Questa colonna è stata in parte suggerita da un documento che abbiamo pubblicato sul Center for Lighting Enabled Systems& Sito Web delle applicazioni (LESA) presso il Rensselaer Polytechnic Institute. Abbiamo pubblicato le 10 domande principali che ci sono state poste relative alla Candela UV germicida e un coronavirus come SARS-CoV-2. Poiché questa rubrica è inLEDs Magazine, rivisiteremo parte della nostra top 10 e aggiungeremo informazioni specifiche sull'uso dei LED UV-C nelle applicazioni germicide.
La prima domanda che generalmente ci viene posta è se le radiazioni UV-C possono uccidere SARS-CoV-2. Il fatto è che un virus non è tecnicamente vivo, quindi ucciderlo non è l'obiettivo. Piuttosto, cerchiamo una tecnologia che possa disattivare o sopprimere il virus. E sì, le radiazioni UV-C applicate correttamente possono disattivare il coronavirus.
"Applicato correttamente" è la frase chiave. L'applicazione dipende dal fatto che si cerchi di disinfettare una superficie, l'acqua o l'aria. Inoltre, l'efficacia germicida dipende dal dosaggio UV-C. Il dosaggio è determinato dalla potenza radiometrica o dai watt erogati da una sorgente UV-C, dalla distanza dal bersaglio e dalla durata dell'esposizione UV-C. La distanza è facilmente comprensibile se, ad esempio, si desidera disinfettare una superficie. In un'applicazione di disinfezione dell'aria, come all'interno di un condotto dell'aria HVAC, la distanza non sarebbe facile da stimare, poiché la disinfezione dell'aria può avvenire lungo la lunghezza del condotto attraverso il quale passa la radiazione UV-C, insieme all'aria. La distanza diventa un problema ancora più complesso se provi a utilizzare una fonte UV-C per disinfettare tutta l'aria in una stanza. Scavando nei dettagli, l'irradiamento UV-C viene misurato in watt per unità di area (tipicamente W/cm2 negli Stati Uniti) e la dose viene calcolata moltiplicando l'irradiamento per il tempo di esposizione in secondi per ottenere energia per unità di area [tipicamente joule (J) /cm2].
Passando alle sorgenti UV-C, i LED stanno progredendo come alternativa alle lampade a scarica di mercurio in tutti i tipi di applicazioni UV-C. Ma proprio come i primi LED a luce visibile hanno lottato per usurpare le fonti legacy, i LED UV-C devono affrontare sfide simili. In generale, i LED UV-C hanno un costo relativamente più elevato, una potenza di uscita inferiore e una durata inferiore. Ci aspetteremmo che i produttori di LED superino queste limitazioni nel tempo.
Tuttavia, i LED sono utilizzabili in alcune applicazioni UV-C. La tecnologia è già utilizzata incorporata all'interno di vari sistemi di disinfezione dell'acqua che vanno dal rubinetto della cucina di casa alle pompe per il trattamento dell'acqua all'approvvigionamento idrico per i distributori di soda. In effetti, le lampade al mercurio sarebbero difficili da implementare in tali applicazioni a causa delle dimensioni e dei potenziali problemi di contaminazione.
La maggior parte dei sistemi UV-C che hanno fatto notizia negli ultimi tempi, tuttavia, sono più focalizzati sulla disinfezione delle superfici o dell'aria. E la maggior parte di questi sistemi utilizza lampade legacy. Ad esempio, la rivista LEDs ha riguardato un'applicazione United Airlines per la disinfezione delle superfici nella cabina di pilotaggio del jet e un'applicazione JetBlue che utilizza robot per disinfettare la cabina passeggeri di un jet.
LEAH SCOTT Le limitazioni della potenza di uscita dei LED UV-C limiterebbero l'uso effettivo dei componenti in alcune di queste applicazioni, oppure il numero di LED necessari potrebbe essere proibitivo. Altre applicazioni come l'implementazione nei condotti HVAC potrebbero essere una storia diversa.
Quando pensi ai LED relativi a una sorgente legacy come una lampada al mercurio, devi pensare a come funzionerebbe un sistema basato sulla sorgente. La durata della sorgente è molto importante per una lampada al mercurio perché il tempo di riscaldamento della lampada e la riduzione della durata con ripetute accensioni/spegnimenti richiederanno un funzionamento continuo anche se il tasso di utilizzo (ad esempio, il flusso d'aria) non è continuo.
I LED possono essere accesi e spenti e raggiungono istantaneamente la massima potenza. La potenza del ciclo non danneggia i componenti. In un sistema HVAC, i LED UV-C potrebbero essere spenti quando l'aria non circola. Quindi la considerazione della durata del prodotto cambia. Esistono anche prove che i LED utilizzati in modalità a impulsi possono fornire una maggiore efficacia germicida in alcune applicazioni. Alcune ricerche hanno mostrato un tale miglioramento dell'efficacia nella disinfezione dell'acqua e nell'E. coli. Il motivo non è completamente compreso a questo punto e sono necessarie ulteriori ricerche.
Ci viene anche chiesto dei LED alle cosiddette lunghezze d'onda UV-C lontane nella gamma di 222 nm. Per ora, non sono disponibili LED a lunghezze d'onda così corte e le sfide legate alla fornitura di tali componenti LED sembrano enormi. Il nostro messaggio, tuttavia, rimane che solo un'analisi approfondita dell'applicazione e del modello di utilizzo del sistema determinerà se le sorgenti LED o legacy sono la scelta migliore in un progetto.
*Versione estesa della rubrica apparsa nel numero di ottobre 2020 di LEDs Magazine.
