desinfección UV: principio de funcionamiento, dosis UV y límites del proceso

La desinfección UV inactiva los microorganismos mediante daños fotoquímicos en sus ácidos nucleicos. El efecto logrado depende de la longitud de onda, la fluencia, la sensibilidad del organismo objetivo y las propiedades ópticas del medio tratado. Esta página explica el principio de funcionamiento, las relaciones dosis-respuesta, las tecnologías UVC adecuadas y los principales límites del proceso. La validación normativa de los reactores de agua potable y el funcionamiento seguro de la planta se tratan en páginas especializadas dedicadas.

La magnitud técnica central es la fluencia: la cantidad de radiación que realmente alcanza al microorganismo, no la potencia de la lámpara ni el tiempo de exposición. Se deriva de la longitud de onda, la geometría de irradiación, la transmitancia UV del medio (UVT) y el trayecto que recorre el organismo. No existe una "dosis universal contra gérmenes"; lo determinante es siempre la curva dosis-respuesta específica del organismo.

Los materiales dentro de la cámara de irradiación deben ser resistentes a UV-C: las juntas, los plásticos y los recubrimientos envejecen considerablemente más rápido a 254 nm que con la luz diurna.

El aspecto de medición —medición de referencia, monitorización de la planta y evaluación de la dosis a 254 nm— se trata en la página medición y monitorización de la radiación UVC a 254 nm.

La radiación UVC en el rango de aproximadamente 200–280 nm es absorbida por los ácidos nucleicos (ADN, ARN) y por otros componentes celulares y virales. La absorción depende de la longitud de onda y alcanza su máximo cerca de 260–265 nm, el máximo de absorción de las bases de los ácidos nucleicos. Los fotones absorbidos desencadenan reacciones fotoquímicas, en particular la formación de dímeros de pirimidina (enlaces covalentes entre bases de timina o citosina adyacentes) dentro de la cadena de ADN o ARN. Estas lesiones alteran la estructura molecular de modo que la replicación y la transcripción se ven interrumpidas; el microorganismo pierde su capacidad de reproducirse o de causar una infección, sin que la célula sea necesariamente destruida de inmediato. La intensidad de este efecto no es constante: depende del organismo, la cepa, el estado fisiológico, el medio circundante, la longitud de onda y la fluencia aplicada. Además, los mecanismos de reparación celular (fotorreactivación, reparación en oscuridad) pueden revertir parte del daño después del tratamiento. Esta interacción es la razón por la que una única «dosis estándar» no es válida para todas las aplicaciones y organismos objetivo.

Los sistemas de desinfección UV se diferencian principalmente en la fuente de radiación empleada. La fuente determina el espectro, la densidad de potencia, la eficiencia electroóptica y, por tanto, también la aplicación adecuada.

Un aspecto importante para la evaluación técnica: la eficacia microbiana, la absorción de ácidos nucleicos y la eficiencia eléctrica de una fuente no comparten el mismo óptimo espectral. Esta es tanto la oportunidad como el reto metrológico de la tecnología LED y excímera: sus datos de dosis-respuesta no pueden trasladarse simplemente desde las lámparas convencionales de baja presión o de amalgama.

• Longitud de onda: determina el comportamiento de absorción de los ácidos nucleicos y, con ello, la eficacia biológica por fotón absorbido; distintas clases de fuentes necesitan distintas referencias de dosis-respuesta.
• Irradiancia (tasa de fluencia): la potencia radiante por superficie en un momento dado; determina la rapidez con la que se acumula una dosis y, dentro de la ley de reciprocidad y sus límites, también puede influir en si la misma dosis integrada produce la misma inactivación.
• Fluencia/dosis: la integral temporal de la irradiancia a lo largo de la trayectoria de un organismo; esta, y no el tiempo de exposición por sí solo, es la verdadera magnitud de referencia de la curva de dosis-respuesta.
• Transmitancia UV (UVT) del medio: rige, según la ley de Beer-Lambert, cuán intensamente se atenúa la radiación al aumentar la longitud del trayecto en el medio; una UVT decreciente reduce la fluencia en el objetivo pese a una potencia de lámpara inalterada.
• Tiempo de residencia y perfil de flujo: en reactores y conductos de aire, los organismos atraviesan un campo de radiación tridimensional por trayectorias distintas; las trayectorias cortas reciben menos fluencia que las largas, independientemente de la lectura media del sensor.
• Geometría (distancia, reflexión, sombreado): determina qué fracción de la radiación emitida llega realmente al organismo, en particular en la desinfección de superficies y de aire con geometrías de objeto complejas.
• Carga biológica inicial y turbidez: concentraciones elevadas de partículas o células pueden apantallar a los organismos entre sí y desplazar la relación efectiva de dosis-respuesta.

El efecto de la desinfección UV se expresa en reducciones logarítmicas –no en tanto por ciento–, porque la inactivación es de tipo exponencial. Un log significa que de mil organismos quedan cien; cuatro logs significan que de diez mil queda uno.

• 1 log – 90 % inactivado
• 2 log – 99 %
• 3 log – 99,9 %
• 4 log – 99,99 %

La fluencia necesaria para ello depende del organismo –mucho más de lo que suponen la mayoría de los diseños. A 254 nm, cuatro reducciones logarítmicas requieren:

• E. coli – unos 8 mJ/cm²
• Legionella pneumophila – unos 9 mJ/cm²
• Cryptosporidium parvum y Giardia – unos 22 mJ/cm²
• esporas de Bacillus subtilis – unos 81 mJ/cm²
• adenovirus – unos 167 mJ/cm²

Entre E. coli y los adenovirus hay un factor de veinte. De ahí se deriva la frase que más a menudo falta en un diseño: un sistema diseñado contra bacterias no es, por ello, seguro frente a virus. Cubrir los adenovirus requiere veinte veces la fluencia –por tanto, veinte veces la irradiancia o veinte veces el tiempo de residencia.

Para el agua potable, la norma DIN 19294 y la ÖNORM M 5873 establecen por ello una cifra fija: una fluencia equivalente de reducción de 40 mJ/cm² (400 J/m²). Ese valor es una convención para los organismos objetivo habituales del agua potable; para patógenos resistentes como los adenovirus no es suficiente (véase la tabla).

Esa cifra única es una convención alemana y austriaca, no una norma mundial. La US EPA, en cambio, fija su dosis requerida por patógeno y por crédito logarítmico, y la NSF/ANSI 55 establece dos clases para dispositivos domésticos. Cómo se comparan los cuatro regímenes de validación, y por qué sus cifras no deben leerse como equivalentes, se expone en tratamiento de aguas con UV.

Las cifras anteriores proceden de ensayos de haz colimado: fluencia definida, capa delgada, transmitancia conocida, irradiación uniforme. Un reactor no cumple ninguna de estas condiciones. Allí, cada partícula de agua sigue un camino diferente y recibe una fluencia distinta; lo que rige es la fluencia equivalente de reducción determinada mediante biodosimetría, es decir, mediante la inactivación realmente lograda en un organismo de prueba, no mediante un cálculo. Cómo debe aportarse esa prueba conforme a las normas aplicables se trata en la validación de reactores UV.

Tres magnitudes reducen la fluencia en funcionamiento, y ninguna de ellas aparece en la hoja de datos de la lámpara:

• Envejecimiento de la lámpara. La emisión UV-C cae hasta el 70 a 80 % del valor inicial a lo largo de la vida útil, y cae más rápido que la emisión visible. Una lámpara que aún ilumina no necesariamente sigue desinfectando.
• Transmitancia del medio. La transmitancia a 254 nm (UVT; expresada como coeficiente de absorción espectral SAC₂₅₄) determina hasta qué profundidad penetra la radiación. En aguas superficiales o aguas de proceso es considerablemente inferior a la del agua potable.
• Geometría y sombreado. En la desinfección de superficies este es el error más común: lo que queda en sombra no recibe dosis alguna. Bordes, taladros, huecos y la parte inferior de una pieza reciben solo una fracción de la fluencia nominal incluso con un diseño generoso.

Por eso la fluencia se demuestra, no solo se calcula. El cálculo proporciona el valor de diseño; la irradiancia se mide en el sensor y la fluencia equivalente de reducción se determina mediante biodosimetría: ese es el valor que se sostiene en una auditoría.

Tres tareas, tres instrumentos:

• Determinar la fluencia en un ensayo. El BSH-03 CBD es un dispositivo de haz colimado: genera un campo UV-C paralelo y uniforme sobre una cápsula de muestra y reproduce así exactamente las condiciones bajo las que se obtuvieron los valores de la tabla. Permite registrar la curva dosis-respuesta para su propio medio y su propio organismo, la base de cualquier diseño. Para el ensayo de haz colimado con una lámpara de media presión, el BSM-03 CBD lo acompaña.
• Controlar la instalación. El UVC-SE es un sensor resistente a la presión para instalación en el reactor: mide la irradiancia donde esta llega y avisa al controlador en cuanto cae por debajo del valor requerido. Eso convierte un diseño en una instalación controlada.
• Trazar el sensor. En la desinfección de agua potable, el sensor de la instalación debe compararse con un instrumento de referencia trazable; el radiómetro de referencia DVGW está construido para ello. Qué norma exige qué prueba se explica en la validación de reactores UV.

Eso cierra la cadena: ensayo de haz colimado para la curva, biodosimetría para la fluencia equivalente de reducción de la instalación, sensor en línea para el funcionamiento continuo, radiómetro de referencia para el sensor. Cualquier eslabón sin el siguiente deja un vacío.

Un error común es equiparar la potencia eléctrica de la lámpara con la salida óptica UVC y la fluencia efectiva en el organismo. Entre estas tres magnitudes existen varias etapas de pérdida de eficiencia: la eficiencia electro-óptica de la fuente, la composición espectral, la distribución geométrica en el reactor y la absorción en el medio. Por ello, una instalación nominalmente potente puede seguir suministrando una fluencia insuficiente en el objetivo.

Un valor de tiempo por sí solo ("X segundos de irradiación") carece de sentido técnico sin referencia a la irradiancia real en la ubicación del organismo. El mismo tiempo de exposición puede dar lugar a dosis muy diferentes en función de la distancia a la fuente, la UVT del medio y la reflectividad del entorno.

Una medición realizada fuera del lugar real del proceso –por ejemplo, en la entrada del reactor en lugar de a lo largo de las trayectorias de flujo reales– solo capta la condición límite óptica, no la distribución real de la fluencia. Dos instalaciones pueden mostrar la misma lectura del sensor y, aun así, producir dosis microbianas diferentes porque los tiempos de residencia y las trayectorias de los organismos difieren. Este efecto es especialmente pronunciado en conductos de aire, donde la irradiancia en el sensor de la pared del conducto y la fluencia real a lo largo del flujo de aire pueden divergir al máximo (Luo & Zhong, 2022).

La ley de reciprocidad (ley de Bunsen–Roscoe) asume que solo el producto de irradiancia y tiempo determina la inactivación, independientemente de cómo se componga dicho producto. Sin embargo, investigaciones actuales muestran que esta suposición no siempre se cumple: para determinados organismos y rangos de intensidad, las tasas de inactivación observadas se desvían de la pura reciprocidad tiempo-dosis, en parte debido a procesos de reparación y a una acumulación no lineal del daño (Nature Scientific Reports, 2025; MDPI Water, 2024). Para el diseño del sistema, esto significa que una dosis objetivo calculada únicamente a partir de la irradiancia y el tiempo no tiene por qué coincidir automáticamente con el efecto biológico real.

Los efectos de los materiales se subestiman con frecuencia: el ensuciamiento que se acumula con el tiempo en las fundas protectoras o camisas de cuarzo reduce la UVT efectiva inmediatamente alrededor de la lámpara, sin que se produzca ningún cambio en el consumo eléctrico. Asimismo, la agregación celular y las partículas protegen a los organismos en su interior; estos reciben una fluencia menor de la que indica el sensor. Por lo tanto, los datos de dosis-respuesta obtenidos en condiciones de laboratorio con un organismo de referencia en un medio claro solo son válidos en condiciones límite comparables y no deben trasladarse sin criterio a otras longitudes de onda, organismos o matrices de agua.

La atenuación de la radiación UV al atravesar un medio absorbente sigue la ley de Beer-Lambert. La transmitancia UV (UVT) de un agua -normalmente medida a 254 nm- indica qué fracción de la radiación incidente permanece tras una longitud de trayecto definida. Si la UVT desciende, por ejemplo debido a un aumento del contenido orgánico, del hierro o de la turbidez, la fluencia disminuye de forma desproporcionada al aumentar la distancia respecto a la lámpara; una instalación dimensionada para una UVT determinada puede quedarse por debajo de su dosis objetivo con una calidad de agua peor, aunque la potencia de la lámpara y el caudal permanezcan invariables. En el caso de fuentes policromáticas -lámparas de media presión, pero también matrices de LED con varios picos de emisión- se añade una segunda capa: la absorción, el espectro de acción de los ácidos nucleicos y la sensibilidad del sensor dependen los tres de la longitud de onda y no tienen por qué coincidir. Por eso las fuentes policromáticas, o las fuentes que se comparan entre distintas longitudes de onda, requieren una caracterización espectral, mientras que un sensor de banda ancha puede ser suficiente para una fuente monocromática conocida e invariable. La propia UVT se mide con un fotómetro UVC de doble haz a 254 nm (producto FlowMissio).

Tres relaciones físicas constituyen la base cuantitativa de la desinfección UV:

Energía del fotón: E = h·c/λ, donde h es la constante de Planck, c la velocidad de la luz y λ la longitud de onda. Las longitudes de onda más cortas transportan fotones más energéticos; esto explica por qué el far-UVC (222 nm) aporta más energía por fotón que 254 nm, mostrando al mismo tiempo una profundidad de penetración menor en tejidos o medios turbios debido a una absorción más intensa en las capas de material cercanas a la superficie.

Reciprocidad tiempo-dosis (Bunsen-Roscoe): log₁₀(N/N₀) = −k·D, donde D = E_e·t (irradiancia E_e multiplicada por el tiempo de exposición t) y k es una constante de velocidad de inactivación dependiente del organismo y de la longitud de onda, expresada en cm²/mJ. El modelo supone una cinética de inactivación homogénea y log-lineal, sin efectos significativos de umbral ni de cola. Como se mostró en la sección anterior, esta suposición no se cumple en todos los rangos de intensidad y tiempo.

Ley de Beer-Lambert: E_e(z) = E_e,0 · 10^(−a·z), donde a es el coeficiente de absorción decádico del medio y z la longitud del trayecto. La UVT se obtiene entonces como UVT = 10^(−a·L) · 100 % para una longitud de trayecto de referencia L. El modelo supone un medio homogéneo y no dispersivo; los medios turbios o cargados de partículas introducen pérdidas adicionales por dispersión que la ley de absorción pura no contempla.

Consecuencia práctica: un diseño de sistema robusto no puede basarse en una única dosis promediada. Debe tener en cuenta conjuntamente la distribución de la tasa de fluencia (espacial), la distribución del tiempo de residencia (fluidodinámica) y la curva dosis-respuesta (biológica, específica de la longitud de onda).

1. Hipótesis de partida. Un estudio sobre la inactivación de bacterias resistentes a antibióticos determinó, para un organismo de ensayo, una dosis de reducción de 1 log (D₁) de 4,11 mJ/cm² a 222 nm (lámpara excímera de KrCl*) y de 8,99 mJ/cm² a 254 nm (lámpara de baja presión) (RSC Environmental Science: Water Research & Technology, 2024). Como hipótesis simplificadora del modelo, esto se extrapola de forma log-lineal.

2. Modelo. D(n-log) ≈ n · D₁ (válido únicamente en el intervalo log-lineal, sin tener en cuenta los efectos de hombro o de cola).

3. Cálculo para una reducción supuesta de 3 log (99,9 %):

• 222 nm: D₃ ≈ 3 × 4,11 mJ/cm² = 12,3 mJ/cm²
• 254 nm: D₃ ≈ 3 × 8,99 mJ/cm² = 27,0 mJ/cm²

4. Resultado. En este experimento concreto, la fuente de 254 nm requiere aproximadamente 2,2 veces la fluencia de la fuente de 222 nm para lograr la misma reducción.

5. Interpretación técnica. La diferencia muestra que la elección de la fuente de radiación afecta directamente al diseño energético y geométrico de un reactor. Sin embargo, los valores se aplican estrictamente al organismo y a la matriz de agua estudiados; trasladarlos directamente a otros organismos objetivo, aguas reales o plantas técnicas sin una determinación propia de la relación dosis-respuesta –por ejemplo, mediante un ensayo de haz colimado (collimated-beam test)– no está técnicamente justificado.

Abastecimiento de agua potable: la desinfección UV es el único método de desinfección física autorizado para el abastecimiento público de agua en Alemania. La magnitud crítica del proceso es la fluencia equivalente de reducción (REF) de toda la planta, que debe demostrarse mediante biodosimetría según DIN 19294-1 o -2. La desinfección UV resulta atractiva aquí porque funciona sin aditivos químicos y sin alterar el sabor.

Tratamiento de aguas residuales municipales e industriales y de aguas de proceso: aquí, la desinfección UV y la oxidación UV/H₂O₂ aparecen cada vez más como una cuarta etapa de tratamiento para la eliminación de sustancias traza. Los mecanismos de reacción y el diseño de los procesos de oxidación se abordan en fotólisis y AOP en tecnología del agua. El factor crítico es la transmitancia UV (UVT), a menudo más baja y más variable que en el agua potable, lo que requiere un control de la dosis dinámico y dependiente de la UVT.

Agua ultrapura en la fabricación de semiconductores y en la industria farmacéutica: el agua de proceso con una UVT muy alta plantea exigencias diferentes en cuanto al diseño del reactor y la compatibilidad de materiales; aquí, el efecto fotooxidativo de la radiación UV sobre la reducción del TOC suele ser tan relevante como la propia desinfección.

Industria alimentaria y de bebidas: la radiación UVC se utiliza para la descontaminación superficial de materiales de envasado en el llenado aséptico y para el tratamiento de líquidos claros, un ámbito de aplicación con puntos de contacto con la página de aplicación Plantas, agricultura y tecnología alimentaria. Lo importante aquí es la irradiación real de la superficie relevante, teniendo en cuenta la geometría y la velocidad de la cinta transportadora, y no la potencia de la lámpara.

Climatización (HVAC) y desinfección del aire: los sistemas UVGI instalados en conductos inactivan bioaerosoles a medida que el aire circula por el conducto. Lo determinante es el tiempo de residencia dentro del campo de irradiación en función de la velocidad del aire y la geometría del conducto; las simples lecturas de sensores de pared reflejan solo de forma imperfecta la distribución real de la fluencia a lo largo del flujo (Luo & Zhong, 2022).

Tecnología médica e higiene hospitalaria: los sistemas robóticos UVC y las cabinas de irradiación se utilizan para la desinfección terminal de salas, instrumentos y superficies, un ámbito de aplicación estrechamente relacionado con la página de aplicación Medicina y fototerapia. Un factor crítico es el sombreado provocado por muebles, equipos y geometrías complejas de los objetos, que no se produce en los ensayos de laboratorio; los estudios muestran desviaciones sistemáticas entre las condiciones de ensayo controladas y el funcionamiento clínico real (Casini et al., 2024).

Investigación, fotobiología y biotecnología: los bacteriófagos se utilizan con frecuencia como organismos sustitutos para caracterizar las curvas dosis-respuesta sin tener que trabajar con organismos diana patógenos; véase también la página de aplicación Fotobiología y biotecnología; la sensibilidad UVC observada no puede predecirse únicamente a partir del parentesco taxonómico de los fagos (Schubert et al., 2023).

La radiación UVC lejana en torno a 222 nm se está investigando para espacios con presencia continua de personas. Los límites de exposición, la formación de ozono, el apantallamiento y la seguridad laboral se tratan en la página seguridad de la desinfección UV; para el diseño del proceso, aquí basta con señalar que estas fuentes requieren un concepto de seguridad y de medición propio.

En el caso de medios muy turbios o fuertemente absorbentes, en los que los reactores UV convencionales alcanzan los límites de su diseño, los procesos UV se combinan con frecuencia con filtración previa o tecnología de membranas para asegurar una UVT suficiente. Para superficies con una geometría tridimensional compleja, en las que las disposiciones fijas de lámparas provocan sombras, se emplean sistemas móviles con varias posiciones de irradiación o sistemas robotizados; su eficacia debe demostrarse por separado en campo, no solo en el laboratorio.

Los requisitos de medición se derivan de la aplicación específica. Las magnitudes que generalmente deben registrarse son la irradiancia en la ubicación relevante del proceso, la transmitancia UV del medio (en aplicaciones con agua) y, para fuentes cambiantes o policromáticas, la distribución espectral de la radiación.

Una medición de banda ancha es suficiente cuando la fuente es conocida, espectralmente estable y en gran medida monocromática, como ocurre con las instalaciones establecidas de lámparas de baja presión con un comportamiento de envejecimiento definido; en este caso es adecuado un sensor UVC calibrado. En cuanto se comparan varias tecnologías de fuentes, se trata de una fuente policromática o es necesario documentar el desplazamiento espectral debido al envejecimiento, se hace necesaria una medición espectral con un espectrorradiómetro como el SR900, ya que un sensor de banda ancha no puede resolver por separado los distintos componentes de longitud de onda. Para orientación sobre cómo elegir el sensor adecuado según la tecnología de la fuente, consulte Selección de sensores UV y Cómo funcionan los sensores UV.

Las mediciones resueltas espacialmente se vuelven necesarias cuando la distribución de la fluencia dentro de un reactor, un conducto de aire o una cámara de irradiación es en sí misma objeto de investigación, por ejemplo al validar nuevas geometrías de reactores. Las mediciones resueltas en el tiempo (monitorización a largo plazo) son relevantes para detectar a tiempo el envejecimiento de las lámparas y el ensuciamiento de las camisas protectoras, antes de que se produzca un déficit respecto a la dosis objetivo.

Los sensores digitales instalados de forma permanente, como la serie PLC.D, se encargan de esta monitorización continua en instalaciones técnicas y transmiten al sistema de control no solo la lectura actual, sino también el tipo de sensor y el estado de calibración. Esta información permite un control del proceso que va más allá de la simple vigilancia de umbrales: en lugar de un tiempo de exposición fijo, el controlador puede finalizar la exposición una vez alcanzada una dosis objetivo definida, un principio implementado, por ejemplo, por el control de la dosis UV-MAT en cámaras de irradiación, de modo que el envejecimiento de las lámparas no afecte directamente a la dosis aplicada. Combinado con la medición del caudal y de la UVT, se puede realizar un control dinámico de la dosis (dose pacing), en el que la instalación adapta la potencia de las lámparas o el número de módulos activos a la calidad del agua y a los caudales fluctuantes, en lugar de operar con una potencia fija sobredimensionada para el peor caso. Para documentar series de pruebas biológicas y evidencias regulatorias, deben registrarse conjuntamente la lectura, el estado de calibración, la posición del sensor, la distancia, la geometría de la muestra y el tiempo de exposición, ya que solo esta combinación permite reconstruir de forma trazable la dosis aplicada.

Las incertidumbres de medición relevantes se refieren a la trazabilidad de la calibración a patrones nacionales, la respuesta angular del sensor (error de coseno con incidencia no perpendicular) y la dependencia de la respuesta del sensor con la temperatura. Las pruebas cualificadas de instalaciones de agua potable requieren sensores de referencia conformes a normas, cuyos requisitos se establecen en DIN 19294 y ÖNORM M 5873, respectivamente, y que deben diseñarse de forma distinta según el tipo de lámpara (de baja o de media presión). Para la determinación inicial de una relación dosis-respuesta de un organismo objetivo, un ensayo de haz colimado (collimated-beam) con una geometría de muestra definida y una superficie irradiada conocida proporciona las condiciones de referencia controladas que una simple medición del sistema no puede ofrecer.

Bajo el tema desinfección UV, el buscador de publicaciones enumera actualmente 16 trabajos que examinan la radiación UV y UVC en un contexto de desinfección. Un estudio reciente evaluó la eficacia de la irradiación UVC contra el virus Mpox en superficies contaminadas y aporta así datos específicos del patógeno para un virus del que hasta ahora existían pocos datos de dosis-respuesta UV.

UV-C Irradiation Effectiveness on Mpox-Virus-Contaminated Surfaces. Gidari, Anna, et al. Pathogens, 15(1), 2026, Art. 78. DOI

Otro estudio comparó el mismo sistema robótico UVC en condiciones de laboratorio controladas y en funcionamiento hospitalario real, ilustrando hasta qué punto pueden divergir las cifras de laboratorio y las condiciones sobre el terreno.

Antimicrobial efficacy of an experimental UV-C robot in controlled conditions and in real hospital scenario. Casini, Beatrice, et al. Journal of Hospital Infection, 2024. PubMed

Un estudio que evaluó cabinas y carruseles de tratamiento germicida utilizó un bacteriófago como organismo sustituto y visualizó la distribución espacial de la dosis dentro de la cabina, algo relevante para evaluar los efectos de sombra.

An Assessment of Germicidal Ultraviolet Treatment Cabinets and Carousels Using a Bacteriophage Surface Challenge. Brookes, Jodi, et al. Applied Biosafety, 28(4), 2023, pp. 242–255. PubMed

Un estudio sobre la diversidad genética de bacteriófagos lactocócicos investigó si su parentesco permite predicciones sobre su susceptibilidad al UVC, aportando evidencia directa de la naturaleza específica de cada organismo en la curva de dosis-respuesta.

Does the high biodiversity of lactococcal bacteriophages allow predictions about their different UV-C susceptibilities? Schubert, Christina, et al. International Journal of Food Microbiology, 401, 2023, Art. 110274. PubMed

Un estudio de modelización desarrolló y validó un modelo matemático de irradiancia mejorado para aplicaciones de UVGI en conductos, ilustrando hasta qué punto pueden divergir la fluencia y las lecturas en superficie dentro de los conductos de aire.

Development and experimental validation of an improved mathematical irradiance model for in-duct ultraviolet germicidal irradiation applications. Luo, Hao, and Lexuan Zhong. Building and Environment, 226, 2022, Art. 109699. ScienceDirect

Un estudio sobre el rendimiento de descontaminación de una descarga de barrera dieléctrica (DBD) con un fósforo emisor de UVC describe una tecnología de fuente alternativa, con bajo contenido en mercurio, junto a las lámparas y LEDs convencionales.

Decontamination efficiency of a DBD lamp containing an UV-C emitting phosphor. Caillier, Bruno, et al. Photochemistry and Photobiology, 91(3), 2015, pp. 526–532. PubMed

Otros casos de uso por tema figuran en la vista general Publicaciones de clientes – por tema.

El buscador de publicaciones enumera todas las publicaciones sobre desinfección UV que conocemos, con posibilidad de búsqueda por dispositivo, ámbito y palabra clave.

• Hoja de trabajo DVGW W 294-1 (diciembre de 2023): Planificación, operación y monitorización de plantas de desinfección UV en el suministro de agua. DVGW
• DIN 19294-1 a -4 (2020/2026): Dispositivos para la desinfección de agua mediante radiación ultravioleta – requisitos y ensayos. DVGW-Regelwerk
• US EPA: Ultraviolet Disinfection Guidance Manual (UVDGM) y UV Treatment Toolkit, 2006/2022. US EPA
• ISO 15858:2016, UV-C Devices – Safety information – Permissible human exposure. ISO
• IEC 62471-6:2022, Photobiological safety of lamps and lamp systems – Part 6: Ultraviolet lamp products. IEC
• IUVA: Far UVC Radiation for Disinfection of Air and Surfaces – declaración científica sobre aplicaciones a 222 nm. IUVA
• En Directrices, normas y estándares en UV se mantiene una visión general completa de las normas UV aplicables por país y tipo de lámpara.

¿Cómo funciona técnicamente la desinfección UV?
La radiación UVC es absorbida por los ácidos nucleicos de los microorganismos y produce daños fotoquímicos, en particular dímeros de pirimidina en el ADN o ARN. Este daño impide la replicación y la reproducción sin destruir necesariamente la célula de inmediato. El efecto no es una reacción química, sino un proceso físico-fotoquímico, sin aditivos en el medio tratado.

¿Qué longitud de onda es la más adecuada para la desinfección UV?
El rango en torno a 260–265 nm, el máximo de absorción de las bases, es el más eficaz contra los ácidos nucleicos. Las lámparas de baja presión convencionales emiten de forma casi monocromática a 253,7 nm, cerca de este óptimo. Los LED UV y las fuentes de far-UVC a 222 nm muestran perfiles de acción en parte diferentes y específicos de cada organismo, y requieren su propia evidencia de dosis-respuesta específica de la longitud de onda antes de su uso práctico.

¿Qué dosis se requiere para una determinada reducción logarítmica?
No existe una dosis universal. La fluencia requerida depende del organismo objetivo, la matriz del agua, la longitud de onda y la reducción deseada. Los valores fiables provienen de ensayos de haz colimado con el organismo objetivo específico bajo una geometría de muestra definida, no de tablas genéricas para otras aplicaciones u organismos.

¿Cuál es la diferencia entre irradiancia, dosis y fluencia?
La irradiancia es la potencia radiante por área en un momento dado. La dosis (exposición radiante) es su integral temporal sobre una geometría de área fija. La fluencia se refiere además a un objeto que puede recibir radiación desde todas las direcciones, algo relevante para organismos en campos de radiación tridimensionales como reactores o conductos de aire. Las definiciones formales de irradiancia, exposición radiante y fluencia se indican en magnitudes radiométricas.

¿Por qué una instalación UV no funciona de forma fiable a pesar de contar con potencia de lámpara adecuada?
Las causas habituales son la disminución de la transmitancia UV del medio, el ensuciamiento de las fundas protectoras, una distribución de flujo desfavorable con tiempos de residencia cortos en algunas trayectorias, o una posición de medición que no refleja la fluencia real en el punto del proceso. La potencia eléctrica por sí sola no es una prueba de un rendimiento de desinfección adecuado; es simplemente un parámetro de funcionamiento de la fuente. Las definiciones y unidades subyacentes se recogen en el resumen de magnitudes radiométricas.

¿Cómo se mide y se controla la dosis UV en una instalación?
Para fuentes conocidas y estables, bastan sensores de banda ancha calibrados en posiciones de medición definidas. Para fuentes policromáticas o al comparar varias tecnologías de fuente, se requiere una medición espectral con un espectrorradiómetro, ya que un sensor de banda ancha no puede separar los componentes de longitud de onda. Las instalaciones de agua potable requieren radiómetros de referencia conformes a norma según DIN 19294 o ÖNORM M 5873.

¿Qué tecnología conviene a cada aplicación?
Las lámparas de baja presión y de amalgama dominan la desinfección de agua de gran volumen con normas establecidas. Las lámparas de media presión son adecuadas para caudales altos y procesos de oxidación. Los LED UV resultan ventajosos para caudales pequeños, aplicaciones de punto de uso y siempre que se requiera un funcionamiento sin mercurio. El far-UVC se encuentra todavía en fase de investigación y validación para aplicaciones en espacios ocupados.

¿Por qué la potencia eléctrica de la lámpara no es un indicador adecuado del rendimiento de desinfección?
Entre el consumo de potencia eléctrica y la fluencia efectiva sobre el organismo se interponen varios mecanismos de pérdida: la eficiencia electroóptica de la fuente, la composición espectral, la distribución geométrica dentro del reactor y la absorción en el medio. Solo la fluencia realmente medida o validada en el objetivo es una magnitud de proceso fiable, no el valor de la ficha técnica de la lámpara.

¿Cuánto dura la desinfección?
El tiempo de exposición es la fluencia requerida dividida entre la irradiancia en el lugar donde se encuentra el organismo. Para cuatro reducciones logarítmicas a 254 nm, esto supone 8 mJ/cm² para E. coli, 22 mJ/cm² para Cryptosporidium y Giardia, 81 mJ/cm² para esporas de Bacillus subtilis, 167 mJ/cm² para adenovirus y 40 mJ/cm² como fluencia equivalente de reducción según DIN 19294. En una cámara de irradiación cerrada a 10 mW/cm², los 40 mJ/cm² se alcanzan a los cuatro segundos; a 85 mW/cm², en medio segundo. En un reactor, en cambio, lo que decide es el tiempo de residencia, y la absorción del medio reduce la irradiancia con la profundidad. Por tanto, un tiempo sin la correspondiente irradiancia y el organismo objetivo no es trasladable a otros casos.

Esta aplicación está estrechamente relacionada con campos afines de la radiometría óptica: por ejemplo, fotobiología y biotecnología (bacteriófagos como organismos sustitutos, caracterización general de la relación dosis-respuesta), medicina y fototerapia (sistemas robóticos UVC en la higiene hospitalaria) y plantas, agricultura y tecnología alimentaria (descontaminación superficial de envases y alimentos). Los sistemas móviles UV-C y los manipuladores, en los que la fluencia por elemento de superficie solo se genera a lo largo de una trayectoria, se tratan en robótica. El panorama completo se encuentra en el resumen de aplicaciones UV.

¿No está seguro de si la irradiancia medida en el sensor corresponde realmente a la fluencia que reciben los organismos objetivo en el reactor o en el conducto de aire? Una respuesta fiable requiere una estrategia de medición y validación adaptada a la aplicación y a la tecnología de la fuente – desde la caracterización espectral con el SR900 hasta la medición de control con el RMD Pro. Hable con nosotros sobre su planta o su tarea de ensayo.