Cómo funcionan los filtros de agua con luz UV

El uso de luz ultravioleta (UV) para purificar el agua potable es un concepto que existe desde hace más de un siglo. Dejando a lado sus comienzos, la ciencia detrás de la desinfección UV es compleja. Comprender los fundamentos de cómo los rayos UV pueden purificar el agua potable requiere una comprensión relativamente profunda de la física, la química y la biología.

Por eso, el consumidor promedio de esta tecnología rara vez tiene los antecedentes científicos para comprender completamente cómo una «luz en una tubería» podría proteger el suministro de agua de microorganismos peligrosos. Esto a menudo conduce a la frustración del consumidor, que en muchos casos, se ve agravada por la información defectuosa proporcionada por vendedores mal equipados.

El objetivo de este artículo es explicar, de la manera más simple posible, la ciencia detrás de la desinfección del agua potable con luz ultravioleta.

¿Qué es la luz ultravioleta?

La luz UV se refiere a las longitudes de onda de luz que existen entre la luz visible y los rayos X en el espectro electromagnético. La radiación ultravioleta se puede dividir en tres subcategorías: UV-A, UV-B y UV-C.

• UV-A y UV-B son probablemente las longitudes de onda UV más conocidas, ya que son responsables de darnos un bronceado o una quemadura solar.
• La luz UV-C es una forma de energía UV mucho más alta y mucho más dañina y es la que incorporan los sistemas de purificación de agua con luz ultravioleta.

Cómo funciona la desinfección del agua potable con luz ultravioleta

Como se mencionó anteriormente, UV-C es una forma muy potente y muy dañina de luz ultravioleta. Cuando una célula viva está expuesta a los rayos UV-C, específicamente la longitud de onda de 254 nm (nm = «nanómetro»), la luz puede penetrar a través de la célula y dañar el ADN del organismo.

Qué es el ADN

El ADN, o ácido desoxirribonucleico, es responsable de dirigir las actividades dentro de todas las células vivas. Todas las células deben tener ADN intacto para funcionar correctamente. La estructura del ADN es muy similar a una escalera que se ha torcido desde ambos extremos, lo que da como resultado una escalera de caracol. A veces se le denomina «doble hélice», ya que todo el ADN está compuesto de dos moléculas. Puedes pensar en cada lado de la escalera como una molécula y los peldaños de la escalera como los puntos de conexión entre los dos.

Cuando las células se reproducen, el resultado final es dos células idénticas, cada una con una copia funcional de ADN y todas las demás estructuras necesarias para que la célula funcione. Esto es cierto para las células en humanos, otros animales, plantas y las bacterias y virus que se pueden encontrar en el agua potable. Entonces, en algún momento del ciclo de replicación celular, el ADN también debe copiarse.

Cuando el ADN se replica, hay una proteína especial que viaja a lo largo del ADN y lo divide por la mitad. Usando la analogía de la escalera, esta proteína viaja por la escalera y divide cada peldaño. El resultado son dos moléculas separadas que cada una se asemeja a un lado de una escalera. En la replicación normal del ADN, la proteína viaja por la escalera y, a medida que cada peldaño se divide, cada lado se reconstruye rápidamente. El resultado son dos cadenas idénticas de ADN, una para cada una de las células resultantes.

Cómo purifica el agua la luz UV

La luz UV-C tiene la capacidad de penetrar a través de la célula y atacar el ADN. En realidad, fusiona algunos de los peldaños de la escalera de ADN.

Recuerda que durante la replicación del ADN una proteína viaja a lo largo de la escalera y divide cada peldaño. Cuando el ADN de una célula se ha expuesto a suficiente luz UV-C y se han fusionado algunos peldaños, la proteína responsable de dividir el ADN replicante no puede hacer su trabajo. Cuando encuentra un peldaño fusionado, simplemente se detiene y la replicación del ADN se detiene con él.

Esto evita que la célula pueda reproducirse. Una célula bacteriana o viral que no puede reproducirse no es capaz de causar infección. Vale la pena repetir esta afirmación: si una célula bacteriana o viral no puede reproducirse, no puede enfermarnos.

Entonces, la luz ultravioleta no «mata» los microorganismos, simplemente hace que sea imposible que se reproduzcan, haciéndolos inofensivos para cualquiera que pueda ingerirlos en una bebida de agua.

Dosis de UV

Es crítico que el ADN del organismo esté expuesto a suficiente luz UV en este proceso. Cuando se discuten los sistemas de purificación de agua UV, la cantidad de luz UV generalmente se llama dosis.

La dosis UV es simplemente la cantidad de luz UV a la que está expuesto un organismo a medida que viaja a través de un dispositivo de purificación de agua ultravioleta.

La buena noticia acerca de los rayos UV es que se necesita una exposición relativamente pequeña para que un microorganismo se inactive, y es imposible sobredosificar la luz UV.