Del laboratorio a la vida cotidiana

Demostrador de un módulo de LED UVC para la desinfección del agua. © FBH/schurian.com / Demonstrador de un módulo de LED UVC para la desinfección del agua. © FBH/schurian.com

Distribución de intensidad angular de LEDs UVC de diferentes fabricantes en distintos tipos de encapsulados. © FBH / Distribución de intensidad angular de LEDs UVC de diferentes fabricantes en varios tipos de encapsulado. © FBH

Con luz ultravioleta (UV) se pueden desactivar patógenos en superficies, en el aire y en el agua. Los diodos emisores de luz (LEDs) en el rango espectral UVC, con longitudes de onda inferiores a 280 nanómetros, están ganando cada vez más importancia gracias a avances rápidos en eficiencia y durabilidad. A diferencia de las lámparas UV tradicionales, son extremadamente compactos, regulables en intensidad, de encendido y apagado rápido y, sobre todo, libres de mercurio. Investigadores del Instituto Ferdinand-Braun de Berlín, del Instituto Leibniz para la Tecnología de Alta Frecuencia (FBH) y de otras cuatro instituciones han examinado durante más de dos años LEDs UVC de 14 fabricantes con longitudes de onda entre 260 y 280 nanómetros. La revisión de acceso abierto de 41 páginas ofrece por primera vez una visión completa sobre el rendimiento y la fiabilidad alcanzados hasta ahora, cerrando así la brecha entre la perspectiva del fabricante y la del usuario. "Nuestros datos ayudan a los fabricantes y usuarios a tomar decisiones fundamentadas en el desarrollo y uso de sistemas de LEDs UVC", explica el Dr. Jan Ruschel, uno de los autores principales e investigador en el FBH.

Campos de aplicación, desde la desinfección del agua hasta la purificación del aire

Los LEDs UVC abren una variedad de posibilidades en aplicaciones cotidianas: desde el tratamiento ecológico del agua potable (Fig. 1) hasta la purificación del aire en escuelas y hospitales, pasando por la desinfección de frigoríficos, lavavajillas, pantallas táctiles y equipos de producción en la industria alimentaria. En países sin un suministro eléctrico estable, permiten soluciones móviles alimentadas por energía solar gracias a su diseño compacto y bajo consumo energético. A diferencia de las lámparas UV de baja presión que se usan hasta ahora, los LEDs UVC no contienen mercurio tóxico, sus propiedades de emisión son relativamente poco sensibles a cambios de temperatura y, en muchos casos, ya son más duraderos.

Una guía para fabricantes y usuarios

El documento publicado ofrece una visión general de las características de los LEDs UVC disponibles en el mercado, que son decisivas para el desarrollo de sistemas de desinfección. Tanto la duración como la eficiencia varían significativamente, dependiendo de las condiciones de operación, la forma del dispositivo y el fabricante. Los investigadores abordan efectos térmicos, ópticos y eléctricos, y cómo estos pueden ser influenciados por la elección de materiales y las condiciones de funcionamiento. Entre otros aspectos, el tipo de carcasa juega un papel importante (Fig. 2). Un enfoque especial son los estudios de durabilidad en forma de pruebas de estrés a largo plazo bajo diferentes condiciones. Los usuarios que quieran integrar LEDs UVC en sus sistemas pueden deducir cómo diseñar la refrigeración, el control de corriente, la óptica y la supervisión del LED. "Con esto, cerramos con éxito la brecha entre laboratorio y práctica", enfatiza Jan Ruschel. "Como instituto de investigación orientado a la aplicación, nos preocupa especialmente que las innovaciones realmente lleguen a su uso".

Los socios de la cooperación de investigación

– Instituto Ferdinand-Braun, Instituto Leibniz para la Tecnología de Alta Frecuencia (FBH), Berlín, Alemania
– Signify, Eindhoven, Países Bajos
– Universidad de Padua, Padua, Italia
– RTI International, Durham, NC, EE. UU.
– Universidad de Tecnología de Delft, Delft, Países Bajos