LEDs bactericidas

El ultravioleta está fuera del rango 100-400 nm visible para el ojo humano. Es el espectro solar de onda corta entre los rayos X y la luz visible. Los diferentes tipos de chips UV se utilizan en la descontaminación, la cosmética, la producción de alimentos y la ciencia forense.

Los chips UV se producen añadiendo un aditivo a los materiales semiconductores. El arseniuro de galio se utiliza habitualmente. Produce un brillo infrarrojo. La emisión de diodos UV ayuda a prevenir la propagación del coronavirus, por lo que ahora se utilizan a menudo en los hospitales.

Principio de funcionamiento de los LED UV para la desinfección

Los diodos UV funcionan como un chip SMD estándar. Sin embargo, los aditivos son los responsables de las características de las emisiones:

• AIN - aluminonitruro;
• AlxGa1-xAs - arseniuro de aluminio y galio;
• InN india - una combinación binaria de nitrógeno e indio;
• GaN (nitruro de galio): galio y nitrógeno.

La figura 1 es un diodo ultravioleta.

La fuente de luz es un cristal con una unión p-n. En su interior, los electrones se recombinan y se generan fotones. El rango de emisión depende del material de fabricación específico y del tipo de chip. Los diodos con una longitud de onda de 370-400 nm se consideran los más populares debido a su facilidad de fabricación y asequibilidad.

Características del diodo

Los LEDs germicidas ultravioletas tienen los siguientes parámetros técnicos

• duración de funcionamiento en condiciones normales de funcionamiento de 50.000 horas;
• corriente de funcionamiento para los débiles y chip - 20 mA, para los elementos de gran alcance - 400-700 mA;
• Longitud de onda posible: de 100 a 400 nm;
• tensión 3-4 V;
• intensidad del flujo - 500-4500 mCd;
• ángulo de radiación - hasta 120°;
• calentamiento máximo - 60 C°;
• Temperatura de funcionamiento admisible: de -20 C° a +100 C°.

Fig.2 - Características de los diodos UV.

El dispositivo funciona con una corriente estándar de una fuente de alimentación estándar de 220 V.

Ventajas y desventajas

Al sustituir las lámparas de descarga por LEDs en las unidades de desinfección, se pueden conseguir las siguientes ventajas:

• La potencia puede ajustarse en un amplio rango mediante un regulador;
• Gracias al tamaño compacto de los chips, la radiación se fija con precisión en el objeto a desinfectar;
• Posibilidad de crear una fuente con una longitud de onda efectiva de 270 nm. Esto proporcionará una gran resistencia mecánica y reducirá el peso de la unidad;
• La unidad funciona sin mercurio;
• En comparación con los sistemas estándar, la puesta en marcha es instantánea;
• Los diodos funcionan en la gama de longitudes de onda largas, por lo que no es posible la emisión de ozono
• no se necesitan tubos de ventilación; la unidad está refrigerada por agua;
• algunos modelos están equipados con LEDs de emisión de longitud de onda mixta.

Figura 3 - Espectros de radiación.

Los diodos proporcionan una unidad de desinfección compacta con menos restricciones en comparación con las lámparas germicidas estándar. Ajustando la potencia, la unidad puede utilizarse en habitaciones donde haya personas sin que ello tenga un impacto negativo en la salud.

Las desventajas de los chips UV son:

• La cobertura ajustada suele ser cara;
• menor eficiencia en comparación con las lámparas de media presión;
• Los tintes adecuados para las lámparas reaccionan a la luz solar;
• La luminiscencia ultravioleta se enfoca sólo a través de lentes especiales;
• no todos los sistemas son capaces de sustituir uno de los elementos dañados;
• En los sistemas refrigerados por agua, puede formarse condensación en el interior de la cámara. Esto hace que los microorganismos se acumulen en el sistema de refrigeración.

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Cómo utilizar correctamente los LEDs UV

El uso incorrecto de una lámpara LED no producirá el efecto deseado. En este caso, el propietario puede tener una falsa impresión de la eficacia. Tampoco hay que olvidar el desgaste del aparato y el consumo de energía. Un error común en el uso de la instalación es colocarla incorrectamente sin tener en cuenta el movimiento del flujo de aire. En la mayoría de los casos, una puerta y una ventana forman la línea.

Antes de comprar y encender la unidad, debes leer las especificaciones y el ciclo de vida para evaluar la eficiencia. Debe establecerse un calendario de encendido y apagado.

Si una persona con una infección respiratoria aguda ha estado en el piso, se deben tomar las siguientes medidas para esterilizarlo:

1. Todo el mundo debe salir antes de comenzar el proceso de limpieza.
2. Realizar una limpieza en húmedo.
3. Ventilar la habitación durante al menos 15 minutos.
4. Encienda la unidad durante media hora.

La Fig.4 es un ejemplo del horario correcto de utilización de la lámpara UV.

Al terminar, ventile la habitación durante 5 minutos. Repita el proceso de limpieza 1 vez más durante el día.

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Ámbito de aplicación

Hasta hace poco, los LED UV se utilizaban en los mismos ámbitos que las lámparas UV. Pero se benefician de su compacidad, su mayor alcance de radiación y su ahorro de energía. Una ventaja convincente es su larga vida útil. Los diodos UV se utilizan en los siguientes ámbitos:

• Farmacología. En la producción de productos farmacéuticos;
• En los salones de manicura. Las lámparas UV son eficaces para secar las lacas de gel y las extensiones de uñas con compuestos de gel;
• de la fabricación y la industria. Cuando se trabaja con composiciones compuestas, que se polarizan y endurecen bajo la influencia de los rayos UV;
• medicina. Para la desinfección de locales.
• La banca. La lámpara ayuda a determinar la autenticidad de los billetes, a leer las marcas de los bancos en el papel.
• forense. Se utiliza en actividades forenses para detectar rastros, fluidos biológicos y partículas.

La figura 5 es una tabla de normas de rendimiento.

La lista de aplicaciones de los LEDs germicidas se añade cada año. Muchos países están investigando y probando los efectos de la luz ultravioleta sobre la salud. Tal vez los rayos se utilicen para contrarrestar el cáncer.

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Para el hogar

Se recomienda comprar dispositivos de precio medio. Las lámparas baratas no siempre son seguras. Conviene saber cuánto tiempo hay que dejar la lámpara encendida, en función del tamaño de la habitación. Por ejemplo, en una habitación de 20 metros³ la lámpara debe dejarse encendida durante al menos 20 minutos.

Fig. 6 - Lámparas de desinfección UV para el hogar.

Las unidades están disponibles como unidades cerradas o abiertas. Las abiertas se colocan en un trípode, en la pared o en el techo. Los dispositivos de tipo cerrado son menos populares. Los chips son eficaces contra los virus, eliminan los hongos y el moho en las zonas húmedas y desinfectan las zonas de almacenamiento de frutas y verduras.

Conclusión

Los LEDs desinfectantes son eficaces contra los virus y las bacterias. Pero si el dispositivo se utiliza incorrectamente, puede ser perjudicial para la salud. Familiarícese con las instrucciones y normas de seguridad antes de utilizar el diodo UV.