A dose UV é o produto da irradiância pelo tempo de exposição. Ela responde à pergunta de quanta energia radiante uma superfície efetivamente recebeu durante um processo – ao curar um adesivo, desinfetar uma superfície ou realizar um teste de envelhecimento. Esta calculadora utiliza a irradiância medida em mW/cm² e o tempo em s e retorna a dose em mJ/cm² e J/cm².
Seu valor está no planejamento: antes de montar uma linha, é possível estimar o tempo de exposição necessário para atingir uma dose exigida e verificar se a fonte disponível a fornece. Também é possível verificar se duas instalações com irradiâncias diferentes produzem a mesma dose.
O cálculo pressupõe que a irradiância permaneça constante durante toda a exposição e tenha sido medida na posição da peça de trabalho. Uma dose só se torna vinculante por meio de uma medição com um radiômetro ou dosímetro calibrado sob condições reais de processo – a Opsytec fabrica e calibra esses instrumentos em seu próprio laboratório.
Se você precisar das demais conversões radiométricas, elas estão reunidas na calculadora de radiometria; se você deseja medir a dose em vez de calculá-la, consulte como medir corretamente a dose UV e a irradiância.
Este cálculo tem caráter de orientação técnica. Ele pressupõe uma irradiância que permanece constante ao longo do tempo de exposição na posição de medição e não faz nenhuma afirmação sobre o efeito alcançado. Liberações de processo e avaliações relacionadas à segurança devem ser verificadas por meio de medições adequadas e calibradas sob condições reais.
Fundamentos
A exposição radiante — comumente chamada de dose UV — é a integral temporal da irradiância. Para irradiância constante, isso se simplifica a H = E · t, com irradiância E, tempo t e dose H. Inserindo E em mW/cm² e t em segundos, obtém-se H em mJ/cm². Em unidades SI, 1 mW/cm² equivale exatamente a 10 W/m² e 1 mJ/cm² equivale exatamente a 10 J/m². A calculadora trabalha internamente em unidades SI e arredonda apenas o resultado.
Uma junta adesiva é exposta a 50 mW/cm² por dez segundos. H = 50 mW/cm² · 10 s = 500 mJ/cm² = 0,5 J/cm² = 5000 J/m². Por outro lado, uma dose alvo de 500 mJ/cm² a 50 mW/cm² requer 10 s.
Se a irradiância varia durante o processo — porque a peça passa pela fonte, a lâmpada aquece ou envelhece — o produto E · t é apenas uma aproximação; o que conta é a integral ao longo do tempo, que um dosímetro mede diretamente. A dose também é uma grandeza puramente energética: ela não diz nada sobre se o comprimento de onda corresponde ao fotoiniciador, ao organismo ou à norma de ensaio. Dois processos com a mesma dose, mas espectros diferentes, podem gerar resultados completamente distintos.
Perguntas frequentes
A dose UV é a energia radiante recebida por unidade de área. Na prática, ela geralmente é indicada em mJ/cm², e em unidades do SI, em J/m². 1 mJ/cm² equivale a 10 J/m². O termo correto é exposição radiante; "dose" é a abreviação consolidada.
Por um fator de 10: 1 mJ/cm² = 10 J/m². Portanto, 500 mJ/cm² correspondem a 5.000 J/m² ou 0,5 J/cm².
Aritmeticamente, isso dá a mesma dose. Se também dá o mesmo efeito é outra questão — para isso, é preciso que a lei da reciprocidade seja válida. Na cura UV, ela pode falhar em irradiância muito alta porque o fotoiniciador é consumido localmente ou a inibição por oxigênio se comporta de forma diferente. Em caso de dúvida, teste a variante do processo, não apenas a dose.
As causas usuais: a irradiância foi medida a uma distância ou posição diferente daquela em que a peça de trabalho se encontra; a lâmpada foi aquecida durante a medição, mas não durante o processo; ou o sensor avalia uma faixa espectral diferente daquela emitida pela fonte.
Para um projeto seguro, o menor valor dentro da área de trabalho — ele determina onde a dose necessária é atingida por último. O quanto a irradiância varia ao longo da área é mostrado pela simulação de LED UV ou por uma série de medições com radiômetro.
Sim. Uma dose sem a faixa espectral avaliada não é comparável. Declarações típicas são "1000 mJ/cm² UV-A (315–400 nm)". Qual faixa é medida depende do sensor — veja o localizador de sensores UV.
Com um dosímetro móvel que integra ao longo da passagem, ou com um sensor instalado permanentemente que monitora a irradiância continuamente. Ambos são descritos em medir corretamente a dose UV e a irradiância.
Autor: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia é diretor executivo da Opsytec Dr. Gröbel GmbH em Ettlingen e chefia o laboratório de calibração acreditado. Após sua pesquisa sobre descargas de excímero de xenônio pulsado no Institute of Lighting Technology do KIT, seu foco atual está na tecnologia de medição de radiação óptica. Ele é vice-presidente do Comitê de Normas DIN FNL 7 "Radiação Óptica" e membro do Grupo de Projeto DVGW sobre Desinfecção UV.
