Desde que la OMS declaró oficialmente a la COVID-19 una "pandemia" global el 11 de marzo de 2020, los países de todo el mundo han considerado unánimemente la desinfección como la primera línea de defensa para prevenir la propagación de la epidemia. Cada vez más instituciones de investigación científica se han interesado mucho en la desinfección por irradiación con lámparas ultravioleta (UV): esta tecnología de desinfección requiere una operación manual mínima, no aumenta la resistencia bacteriana y puede llevarse a cabo de forma remota sin personas presentes. El control y uso inteligentes son especialmente adecuados para lugares públicos cerrados con alta densidad de público, tiempos de permanencia prolongados y donde es más probable que se produzcan infecciones cruzadas. Se ha convertido en la corriente principal de la prevención, esterilización y desinfección de epidemias. Para hablar del origen de las lámparas ultravioleta de esterilización y desinfección, hay que empezar poco a poco por el descubrimiento de la luz "ultravioleta".
Los rayos ultravioleta son luz con una frecuencia de 750 THz a 30 PHZ en la luz solar, correspondiente a una longitud de onda de 400 nm a 10 nm en el vacío. La luz ultravioleta tiene una frecuencia más alta que la luz visible y no se puede ver a simple vista. Hace mucho tiempo la gente no sabía que existía.
Ritter（Juan Guillermo Ritter(1776～1810)
Después de que el físico británico Herschel descubriera los rayos de calor invisibles, los rayos infrarrojos, en 1800, adhiriéndose al concepto de la física de que "las cosas tienen simetría de dos niveles", el físico y químico alemán Johann Wilhelm Ritter (1776-1810) descubrió en 1801 que hay luz invisible más allá del extremo violeta del espectro visible. Descubrió que una sección fuera del extremo violeta del espectro solar podía sensibilizar películas fotográficas que contenían bromuro de plata, descubriendo así la existencia de luz ultravioleta. Por eso, a Ritter también se le conoce como el padre de la luz ultravioleta.
Los rayos ultravioleta se pueden dividir en UVA (longitud de onda de 400 nm a 320 nm, baja frecuencia y onda larga), UVB (longitud de onda de 320 nm a 280 nm, frecuencia media y onda media), UVC (longitud de onda de 280 nm a 100 nm, alta frecuencia y onda corta), EUV ( 100 nm a 10 nm, frecuencia ultra alta) 4 tipos.
En 1877, Downs y Blunt informaron por primera vez que la radiación solar puede matar bacterias en medios de cultivo, lo que también abrió la puerta a la investigación y aplicación de la esterilización y desinfección ultravioleta. En 1878, se descubrió que los rayos ultravioleta de la luz solar tienen un efecto esterilizante y desinfectante. En 1901 y 1906, los humanos inventaron el arco de mercurio, una fuente de luz ultravioleta artificial, y las lámparas de cuarzo con mejores propiedades de transmisión de luz ultravioleta.
En 1960, se confirmó por primera vez el mecanismo de esterilización y desinfección ultravioleta. Por un lado, cuando los microorganismos son irradiados por luz ultravioleta, el ácido desoxirribonucleico (ADN) de la célula biológica absorbe la energía de los fotones ultravioleta y un anillo de ciclobutilo forma un dímero entre dos grupos timina adyacentes en la misma cadena de la molécula de ADN. (dímero de timina). Una vez formado el dímero, la estructura de doble hélice del ADN se ve afectada, la síntesis de cebadores de ARN se detendrá en el dímero y las funciones de replicación y transcripción del ADN se ven obstaculizadas. Por otro lado, bajo la irradiación ultravioleta se pueden generar radicales libres, provocando fotoionización, impidiendo así que los microorganismos se repliquen y reproduzcan. Las células son más sensibles a los fotones ultravioleta en las bandas de longitud de onda cercanas a 220 nm y 260 nm, y pueden absorber eficientemente la energía de los fotones en estas dos bandas, evitando así la replicación del ADN. La mayor parte de la radiación ultravioleta con una longitud de onda de 200 nm o menos se absorbe en el aire, por lo que es difícil propagarse a largas distancias. Por lo tanto, la principal longitud de onda de la radiación ultravioleta para la esterilización se concentra entre 200 nm y 300 nm. Sin embargo, los rayos ultravioleta absorbidos por debajo de 200 nm descompondrán las moléculas de oxígeno del aire y producirán ozono, que también desempeñará un papel en la esterilización y desinfección.
El proceso de luminiscencia mediante una descarga excitada de vapor de mercurio se conoce desde principios del siglo XIX: el vapor se encierra en un tubo de vidrio y se aplica tensión a dos electrodos metálicos en ambos extremos del tubo, creando así una “arco de luz””, haciendo brillar el vapor. Dado que la transmitancia del vidrio a los rayos ultravioleta era extremadamente baja en ese momento, no se habían implementado fuentes de luz ultravioleta artificiales.
En 1904, el Dr. Richard Küch de Heraeus en Alemania utilizó vidrio de cuarzo de alta pureza y sin burbujas para crear la primera lámpara de cuarzo ultravioleta de mercurio, la Original Hanau® Höhensonne. Por lo tanto, a Küch se le considera el inventor de la lámpara ultravioleta de mercurio y un pionero en el uso de fuentes de luz artificiales para la irradiación humana en la fototerapia médica.
Desde que apareció la primera lámpara de cuarzo ultravioleta de mercurio en 1904, la gente comenzó a estudiar su aplicación en el campo de la esterilización. En 1907, las lámparas ultravioleta de cuarzo mejoradas se comercializaron ampliamente como fuente de luz para tratamientos médicos. En 1910, en Marsella, Francia, el sistema de desinfección ultravioleta se utilizó por primera vez en la práctica de producción de tratamiento de suministro de agua urbana, con una capacidad de tratamiento diaria de 200 m3/d. Alrededor de 1920, la gente comenzó a estudiar la luz ultravioleta en el campo de la desinfección del aire. En 1936, la gente comenzó a utilizar la tecnología de esterilización ultravioleta en los quirófanos de los hospitales. En 1937, los sistemas de esterilización ultravioleta se utilizaron por primera vez en las escuelas para controlar la propagación de la rubéola.
A mediados de la década de 1960, los seres humanos comenzaron a aplicar la tecnología de desinfección ultravioleta en el tratamiento de aguas residuales urbanas. De 1965 a 1969, la Comisión de Recursos Hídricos de Ontario en Canadá llevó a cabo investigaciones y evaluaciones sobre la aplicación de tecnología de desinfección ultravioleta en el tratamiento de aguas residuales urbanas y su impacto en los cuerpos de agua receptores. En 1975, Noruega introdujo la desinfección ultravioleta, reemplazando la desinfección con cloro por subproductos. Se realizaron una gran cantidad de estudios iniciales sobre la aplicación de la desinfección ultravioleta en el tratamiento de aguas residuales urbanas.
Esto se debió principalmente al hecho de que los científicos en ese momento se dieron cuenta de que el cloro residual en el proceso de desinfección por cloración ampliamente utilizado era tóxico para los peces y otros organismos en el cuerpo de agua receptor. , y se descubrió y confirmó que los métodos de desinfección química, como la desinfección con cloro, pueden producir subproductos de aberración genética y cancerígenos, como los trihalometanos (THM). Estos hallazgos llevaron a los humanos a buscar un mejor método de desinfección. En 1982, una empresa canadiense inventó el primer sistema de desinfección ultravioleta de canal abierto del mundo.
En 1998, Bolton demostró la eficacia de la luz ultravioleta para destruir protozoos, promoviendo así la aplicación de la tecnología de desinfección ultravioleta en algunos tratamientos de suministro de agua urbanos a gran escala. Por ejemplo, entre 1998 y 1999, se renovaron respectivamente las plantas de suministro de agua de Vanhakaupunki y Pitkäkoski en Helsinki, Finlandia, y se agregaron sistemas de desinfección ultravioleta, con una capacidad total de tratamiento de aproximadamente 12.000 m3/h; EL en Edmonton, Canadá Smith Water Supply Plant también instaló instalaciones de desinfección ultravioleta alrededor de 2002, con una capacidad de tratamiento diaria de 15.000 m3/h.
El 25 de julio de 2023, China promulgó la norma nacional "Número estándar de lámpara germicida ultravioleta GB 19258-2003". El nombre estándar en inglés es: Lámpara germicida ultravioleta. El 5 de noviembre de 2012, China promulgó la norma nacional "Lámparas germicidas ultravioleta de cátodo frío número estándar GB/T 28795-2012". El nombre estándar en inglés es: Lámparas germicidas ultravioleta de cátodo frío. El 29 de diciembre de 2022, China promulgó la norma nacional "Valores límite de eficiencia energética y nivel de eficiencia energética Número estándar de balastos para lámparas de descarga de gas para iluminación general: GB 17896-2022", nombre de la norma en inglés: Valores mínimos permitidos de eficiencia energética y energía. Los grados de eficiencia de los balastros para lámparas de descarga de gas para iluminación general se implementarán el 1 de enero de 2024.
En la actualidad, la tecnología de esterilización ultravioleta se ha convertido en una tecnología de desinfección segura, confiable, eficiente y respetuosa con el medio ambiente. La tecnología de esterilización ultravioleta reemplaza gradualmente los métodos tradicionales de desinfección química y se convierte en la principal tecnología de desinfección en seco. Ha sido ampliamente utilizado en diversos campos en el país y en el extranjero, como el tratamiento de gases residuales, tratamiento de agua, esterilización de superficies, esterilización de aire, etc.
Hora de publicación: 08-dic-2023