Concepto y Descripción de la Técnica UV Parte II Ing. Laura Domínguez - Téc. Magali Parzanese

El uso de la tecnología UV con fines de desinfección implica la región ultravioleta del espectro electromagnético, con un rango de longitud de onda entre 100 y 400 nm.

Éste se puede subdividir (Bolton 1999) en:

• UV de onda corta UV-C entre 200 y 280 nm. Rango germicida
• UV de onda media UV-B entre 280 y 315 nm.
• UV de onda larga UV-A entre 315 y 400 nm.

La máxima eficiencia para la desinfección se sitúa en 254 nm.

La radiación UV produce cambios fotoquímicos, cuyos efectos pueden variar según la especie de microorganismo que se trate. El mecanismo de acción letal depende de su absorción por el ADN, pudiendo detener el crecimiento celular y provocar la muerte. La radiación absorbida por los nucleótidos produce cambios físicos de electrones, formando uniones cruzadas entre tiamina y citocina, (nucleótidos de bases pirimidínicas) pertenecientes a la misma cadena, lo que provoca la formación de dímeros ciclobutil pirimidina.

Esto produce distorsiones en la forma del ADN interfiriendo en el apareamiento normal de las bases. Como resultado se bloquea la síntesis de ADN y consecuentemente quedan afectadas las funciones celulares pudiendo provocar la muerte. Los efectos en los enlaces cruzados son proporcionales al tiempo de exposición e intensidad de la luz UV (Snowball y Hornsey, 1988; Sastry et al., 2000).

No obstante, es posible que ocurra una reactivación. El ADN puede ser reparado por factores proteínicos (Yajima et al., 1995) cuando las células dañadas se exponen a longitudes de onda superiores a 330 nm (Liltved y Landfald, 2000). Se puede estimular la separación del ácido nucléico debido a la activación de la enzima fotoliasa que monomeriza los dímeros (separación de tiaminas y otras pirimidinas) formados después del proceso de radiación (Stevens et al., 1998). Vale aclarar que un ambiente oscuro puede evitar la foto reactivación de productos tratados con radiación UV o restaurar las células expuestas. Estas células foto reactivadas pueden ser más resistentes a la radiación UV cuando se aplica un segundo tratamiento de UV (Sastry, et al., 2000).

Las células reactivadas pueden ser más resistentes si se someten a un segundo tratamiento. Se observó que sería necesaria una dosis mayor de radiación para lograr una reducción 4-log de células foto reactivadas, previo al tratamiento de agua con UV (Hoyer, 1998; Sastry et al., 2000):

A fin de lograr la inactivación microbiana, la exposición a la radiación UV debe ser al menos 400 J/m2 en toda la superficie del producto. Los factores críticos incluyen la transmisividad del producto, la configuración geométrica del reactor, la potencia, la longitud de onda y la disposición física de la fuente de UV, el perfil de flujo de producto y la trayectoria de la radiación.

La radiación emitida se mide en Watts (W) y la intensidad de la radiación en W/m². Para una desinfección eficaz es importante conocer la dosis de radiación necesaria para reducir la carga del microorganismo, la cual es el producto entre la intensidad de la radiación (I), expresada como energía por unidad de área y el tiempo de residencia o contacto con la luz UV (t) en segundos. La dosis (D) se mide en J/m² (1 Joule = 1 Watt x segundo):

D (J/m²) = I (W/m²) x t (s)

También suele expresarse en mJ/cm2 = μW s/cm2.

La resistencia de los organismos a la luz ultravioleta es variada. El ambiente en el que se encuentran también influye en la dosis necesaria para su destrucción.

La relación entre la dosis y la destrucción de un microorganismo por tratamiento con luz UV puede verse de la siguiente forma (Mani, 2003):

N = N₀ e^-KD

Donde:
N₀ = número inicial de microorganismos
N = Numero de microorganismos después del tratamiento
K = Constante de velocidad de inactivación
D = Dosis

Según la relación anterior, si se duplica la dosis aplicada la destrucción de microorganismos aumentará en un factor de 10. Por lo tanto al duplicar la dosis requerida para la destrucción del 90%, se reducirá el 99% de los microorganismos, si se triplica la dosis la reducción producida será 99,9%, y así sucesivamente.

Valores de requerimientos de dosis para la destrucción del 90% de algunos microorganismos

Relación entre la dosis y la destrucción UV, para E. coli (indicador patógeno transmitido por el agua) = 5,4 mJ/cm2

Fuente:

Ver también: Parte I