Ultraviolat: diferència entre les revisions

L''''ultraviolat''', '''radiació ultraviolada''' o '''llum ultraviolada''' ('''UV''') és la [[radiació electromagnètica]] amb una [[longitud d'ona]] menor que la de la [[llum visible]] i major que la dels [[raigs X]]. La seva longitud d'ona fa aproximadament de 400 nanòmetres a 15 nanòmetres i presenta [[Energia|energies]] d'entre 3 i 124 [[Electró volt|eV]]. Se'n diu ''ultraviolat'', que significa «'més enllà del violeta»' (del llatí ''ultra''), perquè el [[Color violat|violeta]] és el color visible amb la longitud d'ona més curta i la de la radiació ultraviolada encara és més curta.

[[Fitxer:Rheum nobile (photo Bill Baker).jpg|thumbnail|''[[Rheum nobile]]'' és una espècie de [[ruibarbre]], originari de l'[[Himàlaia]], que pot viure a grans altures (entre 4.000 i 4.800 metres) gràcies al fet que ha desenvolupat un sistema que li permet de filtrar la radiació ultraviolada. El seu recobriment el formen [[Bràctea|bràctees]] translúcides que deixen passar la [[llum visible]] i provoquen, a més a més, un [[efecte hivernacle]] que la protegeixen del fred i, alhora, filtren els raigs UV, que la matarien.]]

Es descobrí la radiació ultraviolada en observar l'enfosquiment de les [[Sal (química)|sals]] de [[plata]] quan són exposades a la [[llum]] del [[sol]]. El [[1801]] el [[físic]] [[ètnia alemanya|alemany]] [[Johann Wilhelm Ritter]] va observar que una radiació invisible situada just després de la [[Color violat|violeta]], el final de l'[[espectre visible|l'espectre visible]], era especialment efectiva a l'hora d'enfosquir [[paper]]s impregnats de [[clorur d'argent]]. Ritter va anomenar aquesta radiació «raigs desoxidants» per a ressaltar-ne la [[reactivitat química]] i diferenciar-los dels «raigs calents» ([[infraroig]]s) situats més enllà de l'altre extrem de l'espectre visible. La denominació «raigs químics» es va imposar i mantenir tot el [[segle XIX]]. Després, les denominacions «raigs calents» i «químics» van anar sent substituïdes «radiació infraroja» i «ultraviolada».

El terme ''ultraviolat'' significa "'més enllà del violat"' (del [[llatí]] ''ultra'', "'més enllà de"'). El [[violat]] és el color de les [[longitud d'ona|longituds d'ona]] més curtes de la llum visible. La llum ultraviolada té una longitud d'ona encara més curta que la llum violada.

L'[[espectre electromagnètic]] de la radiació ultraviolada pot ser subdividit de maneres diferents. La norma ISO per a la radiació solar estableix els següentsaquests rangs:<ref>{{ref-web

|Ultraviolat C, ones curtes, o [[Radiacióradiació ultraviolada germicida]]

El [[sol]] emet radiació UV en les formes UVA, UVB i UVC però a causa de l'absorció per part de l'[[atmosfera terrestre|atmosfera]] terrestre, el 99% dels raigs ultraviolats que arriben a la superfície de la Terra són del tipus UVA. La radiació UVC no arriba a la terraTerra perquè és absorbida per l'[[oxigen]] i l'[[ozó]] de l'atmosfera; i de la radiació UVB, que és absorbida parcialment per l'ozó, n'arriba poca a la superfície de la Terra.

[[Fitxer:Earth in ultraviolet from the Moon (S72-40821).jpg|thumb|right|200px|Imatge de la Terra en llum ultraviolada presa des de la superfície de la Lluna. La part diürna reflecteix molta llum UV del Sol, mentre que la part nocturna presenta bandes d'emissió d'UV de l'aurora generada per partícules amb càrrega.<ref group="web">[http://science.hq.nasa.gov/kids/imagers/ems/uv.html NASA - Ultraviolet Waves] (en anglès)</ref>]]

El [[Sol]] emet radiació ultraviolada dels tipus UVA, UVB i UVC, però la [[capa d'ozó]] en bloqueja el 98,7% de la que arriba a la Terra. El 98,7% de la radiació que aconsegueix arribar a la superfície de la Terra és de tipus UVA. Una part de la radiació UVB i UVC que arriba del Sol és la responsable de la creació de la capa d'ozó en trencar les molècules d'O₂ que es recombinen després en O₃.

El vidre ordinari és parcialment [[Transparència|transparent]] per a la radiació UVA, però és [[Opacitat|opac]] per a les longituds d'ona més curtes. En canvi, el vidre de quars, en funció de la seva qualitat, pot arribar a ser-hi totalment transparent. Una finestra normal de vidre deixa passar al voltant de 90% de la llum amb una [[longitud d'ona]] per sobre de 350 nm, però al mateix temps bloqueja 90% de la llum per sota dels 300 nm.<ref>{{ref-web|títol= Soda Lime Glass Transmission Curve|url = http://www.sinclairmfg.com/datasheets/sodalimecurve.htm}}</ref><ref>{{ref-web|títol= B270-Superwite Glass Transmission Curve|url = http://www.pgo-online.com/intl/katalog/curves/B270_kurve.html}}</ref><ref>{{ref-web|títol= Selected Float Glass Transmission Curve|url = http://www.pgo-online.com/intl/katalog/curves/whitefl_kurve.html}}</ref>

La radiació ultraviolada extrema (EUV o XUV) es caracteritza per interaccionar amb la matèria d'una manera diferent en funció de la seva longitud d'ona. Les longituds d'ona més llargues, d'aproximadament 30 nm, interaccionen principalment amb els [[Electró de valència|electrons de valència]] dels [[àtoms]], mentre que les longituds d'ona més curtes interaccionen principalment amb electrons de la capa interior i els [[Nucli atòmic|nuclis]]. L'extrem de l'espectre EUV s'estableix per una prominent [[línia espectral]] d'[[heli|He⁺]] als 30,4 nm. La radiació EUV és fortament absorbida pels materials més coneguts, però és possible sintetitzar un recobriment òptic de capes múltiples que reflecteixi fins a 50% de la radiació EUV en una incidència normal. Aquesta tecnologia ha estat utilitzada en la fabricació de [[telescopi]]s per obtenir imatges del Sol. Els primers en van ser el NIXT (''Normal Incidence X-ray Telescope'') i el MSSTA (''Multi-spectral solar telescope array''), que van ser llançats a l'espai la [[dècada del 1990]]; exemples més actuals podrien ser el [[Solar and Heliospheric Observatory]] (SOHO), on hi ha el EIT (''Extreme UV Imaging Telescope'') i el TRACE (''Transition Region and Coronal Explorer''). En el camp de la fabricació de [[Circuit integrat|circuits integrats]], s'utilitza en la [[nanolitografia]].

[[Fitxer:Black light bulb.jpg|thumbnail|Una làmpada de llum negra. Els nostres ulls veuen una llum violeta que és una petita fracció visible de la radiació produïda.]]

La [[làmpada de Wood]] és una làmpada que emet [[llum negra]] (o llum de Wood), una composició de radiació ultraviolada UVA i una mica de llum visible, i habitualment és coneguda com a làmpada UV. Els fluorescents de llum negra es fan de la mateixa manera que un fluorescent normal però sols s'utilitza [[fòsfor]] i el vidre transparent se substitueix per un altre de color morat fosc anomenat vidre de Wood, un vidre amb òxid de níquel que bloqueja gairebé tota la llum visible per sobre de 400 nm. Per a obtenir un pic d'emissió entre els 368 i 371 nm s'utilitza una substància que pot ser tant una barreja de fluoroborat d'[[estronci]] i [[europi]] (SrB₄O₇F:Eu²⁺) com de borat d'estronci i europi (SrB₄O₇:Eu²⁺); en canvi, per a produir un pic d'emissió entre els 350 i 353 nm s'utilitza una barreja de silicat de [[bari (element)|bari]] i [[plom]] (BaSi₂O₅:Pb⁺).

Les [[llum fluorescent|llums fluorescents]] sense un recobriment fosforescent per a convertir l'ultraviolat aen llum visible emeten llum ultraviolada amb dos pics a 253.,7&nbsp;nm i 185&nbsp;nm a causa de l'emissió de [[mercuri (element)|mercuri]] dins del tub. De vuitanta-cinc a noranta per cent de l'ultraviolat produït per aquestes làmpades es troba a 253.7&nbsp;nm, mentre que només de cinc a deu per cent es troba a 185&nbsp;nm. Les làmpades germicides usen [[quars]] (vidre) junt amb un additiu per a bloquejar la longitud d'ona de 185&nbsp;nm. Amb l'addició d'un [[fòsfor (substància fluorescent)|fòsfor]] adequat, es poden modificar perquè produeixin UVA, UVB o espectre de llum visible.

Aquestes làmpades de mercuri de baixa pressió són molt utilitzades per a desinfectar, i en la seva forma normal tenen una [[temperatura d'operació]] òptima d'uns 30&nbsp;°C. Ara bé, si s'utilitza una amalgama de mercuri la temperatura d'operació pot pujar fins als 100 graus Celsius, la qual cosa permet que l'emissió d'ultraviolat es dobli o tripliqui per unitat de longitud d'arc-llum. A més a més, tenen una eficiència típica de trenta a trenta-cinc per cent, és a dir, que per cada 100 watts d'electricitat consumits per la làmpada, aquesta produirà uns 30-35 watts de sortida total d'UV. També es venen tubs emissors d'UVA/UVB per a altres propòsits especials, com ara per al manteniment de [[rèptil]]s.

Si bé són molt poc eficients per a les longituds d'ona situades per sota dels 365 nm, l'eficiència d'un LED a 365nm és aproximadament entre 5 i 8%, mentre que a 395 nm se situa prop de 20%. A més, la potència de sortida en aquestes longituds d'ona més llargues també és millor. Aquest tipus de LED comença a ser utilitzat en aplicacions mèdiques i és utilitzat amb èxit en aplicacions d'impressió digital. Densitats de potència properes als 3.000 mW/cm² són ara possibles, la qual cosa, juntament amb el recent desenvolupament de [[fotoiniciador]]s, fa possible l'expansió de les possibilitats d'aplicacions mèdiques.

L'exposició a la radiació UVB pot provocar cremades i diferents tipus de càncer de pell. La perllongada exposició a la radiació UV del Sol pot derivar en efectes crònics sobre la pell, els [[ull]]s i el [[sistema immunitari]].<ref>{{ref-web|títol= Health effects of UV radiation|url = http://www.who.int/uv/health/en/}}</ref> Un excés de radiació de tipus UVB porta a les cremades i al que s'anomena com ''danys directes del DNA''. Una certa dosisdosi de radiació UVB, que depèn de cada tipus de pell, provoca la producció de [[melanina]] i l'aparició del bronzejat, però també una certa quantitat de danys directes del DNA que poden ser reparats per les [[Cèl·lula|cèl·lules]].

Però l'efecte més mortífer, el melanoma maligne, és causat sobretot pels anomenats ''danys indirectes del DNA''.<ref name=Davies> {{ref-publicació |autor=Davies H.; Bignell G. R.; Cox C.; |any= 2002 |mes=6 |article= Mutations of the BRAF gene in human cancer |publicació= Nature |volum= 417 |pàgines=949–954 |url= http://www.nature.com/nature/journal/v417/n6892/full/nature00766.html|doi = 10.1038/nature00766}}</ref> Recentment, l'Agència Internacional per a la Investigació del Càncer (IARC) ha decidit declarar les cabines de bronzejat com a '''cancerígenes per als humans'''.<ref>[http://www.3cat24.cat/noticia/397706/societat/Les-cabines-de-bronzejat-son-declarades-cancerigenes Les cabines de bronzejat són declarades cancerígenes] 3CAT24.cat, 29-7-2009.</ref>

Les radiacions ultraviolades de tipus A, B i C (UVA, UVB i UVC) poden provocar danys a les fibres de [[col·lagen]] i accelerar l'envelliment de la pell. Tant els UVA com els UVB destrueixen la [[vitamina A]], elcosa que portpot provocar efectes nocius posteriors.<ref>

En el passat, els UVA eren considerats menys perillosos que en l'actualitat,; avui dia se sap que poden contribuir al [[càncer]] de pell a través delspels ''danys indirectes del DNA'' que provoquen, penetren profundament, tot i que no provoquen cremades. Els UVA no afecten directament l'[[ADN]] con els UVB i els UVC, però poden crear intermediaris químics altament reactius com [[Radical lliure|radicals lliures]], radicals hidroxils i altres [[espècies reactives de l'oxigen]] que poden danyar l'ADN. Com que no produeixen [[eritema]], la vermellor de la pell, no es poden mesurar en les proves de factor de protecció solar, les proves de laboratori que mesuren l'efectivitat dels protectors solars. No hi ha un bon sistema que pugui mesurar el bloqueig de la radiació UVA, però és important que els protectors solars bloquin tant els UVA com els UVB. Hi ha científics que culpen l'absència de filtres UVA als protectors solars del major risc de patir un [[melanoma]] que tenen els usuaris de protectors solars.<ref name=Autier> {{ref-publicació |autor=Autier P; Dore J F; Schifflers E |coautors=et al. |article=Melanoma and use of sunscreens: An EORTC case control study in Germany, Belgium and France |publicació=Int. J. Cancer |volum=61 |pàgines=749–755 |any=1995| doi = 10.1002/ijc.2910610602}}</ref>

La radiació UVB pot causar una lesió directa de l'ADN en excitar les seves molècules a les cèl·lules de la pell, causant la formació d'[[Enllaç covalent|enllaços covalents]] aberrants entre les [[Base nitrogenada|bases]] adjacents de [[citosina]] i produint [[dímer]]s.<ref name="douki2012"> {{citar ref | tipus = revista | nom1 =Thierry | cognom1 =Douki | nom2 =Jean-Luc | cognom2 =Ravanat | nom3 =Dimitra | cognom3 =Markovitsi | nom4 =Évelyne | cognom4 =Sage | títol =El ADN bajo el efecto del sol | publicació =Investigación y Ciencia | data = Agosto 2012 |exemplar= 431| pàgines =36-43}}</ref> Quan la [[polimerasa d'ADN]]

La quantitat de [[melanina]], un pigment marró que hi ha a la pell, augmenta com a conseqüència d'una exposició moderada (això depèn del tipus de pell),; aquest augment és un mecanisme de defensa contra la radiació UV, i és el que habitualment es coneix com a ''bronzejat''. La funció de la melanina és la d'absorbir la radiació UV i dissipar l'energia en forma de calor inofensiuinofensiva, bloquejant la radiació UV i prevenint que els teixitteixits de la pell siguin danyats. Els UVA provoquen un bronzejat ràpid que dura uns quants dies mitjançant l'oxidació de la melanina que hi era a la pell, i activant l'alliberament de la melanina dels melanòcits. Els UVB provoca un bronzejat que triga aproximadament 2 dies a desenvolupar-se, estimulen el cos per tal que produeixi més melanina. Les propietats fotoquímiques de la melanina la converteixen en un excel·lent [[Fotoprotecció|fotroprotectorfotoprotector]].

Els productes químics de protecció solar més antics i d'utilització més generalitzada no poden dissipar l'energia de l'estat excitat amb tanta eficàcia com la melanina i per tant la penetració dels ingredients del protector solar en les capes internes de la pell pot augmentar la quantitat de [[Radical lliure|radicals lliures]] i les [[espècies reactives de l'oxigen|espècies reactives de l'oxigen.]].<ref name="Hanson">{{ref-publicació |autor=Hanson Kerry M.; Gratton Enrico; Bardeen Christopher J. |article=Sunscreen enhancement of UV-induced reactive oxygen species in the skin |doi=10.1016/j.freeradbiomed.2006.06.011| publicació=Free Radical Biology and Medicine |volum=41 |exemplar=8 |pàgines=1205–1212 |any=2006 }}</ref> En els darrers anys, la millora de les substàncies de filtratge dels UV han portat al mercat cremes i locions de protecció solar que no es degraden significativament ni perden la seva capacitat de protecció de la pell a mesura que augmenta el temps d'exposició (''substàncies fotoestables'').<ref name="Bissonnette">R. Bissonnette, MD, FRCPC, Innovaderm Research, Montreal, QC, Canada, ''[http://www.skintherapyletter.com/2008/13.6/2.html Update on Sunscreens]''</ref>

El protector solars prevenen que l'ADN sigui afectat directament per la radiació UV i les cremades. A [[Europa]] i al [[Japó]] són considerats com [[Cosmètica|cosmètics]] mentre que a [[Austràlia|Austràlia,]], [[Canadà]] o els [[Estats Units]] són considerats com [[medicament]]s. L'índex de protecció d'una crema solar és una mesura de la seva eficàcia, però aquesta està en relació directa alamb el tipus de pell de cada persona. La [[Comissió Europea]] va recomanar el 2006<ref>[http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2006:265:0039:0043:EN:PDF Diari oficial europeu], 26 de setembre del 2006, paràgraf 16, pàgina 2 (PDF).</ref> la utilització d'un mètode de designació de l'índex de protecció unificat, idèntic per a tot el món. El significat és el següent:

:Si una persona patiriapatira un cop de calor, o cremades, amb una exposició al sol de 10 minuts, amb una crema protectora amb un índex de protecció 15, trigaria 15 vegades més temps ena patir aquells efectes. Això és: 15 x 10 [[minut|min]] = 150 min = 2 h 30 min. És a dir, el mateix factor de protecció tindrà un comportament diferent en funció de la pell de cada persona.

Alguns productes inclouen compostos com ''[[òxid]] de [[titani]] IV'', que ajuda a la protecció contra la radiació UVA. D'altresAltres compostos capaços de bloquejar aquest tipus de radiació que es poden trobar als productes solars són l'òxid de [[zinc]] o l'[[avobenzona]]. L'extracte de [[Melonera|meló]] de Cantaloup, que és ric en [[superòxid dismutasa]], es pot combinar amb la [[gliadina]] per formar glisodin, un medicament que es pren per via oral com a protector contra la radiació UVB. També hi ha productes naturals com la [[falguera]] ''[[Phlebodium aureum]]'', originària de les [[Selva pluvial|selves]] d'Amèrica, que és utilitzada per via oral com a protecció contra la radiació ultraviolada.<ref name="pmid18477132">{{ref-publicació |autor=Siscovick JR, Zapolanski T, Magro C |coautors=et al |article=Polypodium leucotomos inhibits ultraviolet B radiation-induced immunosuppression |publicació=Photodermatol Photoimmunol Photomed |volum=24 |exemplar=3 |pàgines=134–41 |any=2008 |mes=June |pmid=18477132 |doi=10.1111/j.1600-0781.2008.00352.x }}</ref>

}}</ref><ref>{{ref-publicació|autor = Di Girolamo, N. |coautors=et al.|article = Epidermal Growth Factor Receptor Signaling Is Partially Responsible for the Increased Matrix Metalloproteinase-1 Expression in Ocular Epithelial Cells after UVB Radiation |data=1-8-2005|publicació = American Journal of Pathology|volum = 167|exemplar = 2| pàgines = 489–503|url = http://ajp.amjpathol.org/cgi/content/abstract/167/2/489|pmid = 16049334}}</ref> i [[pingüècula]]. La llum ultraviolada és absorbida per unes molècules conegudes com a [[cromòfor]]s, que són presents a les cèl·lules i elsals teixits de l'ull. Els cromòfors absorbeixen l'energia de la llum de les diferents longituds d'ona a velocitats diferents, un patró conegut com a [[espectre d'absorció]]. Si s'absorbeix massa la llum ultraviolada, les estructures oculars com la [[còrnia]], el [[cristal·lí]] i la [[retina]] poden ser malmesos.

Les [[ulleres]] protectores són beneficioses per a aquells que treballen amb la radiació ultraviolada o aquells que hi puguin estar exposats a ella, en particular als UV d'ona curta. Atès que la llum pot arribar a l'ull pels costats, és recomanable una cobertura completa per als casos on hi ha un major risc d'exposició, com en el [[muntanyisme]] a gran altura. Els muntanyencs estan exposats a un nivells de radiació UV més alts que els normals perquè hi ha menys atmosfera que faci de filtre i també a causa de la reflexió de la [[neu]] i el [[gel]].

[[Fitxer:Failedrope1.png|thumbnail|La imatge mostra la comparació entre una corda de [[polipropilè]] degradada per la radiació ultraviolada (esquerra) amb una corda nova no afectada (dreta).]]

Molts [[polímer]]s utilitzats en els productes de consum són degradats per la llum UV, i requereixen l'addició de productes d'absorbents de raigs ultraviolats per inhibir-ne els efectes, especialment si els productes estan exposats a la [[llum solar]]. El problema apareix en forma de decoloració o destenyit, esquerdes o, de vegades, en forma de desintegració total del producte. El grau d'afectació augmenta amb el temps d'exposició i la intensitat de la llum solar.

És sabut que la radiació ultraviolada és un agent de degradació dels polímers,: entre els que són sensibles a la seva acció trobem els termoplàstics com el [[polipropilè]] i el [[polietilè]], o fibres com l'[[aramida]]. L'absorció de la radiació UV porta a la degradació de les cadenes i a una pèrdua de la força aen punts sensitius dins la cadena del polímer. Acostuma a afectar alel carboni terciari, en el cas del polipropilè això passa en cadascuna de les unitats que formen la cadena.

D'altra banda, molts [[pigment]]s i [[tint]]s canvien elde color en absorbir la radiació UV, per això les [[Pintura|pintures]] i els [[Tèxtil|teixits]] poden necessitar una protecció extra contra la llum solar o els llums fluorescents, dues fonts comunes d'aquest tipus de radiació. Les pintures velles i [[Antiguitat (objecte)|antigues]], com les [[Aquarel·la|aquarel·les]] per exemple, normalment han de ser preservades de la llum directa del sol. Una finestra amb [[vidre]]s ofereix una mica de protecció en absorbir una part de la radiació UV, però els objectes valuosos requereixen una protecció més eficaç.

En funció de la longitud d'ona podem trobar les següents aplicacions<ref>[http://www.s-et.com/applications/wavelength.html UV Applications]</ref> següents per a la radiació ultraviolada:

* '''230-400 nm''': [[Sensor]]s òptics, instrumentació diversa.

* '''270-300 nm''': Anàlisi de [[Proteïna|proteïnes]], [[seqüenciació de l'ADN]], descobriment de medicaments.

Per dificultar la [[falsificació]] dels documents sensibles, com per exemple, les [[Targeta de crèdit|targetes de crèdit]], els [[Permís de conduir|permisos de conduir]] o els [[passaport]]s, també poden incloure [[Filigrana|filigranes]] que només són visibles sota una llum ultraviolada. Els passaports expedits per la majoria dels països en general utilitzen tintes sensibles a la radiació UV. Els visats i segells dels que posen als passaports dels visitants contenen grans i detallats segells iai marques que són invisibles a la llum normal, però molt visibles amb llum UV. Els [[Bitllet de banc|bitllets]] de molts països acostumen a tenir imatges i fibres de molts colors que només són visibles sota una llum ultraviolada.