Luz UV

Luz Ultravioleta – Definição

A luz ultravioleta (UV) é um tipo de radiação eletromagnética que está ao nosso redor, embora nossos olhos não possam detectá-la.

Nossos corpos o usam para produzir vitamina D, mas a exposição excessiva pode causar queimaduras dolorosas e até câncer.

Embora a luz UV possa ser perigosa, ela também é muito valiosa e é usada de várias maneiras.

A luz UV é usada para identificar materiais biológicos, como sangue, em cenas de crime e em locais onde o saneamento é importante.

Como pode matar vírus e bactérias, também é usado para esterilizar instalações de pesquisa médica e biológica e para higienizar grande parte de nossa comida e água.

O sol irradia energia em uma ampla gama de comprimentos de onda, a maioria dos quais invisíveis aos olhos humanos. Quanto mais curto for o comprimento de onda, mais energética será a radiação e maior o potencial de dano.

A radiação ultravioleta (UV) que atinge a superfície da Terra está em comprimentos de onda entre 290 e 400 nm (nanômetros, ou bilionésimos de um metro).

Isto é mais curto que os comprimentos de onda da luz visível, que são de 400 a 700 nm.

Luz Ultravioleta – O que é

A luz ultravioleta é uma forma invisível de radiação eletromagnética que tem um comprimento de onda menor do que a luz que os humanos podem ver e carrega mais energia que a luz visível e às vezes pode romper as ligações entre átomos e moléculas, alterando a química dos materiais expostos a ela.

A luz UV também pode fazer com que algumas substâncias emitam luz visível, um fenômeno conhecido como fluorescência. Esta forma de luz – que está presente na luz solar – pode ser benéfica para a saúde, pois estimula a produção de vitamina D e pode matar microorganismos nocivos, mas a exposição excessiva pode causar queimaduras solares e aumentar o risco de câncer de pele. A luz UV tem muitos usos, incluindo desinfecção, lâmpadas fluorescentes e astronomia.

O termo “ultravioleta” significa “além do violeta”.

Na parte visível do espectro, o comprimento de onda diminui – e a energia das ondas eletromagnéticas aumenta – de vermelho para laranja, amarelo, verde, azul e violeta, então a luz UV tem um menor comprimento de onda e mais energia que a luz violeta.

Os comprimentos de onda são medidos em nanômetros (nm), ou bilionésimos de um metro, e os comprimentos de onda ultravioleta variam entre 10nm e 400nm.

Pode ser classificado como UV-A, UV-B ou UV-C, em ordem decrescente de comprimento de onda. Uma classificação alternativa, usada na astronomia, é “próximo”, “intermediário”, “distante” e “extremo”.

A luz do sol contém raios UV-A, UV-B e UV-C

O Sol produz luz ultravioleta de todas as categorias; no entanto, os comprimentos de onda de energia mais curtos e mais elevados são absorvidos pelo oxigênio na atmosfera e, em particular, pela camada de ozono.

Como resultado, o ultravioleta que atinge a superfície consiste principalmente de UV-A, com um pouco de U-VB.

É o UV-B que é responsável pela queimadura solar. A luz do sol que atinge a superfície da Terra tem benefícios e perigos.

Luz Ultravioleta – Benefícios

A luz ultravioleta, especificamente UV-B, é necessária para permitir que a pele produza vitamina D. Ela converte uma substância química encontrada na pele em um precursor da vitamina, que então forma a própria vitamina. Esta vitamina é essencial para a saúde humana, e a falta dela tem sido implicada em distúrbios do sistema imunológico, doenças cardiovasculares, pressão alta e vários tipos de câncer.

Uma deficiência grave resulta na doença óssea chamada raquitismo. A falta de luz solar é a principal causa da deficiência de vitamina D, e o filtro solar impede sua formação.

Existem outros benefícios associados à luz ultravioleta que podem parecer independentes da produção de vitamina D.

A exposição frequente a quantidades moderadas de luz solar, isto é, quantidades insuficientes para causar queimaduras solares, pode proporcionar alguma proteção contra o cancro da pele.

Há evidências de que pessoas com ocupações externas são menos suscetíveis à doença.

Crianças que passam muito tempo em atividades ao ar livre também parecem estar em menor risco de desenvolver câncer de pele mais tarde na vida.

Outros possíveis efeitos benéficos incluem redução da incidência de doenças cardiovasculares, melhora de algumas condições da pele e melhora do humor.

Muitos microrganismos potencialmente nocivos são rapidamente mortos ou inativados pela exposição à luz UV.

Infecções por vírus transmitidas pelo ar, como a gripe, geralmente são transmitidas através de gotículas expelidas por tosses e espirros. As partículas de vírus nestas gotículas não sobrevivem por muito tempo se expostas à luz solar e, como resultado, estas doenças podem não se espalhar tão facilmente em condições de sol.

Luz Ultravioleta – Perigos

A capacidade da luz ultravioleta em causar mudanças químicas também apresenta perigos.

O UV-B mais energético é responsável por queimaduras solares, pode causar envelhecimento prematuro da pele e pode alterar o DNA de uma forma que pode levar ao câncer de pele, como o melanoma.

Também pode danificar os olhos e causar catarata.

A luz ultravioleta estimula a produção do pigmento melanina e, por isso, as pessoas podem se expor intencionalmente à luz solar forte para obter uma pele bronzeada.

Os efeitos associados a essa forma de luz podem ser agravados pela popularidade dos estúdios de bronzeamento artificial, que usam luz ultravioleta produzida artificialmente para causar bronzeamento.

Luz Ultravioleta – Usos

Desinfecção e Esterilização

Os efeitos da luz ultravioleta sobre vírus, bactérias e parasitas levaram à sua utilização na desinfecção de fontes de água potável. Tem as vantagens de exigir pouca manutenção, não afetando o sabor da água tratada e não deixando substâncias químicas potencialmente prejudiciais para trás. A principal desvantagem é que, ao contrário de alguns métodos químicos – como a cloração – não protege contra a contaminação após o tratamento. O UV também é usado para esterilização de alimentos e em laboratórios de microbiologia.

Fluorescência

Algumas substâncias, quando expostas à luz UV, emitem luz em comprimentos de onda visíveis, um fenômeno conhecido como fluorescência. Lâmpadas fluorescentes comuns, por exemplo, são alimentadas por luz UV produzida por vapor de mercúrio de baixa pressão ionizante. Esta luz é absorvida por um revestimento fluorescente especial, que por sua vez produz luz visível.

As luzes fluorescentes são mais eficientes em termos energéticos do que as lâmpadas convencionais.

A luz ultravioleta é freqüentemente usada em segurança. Documentos sensíveis, como moeda, carteiras de habilitação, cartões de crédito e passaportes, têm símbolos invisíveis que se iluminam apenas na presença de luz ultravioleta. Estes são difíceis de copiar para os falsificadores.

Biólogos e zoólogos gostam muito de luz ultravioleta, uma vez que os ajuda a realizar levantamentos noturnos de organismos no campo. Certas aves, répteis e invertebrados, como insetos, fluorescem sob os raios UV, e piscam rapidamente uma luz sobre uma pequena área, podem permitir aos observadores contar o número aproximado de organismos de um determinado tipo.

Isto é muito útil porque muitos destes animais são principalmente noturnos e raramente e nunca são vistos durante o dia.

Muitos têxteis usados em roupas também fluorescem, e as “luzes negras” frequentemente usadas em boates e festas exploram esse fato fazendo com que roupas brilhem no escuro.

Essas luzes produzem principalmente luz na porção UV do espectro, mas também produzem um leve brilho violeta.

Cartazes especiais ou outras obras de arte também podem ser criados com o propósito expresso de fluorescência de uma determinada maneira sob uma luz negra.

As luzes negras utilizam luz ultravioleta

Armadilhas de Insetos

Muitos insetos podem ver a luz ultravioleta e são atraídos por ela, então a luz é frequentemente usada em armadilhas de insetos.

Estes podem ser usados por entomologistas para estudar a população de insetos em um habitat específico ou para capturar e matar insetos incômodos em lojas de comida de restaurantes.

Luzes negras são frequentemente usadas em boates

Astronomia

O mapeamento da Via Láctea e de outras galáxias com luz ultravioleta permite que os astrônomos construam uma imagem de como as galáxias evoluem com o tempo.

Estrelas jovens produzem mais radiação UV do que estrelas mais antigas, como o Sol. Elas também produzem uma proporção maior de sua luz ultravioleta no extremo do espectro.

Áreas onde novas estrelas estão se formando, portanto, brilham mais intensamente em UV, permitindo que os astrônomos identifiquem e mapeiem essas áreas.

Outros usos

Existem vários outros usos para a luz UV:

Espectrofotometria – para análise de estruturas químicas.
Analisando minerais – a fluorescência sob luz ultravioleta pode distinguir entre os minerais que parecem iguais sob a luz visível.
Microscopia – o comprimento de onda mais curto da luz ultravioleta pode resolver detalhes muito pequenos para serem vistos com um microscópio de luz comum.
Marcadores químicos – substâncias que fluorescem na luz UV, como a proteína verde fluorescente, podem ser usadas para estudar processos biológicos.
Fotoquimioterapia – isto é usado como um tratamento para a psoríase e algumas outras condições da pele.
Fotolitografia de resolução muito fina – é usada na fabricação de componentes semicondutores na indústria eletrônica.
Verificar o isolamento elétrico – “descarga corona”, onde o isolamento danificado do equipamento elétrico resulta na ionização do ar, pode ser detectado pela emissão de luz ultravioleta.
Cura de adesivos e revestimentos – algumas substâncias polimerizam e endurecem com a exposição à luz ultravioleta.

Espectro Eletromagnético

A radiação eletromagnética vem do sol e é transmitida em ondas ou partículas em diferentes comprimentos de onda e frequências.

Essa ampla faixa de comprimentos de onda é conhecida como o espectro eletromagnético (EM).

O espectro é geralmente dividido em sete regiões em ordem decrescente de comprimento de onda e aumento de energia e frequência. As designações comuns são ondas de rádio, microondas, infravermelho (IR), luz visível, ultravioleta (UV), raios-X e raios gama.

Espectro Eletromagnético

A luz ultravioleta (UV) cai na faixa do espectro EM entre a luz visível e os raios X.

Tem frequências de cerca de 8 × 1014 a 3 × 1016 ciclos por segundo, ou hertz (Hz) e comprimentos de onda de cerca de 380 nanómetros (1,5 × 10-5 polegadas) a cerca de 10 nm (4 × 10-7 polegadas).

De acordo com o “Guia de Radiação Ultravioleta” da Marinha dos Estados Unidos, o UV é geralmente dividido em três sub-bandas:

UVA, ou próximo de UV (315–400 nm)
UVB ou UV médio (280-315 nm)
UVC ou UV distante (180–280 nm)

A guia prossegue dizendo: “Radiações com comprimentos de onda de 10 nm a 180 nm são às vezes chamadas de vácuo ou UV extremo”.

Esses comprimentos de onda são bloqueados pelo ar e só se propagam no vácuo.

Ionizacao

A radiação UV tem energia suficiente para romper as ligações químicas. Devido às suas energias mais altas, os fótons UV podem causar ionização, um processo no qual os elétrons se separam dos átomos.

A vaga resultante afeta as propriedades químicas dos átomos e faz com que eles formem ou quebrem ligações químicas que de outro modo não teriam. Isso pode ser útil para o processamento químico, ou pode ser prejudicial para os materiais e tecidos vivos. Esse dano pode ser benéfico, por exemplo, na desinfecção de superfícies, mas também pode ser prejudicial, particularmente à pele e aos olhos, que são mais adversamente afetados pela radiação UVB e UVC de alta energia.

Descoberta do Ultravioleta

Em 1801, Johann Ritter conduziu um experimento para investigar a existência de energia além do limite violeta do espectro visível.

Sabendo que o papel fotográfico ficaria preto mais rapidamente na luz azul do que na luz vermelha, ele expôs o papel para iluminar além do violeta. Com certeza, o papel ficou preto, provando a existência de luz ultravioleta.

Radiação ultravioleta

Os principais efeitos adversos à saúde da luz solar são causados pela radiação ultravioleta e visível que ela contém.

A radiação ultravioleta (RUV) compreende um espectro de ondas eletromagnéticas de diferentes comprimentos de onda, subdivididas por conveniência em três bandas, que são medidas em nanômetros (nm): (1) UVA (“luz negra”), 315 a 400 nm; (2) UVB, 280 a 315 nm; e (3) UVC (que é germicida), 200 a 280 nm.

A luz visível consiste em ondas eletromagnéticas que variam em comprimento de onda de cerca de 400 (violeta) a 700 nm (vermelho).

Nenhuma dessas radiações penetra profundamente no tecido humano, de modo que as lesões que causam se limitam principalmente à pele e aos olhos. As reações da pele à RUV são comuns entre pessoas de pele clara e incluem queimaduras solares, cânceres de pele (carcinomas basocelulares e espinocelulares e, em menor grau, melanomas), envelhecimento da pele, elastoses solares e ceratoses solares. Lesões oculares incluem fotoceratite, que pode resultar de exposição prolongada à luz solar intensa (“cegueira da neve”); lesão fotoquímica da luz azul na retina, por olhar diretamente para o sol; catarata cortical da lente; e melanoma uveal.

Os efeitos da RUV decorrem principalmente de sua absorção no DNA, resultando na ligação cruzada de nucleotídeos de piriminida, que, por sua vez, podem causar mutações nas células expostas. A sensibilidade à UVR pode ser diminuída por defeitos de reparo do DNA, por agentes que inibem as enzimas de reparo e por agentes fotossensibilizantes (como psoralenos, sulfonamidas, tetraciclinas e alcatrão de hulha) que aumentam a absorção de UVR no DNA.

Para evitar lesões causadas pela luz solar, deve-se evitar a exposição excessiva ao sol – especialmente por indivíduos de pele clara – e roupas de proteção, loções ou cremes com filtro UV e óculos de sol com bloqueio de UV devem ser usados quando necessário. Além disso, embora seja improvável que o sol cause queimaduras na retina sob condições normais de visualização, uma vez que a luz brilhante e continuamente visível normalmente provoca uma resposta de aversão que age para proteger o olho contra lesões, nunca se deve olhar para o sol nem olhar diretamente para um eclipse solar.

Do ponto de vista ambiental, é digno de nota que a camada protetora de ozônio na estratosfera está sendo gradualmente esgotada por clorofluorcarbonos e outros poluentes atmosféricos, e que cada 1 por cento de redução no escudo de ozônio estratosférico deve aumentar o UVR atingindo a terra o suficiente para aumentar a freqüência de câncer de pele em 2 a 6 por cento.

De importância potencialmente maior para a saúde humana do que o aumento projetado nas taxas de câncer, no entanto, são os impactos de longo alcance na vegetação e na produção agrícola que podem resultar do esgotamento do escudo de ozônio.

Fonte: science.nasa.gov/www.wisegeek.org/www.livescience.com/pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/study.com/www.yourdictionary.com/www.ama-assn.org/www.worldwidecancerresearch.org/www.gcrio.org