Ultravioleta
12 Dec, 2011
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PRESENTACIÓN: Ilumínanse diferentes materiais fluorescentes como plásticos, rocas, teas e billetes con luz ultravioleta observándose como estas sustancias absorben esta radiación e irradian luz visible.
- The sun-protection factors of wet and dry T-shirts, Richard Bartels and Fred Loxsom, Phys. Teach. 36, 86 (1998)
- Demonstration of far ultraviolet spectral lines Part I, M. C. Hamilton and J. H. Hamilton, Phys. Teach. 19, 483 (1981)
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La luz ultravioleta es un tipo de radiación electromagnética, se encuentra entre la luz visible y los rayos X del espectro electromagnético. La luz ultravioleta (UV) tiene longitud de onda entre 380 y 10 nanómetros. La longitud de onda de la luz ultravioleta tiene aproximadamente 400 nanómetros (4 000 Å).
Se emplea en cámaras solares: para estimular los efectos de la luz en la piel, al igual que la gente que toma el sol en la playa, la gente que emplea las camas solares o solariums tiene un alto riesgo de recibir quemaduras. En la caza: se emplea la luz negra para seguir a un animal herido (se ilumina el rastro de sangre que va dejando). Para detectar billetes falsos: al igual que anterior, por medio de la luz negra si iluminas un billete encontrarás marcas que no las encontrarás en un billete falso
Aparte de todos los usos que ha mencionado Iria, la luz ultravioleta es un mecanismo muy utilizado en los laboratorios, especialmente de biología (sobretodo en donde se trabaja con cultivos celulares). La lámpara que emite este tipo de luz va acoplada a una campana donde se crean condiciones de máxima asepsia para evitar contaminación entre cultivos. Los rayos deben desconectarse antes de iniciar un trabajo en la misma para evitar quemaduras.
Otro de los usos frecuentes es para acuarios y piscinas, evitando que crezcan algas y microosganismos que empeoren la calidad del agua.
Me parecerá interesante en este tema hablar sobre las sustancias que presentan grupos cromóforos, los cuales al absorber radiación ultravioleta o visible presentan un color característica y que hace que muchos compuestos se puedan identificar fácilmente. Este proceso es debido a la presencia de sistemas conjugados que provoca unas determinadas transiciones electrónicas producidas al incidir la luz.
Los rayos UV tienen varios tipos de usos, uno de los más usados es para esterilizar, ya que son muy efectivos para eliminar toda clase de virus y también bacterias sin dejar rastros, contrario a los productos químicos.
Actualmente se está estudiando la esterilización de la leche mediante rayos UV como una posible alternativa a la pasteurización.
Aquí os dejo un enlace de una noticia que habla del tema.
En el laboratorio de biología, como comentan algunos de mis compañeros en otras respuestas, utilizamos la radiación ultravioleta como un potente método de esterilización.
Es un muy buen método puesto que nos aseguramos que también eliminamos virus, muy complicados de eliminar por otros métodos.
La radiación ultravioleta es un método de esterilización muy efectivo debido a que desestabiliza el ADN de los seres vivos conduciendo a su muerte.
La luz ultravioleta es un tipo de luz con una longitud de onda muy determinada. Es una luz que por ejemplo transporta la energía de los rayos del sol. Es capad de ponernos morenos y por lo tanto transporta energía.
A día de hoy como ya han dicho mis compañeros la luz ultravioleta tiene muchísimos usos tanto en la vida cotidiana como en el laboratorio.
Las lámparas de luz UV también se utilizan en laboratorios de química, especialmente en química orgánica, para localizar compuestos con grupos cromóforos (ver comentario de Fernando Carrasco) en cromatografías en capa fina (método de separación a pequeña escala, generalmente empleado para seguimiento de reacciones).
Unha aplicación práctica do estudo das radiacións UV sería ensinar aos alumnos a entender como as cremas solares nos protexen destas radiacións. Neste vídeo pódese ver un exemplo de explicación sinxela.
A radiación ultravioleta úsase en acuicultura no proceso de desinfección da auga, para evitar a entrada de microorganismos que poden danar a colleita. A auga pasa a través das lámpadas ultravioleta acopladas ao circuíto. Este proceso non anada nada ao auga, polo que non ten impacto sobra a súa composición química e no contido de oxíxeno disolto, moi importante para a supervivencia dos peixes.
La luz ultravioleta puede tener diferentes usos. Sin embargo, una de las funciones más importantes de este tipo de radiación se da en la naturaleza y tiene que ver con las flores y la visión de muchos insectos. Me refiero a la polinización, un fenómeno realmente importante en la Tierra ya que la mayoría de las plantas con flor son polinizadas por insectos ¿Pero qué tiene que ver el UV en ello? Como bien dice el subtítulo de este experimento, numerosas flores presentan “mensajes ocultos” a nuestros ojos (ya que no percibimos el UV), pero que para los insectos son señales muy claras. Esto se debe a que reflejan la radiación ultravioleta, de forma que crean toda una serie de combinaciones de color que ayudan a sus polinizadores a encontrar la recompensa alimenticia que les ofrecen a cambio de la visita. Este es el resultado de una evolución conjunta en la que ambos grupos de organismos se ven beneficiados (relación de mutualismo). En el siguiente video podemos ver cómo vemos nosotros determinadas flores y cómo las ven las mariposas y las abejas. Las abejas son insectos que, al igual que nosotros, poseen visión tricromátrica solo que en rangos diferentes al nuestro. Mientras que nosotros percibimos el azul, verde y rojo, las abejas ven el verde, azul y ultravioleta. En este artículo podemos encontrar un estudio sobre la visión de las abejas.
La radiación UV también se encuentra dentro de las radiaciones que componen la luz solar. Esta es la más penetrante dentro de todas las radiaciones solares y supone el 10% de la energía solar que llega a la superficie de la tierra. Hay tres tipos de rayos UV: UVA (320-400nm), UVB (280-320 nm) y UVC (100-280 nm), de los cuales sólo UVA y UVB atraviesan la capa de ozono. La radiación UVB es la que hace que nos bronceemos cuando nos ponemos al sol, pero también es la causante de que nos quememos cuando nos exponemos durante un tiempo elevado al sol y no nos protegemos. Además, la radiación UVB tiene una gran capacidad para alterar el ADN celular pudiendo producir cáncer. En cuanto a la radiación UVA, esta puede causar elastosis, envejecimiento y la aparición de manchas en la piel.
La mayoría de las veces cuando escuchamos la expresión de “Luz UV” nos vienen a la cabeza ideas/ connotaciones negativas, y si bien es cierto que este tipo de luz causa ciertos problemas en la salud humana, también posee aplicaciones prácticas como es su poder germicida dado que la luz ultravioleta causa desarreglos moleculares en el material genético (ácido nucleico, DNA) del microorganismo, esto impide su reproducción y si no puede reproducirse, entonces se le considera MUERTO.Los purificadores de agua por medio de luz ultravioleta (UV) destruyen más del 99.9% de bacterias, virus y gérmenes patógenos que se encuentran en el agua. Ningún otro medio de desinfección es tan efectivo como la luz UV. No cambia las propiedades del agua ni afecta a quien la usa o bebe. Entre sus ventajas cabria destacar: no afecta a la ecología, ya que no requiere el manejo o almacenamiento de sustancias químicas peligrosas; bajo costo inicial y reducidos gastos de mantenimiento comparado con otros medios de desinfección de agua; proceso de tratamiento inmediato, no se requieren tanques de almacenamiento ni largos períodos de aplicación a los microorganismos, extremadamente económicos, cientos de litros pueden tratarse por cada centavo de costo de operación; no hay necesidad de añadir sustancias químicas al agua por lo que, además, no genera subproductos dañinos para la salud (Por ejemplo, el cloro más substancias orgánicas producen los peligrosos y cancerígenos trihalometanos); no alteran el olor, ni el sabor, ni el pH ni la conductividad ni la química general del agua; es una operación automática que no requiere especial atención. Basta abrir la llave del agua; simplicidad y facilidad para su mantenimiento, limpieza periódica y reemplazo de la lámpara cada diez meses, sin que tenga partes móviles que se descompongan por el uso; fácil instalación, solamente dos conexiones en la tubería del agua y una eléctrica; y es totalmente compatible con otros procesos como ósmosis inversa, filtración, intercambio iónico, etc.
Como ya han comentado varias compañeras, la radiación ultravioleta es peligrosa para el ser humano ya que origina cambios en la estructura del ADN, algunos de los cuales pueden llegar a ser mutagénicos y ocasionar cáncer, cuando genes importantes en el crecimiento o en la supresión tumoral se ven alterados. De ahí la importancia que nos protejamos de la radiación ultravioleta. Por otra parte, la radiación ultravioleta que recibimos del Sol no es constante, sino que depende de varios factores, como la época del año y latitud (distancia al ecuador), la hora del día, la elevación o la formación de nubes. El índice ultravioleta (UVI) es una medida de la intensidad de la radiación ultravioleta a la que nos vemos sometidos, y que se puede consultar en la página del AEMET (Agencia Estatal de Meteorología), donde se indican los distintos niveles de radiación UV a los que podemos encontrarnos, qué significa cada uno, y se indican medidas de protección.
Me parece un experimento muy interesante y que puede tener muchas aplicaciones prácticas. Añado aquí una forma para conseguir proyectar luz ultravioleta de forma casera con un smartphone, cinta adhesiva y un rotulador. Me parece interesante que se pueda conseguir hacer el experimento a través de un trabajo manipulativo previo que se puede realizar con los alumnos en clase.
El experimento puede ser sumamente interesante, y permitir a los estudiantes explorar el “invisible” mundo de lo ultravioleta. La práctica será, sin ninguna duda, atractiva y motivadora para el alumnado, sin embargo, y siguiendo la misma línea de otros comentarios del foro, sería sumamente interesante relacionar el fenómeno físico de la luz ultravioleta con la vertiente biológica, enriqueciendo de esta forma la práctica. Al ver este interesante experimento, recordé un artículo de El País que leí hace quizá dos meses, en el que mostraban varias imágenes de flores e insectos a la luz ultravioleta, las imágenes son de una belleza paralizante y, al releer el artículo, para ver si era adecuado para este foro, me percaté que el propio fotógrafo entrevistado en el artículo explica cómo transforma el flash de la cámara para que genere luz ultravioleta y sacar así sus fotografías. Existe un mundo invisible que se escapa al espectro electromagnético captado por el ojo humano, y este experimento, o una cámara con luz ultravioleta pueden ser el sello en nuestro pasaporte que nos permita sumergirnos en tan apasionante viaje. Dejo aquí el link del artículo de El País con algunas imágenes realmente deliciosas.
Además de todas las aplicaciones mencionadas, en la actualidad se está investigando el uso de luz ultravioleta en el tratamiento de aguas residuales para eliminar los contaminantes emergentes. Este tipo de contaminantes, entre los que destacan los productos farmacéuticos y de cuidado personal están presentes en muy pequeñas cantidades, pero son tremendamente nocivos para la vida acuática. Por desgracia, los procesos de tratamiento de aguas residuales que existen en la actualidad no están diseñados para eliminar este tipo de contaminantes, pero con luz ultravioleta se consigue eliminarlos completamente.
Cando se lle fala aos rapaces dos raios UV ou da luz ultravioleta, de inmediato o asocian cás queimaduras solares, pero este tipo de luz non sempre é nocivo. Nas ciencias biolóxicas, a luz UV ten usos moi interesantes:
Por exemplo, ó realizar tranfusións de sangue ou transplantes de médula ósea, sempre existe o perigo de que ocorra o rexeite dos texidos. Para evitalo, o sangue é irradiado con raios UV. Este tipo de terapia tamén se utiliza para eliminar algúns patóxenos en infección sanguíneas. Tamén é moi útil o uso de luz UV para a desinfección de ambientes. Hay bacterias e virus resistentes ó cloro e a outros desinfectantes fortes. Por iso, a desinfección de ambientes mediante radiación UV foi un gran avance nas ciencias da vida. Tamén se utiliza en neonatos para tratar a ictericia, causada polo exceso de bilirrubina no corpo. Finalmente tamén pode servir como tratamento para a psoriasis e outras enfermidades cutáneas.
Esta es una actividad interesante para mostrar parte del espectro electromagnético en bachillerato, que se puede combinar con explicaciones sobre la radiación infrarroja utilizando lámparas de luz infrarroja o con aplicaciones móviles de simulación de cámaras térmicas. También se puede utilizar en cursos inferiores para explicar la capa de ozono y su importancia para la vida. Aunque presenta mayor complejidad, se puede repetir el experimento de Johann Ritter para demostrar la existencia de la luz UV. La radiación ultravioleta tiene múltiples aplicaciones en laboratorio en procesos de esterilización, y en medicina, en procesos de irradiación de sangre en trasfusiones para destruir células inmunitarias que puedan generar rechazo o para descomponer la bilirrubina en isómeros más fáciles de eliminar por el hígado en recién nacidos con ictericia.
En lo que se refiere a la utilización de cremas solares de protección de la piel frente a la radiación UV, The Skin Cancer Foundation indica que la mayoría de los filtros solares con un FPS de 15 o mayor, hacen un excelente trabajo de protección contra los rayos UVB. FPS (Factor de Protección Solar) es la medida de capacidad que tiene un bloqueador solar para evitar que los rayos UVB dañen la piel. Nos indican cómo funciona: dicen que si tu piel sin protección tarda 20 minutos para empezar a ponerse roja, al utilizar un protector solar con un FPS de 15 previene el enrojecimiento teóricamente 15 veces más – alrededor de cinco horas.
También nos lo explican en términos de porcentajes: según ellos un FPS 15 bloquea aproximadamente el 93 por ciento de todos los rayos UVB. Un FPS 30 bloquea el 97 por ciento, y un FPS 50 bloquea el 99 por ciento. Y advierten de que pueden parecer diferencias insignificantes, pero que si eres sensible a la luz, o tiene antecedentes de cáncer de piel, esos porcentajes extra marcaran la diferencia. Y nos informan también de que no hay un protector solar que pueda bloquear todos los rayos UV, que es importante reaplicar la protección cada dos horas, y que además, el enrojecimiento de la piel es una reacción a los rayos UVB y dice poco sobre el daño que los rayos UVA puedan hacer.
Hoy en día existen muchos materiales que cambian de color con la luz ultravioleta, se les conoce con el nombre de cromoactivos. Estos a su vez se clasifican en: termocrómicos, electrocrómicos y fotocrómicos. Aquí más información.
Tal e como mencionades moitos de vós, unha das aplicacións do UV é a de esterilizar superficies. Isto é o que me viña a min á mente cando na mesma frase escoitaba UV e microorganismo. Sen embargo, algo que me sorprendeu moito, é que o UV tamén serve para “identificar” microorganismos no laboratorio. Isto débese a que algúns deles, ao ser cultivados, producen pigmentos fluorescentes detectables baixo a luz ultravioleta. Este é o caso da maioría de colonias de Pseudomonas aeruginosa ou de algunhas especies de Legionella que presentan fluorescencia ao ser observadas baixo luz ultravioleta. Esta propiedade é de gran utilidade no laboratorio xa que, en moitos casos, pode empregarse como característica diferencial para distinguir estes microorganismos de outros con características morfolóxicas ou bioquímicas similares pero que, baixo a luz UV, non presentan fluorescencia. O seguinte artigo contén unha dun illado de Pseudomonas aeruginosa fluorescentes baixo a luz ultravioleta.
Como ya han comentado varios compañeros, la exposición a la radiación ultravioleta solar puede ser dañino para el ser humano por su potencial cancerígeno al dañar el ADN. Sin embargo, la radiación UV es necesaria para diversos procesos importantes en el cuerpo humano: es la fundamental para la generación de vitamina D, incrementa la producción de endorfinas (péptidos opioides endógenos relacionados con la sensación de bienestar y relajación), ayuda a la regulación de los ritmos circadianos (variaciones en diversos procesos biológicos que se producen en un periodo de tiempo, por ejemplo, en un ciclo día-noche). Más información en este artículo .
Las cuentas mágicas me parecen un material fantástico para hacer pulseras para los más pequeños y que puedan comprobar por ellos mismos que la radiación UV está presente siempre, no solo cuando hace sol. De echo, muchas veces la radiación que recibimos en días nublados puede llegar a ser mucho más elevada que en días soleados. De hecho, me parece algo bueno para todas las edades.
Con el experimento de las cuentas mágicas se puede comprobar la eficacia de las cremas de protección solar si aplican a algunas de las cuentas y observar también si los cristales dejan pasar la radiación ultravioleta o no. Se puede comprobar por ejemplo como en un coche, la luna delantera no deja pasar la radiación ultravioleta ya que las bolitas no cambian de color, mientras que si se colocan próximas a las ventanas laterales si que cambian algo. Se puede probar la experiencia con distintos tipos de cristales o plásticos.
Al igual que comenta AnaI, opino que es un experimento apto para todas las edades y que sería muy bueno llevarlo a cabo con los alumnos más pequeños del colegio para concienciarlos acerca del gran riesgo invisible que supone la radiación UV. De este modo se pueden hacer diversas actividades que motiven su desarrollo creativo e investigador, proponiéndoles a llevar una pulsera con las cuentas sensibles a UV a distintas horas del día, en días nublados y soleados, para que puedan comprobar que aunque esté nublado el cielo, la radiación está presente e incluso puede tener un mayor efecto que estando el cielo completamente descubierto. También podrían experimentar con diferentes protectores solares de diferentes grados de protección para comprobar la diferencia entre una protección baja y una protección alta.
Un importante dispositivo en el que se filtra la luz Ultravioleta (UV) para convertirla en luz visible son las luminarias o “tubos” fluorescentes. La lámpara consiste en un tubo de vidrio fino revestido interiormente con diversas sustancias químicas. Esos compuestos químicos emiten luz visible al recibir una radiación ultravioleta. El tubo contiene además una pequeña cantidad de vapor de mercurio y gases inertes a una presión más baja que la atmosférica. En cada extremo del tubo se encuentra un filamento hecho de tungsteno, que al calentarse al rojo contribuye a la ionización de los gases. Así, se forma un plasma conductor que interactúa con los átomos de Hg, Ar y Ne excitándolos. Estos átomos, al desexcitarse, emiten luz principalmente en la región del ultravioleta (UV). Por último, el revestimiento interior del tubo fluorescente tiene la función de filtrar y convertir la luz ultravioleta en visible, de ahí su nombre de tubo “fluorescente”. Os comparto un interesante vídeo en el que se explica como se fabrican los tubos fluorescentes en la industria.
Sobre o efecto da radiación ultravioleta nos ácidos nucleicos, o principal dano que causan son os dímeros de timina (tamén das outras bases pirimidínicas). Este cambio estrutural é aproveitado aínda hoxe na técnica do Southern blot, onde timinas do ADN hibridan cunha membrana de nylon, fixando as cadeas á membrana para realizar identificación de secuencias.
Esta simulación de la Universidad de Colorado Boulder es especialmente útil para visualizar la respuesta de distintas moléculas gaseosas a la excitación con luz ultravioleta. Para la mayoría de los gases no hay interacción alguna, pero para el ozono y el dióxido de nitrógeno implica la rotura de la molécula.
El ADN se puede visualizar tras una electroforesis en gel de agarosa mediante tinción con bromuro de etidio. Este compuesto químico se intercala en la molécula de ADN y emite fluorescencia bajo la luz ultravioleta. La luz ultravioleta excita los electrones dentro del anillo aromático del bromuro de etidio, y una vez que vuelven al estado fundamental, se libera la luz, haciendo que el complejo de bromuro de etidio-ADN emita fluorescencia.
En liña con este comentario añadir también que los forenses dependen en gran medida de la luz UV para buscar huellas dactilares, así como la sangre y otros fluidos corporales. El uso de una luz ultravioleta permite a los investigadores de la escena del crimen y laboratorios forenses ver huellas dactilares desarrolladas con materiales fluorescentes.
Solo me gustaría compartir que el bromuro de etidio es un compuesto muy tóxico que está clasificado como mutagénico de categoría 2 según el reglamento CPL (Reglamento 1272/2008). Es por esto que ahora se usa el SYBR Green para observar el ADN mediante luz ultravioleta en la electroforesis. A diferencia del bromuro de etidio, el SYBR Green no se intercala entre los pares de bases del ADN, si no que se introduce en la estructura secundaria de la doble hélice de ADN y se acopla energéticamente a los ácidos nucleicos, incrementando su tasa de emisión fluorescente.
Como algúns de vós comentástedes a radiación UV constitúe o principal factor de risco para a meirande parte dos cancros de pel. De feito, paréceme moi interesante realizar na aula a experiencia que comentou Ruth para poder visualizar o efecto das cremas de protección solar.
Sen embargo, os raios UV son empregados na práctica clínica como tratamento de dermatopatías coma a psoriase, o lupus ou o vitíligo polo seu efecto inmunomodulador (inducción de apoptose de células con relevancia patolóxica coma os linfocitos T; diminución da síntese de citocinas proinflamatorias e aumento da produción de enzimas que degradan o coláxeno, e regulación da expresión de moléculas asociadas á superficie celular). As lonxitudes de onda empregadas son as UVB que penetran ata a dermis papilar e as UVA que penetran ata a dermis reticular cuxo efecto se pode potenciar empregando fármacos fotosensibilizantes tipo psoralenos (terapia denominada PUVA). Podedes atopar máis información no artículo de revisión de Luna J. e García L. (2011) Aspectos inmunológicos de la fototerapia. Dermatología Peruana Revista de la Sociedad peruana de dermatología . 21 (3), 109-115.
Como dato histórico, reseñar que Niels Ryberg Finsen, médico danés considerado o pai da fototerapia moderna, foi premiado en 1903 co premio Nobel de Medicina polo emprego dos UVB para o tratamento do lupus vulgar.
Como comentó Silvia, una de las funciones más importante de este tipo de radiación se da en la naturaleza. Además de su función en la polinización, ocurre en otras interacciones animales. Las aves tienen visión tetracromática y poseen un tipo de cono que les permite detectar en el rango de la luz ultravioleta. Ello les facilita detectar el alimento: muchos frutos están recubiertos por sustancias que reflejan la luz UV y algunos insectos, como las mariposas, también. Además, algunas aves pueden rastrear a sus presas mediante el UV ya que los rastros de orina y senderos que dejan ratones de campo y otros roedores para marcar su territorio son visibles a esta longitud de onda. Mediante la visión con UV las aves pueden elegir pareja, defender su territorio o comunicarse corporalmente con otras aves. Además, hay especies de peces tetracromáticos, como los peces de agua cristalina dulce, que captan el ultravioleta. El camarón mantis, un crustáceo que vive en los arrecifes australianos y considerado uno de los depredadores más feroces del océano, puede distinguir la luz polarizada y la ultravioleta.
Las lámparas como la del vídeo, que emiten luz ultravioleta (o luz negra), tienen aplicaciones similares a la de la detección de billetes auténticos. De cara a presentar estas aplicaciones a estudiantes de secundaria, existen varios ejemplos cotidianos que ellos pueden reconocer fácilmente y que puede ayudar a mantener su atención. Entre ellos se encuentran las escenas que se repiten en películas y series de televisión tipo CSI, en las que se registran escenas del crimen con ayuda de estas lámparas en busca de manchas de sangre u otros fluidos. Lo que ocurre en estos casos es que las manchas de sangre absorben toda la luz ultravioleta pero no la refleja, por lo que la mancha aparecerá como negra bajo la luz ultravioleta. Los fluidos corporales, por el contrario, se verán más brillantes bajo la luz ultravioleta. Esto es debido porque todos los fluidos corporales son inherentemente fluorescentes y la luz UV reacciona con el fósforo de las sustancias orgánicas, iluminando estas moléculas fluorescentes. Algo similar ocurre en las discotecas, donde se emplea este tipo de luz para generar un efecto de color brillante sobre ciertos tejidos. Esto ocurre porque esta luz resalta los colores fluorescentes y el poliéster presente en las telas blancas. Usando estos ejemplos, se pueden relacionar escenas familiares para los estudiantes con las propiedades físicas de la luz ultravioleta.
Relacionado con los rayos UV, las lámparas de luz ultravioleta son utilizadas en los salones de belleza para acelerar el secado y endurecimiento de los esmaltes de gel. Sin embargo, esto podría ser perjudicial para la salud ya que aumentaría el riesgo de padecer cáncer de piel. Los rayos UV pueden provocar daños en el ADN de las células de la piel y causar cáncer si alcanzan los 60 julios por centímetro cuadrado. La exposición acumulada a estas lámparas podría causar un daño acumulativo en la piel. Por eso se recomienda aplicar protector solar de amplio espectro antes de realizar esta práctica. En el siguiente enlace se adjunta un artículo en el que se indaga en este fenómeno.
A radiación ultravioleta é un tipo de onda electromagnética, cunha lonxitude de onda entre 100 e 400nm. En función da súa lonxitude de onda e polo tanto da súa enerxía, a radiación ultravioleta emitida polo Sol, dividímola en radiación UVC, UVB e UVA. A radiación máis enerxética e con menor lonxitude de onda é a UVC, esta é absorvida polo ozono atmosférico. Sen embargo, a UVA e unha pequena proporción da UVB si alcanzan a superficie terrestre. Esta radiación é moi perigosa para os seres humanos, pois debido a altas exposicións pode producir alteracións oculares e daños na pel.
Sen embargo, esta luz ultravioleta ten múltiples usos como os que se sinalan neste post. A min gutaríame engadir outro uso:
No proceso de depuración das augas residuais nas Estacións de depuración (EDAR) podese recurrir, na fase terciaria de depuración a luz ultravioleta. Posto que axuda a desinfección das augas ao producir cambios químicos no ARN e o ADN dos microorganismos presentes na auga. Unha das ventaxas do uso da luz ultravioleta para a eliminación de microorganismos, fronte a outros métodos como, a tradicional cloración, é que non produce residuos tóxicos.
Tamén, actualmente se está a falar do uso da radiación ultravioleta na loita contra o covid, debido precisamente a esta capacidade de alterar o material xenético. Non cabe dúbida, que aínda queda moito por estudar…
La luz ultravioleta (UV) es una forma de luz invisible al ojo humano. Ocupa la porción del espectro electromagnético situada entre los rayos X y la luz visible. Es una forma de radiación no ionizante emitida por el sol y fuentes artificiales, como las camas bronceadoras. Aunque ofrece algunos beneficios a las personas, como la producción de vitamina D, también puede causar riesgos para la salud: la exposición a la radiación ultravioleta (UV) es un factor de riesgo principal para la mayoría de los cánceres de piel. Como ya han comentado en entradas anteriores, la radiación UV se clasifica en tres principales tipos: ultravioleta A (UVA), ultravioleta B (UVB) y ultravioleta C (UVC). Estos grupos se basan en la medida de su longitud de onda, la cual se mide en nanómetros. Se puede ver la predicción diaria de indices de uv provenientes del sol. Por otro lado es una herramienta fundamental en los laboratorios y hospitales, donde se usa como herramienta de desinfección: la luz UV proporciona una inactivación rápida y eficiente de los microorganismos mediante un proceso físico. Cuando las bacterias, los virus y los protozoos se exponen a las longitudes de onda germicidas de la luz UV, se vuelven incapaces de reproducirse e infectar. Otro de los usos de la luz UV es la Lampara de Wood en dermatología humana (la lámpara de Wood es una luz UV con una longitud de onda de 253,7 nm que se filtra a través de un filtro de cobalto o de níquel), que permite crear un mapa de color de la piel con las alteraciones que no se perciben a simple vista: poros, nivel de grasa, daños solares, descamaciones, manchas…Esta herramienta es muy útil también en medicina veterinaria: algunas cepas de Microsporum canis emiten una fluorescencia de color verde amarillento como consecuencia de los metabolitos del triptófano producidos por el hongo. Estos metabolitos son producidos por hongos que han invadido el pelo en crecimiento. Aquí os dejo un vídeo demostrativo de esta lámpara sobre un gato con hongos.
La radiación ultravioleta, al contrario que la visible, no puede ser detectada por el ojo humano. Sin embargo, cuando actúa sobre determinadas sustancias y materiales estos reaccionan produciendo luz visible que sí podemos ver. Es decir, no podemos ver la radiación UV pero sí sus efectos.
El experimento mostrado me parece de gran interés par llevar al aula, y más si añadimos a este las ideas y comentarios que se mencionan en los anteriores post, como el uso de las cuencas mágicas, o bien utilizar diferentes cremas solares para observar su efecto y su protección frente al UV.
Pero como se menciona en los comentarios la luz UV no es solo maligna, si no que es muy necesaria en la naturaleza como lo mencionado de su utilización en la interacción de los insectos y las flores en la polinización o su utilización en la acuicultura, laboratorios o en estaciones depuradores para desinfectar y limpiar el agua.
Considero que es muy interesante para los alumnos/as no solo llevarles una lámpara UV si no que ellos mismos puedan generar una de manera segura y fácil. En el siguiente vídeo, nos muestra como hacer una linterna de UV para ser un auténtico CSI con una bombilla LED, cinta transparente y un rotulador AZUL. Quizá realizar una linterna necesita habilidades de electricista… pero para transformar la linterna del móvil cualquiera puede realizarlo fácilmente. Una vez hayamos creados nuestra linterna de luz negra podemos realizar todas las actividades comentadas.
Pero… si no la podemos ver.. ¿quién o cómo la descubrió? Su descubridor fue el físico Johann Wilhelm Ritter en 1801. Concretamente Wilhelm descubrió que los rayos invisibles situados justo detrás del extremo violeta del espectro visible eran especialmente efectivos oscureciendo el papel impregnado con cloruro de plata, denominándolos “rayos desoxidantes”. En la siguiente página tenemos una versión para realizar el experimento que utilizo Wilhelm en 1801 para descubrir la luz UV.
La radiación ultravioleta, también denominada luz UV, es un tipo de radiación electromagnética de alta frecuencia, y, por tanto, comprende longitudes de onda cortas (desde 10 a 400 nm). Esto la hace invisible al ojo humano, por situarse por encima del espectro visible. Existen nueve tipos de radiación UV, dependiendo de dónde se sitúen en el espectro electromagnético, siendo la luz UVC (comprendida entre los 100 y 280 nm), la primera que se estableció como un potente agente antimicrobiano. Sin embargo, estas radiaciones han demostrado ser carcinógenas. Esto es debido, a que un virus o una bacteria son más pequeños que las células, y, por tanto, pueden alcanzarlos con facilidad, sin embargo, esto, extrapolado a la célula, alcanza su material genético y lo inactiva, produciendo cambios en los enlaces moleculares que mantienen unido el ADN.
En el terreno de la nanotecnología se está utilizando también como tratamiento de agua residual combinado con el semiconductor dióxido de titanio anatasa, pues debido a energía de zona prohibida ancha (band gap: 3.2 eV), al ser irradiado con luz ultravioleta (350-400 nm), produce mecanismos de oxidación-reducción y, por tanto, puede eliminar moléculas orgánicas y microorganismos mediante catálisis. El proceso resumido básicamente se puede encontrar en este documento. Además, esta región del UV ya no sería tan dañina, y el proceso de desinfección de aguas se puede ver acelerado que tratada únicamente con luz UV. De hecho, las cremas solares tienen nanopartículas de dióxido de titanio y también dióxido de zinc, para proteger de la radiación ultravioleta. Esto se puede leer en detalle en esta página. A la hora de explicar este concepto, sería importante señalar diversas aplicaciones y efectos sinérgicos de la luz UV.
Una de las cosas curiosas es cuando entras a algún pub y ves algunas copas brillar. No te preocupes, no te estás imaginando colores. Estas copas lo que tienen en su interior es tónica (entre otras cosas), que tiene como uno de sus componentes la quinina, una sustancia que debido a su estructura electrónica absorbe energía proveniente de la luz UV, para de forma inmediata emitir parte de ella en forma de luz visible, que es menos energética que la UV. A esto se le denomina fluorescencia. Aquí un vídeo donde se observa este curioso comportamiento.
La luz negra también se puede utilizar para identificar minerales o falsificaciones de distintas gemas como por ejemplo ambar o jade que brillan bajo la luz fluorescente.
Si tenemos una lámpara ultravioleta (luz negra), se puede hacer un interesante experimento para explicar el fenómeno de fluorescencia, simplemente empleando una bebida de tónica y sal común de mesa.
1. Verter la tónica en un vaso de plástico transparente.
2. En una habitación iluminada sólo con la lámpara de luz negra, observar la fuerte fluorescencia emitida por el líquido.
3. Añadir sal a la tónica. Observar y describir lo que sucede. (SPOILER: La solución se vuelve menos fluorescentes)
La explicación de lo observado es que la tónica es una bebida carbonatada con un sabor amargo por la quinina, una molécula altamente fluorescente. Esto significa que absorbe la energía de la luz de la lámpara que se convierte en “excitación”, e inmediatamente transmite la luz visible con más energía, la luz azul. La adición de sal de mesa (cloruro de sodio, o NaCl) reduce la fluorescencia debido a una reacción química entre las partículas de cloro y la quinina. Este fenómeno se denomina extinción de fluorescencia.
Por variar un pouco os comentarios paréceme interesante tamén facer referencia ao útil que resultan estas lámpadas en Síntese Orgánica, onde nos permiten facer un control máis exhaustivo das reaccións ao iluminar con esas lonxitudes de onde as placas cromatográficas previamente preparadas. Deste xeito pode observarse a formación de distintos compostos (por a diferenza de cores emitida ao recibir a radiación) sobre todo nos casos nos que unha molécula pasa de non ter grupos cromóforos a ter algún (xa que as primeiras non adoitan poder observarse e as segundas si).
Se ha comentado como la vitamina D puede ser producida por los humanos mediante la exposición a la radiación UV. Este proceso a veces no es suficiente en ciertos lugares, sobre todo en el invierno. Un aporte mediante la dieta puede ser aconsejable, por ejemplo mediante el consumo de pescado. Para los veganos y vegetarianos hay otras opciones… Los hongos comestibles (los champiñones entre otros) presentan una fotoconversión de ergosterol en Vitamina-D2 por radiación de luz-UV. El ergosterol modifica la fluidez de la bicapa lipídica de la membrana celular y es clave en la adaptación de los hongos ante situaciones de estrés. Los animales sintetizan vitamina D3, y aunque en los hongos se genere vitamina D2, los animales pueden asimilarla y emplearla mediante la ingesta. Ambas sólo difieren en un doble enlace y un grupo metilo. Ver por ejemplo: Gonzalo Falcón García (2019) Incremento del contenido en componentes bio-activos (ergosterol) en hongos comestibles mediante suplementación dirigida del medio de cultivo y compost. Tesis doctoral. Universidad de Sevilla.
El conocimiento por parte del alumnado de la luz ultravioleta y sus diferentes usos tiene gran importancia. En la pandemia que actualmente estamos viviendo le ha servido a Mark Rober, tal y como se puede ver en el vídeo, para demostrar la gran propagación de gérmenes y virus a través de las manos y objetos en una clase de primaria. Tal y como explica Rober al comenzar, no existe todavía una «linterna mágica» que ilumine los gérmenes o virus, así que hace lo más parecido: utilizar un polvillo especial que reacciona con la luz negra (UV-A) que resulta invisible a simple vista pero visible cuando se ilumina con luz ultravioleta combinada con un poco de luz visible con una linterna especial. Entonces comienzan los experimentos:
– En uno de ellos, tan solo la profesora de la clase se pone el polvillo-virus en las manos, dándoselo a tres niñas al saludarlas al comenzar el día. Al final de la clase todo está «contaminado»: mesas, manos, caras, cajas, el teléfono… el polvillo (gérmenes/virus) han llegado a todas partes.
– En otro de los experimentos se comprueba cómo de fácil es que el polvillo llegue a la cara, más concretamente a la boca, nariz u ojos, los tres orificios principales de entrada que tienen este tipo de virus. Son, como apropiadamente dice, como nuestro canal de ventilación de la Estrella de la Muerte.
– También hay un experimento para comprobar si es posible que el polvillo se transfiera a la cara aun intentando no tocarse, lo cual resulta un absoluto fracaso porque tendemos a tocarnos 15 o 20 veces por hora sin darnos siquiera cuenta.
Podemos detectar bacterias utilizando luz ultravioleta y Flavia. La flavina emite un resplandor fluorescente cuando es expuesto a la luz UV. Múltiples estudios han demostrado que las bacterias tienden a agregarse en las superficies donde hay altos niveles de flavina.
Hay diferentes materiales que reaccionan distinto al absorber la luz ultravioleta. Materiales fosforescentes, son capaces de absorber luz ultravioleta y de emitirla después durante un largo período de tiempo.Materiales fluorescentes, son aquellos que absorben la luz ultravioleta y la emiten instantáneamente. Reacciones quimio luminiscentes, están reacciones son capaces de emitir luz. Así es como las luciérnagas son capaces de brillar en la oscuridad.
La luz ultravioleta es ampliamente utilizada en nuestra vida diaria, en mi caso la uso para mi acuario. En el mundillo de la acuariofilia se llama lámpara “germicida”, y se usa en complementación a la filtración del agua para la salud de nuestro acuario. Yo la uso para evitar el crecimiento de algas en mi acuario, por ejemplo, pero también elimina patógenos no deseados. En el siguiente enlace podréis encontrar otros usos.
Este tipo de plásticos que reaccionan a la luz ultravioleta pueden dar mucho juego en el aula. A partir de una explicación acerca de la luz ultravioleta y la importancia que pueden tener en los sistemas biológicos, se podrían desarrollar experimentos con las cuencas a través de la aplicación de cremas solares de diferentes factores de protección o, incluso, de su posición detrás de gafas de sol, para determinar en qué medida estos materiales nos protegen de este tipo de radiación. Una concienciación acerca de la importancia de protegerse de la radiación solar a través de ensayos como este puede causar un mayor impacto en los alumnos y, por lo tanto, una adquisición más efectiva de la información
Debido al agujero de ozono y a los problemas que ello conlleva, dónde algunas partes del mundo como la ciudad de Antofagasta están sufriendo graves consecuencias, la luz UV goza de muy mala prensa en los últimos tiempos. Sin embargo, como ya se comentó, la luz UV tiene múltiples beneficios y aplicaciones en la naturaleza. Una de ellas, la cual no se mencionó, es la capacidad de esterilizar la cáscara de los huevos para que las bacterias, que están depositadas sobre la misma, no pasen al interior e infecten el embrión durante el periodo de incubación. Así, en los centros de incubación, aprovechan este conocimiento para aplicarlo de una manera artificial antes de introducir los huevos en una incubadora. Esto presenta ventajas frente a bactericidas líquidos o gaseosos que pueden penetrar al interior del huevo a través de los poros naturales de la cáscara que conforma al mismo.
La radicación ultravioleta, tal y como comentan mis compañeros, tiene multitud de usos. Aquí os dejo un interesante artículo sobre siete usos menos conocidos de la luz ultravioleta. Por otro lado, nosotros personalmente hemos experimentado en el máster de profesorado con las bolitas misteriosas, que resultaron ser de un material que reacciona a la luz UV. Esta experiencia fue muy enriquecedora y seguro que trato de aplicarla con mis alumnos.
A radiación ultravioleta (UV) é unha forma de radiación non ionizante que é emitida polo sol e a cal tamén se pode obter a partires de fontes artificiais. A radiación UV clasifícase en tres tipos principais : ultravioleta A (UVA), ultravioleta B (UVB) e ultravioleta C (UVC). As dúas últimas na súa maior parte son absorbidas pola capa de ozono da Terra, mentres que é a radiación ultravioleta de tipo A é a que se percibe na biosfera. Como ben comentaron anteriormente as miñas compañeiras, esta radiación ten algunhas vantaxes, máis tamén conta con certos inconvenientes. Algúns beneficios para a saúde humana é que inclúe a produción de vitamina D, a cal axuda ao corpo a absorber o calcio e o fósforo dos alimentos e contribúe á formación dos ósos. Con todo, os niveis de exposición ao sol deben ser moi controlados, posto que poden producir queimaduras graves. No ámbito biolóxico, un uso moi recorrido é en cámaras para a esterilización de cultivos, e no ámbito cotiá nos acuarios. Por outra parte, algúns dos riscos que conleva son as queimaduras anteriormente mencionadas por sobreexposición ou aumenta as posibilidades de presentar enfermidades de visión se non se usan as medidas de protección axeitadas.
En este enlace explica alguna de las aplicaciones de la luz utravioleta.
También adjunto un video de cómo hacer luz ultravioleta casera 🙂 Creo que voy a probar a hacerlo y probar el resultado en los abalorios que cambiaban de color con la luz ultravioleta, a ver qué pasa…
La luz ultravioleta es un tipo de radiación electromagnética, que tiene una longitud de onda más corta que la de la luz visible. Normalmente la luz se compone por diferentes espectros, de los cuales el más normal es el visible o el que el ojo humano es capaz de ver. Pero también existen otras frecuencias inferiores o superiores, como es el caso de la luz ultravioleta. Aunque en lo que a iluminación se refiere se trata de una luz ineficiente debido a que no es visible para el ojo humano, tiene múltiples utilidades. Una de las más interesantes para las Fiestas Fluorescentes es que conseguirá resaltar los colores blancos y sobre todo hará que las pinturas luminosas UV y los colores flúor brillen intensamente. A continuación os dejo un modo que dicen para hacer luz UV casera …. ¿Quien sabe?
Un experimento similar y más divertido, con el mismo principio, es ver quien tiene los dientes más blancos cuando en un bar o discoteca hay luz negra (ultravioleta).
La luz ultravioleta tiene numerosas aplicaciones, una de ellas es la mejora de la calidad del aire a través de la eliminación de microorganismos diminutos. También se puede utilizar para mejorar la conservación de los alimentos como se describe en la siguiente publicación. En cuanto al vídeo que comentan Ivana sobre como montar una luz ultravioleta mediante una linterna, yo realicé esa prueba para la práctica de las bolas misteriosas, pero el resultado no fue el esperado.
El aceite de oliva es un fluoróforo, una sustancia capaz de emitir luz cuando se excita con la radiación. Y esto se utiliza como parámetro de control de calidad del aceite de oliva fácil y rápidamente. Si el aceite es puro habrá un brillo amarillo; si más de un cinco por ciento del aceite no es de oliva entonces brillará color azul cuando se enfrente a la luz ultravioleta. Luz con una longitud de onda de 405 nanometros (azul) hará que el aceite brille con un tono rojizo, si se usa una longitud de onda de 532 nanometros (verde) el color de la fluorescencia será anaranjado.
En síntesis orgánica, un experimento de rutina para el seguimiento de reacciones es la cromatografía en capa fina y su observación bajo luz ultravioleta para localizar la altura a la que se encuentran las sustancias, lo que nos da información de la naturaleza de estas. Esto es posible ya que las placas utilizadas presentan fluorescencia, lo que contrasta con los puntos en los que se encuentran las sustancias, que aparecen como puntos oscuros. Dejo un vídeo ampliando la información de esta técnica.
El ejemplo sugerido como experimento es el más básico que aporta en qué forma una luz ultravioleta tiene aplicaciones como la de detección de billetes al generar radiación visible en ciertos materiales. Puede ser ilustrativo si bien, se puede llegar a la errónea conclusión de que la luz ultravioleta consiste en eso. El vídeo constituye la ilustración del concepto, además de esto sería adecuado establecer por medio de un sencillo gráfico de la descomposición de la luz en donde opera el rango del espectro de luz. El color violeta está asociado al concepto porque su rango de frecuencias opera más allá del color violeta del espectro y en función de su frecuencia tienen sus aplicaciones. No olvidemos que se trata de una radiación del espectro de luz y como tal es dañina en función de la frecuencia y exposición como sucede en casos de aparatos de rayos uva o la propia exposición prolongada a la luz solar. Relacionado con esto quizás es interesante aportar en clases que otras radiaciones menos conocidas y aun más dañinas son detenidas por la atmósfera terrestre que opera como un filtro y que ello contribuye a que la vida orgánica sea posible. Sobre las aplicaciones, entre otras muchas que se pueden leer en los comentarios, en función de las frecuencias la luz ultravioleta se usa como germinnicida, de esterilización y que opera como reactivo que es lo que sucede en el caso de los detectores de billetes falsos o como catalizador en determinadas resinas que reaccionan a la luz solar pero de forma acelerada con luz ultravioleta. Esta última aplicación es muy interesante en múltiples ámbitos, por ejemplo muchas de las resinas de esmaltes de manicura tienen curado por luz UV, de manera que el endurecimiento es mucho más rápido que los esmaltes tradicionales, y a tal efecto existen máquinas incluso a nivel usuario para tener en casa. Por otra parte este tipo de resinas se usan también en ámbitos industriales de reparación de objetos por su alta dureza y rápido curado, vendiéndose kits con linterna UV + resina. Aporto un enlace a una investigación sobre el curado de este tipo de resinas.
Algo muy curioso respecto a la luz ultravioleta es que, si bien no puede ser percibida por el ojo humano, muchos animales son capaces de verla. Se conoce desde hace mucho tiempo que es una habilidad con la que cuentan muchas aves, peces y reptiles, pero las últimas investigaciones apuntan a que también en la clase de los mamíferos existen muchas especias capaces de ver radiación electromagnética con longitudes de onda por debajo de los 400 nm.
CUATRO CURIOSIDADES SOBRE LOS RAYOS UV
1 – No son todos iguales
Los científicos distinguen entre dos tipos de rayos UV: UVAs y UVBs. Mientras que los UVAs están presentes durante todo el año, los UVBs son más potentes en verano. Por eso debemos elige siempre una protección solar que trabaje para detener ambos tipos: un SPF alto para proteger contra UVB y un PPD fuerte para la protección contra UVA.
2 – Pueden penetrar a través del vidrio
Los rayos UVA pueden reflejarse a través del vidrio, así que si usas a menudo el transporte público, deberías saber que la ventana de tu autobús o tren no te protegerá de los daños del sol.
3 – Pueden golpear tu piel dos veces
Si piensas que sólo tienes que preocuparte de los rayos UV mientras estás en la playa, piénsalo de nuevo. No sólo la altitud aumenta la probabilidad de daños por el sol, con 1500m resultando en un aumento del 20% en la fuerza de los rayos UV, sino que la nieve refleja hasta el 95% de UVs resultando en un daño de tu piel – casi el doble de daño -.
4 – Incluso en días nublados no se detendrán
Aunque la luz solar está compuesta por 56% de infrarrojos, 39% de luz visible y sólo 5% de rayos UV, incluso los días nublados no nos protegerán completamente de los daños UV. Las nubes sólo detienen el 70% de UVA y UVBs antes de alcanzar la superficie de la tierra, lo que significa que es imperativo proteger tu piel más allá de las condiciones climáticas.
La luz ultravioleta es un componente de la radiación solar, que se localiza entre la luz visible y los rayos X en el espectro electromagnético (entre las longitudes de onda 100 nm-400 nm). Esta luz funciona como germicida para una amplia gama de microorganismos (bacterias, hongos, virus), se utiliza también en investigación forense para detectar sangre o distintos tipos de fluidos; su uso en arte permite detectar si el mármol, porcelana u otros materiales han sufrido algún tipo de reparación (esto influye mucho en el valor de la pieza para un coleccionista), entre otros usos. Si no tenemos en casa lámparas UV, hay diversos vídeos que ilustran como hacer luz ultravioleta de manera sencilla. Mejor probar el resultado con algún material fluorescente/fosforescente. Otro recurso interesante para mostrar en el aula son las bolitas misteriosas que se nos facilitó en la primera clase del máster. Incluso se podría realizar una investigación en el aula, en la que se utilicen distintas cremas solares (de distinto factor de protección) para ver si verdaderamente protegen frente a este tipo de radiación y si la periodicidad de aplicación también es un factor clave en la protección.
Desde que hicimos en clase el experimento de las bolas mágicas y lo utilizo como llavero, estoy mucho más concienciada sobre la radiación UV y la importancia de utilizar protector solar. Creo que puede ser muy interesante realizar esto en un aula de la ESO o Bachiller, porque además de profundizar en los procesos físicos implicados en este proceso, se pueden trabajar otros elementos de educación para la salud fundamentales.
Es interesante conocer como en la naturaleza existen diferentes tipos de seres vivos que pueden observar este tipo de rayos UV. Esto se debe a la presencia de diferentes fotorreceptores que lo permiten. En este artículo se detalla más en profundidad este fenómeno.
Se pueden realizar multitud de experimentos utilizando la luz ultravioleta. Ver un billete con esta luz como aparece en el video es una buena opción, pero también podríamos utilizar en el aula pinturas invisibles, tónica con quinina, clorofila, orina, sangre, etc… Incluso podemos usar el experimento de investigación que realizamos en el master de profesorado, donde utilizando a modo de llavero unas perlas que absorben luz UV y cambian de color, se hacia una investigación para saber que ocurría con esta pieza.
Me parece una idea interesante, la única pega que le veo es que no se hasta que punto puede llegar a ser fácil conseguir una luz ultravioleta. Más allá de eso, permitiría multitud de demostraciones, entre las que yo destacaría principalmente la posibilidad del uso de tintas invisibles, ya que a los alumnos les puede resultar muy divertido e interesante. De hecho, puede que a partir de esta práctica, comiencen a ver como ciertos bares o locales a menudo cuentan con luces que generan el mismo fenómeno y como si vas pintado con ese tipo de tintas en esos lugares, al entrar podrás ver lo que has dibujado.
En algunos comentarios anteriores comentaban la dificultad que podría suponer encontrar una fuente de luz ultravioleta: sin ir más lejos, los aparatos para las uñas de gel emiten luz ultravioleta, por lo que podría ser una opción fácil. Además, me gustaría añadir que otra de las aplicaciones que ha tenido recientemente ha sido para la lucha contra el Coronavirus, ya que se ha comprobado que efectivamente la luz ultravioleta inactiva al SARS-CoV-2, tal y como podréis comprobar si os dirigís al siguiente enlace de National Academies.
Una concepción que tenemos sobre la formación de vitamina D en nuestro organismo es que en general son los rayos UV (tipo A y B) los que ayudan a su producción; sin embargo solo la frecuencia de onda de los rayos UV-B son los que realizan esta función. Es importante ya que las lámparas más extendidas en los solariums son de tipo UVA con los que podemos ponernos morenos pero sin el beneficio de la adquisición de vitamina D tan importante para el organismo. También debemos tener en cuenta que los rayos UVB son los que se ven más afectados ante la interposición de un vidrio y nuestra piel ya que esta frecuencia es bloqueada casi en su totalidad. Otro factor para la no adquisición de la vitamina D son las cremas solares ya que estas bloquean los rayos UV impidiendo esta metabolización a pesar de la ventaja de usar estos protectores si vamos a exponernos durante mucho tiempo al sol. Otra concepción errónea es que podemos metabolizar vitamina D durante todo el año o a cualquier hora del día sin embargo: “Se ha visto que en lugares en latitudes superiores a los 35º no se produce nada de vitamina D de noviembre a febrero. Cádiz está a 36º y Huesca a 42º (igual que Boston, MS). Es decir, que en la Península Ibérica, de noviembre a febrero no fabricaremos vitamina D. Necesitaremos suplementos o (en personas mayores, una sesión semanal de rayos UV-B, completamente desnudos, tapándonos la cara durante los 8 min de sesión, pues la cara es la zona que más radiación UV acumula durante toda la vida y donde aparecerán los cánceres de piel no-melanomas). Por eso, debemos de entender que en otoño e invierno, no vamos a generar nada de Vitamina D. El sol seguirá siendo muy beneficioso, pues sus rayos UV-A, que sí que atraviesan en diagonal la capa de ozono, tienen beneficios como la liberación de óxido nítrico, que ayuda a la vasodilatación y nos reduce la tensión arterial. También la luz del sol por las mañanas nos ayuda a poner en hora nuestro reloj circadiano, permitiéndonos luego conciliar mejor el sueño por las noches. El sol es parte de nuestra vida. Ahora que llega mayo, el sol ya se eleva mucho en el horizonte y se pone muy vertical en las horas centrales del día. Así, si en marzo sólo obtendríamos vitamina D entre las 12 y las 3 de la tarde, ahora en mayo el sol estará lo suficientemente alto desde las 11 de la mañana a las 5 de la tarde. También nos quemaremos antes y quemarse el algo que no debe de ocurrir nunca. Tenemos un margen desde el tiempo necesario para generar suficiente vitamina D (de sol alto, sin protección) y el tiempo para quemarnos. Para entender esto, podemos utilizar la llamada Dosis Mínima de Eritema (D.M.E)”, por ejemplo en el blog del Pediatra Jorge García-Dihinx Villanova del Hospital de San Jorge de Huesca que trata, entre otros temas (desde la hipótesis lipídica al montañismo) sobre los beneficios de la vitamina D, su adquisición y los procesos metabólicos que se ven influenciados.
La radiación UV puede provocar cambios de color en ciertos materiales. Muchos tejidos, como el algodón y el nailon, se decoloran cuando se exponen a la radiación UV. Otros materiales, como los plásticos, pueden volverse quebradizos y decolorarse cuando se exponen a la radiación UV. Lo que permite que el alumno tenga al alcance de su mano una forma de relizar un experimento visual en su propia casa.
La luz ultravioleta también puede ser utilizada para identificación de minerales o gemas con la propiedad lumínica de fluorescencia. Comparto este link donde podemos apreciar esta característica en algunos de ellos, además disponen de un foro en el que comparten información muy interesante relacionada con minerales, piedras y gemas.
La luz UV permite explicar multitud de conceptos a través de diversos experimentos. Es una manera muy visual de que los alumnos comprueben de qué manera influyen las radiaciones en los distintos materiales. Además, es algo que pueden realizar por su cuenta e investigando si solo la luz UV afecta a dichos materiales, etc., de manera que también se fomenta la curiosidad del alumnado y que utilicen el método científico para contrastar las hipótesis que planteen.
Benito tiene en clase unas cuentas que cambian de color al ser expuestas a la radiación ultravioleta. Una experiencia manipulativa sencilla y educativa que se me ocurre que se puede hacer en clase (o mejor dicho, en el patio), es comprobar cuánto dura la protección solar que usamos para proteger la piel.Podemos coger una caja de plástico transparente, meter las cuentas, cubrir la tapa con crema solar e inspeccionar si las bolas cambian de color o no, y ver si en algún momento la crema deja de hacer efecto. No sé cuanto de buenos serán los resultados, pero es una buena forma de enseñar la metodología científica y elementos tales como: Verificar el funcionamiento del experimento y que nuestras asunciones previas son correctas. Si metemos las cuentas y no ponemos protección, ¿cambian de color? Tenemos que asegurarnos que la tapa sea transparente a los rayos ultravioleta; Asegurarnos de aislar factores: por ejemplo, pintar de negro o cubrir totalmente las paredes de la caja; Tener un grupo de control. Necesitamos otra caja, del mismo material, pero dejar la tapa sin cubrir de crema; Planificación. Si la caja está cubierta, ¿como miramos el interior? Pues podemos dejar una cara sin pintar y cubrirla con una tela. Para mirar, levantamos la tela. Es posible que esta disposición experimental tenga errores, como, si hay poca luz dentro de la caja, es posible que no se distingan las cuentas y si han cambiado de color (en la noche todos los gatos son pardos).
Para complementar el estudio de la fluorescencia proponemos un experimento adicional en el que podemos observar el fenómeno de la fluorescencia viendo como algunas sustancias al ser irradiadas devuelven radiación de diferente longitud de onda de la onda incidente, generalmente más larga. En el experimento propuesto se prueban sustancias como la tónica o agua de tónica que contiene quinina; la fluoresceína, los rotuladores fluorescentes, una pastilla de detergente, un caramelo, un chaleco reflectante de seguridad, un globo, una pintura de cera, varias etiquetas y canicas de vidrio de uranio también conocido como vidrio de vaselina. La dirección es esta.
La luz ultravioleta es usada en numerosos campos para distintos fines. En veterinaria usamos la lámpara de luz UV para detectar procesos micóticos en la piel, e imagino que en dermatología humana también será útil.
La luz ultravioleta es también utilizada para potabilizar el agua, ya que tras la irradiación de la luz UV, los ácidos nucleicos de los microorganismos son destruidos de forma que se ve imposibilitado para desarrollar cualquier actividad.
La luz ultravioleta sirve para percibir cosas imposibles de ver con luz natural. Desde un punto de vista científico, la luz ultravioleta es una radiación que recibe el nombre de ultravioleta o radiación UV. Esto sirve para poner de relieve colores y efectos no perceptibles a simple vista. Su aplicación se ha investigado sobre todo en el ámbito de la salud.
En clase realizamos una investigación con unas bolitas cuyos pigmentos respondían a la radiación ultravioleta y fue una actividad divertida y sorprendente. Se nos dieron unas bolitas transparentes para observarlas durante una semana y nos fijamos que estas cambiaban de color en algunas circunstancias pero no sabíamos el por qué. Fuimos realizando hipótesis (¿cambian con la temperatura?, ¿cambian con la luz?…) y realizando experimentos para reforzarlas o desecharlas. Para determinar que cambiaban con la luz ultravioleta las dejé en mi terraza, una vez protegidas por gafas de sol y en otra ocasión, sin protegerlas con las gafas. ¿Conclusión? Las bolitas se veían efectadas por la radiación UV.
Cierto que sí Laura, creo que las bolitas nos gustaron a tod@s. Eran nuestra compañía allá a donde íbamos. A mi me resultó curioso que a través de la ventana de casa o dentro del coche no modificaban su color y, era salir a la calle y aún en día nublado…bualá! Leyendo los comentarios me ha llamado la atención que precisamente insectos polinizadores se guíen por la radiación ultravioleta. Recientemente he visto un reportaje en tv de cría de abejorros aquí en España; para venderlos en colmenas que compran los agricultores. Desde que ponen estas colmenas, el tamaño y el peso de la plantación de pimiento se incrementa.
La luz ultravioleta esta presente de forma natural en la luz solar, pero también se puede obtener artificialmente mediante lámparas. Este tipo de radiación tiene múltiples aplicaciones actualmente. Por ejemplo, se puede utilizar con fines médicos para tratar enfermedades como la psoriasis o con fines estéticos, en los solariums, para mantener el bronceado durante los meses de menos luz solar. La luz ultravioleta también se puede utilizar en investigaciones policiacas, para detectar fluidos o huellas, o en agricultura para el cultivo de plantas simulando la luz solar. También se utiliza como esterilizante de alimentos o desinfectante de herramientas médicas para prevenir contagios.
La luz ultravioleta es uno de los grandes problemas actuales en relación con la medicina. Su exposición prolongada sin protección puede dar importantes problemas de salud como por ejemplo la ceguera. Es por que utilizaría este ejemplo en mi aula, para reafirma la importancia de fotoprotegerse siempre, desmintiendo las falsas creencias, como por ejemplo, que en invierno no es necesario.
En clase hicimos este experimento con unas bolas que reaccionan antes los rayos UV. Yo en particular probé factores solares para ver como reaccionaban a los distintos factores y si que con el factor 30 algo si que pasaba de radiación, pero con el factor 50 no pasó.
La luz ultravioleta es usada en nuestro día a día para distintos fines. Utilicé la actividad del aula para recalcar la importancia de la protección solar y la exposición a estos rayos ultravioletas. Pero una de las utilidades que puede que la gente no llegue a conocer es a nivel alimentario, como sistema de desinfección de alimentos, especialmente liquídos. Dejo a continuación un enlace de un video explicativo.
Los materiales que cambian de color al ser expuestos a luz ultravioleta a menudo contienen pigmentos fluorescentes. Ciertos detergentes para ropa contienen agentes blanqueadores ópticos que pueden fluorescer bajo luz ultravioleta, lo que hace que la ropa parezca más brillante.
A luz ultravioleta no primeiro vídeo permítenos identificar a liña que levan impresa os billetes americanos e tamén a marca de auga que neste caso é unha cara. No seguinte vídeo podemos observar unha explicación máis científica sobre os compoñentes da lámpada de luz e como funciona.
No segundo vídeo resulta interesante resaltar o uso que ten a lámpada na arqueoloxía, xa que pode revelar detalles invisibles ao ollo humano de moitas pinturas rupestres que teñan pigmentos invisibles a luz normal pero que si se podería ver con lámpadas de luz ultravioleta.
Un pouco relacionado co primeiro vídeo estaría o uso para detectar falsificacións arqueolóxicas co mesmo procedemento de detección de pigmentos ou materiais modernos.
Para dar un dato curioso con respecto a la radiación UV que ya ha comentado un poco gente en otros años, me gustaría señalar que los insectos son capaces de detectar la radiación ultravioleta. Ellos presentan unos ojos compuestos formados por omatidios (estructuras elementales que forman el ojo) que contienen unos pigmentos fotorreceptores distintos a los del ojo humano, que se excitan al recibir luz de longitud de onda ultravioleta, permitiendo su captación. Esto les sirve para ver patrones en las flores invisibles para nosotros. Estos les indican dónde se encuentra el nectar y el polen (su alimento). En otros casos más particulares, como en el de las abejas, estas utilizan la luz UV para orientarse, utilizando la reflexión de la misma para determinar puntos de referencia.
Como dato curioso, en la impresión 3D por SLA (estereolitografía), la forma en la que la pieza final impresa adquiere robustez es gracias a los ultravioletas. En muchas ocasiones, las empresas acompañan junto a la máquina de Impresión 3D otra de rayos UV para su “curación” o la venden por separado. También se puede utilizar los rayos UV naturales del sol para que estas piezas se vuelvan rígidas, pero tardarán más que con estas máquinas.
La radiación ultravioleta (UV) tiene una variedad de aplicaciones en diferentes campos, y algunos de sus usos novedosos incluyen la desinfección UV en el ámbito de la salud para desinfectar superficies y el aire; la impresión 3D para curar o solidificar resinas fotosensibles; la fabricación de dispositivos electrónicos flexibles facilitando la producción de componentes electrónicos; también favorece la fotopolimeración de materiales compuestos utilizados en odontología; y en la tecnología de la industria alimentaria se ha utilizado la radiación UV para desinfectar y prolongar la vida útil de ciertos alimentos.
Los materiales que cambian de color bajo la luz ultravioleta, los fosforescentes o fluorescentes, son materiales que por su carácter llamativo se han utilizado en pinturas para paredes, en ropa y accesorios, carcasas de móviles, juguetes, laca de uñas y últimamente, como novedad, los tatuajes UV.
Los tatuajes invisibles se realizan con tintas UV que se activan cuando se las expone a la luz negra o luz ultravioleta, logrando un efecto que dura aprox ente 12 y 18 meses. ¡Pero tranquilos/as! La OMS dice que estos tatuajes se consideran seguros, siempre y cuando se realicen en establecimientos que cumplan con las normas de higiene y esterilización.
Una de las aplicaciones interesantes de la luz ultravioleta es a medición de Ozono. Para medir la concentración de ozono en superficie se utiliza la fotometría ultravioleta, utilizando la propiedad de las moléculas de ozono para absorber parte de la radiación ultravioleta. Es importante destacar que este método se basa en el principio de que el ozono absorbe luz ultravioleta a longitudes de onda específicas. Cuanto mayor sea la concentración de ozono en la muestra, mayor será la cantidad de luz ultravioleta absorbida, y esto se traduce en una señal más débil detectada por el detector.
He leído que en otros comentarios de esta publicación se menciona la tinta “invisible” que se puede ver gracias a la luz emitida por linternas de UV. Esto se podría aplicar en las clases de secundaria para llevar a cabo diferentes actividades. En otra materia de este máster, un profesor nos mostró cómo organizó un escape room para sus alumnos de física y química en el que se incluía una prueba que requería la utilización de estas linternas, que son fácilmente adquiribles a bajo costo.
La luz ultravioleta es muy importante para animales como los reptiles, sobre todo para un correcto cuidado de estos animales si se quieren tener de mascota, ya que en el interior de las casas no están tan expuestos a ella. La luz ultravioleta les permite absorber adecuadamente la vitamina D, calcio y para evitar enfermedades.
La luz ultravioleta también puede usarse en el laboratorio para ver la quinina presente en una tónica, en clase lo hemos visto, pero ya en la carrera habíamos hecho una práctica de laboratorio sobre esto. La quinina presente en el agua tónica absorbe la luz ultravioleta, que no somos capaces de ver, y emite posteriormente luz blanco-azulada, que sí vemos.
Tras una pandemia mundial por una enfermedad infecciosa como ha sido el SARS-CoV-2 y donde se ha demostrado que el lavado de manos es una de las principales medidas para evitar el contagio de estas enfermedades me parece interesante mostrar cómo podemos utilizar la luz ultravioleta para mostrar si el lavado de manos se ha realizado, o no, correctamente. Dejo un vídeo que lo muestra.
La luz UV no solo amplía la percepción visual en el reino animal, sino que también influye en la ecología, el comportamiento y la evolución de numerosas especies. Entre las diferentes curiosidades sobre el tema se puede mencionar, por ej,
– La visión en el espectro ultravioleta de algunos animales: Algunas aves tienen la capacidad de ver en el espectro UV. Esto les ayuda a identificar alimentos, parejas y rivales. Por ejemplo, las plumas de algunos pájaros emiten patrones UV que solo otros de su especie pueden ver. También existen insectos que ven en el espectro UV, como las abejas, lo que les permite detectar patrones en las flores que son invisibles para los humanos. Estas guías UV las conducen al néctar.
– Patrones ocultos en la piel y el pelaje: Por ejemplo: La orina de ratones y ratas refleja luz UV, lo que es usado por algunos depredadores, como los búhos, para rastrearlos. En el caso de los escorpiones, éstos brillan bajo la luz UV debido a compuestos en su exoesqueleto.
– Comunicación y selección sexual: especies como las mariposas y las aves del paraíso presentan patrones UV en sus alas para atraer parejas.
– Y finalmente, algunos animales presentan una protección natural contra los rayos UV: por ej, los reptiles tienen pigmentos en la piel que los protegen de los UV y los pingüinos en la Antártida, no se ven afectados por los UV gracias a su plumaje denso y aceitado.
ah y me olvidada comentar sobre los hipopótamos y su sudor de sangre: El “sudor de sangre” de los hipopótamos es una secreción especial que produce su piel. Es de color rojizo, lo que da la impresión de que están sudando sangre, pero en realidad son diferentes ácidos que los protegen de los rayos UV.
Asi es su apariencia. Más información.