Negli ultimi decenni, la disinfezione a raggi ultravioletti (UV) è diventata una tecnologia interessante nell'industria globale del trattamento delle acque a causa della diminuzione dei costi delle apparecchiature UV e delle crescenti preoccupazioni sulla disinfezione chimica. Sebbene la disinfezione UV utilizzi tipicamente una lampada convenzionale ai vapori di mercurio, una tecnologia relativamente nuova è pronta a rendere quella lampada un ricordo del passato: il diodo a emissione di luce UV-C (LED). Il LED UV-C opera nella cosiddetta gamma C dello spettro UV, con una lunghezza d'onda da 100 a 280 nanometri. In questa gamma, la luce UV ha proprietà germicide, che la rendono ideale per la disinfezione dell'acqua.
Fare luce sui vantaggi dei LED UV-C
I LED, che sono sorgenti luminose basate su semiconduttori, sono disponibili in commercio dagli anni '60, ma solo nel 2012 i LED UV-C sono diventati ampiamente disponibili per la disinfezione dell'acqua. I LED UV-C hanno una struttura del materiale molto diversa rispetto ai più familiari LED a luce visibile e sono molto più difficili da fabbricare in grandi quantità.
Rispetto alle lampade a vapori di mercurio, i LED UV-C offrono una serie di vantaggi, inclusi requisiti di alimentazione inferiori, che li rendono più sicuri da usare. Un altro vantaggio chiave è che i LED UV-C possono essere realizzati in dimensioni estremamente ridotte, consentendo la produzione di sistemi di disinfezione portatili, possibilmente abbastanza compatti da adattarsi all'interno di tubi dell'acqua o rubinetti residenziali, il che renderebbe questi dispositivi praticamente auto-disinfettanti.
Inoltre, i LED UV-C hanno capacità di accensione/spegnimento istantanee, mentre le lampade a vapori di mercurio possono richiedere fino a dieci minuti per riscaldarsi al livello necessario di intensità di disinfezione. Per evitare questi lunghi periodi di riscaldamento, i sistemi di disinfezione basati su lampade a vapori di mercurio vengono spesso lasciati continuamente accesi, il che porta a una sostituzione più frequente della lampada. Inoltre, i LED UV-C non utilizzano mercurio, una sostanza pericolosa per l'ambiente con costi di smaltimento elevati.
Svantaggi dei LED UV-C
Nonostante i loro numerosi vantaggi, i LED UV-C presentano diversi svantaggi, come il loro costo iniziale più elevato rispetto alle lampade a vapori di mercurio. La gestione termica è un'altra importante area problematica per i LED UV-C. Poiché solo il 5% circa della loro potenza viene convertito in luce, il restante 95% diventa calore che deve essere rapidamente rimosso dal circuito prima che il die LED sensibile al calore si guasti. Materiali relativamente costosi, tra cui nanoceramica e nitruro di alluminio, devono essere utilizzati sul circuito per fornire la necessaria conduttività termica, e anche alcuni di questi materiali hanno limitazioni di prestazioni (come la fragilità).
