La dosis UV es el producto de la irradiancia y el tiempo de exposición. Responde a la pregunta de cuánta energía radiante recibió realmente una superficie durante un proceso: al curar un adhesivo, desinfectar una superficie o realizar un ensayo de envejecimiento. Esta calculadora toma la irradiancia medida en mW/cm² y el tiempo en segundos, y devuelve la dosis en mJ/cm² y J/cm².
Su valor radica en la planificación: antes de montar una línea, se puede estimar el tiempo de exposición necesario para una dosis requerida y si la fuente disponible la proporciona. Igualmente, se puede comprobar si dos instalaciones con distinta irradiancia producen la misma dosis.
El cálculo supone que la irradiancia se mantiene constante durante toda la exposición y que fue medida en la posición de la pieza de trabajo. Una dosis solo resulta vinculante mediante una medición con un radiómetro o dosímetro calibrado bajo condiciones reales del proceso; Opsytec fabrica y calibra estos instrumentos en su propio laboratorio.
Si necesita las demás conversiones radiométricas, están reunidas en la calculadora de radiometría; si desea medir la dosis en lugar de calcularla, consulte cómo medir correctamente la dosis UV y la irradiancia.
Este cálculo tiene carácter de orientación técnica. Supone una irradiancia que permanece constante durante el tiempo de exposición en la posición de medición y no realiza ninguna afirmación sobre el efecto conseguido. Las liberaciones de proceso y las evaluaciones relacionadas con la seguridad deben verificarse mediante mediciones adecuadas y calibradas en condiciones reales.
Fundamentos
La exposición radiante —comúnmente llamada dosis UV— es la integral temporal de la irradiancia. Para una irradiancia constante, esto se simplifica a H = E · t, con la irradiancia E, el tiempo t y la dosis H. Introduciendo E en mW/cm² y t en segundos se obtiene H en mJ/cm². En unidades SI, 1 mW/cm² equivale exactamente a 10 W/m² y 1 mJ/cm² equivale exactamente a 10 J/m². La calculadora trabaja internamente en unidades SI y redondea únicamente el resultado.
Una junta adhesiva se expone a 50 mW/cm² durante diez segundos. H = 50 mW/cm² · 10 s = 500 mJ/cm² = 0,5 J/cm² = 5000 J/m². A la inversa, una dosis objetivo de 500 mJ/cm² a 50 mW/cm² requiere 10 s.
Si la irradiancia varía durante el proceso —porque la pieza de trabajo pasa por la fuente, la lámpara se calienta o envejece—, el producto E · t es solo una aproximación; lo que cuenta es la integral a lo largo del tiempo, que un dosímetro mide directamente. La dosis es también una magnitud puramente energética: no indica si la longitud de onda coincide con el fotoiniciador, el organismo o la norma de ensayo. Dos procesos con la misma dosis pero espectros diferentes pueden dar resultados totalmente distintos.
Preguntas frecuentes
La dosis UV es la energía radiante recibida por unidad de superficie. En la práctica suele indicarse en mJ/cm², en unidades del SI en J/m². 1 mJ/cm² equivale a 10 J/m². El término correcto es exposición radiante; «dosis» es la abreviatura habitual.
Por un factor de 10: 1 mJ/cm² = 10 J/m². Por lo tanto, 500 mJ/cm² son 5000 J/m² o 0,5 J/cm².
Aritméticamente da la misma dosis. Que también produzca el mismo efecto es otra cuestión, ya que para ello debe cumplirse la ley de reciprocidad. En el curado UV esta puede fallar con una irradiancia muy alta porque el fotoiniciador se consume localmente o porque la inhibición por oxígeno se comporta de forma diferente. En caso de duda, pruebe la variante del proceso, no solo la dosis.
Las causas habituales: la irradiancia se midió a una distancia o posición diferente de aquella en la que se encuentra la pieza de trabajo; la lámpara se precalentó durante la medición pero no durante el proceso; o el sensor evalúa un rango espectral diferente al que emite la fuente.
Para un diseño seguro, el valor más bajo dentro del área de trabajo — es el que determina dónde se alcanza la dosis requerida en último lugar. La intensidad con la que varía la irradiancia en toda la superficie se muestra mediante la simulación de LED UV o mediante una serie de mediciones con radiómetro.
Sí. Una dosis sin el rango espectral evaluado no es comparable. Las indicaciones típicas se leen «1000 mJ/cm² UV-A (315–400 nm)». Qué rango se mide depende del sensor — véase el buscador de sensores UV.
Con un dosímetro móvil que integra a lo largo del paso, o con un sensor instalado de forma permanente que monitoriza la irradiancia de manera continua. Ambos se describen en cómo medir correctamente la dosis y la irradiancia UV.
Autor: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia es el director general de Opsytec Dr. Gröbel GmbH en Ettlingen y dirige el laboratorio de calibración acreditado. Tras sus investigaciones sobre descargas de excímeros de xenón pulsadas en el Instituto de Tecnología de Iluminación del KIT, su interés actual se centra en la técnica de medición de radiación óptica. Es vicepresidente del comité de normalización DIN FNL 7 «Radiación Óptica» y miembro del grupo de proyecto de la DVGW sobre desinfección UV.
