedes del acuario pueden ser portadores de organismos patógenos

La manera de imitar a la naturaleza, con una baja proliferación de microorganismos en nuestros acuarios, es precisamente recurriendo a un esterilizador provisto de luz ultravioleta. Este método de irradiación UV-C es un aliado sin competencia en la eliminación de bacterias, virus, hongos, algas y parásitos. Lo mejor es que no produce efectos secundarios como sucede con desinfectantes químicos o la inmuno resistencia de estos patógenos a los antibióticos.

Este método de higienización germicida posee grandes ventajas:

1. No altera el PH o la estructura química del agua

2. No afecta de ninguna manera a los peces ni a las plantas

3. Tampoco afecta a las colonias de bacterias o algas que se encuentran en los filtros, sustratos o paredes del acuario

4. Solo los organismos que pasan por el esterilizador son eliminados

LA MAYOR EFECTIVIDAD GERMICIDA UV-C

Para que el efecto germicida sea eficaz debemos aplicarlo justo al principio de la vida del acuario, una vez hemos madurado el agua del tanque o cuando tenemos el ecosistema perfectamente equilibrado (precisamente cuando menos se piensa en la adquisición del sistema UV-C, pues olvidamos que un tanque en perfectas condiciones debe mantenerse así de forma preventiva).

Su efecto es infalible cuando:

1. El agua es cristalina y transparente
2. La lámpara UV-C es nueva (tienen caducidad según el tipo. Tiempo vida aprox. 3 años).
3. La radiación debe penetrar en menos de 2 cm del agua y debe mantenerse en contacto con la luz durante poco más de un segundo
4. Ante la aplicación de medicamentos o remedios debemos evitar su uso, pues puede inhibir su efectividad
5. Debemos ser conscientes de que un filtro UV no será efectivo cuando un problema se ha manifestado en el acuario. Por ejemplo, si la enfermedad del punto blanco ha hecho su aparición antes de instalar el germicida, éste no hará nada pues el parásito ya se encuentra instalado en el pez
6. Es un error extendido pensar que no es adecuado para un acuario de arrecife, pues se tiende a afirmar equivocadamente que mata las zooxantellas que viven en simbiosis con los corales y otros organismos beneficiosos que flotan dentro del tanque. Esto sería cierto si la exposición de rayos UV-C se hiciese con una intención luminosa (bañando con sus rayos todo el acuario), y no dentro de su receptáculo opaco. Los microorganismos beneficiosos se adhieren al sustrato, vidrios del acuario, materiales filtrantes... y forman un bio film para fijarse a estas superficies pues las colonias trabajan unidas para ser más eficientes.

QUÉ LÁMPARAS UV-C SON LAS MÁS ADECUADAS?

Depende del fabricante la vida y calidad de una lámpara. El rendimiento de una lámpara UV-C también depende del medio en el que se utilice (aire o agua), su transparencia y la temperatura ambiente.

Como norma general deben sustituirse cuando alcanzan un 60% de su eficiencia. Hay lámparas de presión media que duran aproximadamente 1.000 horas efectivas y hay otras lámparas de baja presión que pueden durar 9.000 horas efectivas. Por ejemplo, las extendidas lámparas marca Osram Phillips de menos de 100w, duran unas 8.000 horas.

Buscando siempre el mejor rendimiento, es aconsejable que la lámpara utilizada en un acuario sea como mínimo de 25w para adelante

En rangos generales, las algas necesitan una dosis de 22.000 microwat-sec/cm2, una dosis muy parecida a la que se requiere para la eliminación de muchas de las bacterias. Sin embargo, para poder abarcar un número mas amplio de organismos, es aconsejable una dosis de 50.000 microwat-sec/cm2, pues es mucho mas adecuada.

¿CUÁNTO TIEMPO DEBE FUNCIONAR EL FILTRO UV-C?

Este es un tema difícil. A continuación ofrecemos las diferentes opiniones razonadas a esta pregunta.

Bajo la idea de algunos expertos, es mejor dejar la lámpara siempre en funcionamiento durante las 24 horas del día (siempre). Esto propicia que su función sea efectiva, pues todo el agua del tanque pasa varias veces al día (según contenido) por la irradiación germicida. Esta aplicación continua se aconseja sobretodo en tanques grandes.

En acuarios con una gran capacidad de litros se aconseja dejar siempre el filtro germicida, en cambio en tanques más pequeños no hace falta

En cambio, otros aconsejan que funcione con un timmer (temporizador) en tiempos controlados (algunos aprovechan el timmer que controla el fotoperiodo para encender y apagar la luz del acuario). Ya no se trata tanto de que podemos indiscriminadamente terminar con microbios hostiles o con beneficiosas bacterias nitrificantes, sino que los organismos vivos de este medio estéril, como por ejemplo los peces, terminan por no desarrollar sus propias defensas y pueden verse gravemente afectados al pasar a un sistema sin desinfección o con la llegada de otro individuo infectado.

LUZ LED UV-C: LA REVOLUCIÓN TECNOLÓGICA ULTRAVIOLETA

La luz LED ultravioleta de tipo UV-C (de 254 nm o 265 nm) a fecha actual empieza a ser una realidad, pero son difíciles de encontrar a título privado

Muchas empresas fabrican aparatos de esterilización que usan lámparas germicidas de alto rendimiento. Estos sistemas se basan en lámparas que producen un rango ultravioleta definido entre los 254 y los 265 nanómetros. El problema de estas luminarias estándarizadas es que su luz es imposible determinarla en un punto justo en su longitud de onda, pues con el tiempo pierden eficacia y su propia química hace que su espectro sea difícil de mantener.

Pero esto no sucede con los LEDs. La luz de los diodos es exacta en su calibración y pueden encontrarse unidades justo en los 254 nm y en los 265 nm (los más eficaces para romper las cadenas de ADN de los microorganismos).

No todos los LEDs llamados ultravioletas son realmente ultravioletas. Precisamente los más extendidos son aquellos diodos que superan con creces los 400 nm en adelante, con lo que su onda es tan larga que su espectro luminoso realmente es violeta

Otra ventaja es que la luz LED está perfectamente focalizada abriendo su haz de luz en diversas opciones, siendo la más amplia de 140º (con 24º estándar es suficiente para el interior de un tubo donde se mueve el agua en circuito).

Por otro lado, la luz LED es de larga duración, con lo cual, no haría falta cambiarla hasta pasados unos 10 años aproximadamente. También hay que sumar su bajo consumo.

LEDs UV-C de justo 254 nm

Aunque existen los LEDs de 254 nm y de 265 nm, ahora mismo se utilizan en medicina y no son accesibles para el gran público. Es posible que pronto alguna empresa descubra todas estas ventajas y se aventure a fabricar dispositivos con esta tecnología. De todos modos, sería muy sencillo poder aplicar un LED UV-C en un acuario.

El LED BioUV 265 nm

Un ejemplo interesante que cumple con efectividad y aporta ventajas es el LED de la empresa coreana Seoul: BioUV 265 nm.

Un esquema elaborado por nosotros en el que se presenta un ejemplo de LED UV-C aplicado en el acuario. Su exposición germicida es efectiva acomodándolo en un codo e iluminando un tubo recto para irradiar los organismos que se mueven en suspensión por el circuito del agua

El problema se encuentra ahora mismo en que este tipo de luminaria no suele venderse a particulares, por ser un producto casi exclusivo de uso medicinal. Tampoco resulta económico ahora mismo. Es posible que dada la alta peligrosidad de estas longitudes de onda para nuestra vista, no se comercialicen masivamente, pues se debe tener especial cuidado con su manejo y en ningún caso se deben manipular encendidas pues provocan ceguera irreversible.

EL PELIGRO DE LOS UV PARA LA VISTA

Las personas que viven en zonas de gran exposición luminosa pueden sufrir terribles afecciones en la vista por los UV-B. Los UV-C causan ceguera irreversible, por ello hemos de tener siempre gran precaución con la manipulación de estas lámparas

La exposición abierta a los UV y su relación con el daño ocular muestran que constituyen la longitud de onda más dañina para el ojo humano. Se considera que la fotoqueratitis o quemadura ocasionada por la luz es una consecuencia a la exposición a rayos ultravioleta. Esta lesión es frecuente en personas expuestas intensamente a radiación o reflejo en zonas desérticas y mayor en regiones nevadas.

Los trabajadores que se desempeñan en espacios abiertos triplican el riesgo para desarrollar carnosidades en la córnea, y tienen mucho mayor riesgo de formar depósitos de proteínas -en forma de gota- en la córnea.

La presencia de cierto tipo de cataratas también ha sido asociada a la exposición UV.

Todas las luminarias UV deben llevar un aviso de peligro. Jamás debemos exponernos a su luz directa

En la actualidad se están desarrollando interesantes experimentos con cristales y lentillas de color amarillo que abren una nueva vertiente de protección contra el daño que producen los rayos ultravioletas (recordamos que son los UV-B que se encuentran en la naturaleza y los UV-C que se producen artificialmente los que pueden ocasionar estos perjuicios).

Las superficies iluminadas con luz UV-B ofrecen un efecto de colores fluorescentes

NOTA: Este tratamiento de higienización germicida supone la última fase de filtrado en nuestros ecosistemas mantenidos artificialmente. Aunque son muchos los detractores de los ultravioletas, su uso está cada vez más extendido, incluso en otras funciones domésticas como la esterilización de agua potable, sanitarios, habitaciones...

Lámpara UV germicida manual para higienizar la ropa del hogar

Aplicada en nuestros ecosistemas mantenidos artificialmente pueden ser de gran utilidad. Tal como se explica en este capítulo, en la naturaleza no hay tanta concentración de microorganismos como sucede en nuestros tanques. Esterilizar el agua dentro del proceso de filtrado supone mantener a raya todas aquellas criaturas microscópicas que pueden desestabilizar fatalmente nuestros acuarios.

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Ofrecemos un vínculo a un didáctico artículo de la WEB elacuarista.com, con fórmulas y datos concretos sobre la luz ultravioleta en acuarios (útil para completar en profundidad nuestro artículo). Su autor es Marcelo Gnoato, experto y titular de la firma Krill que ha investigado la UV-C germicida bajo experimentación práctica.

La luz ultravioleta forma parte del equilibrio de nuestro mundo. Si desapareciese la capa de ozono que nos escuda, los UV-C afectarían mortalmente a todas las criaturas vivas del planeta, incluido el ser humano