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Irradiazione germicida UV (UVGI)

1900
  • Niels Ryberg Finsen
Sistema di irradiazione germicida UV in un laboratorio per la disinfezione microbica.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

L'irradiazione germicida UV (UVGI) utilizza lunghezze d'onda ridotte. Ambrosia C (UVC) radiation, typically at 254 nm, to kill or inactivate microorganisms. UVC light disrupts the nucleic acids (DNA and RNA) of bacteria, viruses, and other pathogens, destroying their ability to replicate and cause disease. This non-chemical disinfection method is used for air, water, and surface sterilization.

The germicidal properties of UVC radiation are centered around its ability to be absorbed by the nucleic acids of microorganisms. The peak germicidal effectiveness occurs at a wavelength of approximately 265 nm, which corresponds to the peak absorption wavelength of DNA. Commercially available low-pressure mercury vapor lamps, which are the most common source for UVGI, emit monochromatically at 253.7 nm, which is very close to this peak and highly effective. When a UVC photon is absorbed by a DNA or RNA molecule, it can induce the formation of pyrimidine dimers, most commonly thymine dimers. These dimers are covalent bonds between adjacent pyrimidine bases (thymine or cytosine) on the same DNA strand. This structural damage prevents the DNA from being correctly read during replication or transcription, effectively rendering the microorganism sterile and unable to reproduce. While microorganisms have cellular mechanisms to repair such DNA damage, the high intensity of UVGI overwhelms these repair systems. UVGI is a physical process, not a chemical one, meaning it does not introduce toxins or residues. Its effectiveness depends on the UV dose, which is a product of intensity and exposure time, as well as factors like humidity, temperature, and the microorganism’s susceptibility. Its primary limitation is that it is a line-of-sight technology; UV light cannot disinfect areas in shadow.

UNESCO Nomenclature: 2415
- Microbiologia

Tipo

Processo fisico

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • La teoria dei germi di Louis Pasteur sulle malattie
  • Scoperta della radiazione UVC come parte dello spettro UV
  • Sviluppo della lampada a vapori di mercurio
  • Ricerca di Downes e Blunt (1877) che dimostra che la luce solare inibisce la crescita batterica

Applicazioni

  • disinfezione dell'aria e delle superfici ospedaliere
  • trattamento delle acque comunali
  • sistemi di purificazione dell'aria HVAC
  • lavorazione di alimenti e bevande
  • sterilizzazione di laboratorio
  • trattamento delle acque reflue

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • bacchette UVC portatili alimentate a batteria per la disinfezione di oggetti personali come telefoni e tastiere
  • LED UVC integrati nei corrimano delle scale mobili per una disinfezione continua
  • robot autonomi che mappano e disinfettano le stanze di ospedali e aeroporti durante la notte
  • sistemi HVAC abilitati UVC che sterilizzano attivamente l'aria mentre circola in un edificio
  • sistemi di trattamento UVC per l'acqua di zavorra nelle navi per prevenire la diffusione di specie acquatiche invasive
  • bottiglie d'acqua intelligenti con LED UVC nel tappo per purificare l'acqua da qualsiasi fonte
  • superfici ad alto contatto rivestite con UVC (ad esempio, maniglie delle porte) che sono auto-disinfettanti
  • integration of uvc emitters into 3d printers to sterilize impianti medici during fabrication
  • droni UVC per la disinfezione di grandi spazi pubblici all'aperto o campi agricoli
  • apparecchi di illuminazione UVC per bagni pubblici che si attivano quando la stanza non è occupata
Correlato a: uvgi, uvc, germicida, disinfezione, sterilizzazione, danni al DNA, dimeri di timina, microbiologia, trattamento delle acque, purificazione dell'aria.

Contesto storico

Irradiazione germicida UV (UVGI)

1800
1800-05-02
1880
1900
1910
1921
1930
1930
1800
1834-01-01
1880
1902
1920
1928
1930

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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