La tecnologia UVGI in sintesi

22.08.2024
Ultimo aggiornamento 23 Agosto 2024
Radiazione germicida ultravioletta (UVGI)

L'ultravioletto è quella parte della radiazione elettromagnetica delimitata, nella parte inferiore della lunghezza d'onda dello spettro visibile e nella parte superiore della banda di radiazione a raggi X. L'intervallo spettrale della radiazione ultravioletta è, per definizione, tra 100 e 400 nm (1 nm = 10-9 m) ed è invisibile agli occhi umani.
Lo spettro UV è suddiviso in tre bande:
  • UV-A (onda lunga) da 315 a 400 nm
  • UV-B (onde medie) da 280 a 315 nm
  • UV-C (onde corte) da 100 a 280 nm
La porzione dello spettro UV (la "regione germicida") importante per la disinfezione è l'intervallo che viene assorbito dal DNA (RNA in alcuni virus). Questo "intervallo germicida" è approssimativamente 200 - 300 nm, con un picco di efficacia germicida a circa 265 nm. L'assorbimento delle radiazioni UV da parte della catena del DNA di microrganismi patogeni provoca la distruzione di un legame nella catena  e di conseguenza un'inibizione della replicazione del DNA
o 265,0 nm picco di effetto germicida
o Lampade UV-C comuni da 253,7 nm
o Lunghezza 280,0 nm utilizzata dal LED
 
Esistono diverse tipologie di lampade:
La lampada a scarica è un tipo di bulbo basato sull'emissione luminosa per luminescenza da parte di un gas ionizzato. La ionizzazione del gas è ottenuta per mezzo di una differenza di potenziale, che fa migrare gli elettroni liberi e ioni positivi ai diversi capi della lampada (dove sono presenti gli elettrodi).
  • Lampade UV a bassa pressione. Queste offrono un'elevata efficienza (approssimativamente il 35% di UV-C) ma una bassa potenza, tipicamente 1 W/cm (potenza per unità di lunghezza dell'arco). Producono la radiazione ultravioletta a 254 nm.
  • Lampade UV ad amalgama. Una versione ad alta potenza delle lampade a bassa pressione. Operano a temperature più elevate e hanno un periodo di vita fino a 16000 ore. La loro efficienza è leggermente più bassa di quella delle lampade a bassa pressione tradizionali (approssimativamente il 33% di UV-C) e la densità di potenza è di circa 2–3 W/cm.
  • Lampade UV a media pressione. Queste lampade hanno uno spettro con un picco pronunciato e un'alta produzione di radiazione ma una bassa efficienza del 15% o meno di UV-C. La tipica densità di potenza è di 30 W/cm³ o più grande. Producono una luce policromatica da 200 nm fino alla luce visibile e infrarossa.
A seconda del vetro di quarzo usato per il corpo della lampada, le lampade a bassa pressione e ad amalgama emettono luce a 254 nm e 185 nm (per ossidazione). La luce a 185 nm è utilizzata per produrre l'ozono.
Tutte queste fonti UV-C si esauriscono sia a seguito dello “scaricamento” del gas contenuto all’interno del bulbo e sia per la progressiva perdita di trasparenza del vetro che li costituisce, nelle quali pareti si depositano gli elettroni.

Le lampade Light Progress sono lampade UV a vapori di mercurio a bassa pressione e ad alto rendimento (High Output), ottimizzate per produrre radiazioni monocromatiche alla lunghezza d'onda di 254 nanometri.

Utilizzate principalmente per la disinfezione e la sterilizzazione, queste lampade sfruttano la radiazione ultravioletta a lunghezza d'onda corta per eliminare microrganismi patogeni come virus, batteri e spore e sono disponibili in diverse dimensioni e forme per adattarsi a moltissime applicazioni.

Vantaggi delle Lampade UV-C
•              Efficacia: Le lampade UV-C sono in grado di eliminare fino al 99,9% dei microrganismi patogeni, inclusi quelli resistenti ai disinfettanti chimici.
•              Rapidità: La disinfezione avviene in pochi secondi o minuti, a seconda della potenza della lampada e della distanza dall'oggetto o dalla superficie da trattare.
•              Sostenibilità: Non richiedendo l’uso di sostanze chimiche, le lampade UV-C rappresentano una soluzione ecologica e più sicura per l’ambiente.

Perché una lampada UV-C sia efficace, è essenziale che i materiali attraverso cui la radiazione passa siano altamente trasparenti alla lunghezza d'onda specifica (253.7 nm). Il vetro comune, ad esempio, blocca la maggior parte delle radiazioni UV-C, rendendolo inadatto per l'involucro di tali lampade. Il quarzo, invece, è il materiale più utilizzato poiché offre una trasparenza ottimale ai raggi UV-C, garantendo così un’efficacia massima nella disinfezione.

Abbiamo preparato per voi un articolo separato (la-tecnologia-uvgi-in-sintesi-parte-ii​...) con i temi di maggiore interesse per i nostri clienti che intendono integrare ed utilizzare la tecnologia UVC, come la resistenza a materiali plastici, la trasparenza ad lacuni materiali, la presenza di mercurio ed altro.

LED UV-C
La fonte più innovativa di raggi ultravioletti sono i Diodi emettitori di luce UV-C (LED). 
Queste microscopiche sorgenti di luce UV possono offrire caratteristiche rivoluzionarie in termini di portabilità, potenza e applicabilità.
Il reparto R&D di Light Progress è impegnato nello sviluppo di nuovi prodotti che riescano a massimizzare i vantaggi di questa tecnologia.
Al momento tuttavia sono questi i principali limiti alla diffusione su larga scala di prodotti che utilizzano la tecnologia LED UVC:
  • Potenza di Emissione: I LED UVC tendono ad avere una potenza di emissione inferiore, il che li rende meno efficaci per applicazioni su larga scala o in ambienti che richiedono elevate intensità di UVC per una disinfezione rapida.

  • Costo: I LED UVC sono attualmente più costosi da produrre rispetto alle lampade a mercurio UVC, il che può rappresentare un ostacolo alla loro diffusione su vasta scala.

F.A.Q.

I raggi ultravioletti sono onde elettromagnetiche che fanno parte della luce. Le onde elettromagnetiche si suddividono in tre principali fasce di lunghezza d'onda, espressa in nanometri, nm: Raggi ultravioletti (UV) 100-400 nm Raggi visibili (luce) 400-700 nm Raggi infrarossi (IR) 700-800.000 nm I raggi UV sono a loro volta identificati in tre bande:

  • UV-A (315-400 nm) con proprietà abbronzanti;
  • UV-B (280-315 nm) con proprietà terapeutiche e di sintesi della vitamina "D";
  • UV-C (100-280 nm) con proprietà germicida.

I raggi UV-C (100-280 nm) hanno forte effetto germicida e presentano la massima efficacia in corrispondenza della lunghezza d'onda di 265 nm. L'effetto germicida delle radiazioni UV-C si estende a batteri, virus, spore, funghi muffe ed acari; esso è dovuto soprattutto all'effetto distruttivo esercitato dalle radiazioni UV-C sul loro DNA; i raggi UV-C infatti danneggiano il loro apparato riproduttivo impedendone la replicazione.

Batteri Virus, Spore Funghi, Muffe ed Acari, sono tutti sensibili, quindi eliminabili, con i raggi UV-C. I microbi non possono acquisire resistenza ai raggi UV-C, cosa che avviene con l'uso dei disinfettanti chimici e antibiotici. I raggi UV sono ecologici. Con l'utilizzo dei normali disinfettanti è inevitabile l'inquinamento ambientale. Esiste inoltre il pericolo di gravi rischi che possono verificarsi per inalazione diretta dei vapori oppure per ingestione di prodotti alimentari inquinati da un eventuale contatto con gli stessi disinfettanti di origine chimica. Dove non è possibile eliminare l'uso dei disinfettanti chimici (industrie alimentari, Farmaceutiche, Sanità, etc) l'uso dei raggi ultravioletti nella disinfezione permette di ridurne le quantità con un notevole risparmio economico ed una maggiore attenzione all'ambiente, mantenendo e quasi sempre migliorando il grado di disinfezione. Gli apparecchi a raggi UV-C possono essere installati su ambienti e macchinari ed essere programmati per mantenere lo stesso grado di disinfezione giorno e notte garantendo condizioni ideali dal punto di vista igienico senza alti e bassi. Al contrario disinfettanti chimici svolgono la loro azione con la massima efficacia solo al momento del loro uso. Con l'impiego degli apparecchi equipaggiati LIGHT PROGRESS i costi di esercizio sono esigui; possiamo affermare che un impianto UV-C “LIGHT PROGRESS” non richiede manutenzione, se non per il normale ricambio delle lampade. Il rapporto costo/benefici è da considerarsi ottimo; gli apparecchi sono potenti e di notevole durata. Per questo la distruzione dei germi mediante gli UV-C, in confronto (od in interazione) agli altri sistemi, risulta di basso costo e di notevole effetto.

I raggi UV-C funzionano davvero, se applicati correttamente e con le dovute precauzioni. La differenza fra un progetto di qualità e una applicazione senza risultati è data dalla profonda conoscenza dell'argomento e dall'esperienza acquisita nel tempo. Dal 1987 Light Progress realizza progetti di successo in tutto il mondo e ha acquisito una clientela costituita da Società importanti in tutti i settori che necessitano di condizioni igieniche verificate per generare prodotti e servizi di qualità.