A Radiação Ultravioleta (R-UV) é a parte do espectro eletromagnético referente aos comprimentos de onda entre 100 e 400 nm. De acordo com a intensidade que a R-UV é absorvida pelo oxigênio e ozônio e, também pelos efeitos fotobiológicos costuma-se dividir a região UV em três intervalos:
Completamente absorvida pelo O2 e O3 estratosférico e, portanto, não atinge a superfície terrestre. É a forma de radiação aplicada como germicida, utilizada para esterilização de água e materiais cirúrgicos. O intervalo de comprimento de onda compreendido entre 245 nm e 285 nm é considerado a faixa germicida ótima para inativação de microrganismos.
Fortemente absorvida pelo O3 estratosférico. Trata-se da mais destrutiva forma de luz UV, possuindo energia suficiente para gerar danos em tecidos biológicos. É prejudicial à saúde humana, podendo causar queimaduras e, a longo prazo, câncer de pele.
Sofre pouca absorção pelo O3 estratosférico. É importante para sintetizar a vitamina D no organismo, porém o excesso de exposição pode causar queimaduras e, em longo prazo, causa envelhecimento precoce. É o tipo de radiação UV utilizada para causar fluorescência em materiais, sendo muito utilizado em fototerapia e câmaras de bronzeamento.
Pode-se dizer que o sol emite energia em praticamente todos os comprimentos de onda do espectro eletromagnético permeados pelas diversas linhas de absorção. 44% de toda essa energia emitida se concentra entre 400 e 700 nm, denominando o espectro visível de energia. O restante é dividido entre radiação ultravioleta (< 400 nm) com 7%, infravermelho-próximo (entre 700 e 1500 nm) com 37% e infravermelho (> 1500 nm) com 11%. Menos de 1% da radiação emitida concentra-se acima da região do infravermelho, como micro-ondas e ondas de rádios, e abaixo da região ultravioleta, como os raios X e raios gama.
As lâmpadas de baixa pressão de vapor de mercúrio (monocromáticas) emitem de 80 a 90% da energia no comprimento de onda de 253,4 nm. Deve ser observado que a energia emitida no comprimento de onda de 253,4 nm representa de 30 a 50% da potência nominal da lâmpada. O restante da energia é emitida em outros comprimentos de onda e dissipada na forma de calor. A potência nominal é indicativa do consumo de energia, não da energia emitida. As potências variam de 11 a 325W.
As lâmpadas de média pressão de vapor de mercúrio (policromáticas), emitem espectro mais amplo, variando de 180 a 1370 nm. A potência nominal varia de 2 a 9,6 kW. Com isso, o tempo de exposição e o número de lâmpadas são muito menores do que os utilizados nas unidades que empregam as lâmpadas de baixa pressão de vapor de mercúrio.
A desinfecção é a redução na concentração de microorganismos patogênicos para níveis não infecciosos.
“Microrganismo” é um termo amplo que inclui vários grupos de germes que provocam doenças. Diferem em forma e ciclo de vida, mas são semelhantes em seu pequeno tamanho e simples estrutura relativa. Os cinco maiores grupos são vírus, bactérias, fungos, algas e protozoários. Focando-se numa célula básica de bactéria, interessa-nos a parede da célula: a membrana citoplasmática e o ácido nucléico.
O alvo principal da desinfecção por luz ultravioleta é o material genético – ácido nucléico. Os micróbios são destruídos por ultravioleta quando a luz penetra através da célula e é absorvida pelo ácido nucléico. A absorção da luz ultravioleta pelo ácido nucléico provoca um rearranjo da informação genética, que interfere com a capacidade de reprodução da célula. Assim, a célula é considerada morta, pois não mais se multiplicará. Os microrganismos são, portanto, inativados pela luz UV como resultado de um dano fotoquímico ao ácido nucléico.
A desinfecção atinge vários níveis de redução.
1 log ………… 90%
2 log ………… 99%
3 log ………… 99,9%
4 log ………… 99,99%
5 log ………… 99,999%
Equipamentos de desinfecção por UV-C 254 nm são reconhecidos e recomendados por Órgãos de Saúde Internacionais desde 1950, como:
TABELA DE MICRORGANISMOS CONTAMINANTES | Dose de Radiação (mWs/cm²) | Dose Inicial (DI) com + 20% para Margem de Segurança na dose de recomendação USA EPA |
BACTÉRIAS | ||
AGROBACTERIUM TUMEFACIENS | 8,5 | 10,2 |
BACILLUS ANTHRACIS | 8,7 | 10,44 |
BACILLUS MEGATERIUM (VEGETATIVE) | 2,5 | 3 |
BACILLUS MEGATERIUM (SPORES) | 52 | 62,4 |
BACILLUS SUBTILIS (VEGETATIVE) | 11 | 13,2 |
BACILLUS SUBTILIS (SPORES) | 58 | 85,44 |
CLOSTRIDIUM TETANI | 22 | 26,4 |
CORYNEBACTERIUM DIPHTHERIAE | 6,5 | 7,8 |
DYSENTERY BACILI | 4,2 | 14,4 |
ESCHERICHIA COLI | 7 | 8,4 |
LEGIONELLA BOZEMANII | 3,5 | 4,2 |
LEGIONELLA DUMOFFII | 5,5 | 6,6 |
LEGIONELLA GORMANII | 4,9 | 5,88 |
LEGIONELLA MICDADEI | 3,1 | 3,72 |
LEGIONELLA PNEUMOPHILA | 12,3 | 14,76 |
LEPTOSPIRA INTERROGANS (INFECTIOUS JAUNDICE) | 6 | 7,2 |
MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS | 10 | 12 |
PROTEUS VULGARIS | 6,6 | 9,92 |
PSEUDOMONAS AERUGINOSA (CEPAS LABORATORIAIS) | 3,9 | 4,68 |
PSEUDOMONAS AERUGINOSA (CEPAS AMBIENTAIS) | 10,5 | 12,6 |
RHODOSPIRILLUM RUBRUM | 6,2 | 7,44 |
SALMONELLA ENTERITIDIS | 7,6 | 9,12 |
SALMONELLA PARATYPHI (FEBRE ENTÉRICA) | 6,1 | 7,32 |
SALMONELLA TYPHIMURIUM | 15,2 | 18,24 |
SALMONELLA TYPHOSA (FEBRE TIFÓIDE) | 6 | 7,2 |
SHIGELLA DYSENTERIAE (DESINTERIA) | 4,2 | 5,04 |
SHIGELLA FLEXNERI (DESINTERIA) | 3,4 | 4,08 |
STAPHYLOCOCCUS EPIDERMIDIS | 5,8 | 6,96 |
STAPHYLOCOCCUS AUREUS | 7 | 8,4 |
STREPTOCOCCUS FAECALIS | 10 | 12 |
VÍRUS | ||
BACTERIOPHAGE (E.COLI.) | 6,6 | 7,92 |
HEPATITIS VIRUS | 8 | 9,6 |
INFLUENZA VÍRUS | 6,6 | 7,92 |
POLIOVÍRUS | 21 | 25,2 |
ROTAVÍRUS | 24 | 28,8 |
A desinfecção é uma prática comum no processo de tratamento de água para proteção da saúde pública e da vida aquática contra patógenos. Desde o início do século 20, a cloração é a tecnologia mais utilizada. Cem anos depois, porém, esta tecnologia vem sendo cada vez mais questionada devido à crescente preocupação com a formação de subprodutos tóxicos e carcinogênicos durante a desinfecção com cloro.
Como consequência, processos de desinfecção sem a utilização de químicos, como a irradiação ultravioleta (UV), têm ganhado importância. A fim de garantir aos operadores o desempenho confiável dos sistemas de desinfecção por UV, foram desenvolvidas normas de projeto e operação destes sistemas em vários países. O desenvolvimento da tecnologia da lâmpada UV e os avanços no projeto do sistema UV resultaram em sistemas energeticamente eficientes, de fácil operação e manutenção, tornando-os uma solução verde e competitiva em relação ao cloro.
Assim, atualmente, centenas de milhares de sistemas UV instalados ao redor do mundo provam a confiabilidade desta tecnologia de desinfecção, desde a desinfecção de efluentes primários e secundários para a descarga em áreas sensíveis, até o fornecimento de água potável convencional e tratamento de efluentes para reuso em processos industriais específicos.