Desinfección por luz ultravioleta UV

Desinfección por luz Ultravioleta UV

La desinfección por luz ultravioleta UV tiene su origen en el efecto que las radiaciones del Sol tiene en los microorganismos, y su efecto germicida.

La aplicación artificial de radiación ultravioleta  provocó el desarrollo de la lámpara de vapor de mercurio como fuente de luz UV artificial en 1901 y el desarrollo del cuarzo como material ideal para su construcción en 1905.

Los primeros intentos experimentales para usar Radiación Ultravioleta como desinfectante de agua se hicieron en Marsella, Francia en 1910.

La Radiación Ultravioleta fue usada en los Estados Unidos entre 1916 y 1926 para la desinfección de agua y posteriormente utilizada en barcos para proveerlos de agua potable, aunque el bajo costo de la desinfección de agua con cloro combinado con problemas operativos y de confiabilidad observados en los primeros equipos y lámparas fabricadas, retardaron la aplicación de UV hasta el decenio de 1950. (Groocock, 1984; Schenck, 1981; USEPA, 1996).

A mediados de los años 50, en Suiza y Austria, se empezaban a aplicar de forma más o menos extensa en la desinfección del agua. A partir de los años 60 se extendió su uso tanto en Europa como en los Estados Unidos, en algunos casos combinando su empleo con cloro. En la actualidad miles de plantas potabilizadoras utilizan la RUV-C en sus instalaciones.

Desde los años 90 su empleo en aparatos de climatización por aire se ha ido, de igual forma, implantando. Su efectividad está siendo refrendada por diversos organismos y asociaciones nacionales e internacionales por sus enormes beneficios y nulos residuos. En el caso del aire se reportan grandes beneficios no sólo como germicida sino también como catalizadora de compuestos que origina una oxidación fotocatalítica eliminando, de esta manera, una gran cantidad de contaminantes del aire.

PERO, ¿A QUÉ SE DEBE EL EFECTO DE DESINFECCIÓN POR LUZ ULTRAVIOLETA UV?

La RUV-C penetra la pared celular de los microorganismos, siendo absorbida por el material genético (ADN o ARN), generando daños y retardando la capacidad de los microorganismos para sobrevivir, lo que lleva a su inactivación (incapacidad de replicación) o muerte de la célula (Bolton, 2008; U.S.EPA 2002; U.S.EPA 2004).

El mecanismo implica la absorción de un fotón UV por las ba­ses de pirimidina (principalmente timina) donde dos bases de pirimidina están una al lado de la otra en la cadena de ADN. La «fotoquímica» implica la formación de un «dímero» que une las dos bases. Esto provoca una interrupción en la cadena de ADN, de modo que cuando la célula sufre mitosis (división celular), se inhibe la replicación del ADN. En el caso de virus de cadena ARN la base afectada por el fotón ultravioleta sería el uracilo formán­dose dicho dímero.

Proceso debido a la absorción selectiva de longitudes de onda por parte de ciertas moléculas biológicas.

El ADN y el ARN absorben radiación a 260-265 nm, debido al enlace doble entre las posiciones 4 y 5 de las bases púricas y pirimidínicas.
Los rayos UV no tienen actividad ionizante, pero provocan estos cambios químicos en las moléculas absorbentes, de modo que aparecen las moléculas alteradas antes mencionadas, éstas son denominadas genéricamente fotoproductos.

Los fotoproductos originan la inactivación de macromoléculas, aunque, como veremos más adelante, el ADN dispone de mecanismos para paliar o eliminar estas modificaciones potencialmente lesivas.

Por lo tanto, el espectro de acción biológica de la luz UV equivale al de absorción del UV por el ADN (260-265 nm). La horquilla o rango
de longitud de onda óptimo para el efecto germicida va desde los 250 a los 270 nm (Bolton, 2008; Gross y Farrel-Poe, 2004; U.S.EPA, 1999), existen estudios que aumentan la horquilla de este rango de 220 nm a 290nm.

FOTOPRODUCTOS DEL ADN OCASIONADOS POR LUZ ULTRAVIOLETA

Estos daños o fotoproductos generados por la luz RUV-C en el ADN derivan principalmente de alteraciones en las bases pirimidínicas (citosina, timina) provocando dímeros de pirimidina (anillo ciclobutano).

Los dímeros de pirimidina son los fotoproductos mas importantes. El principal es el dímero de timina (T-T), aunque también se producen T-C y e-e. Se trata de aductos (uniones) entre dos pirimidinas adyacentes en la misma hebra de ADN, mediante la creación de un anillo de ciclobutano. Su efecto principal es la distorsión local de la configuración de la doble hélice, que interfiere en el normal emparejamiento de bases complementarias; ello, a su vez, provoca una interferencia en los procesos de replicación y transcripción, y secundariamente en el crecimiento y la respiración.

A dosis muy altas de rayos UV se forman también dímeros entre pirimidinas de las dos cadenas, es decir, se provocan entrecruzamientos de las dos hebras que igualmente afectan a la replicación y a la transcripción, aunque este tipo de daños reviste menos significación biológica.

En general las bacterias son menos resistentes a la radiación UV que los virus.  Los virus son menos resistentes que las esporas de bacterias.  Los ooquistes de protozoos son los más resistentes a la radiación uve (Milan Misovic et al. 2013).

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3 comentarios sobre “Desinfección por luz Ultravioleta UV”

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