Tratamiento Uv

NIVEL II
Fundamentos del Tratamiento Ultravioleta
¡Los Términos y Definiciones Sí son Importantes!

Por James R. Bolton

Resumen
En este artículo se presentan los fundamentos de luz UV, incluyendo
la naturaleza de la luz, fuentes de luz a objetos, absorción y transmisión
de luz, y diseño de reactores UV, además de otros términos y definiciones
que se recomiendan.

estándar SI; sinembargo, para aplicaciones de luz ultravioleta y
fotoquímica, λ por lo general se proporciona en nanómetros (nm), con
los factores numéricos apropiados para hacer que el lado izquierdo de
las ecuaciones aparezca en joules (J).

Leyes de la fotoquímica
Introducción
Los fundamentos de luz ultravioleta (UV) y su absorción son los
mismos para cualquier medio (aire, agua o superficie). En esteartículo,
voy a suponer que el lector posee un conocimiento limitado sobre la
luz UV; por consiguiente se presentarán cuidadosamente varios términos
y definiciones.* Es importante comprender esto términos fundamentales
para prevenir errores, interpretaciones erróneas y malentendidos.

Las reacciones fotoquímicas son singulares por el hecho de que
son guiadas por la absorción de la luz. Porejemplo, la desinfección UV
es un proceso que es iniciado por la absorción de fotones UV por bases
de ácido nucleico en el ADN de bacterias y protozoos y por el ADN o
ARN en virus. Hay por lo menos tres “Leyes de la Fotoquímica”** que
se aplican:

Primera ley de la fotoquímica
La luz—¿Una partícula o una onda?
La luz o radiación electromagnética abarca longitudes de onda
que atraviesan por lomenos 15 órdenes de magnitud desde los rayos
gama hasta las ondas de radio. En el siglo 19, se consideraba que la luz
tenía solamente propiedades “semejantes a las de las ondas”; sin
embargo, a finales del siglo 19 y principios del siglo 20 se hizo obvio a
través del trabajo de Planck, Einstein y otros individuos que la luz
también posee propiedades “semejantes a las de las partículas”. Estacaracterística es más aparente en el “efecto fotoeléctrico”, con el cual
Einstein pudo explicar los resultados en términos del concepto de la
luz como una corriente de partículas conocidas como “fotones”.
Anteriormente Planck haba podido explicar las propiedades de radiación
del “cuerpo negro” suponiendo que la luz está compuesta de partículas
discretas con una energía inversamenteproporcional a la longitud de
onda. Estas dos características de la luz están conectadas en la famosa
“Ley de la Radiación de Planck” como se muestra en las ecuaciones
siguientes:
[1a] u = hv = hc/λ
[1b] U = NAhv = hcNA/λ
donde u es la energía (J) de un fotón, v es la frecuencia (Hz = s-1),
λ es la longitud de onda (m), c es la velocidad de la luz (2.9979 x 108 m
s-1) al vacío, h es la constantede Planck (6.6261 x 10-34 J s), NA es el
número de Avogadro (6.02214 x 1023 mol-1) y U es la energía de un mol
o einstein de fotones. Las unidades aquí utilizadas aparecen en formato

Solamente la luz que es absorbida por una molécula puede ser
efectiva en producir un cambio fotoquímico en esa molécula.
Si la luz (es decir, una corriente de fotones) no es absorbida al
pasar a través de unmedio, no puede suceder nada, y no puede inducirse
ninguna reacción fotoquímica. Esta ley se conoce algunas veces como
la Ley de Grotthus-Draper en honor a los trabajos de Grotthus en 1817
y Draper en 1843. Un ejemplo ilustrativo es la molécula de peróxido de
hidrógeno (H2O2). Los fotones con longitudes de onda hasta de 560
nm tienen suficiente energía para disociar el enlace O–O en H2O2; sinembargo, no ocurre una reacción fotoquímica hasta que se absorbe la
luz por debajo de aproximadamente 300 nm. Esto se debe a que el H2O2
no absorbe suficiente luz por encima de 300 nm.

Segunda ley de la fotoquímica
Cada molécula que es parte de una reacción química causada por
la luz absorbe un cuanto de radiación (fotón), que causa la reacción.
Esta es una consecuencia de la naturaleza...