Radiação ultravioleta

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Ultravioleta
Ciclos por segundo: 750 THz a 300 PHz

Comprimento de onda: 400 nm a 15 nm

Imagem de Marte em falsa cor obtida a partir de observações da sonda MAVEN na faixa do ultravioleta.[1]

A radiação ultravioleta (UV) é a radiação eletromagnética ou os raios ultravioleta com um comprimento de onda menor que a da luz visível e maior que a dos raios X, de 380 nm a 1 nm. O nome significa mais alta que (além do) violeta (do latim ultra), pelo fato de que o violeta é a cor visível com comprimento de onda mais curto e maior frequência.

A radiação UV pode ser subdividida em UV próximo (comprimento de onda de 380 até 200 nm - mais próximo da luz visível), UV distante (de 200 até 10 nm) e UV extremo (de 1 a 31 nm).

No que se refere aos efeitos à saúde humana e ao meio ambiente, classifica-se como UVA (400 – 320 nm, também chamada de luz negra ou onda longa), UVB (320–280 nm, também chamada de onda média) e UVC (280 - 100 nm, também chamada de UV curta ou "germicida"). A maior parte da radiação UV emitida pelo sol é absorvida pela atmosfera terrestre. A quase totalidade (99%) dos raios ultravioleta que efetivamente chegam a superfície da Terra são do tipo UV-A. A radiação UV-B é parcialmente absorvida pelo ozônio da atmosfera e sua parcela que chega à Terra é responsável por danos à pele. Já a radiação UV-C é totalmente absorvida pelo oxigênio e o ozônio da atmosfera.

As faixas de radiação não são exatas. Como exemplo, o UVA começa em torno de 410 nm e termina em 315 nm. O UVB começa em 330 nm e termina em 270 nm aproximadamente. Os picos das faixas estão em suas médias.

Seu efeito bactericida a torna utilizável em dispositivos que mantêm a assepsia de certos estabelecimentos.

Outro uso é a aceleração da polimerização de certos compostos. Também é utilizada para apagar dados escritos em uma memória eletrônica EPROM.

Muitas substâncias, quando expostas à radiação UV, se comportam de modo diferente de quando expostas à luz visível, tornando-se fluorescentes. Este fenômeno se dá pela excitação dos elétrons nos átomos e moléculas dessa substância ao absorver a energia da luz invisível. Ao retornar a seus níveis normais (níveis de energia), o excesso de energia é reemitido sob a forma de luz visível.

Subtipos[editar | editar código-fonte]

O espectro eletromagnético da luz ultravioleta pode ser dividido de várias formas. A norma ISO sobre determinação de irradiância solar (ISO-21348:2007)[2] descreve as seguintes faixas de comprimento de onda (nm):

Nome Abreviação Faixa de comprimento de onda (nm)
Ultravioleta UV 100 nm – 400 nm
Ultravioleta de vácuo VUV 10 nm – 200 nm
Ultravioleta extremo EUV 10 nm – 121 nm
Ultravioleta longínquo FUV 122 nm – 200 nm
Ultravioleta C UVC 100 nm – 280 nm
Ultravioleta médio MUV 200 nm – 300 nm
Ultravioleta B UVB 280 nm – 315 nm
Ultravioleta próximo NUV 300 nm – 400 nm
Ultravioleta A UVA 315 nm – 400 nm

Luz negra[editar | editar código-fonte]

Arte com materiais fluorescentes. (Artista: Beo Beyond)

Existem certas lâmpadas ultravioleta que emitem comprimentos de onda próximos à luz visível entre 380 e 420 nm. Estas são chamadas de lâmpadas de "luz negra".

O UV destas lâmpadas é obtido principalmente através de uma lâmpada fluorescente sem a proteção do componente (fósforo) que a faz emitir luz visível.

Dentro da lâmpada há um vapor (mercúrio) que, na passagem de elétrons, emite radiação no comprimento de onda do ultravioleta. Esta radiação liberada "bate" na borda da lâmpada que é revestida internamente por fósforo. O fósforo excitado com a energia recebida reemite a energia em comprimentos de onda do visível (branco).

A diferença para a luz negra, é que esta não possui o revestimento de fósforo, deixando, assim, passar toda a radiação ultravioleta.

Este tipo de luz é usada em aparelhos elétricos para atrair insetos e eletrocutá-los. Outros tipos de uso são para identificar dinheiro falso, decoração, boates e tuning.

Fontes de RUV[editar | editar código-fonte]

A principal fonte de RUV é o sol, mas ainda há outras fontes importantes tais como lâmpadas de descarga de mercúrio (Hg) que são muito utilizadas em hospitais para fins de esterilização e em clínicas de bronzeamento artificial. As lâmpadas fluorescentes utilizadas em casas e escritórios são lâmpadas de descarga com parte interna do tubo feita com vidro coberta com um fósforo. Esse material, quando excitado por fótons, reemite a energia absorvida em forma de luminescência, que pode ser fluorescência ou fosforescência.

Com relação ao sol, grande parte da RUV por ele emitida e que chega à Terra é UVA, seguida respectivamente pelas radiações UVB e UVC. Entretanto, 38,9% da radiação que chega do sol é na faixa do visível, enquanto que 52,8% é infravermelho (IV).

Efeitos biológicos[editar | editar código-fonte]

Quantos aos efeitos biológicos causados pela radiação UV, é possível dividi-los em duas categorias: efeitos biológicos agudos ou imediatos e efeitos biológicos crônicos ou tardios.

Efeitos biológicos agudos ou imediatos[editar | editar código-fonte]

Os principais efeitos imediatos são eritema (ou queimadura de pele), bronzeamento, produção de vitamina D e imunodepressão.

A radiação UVB causa eritema, que é a queimadura de pele. Ela também lesa as células epiteliais, altera o DNA e libera substancias orgânicas que promovem a inflamação e dilatação dos vasos. Queimaduras ao espremer limão sob o sol ou comer camarão ocorrem devido à essência de bergamota, presente nesta fruta. As queimaduras de pele surgem em decorrência de um extravasamento de plasma da derme ou epiderme e com essas queimaduras surge um avermelhamento acompanhado de aumento de espessura da pele.

Um efeito imediato importante é o bronzeamento, que é o aumento da pigmentação da pele pela ação da RUV e consequentes alterações que ocorrem nos melanócitos. O bronzeamento pode também ser imediato ou tardio. O imediato surge minutos após exposição solar em indivíduos morenos ou pardos e desaparece gradualmente nas horas subsequentes, enquanto que o tardio, que também ocorre em indivíduos morenos, aparece a partir do terceiro dia de exposição e está relacionado principalmente à UVA e à luz visível.

A radiação UV tem "efeito hormese", ou seja, em baixa dosagem ela é benéfica para o ser humano, sendo essencial para a produção de vitamina D e também usada como método auxiliar no tratamento de várias doenças, como o raquitismo, a psoríase e a eczema, enquanto que em alta dosagem pode ser perigosa e ter efeitos danosos, como o câncer de pele.

Exposições prolongadas do homem ao sol podem resultar em efeitos crônicos para a saúde da pele e do olho. A queimadura de sol e o bronzeamento são os efeitos mais conhecidos.

Efeitos biológicos crônicos ou tardios[editar | editar código-fonte]

A longo prazo, a radiação pode induzir alterações degenerativas nas células, tecidos fibrosos e vasos sanguíneos, causar reações inflamatórias nos olhos e levar ao envelhecimento prematuro da pele, destacando-se como efeitos crônicos o câncer e a catarata. São descobertos anualmente entre 2 e 3 milhões de novos casos de câncer de pele não-melanoma e mais de 130 mil casos de melanoma em todo o mundo.

A radiação UVA é sobretudo responsável pela deterioração dos componentes dérmicos, causando também alterações das fibras elásticas, desarranjo das fibras colágenas, dilatação dos vasos sanguíneos e aumento do numero de células inflamatórias. Os queratinócitos perdem sua orientação, há distribuição irregular dos melanócitos e diminuição do número das células de Langerhans. Assim há a indução do fotoenvelhecimento com o passar do tempo, ou seja, a pele torna-se enrugada, seca, de cor amarelada, com menor elasticidade e maior flacidez, surgindo ainda manchas brancas e pigmentadas. O fotoenvelhecimento aumenta a propensão do desenvolvimento de câncer cutâneo. Lâmpadas UVA são utilizadas por dermatologistas para auxiliar no diagnóstico de doenças, uma vez que essa é a RUV com maior poder de penetração.

Os tipos de câncer induzidos pela RUV são divididos em:

Não-melanoma que é, na maioria dos casos, carcinoma espinocelular, carcinoma de células basais ou carcinoma de células escamosas, raramente fatais, mas cujos tratamentos cirúrgicos são dolorosos e muitas vezes desfigurantes, aparecendo com mais frequência em regiões comumente expostas ao sol, como orelhas, rosto, pescoço e antebraço.

Melanoma, que não depende da ação cumulativa de UVB, mas de uma exposição intermitente que possa causar queimadura solar. Embora muito menos prevalente que os não-melanomas, é a causa principal de morte por câncer de pele.

Outros efeitos[editar | editar código-fonte]

Danos nos olhos podem ser divididos em dois tipos distintos de acordo com a forma de exposição: os de curtas exposições e alta intensidade e os de longa exposição e baixa intensidade de radiação. No primeiro caso, é a córnea que mais sofre os efeitos. As manifestações são agudas e surgem após um período de latência; no outro caso, o cristalino e a retina são os mais afetados.

Doses elevadas de radiação UV produzem fotoconjuntivite (inflamação da conjuntiva) e fotoqueratite (inflamação da córnea). As prolongadas exposições, mesmo com baixas intensidades, podem produzir cataratas, pterígio ou alguns tipos de carcinoma, que podem ser irreversíveis ou exigir uma intervenção cirúrgica.

Referências

  1. «A Sharpened Ultraviolet View of Mars» (em inglês). NASA/Goddard/University of Colorado/LASP. Consultado em 18 de outubro de 2016. 
  2. «ISO 21348 Process for Determining Solar Irradiances». 

Bibliografia[editar | editar código-fonte]

  • Francis Rouessac and Annick Rouessac; Chemical Analysis, Modern Instrumentation Methods and Techniques; John Wiley & Sons, 2000, p189.
  • Emico Okuno e Maria A. Constantino Vilela: Radiação Ultravioleta: Características e efeitos. Temas atuais de Física/SBF, editora livraria da física, 1a. Edição, 2005.