I raggi ultravioletti (3/9)

La radiazione ultravioletta (radiazione UV) è quella porzione dello spettro elettromagnetico di lunghezze d’onda comprese tra 100 e 400 nm.

I raggi ultravioletti si possono classificare in tre gruppi in funzione della lunghezza d’onda che possiedono:

• Raggi UV-A, rappresentano circa il 98% dei raggi UV che colpiscono la Terra e possiedono una lunghezza d’onda di 320 – 400 nm.
  Gli UV-A, hanno effetti ottimi sull’abbronzatura (anche se inferiori agli UV-B).      
  Vista la loro elevata lunghezza d’onda, sono tuttavia in grado di penetrare in profondità nel derma distruggendo i capillari, collagene ed elastina, provocando eritemi e danneggiando la pelle, anche a lungo termine.
• Raggi UV-B, costituiscono il 2% della radiazione ultravioletta che oltrepassa l’atmosfera e hanno una lunghezza d’onda di 280 – 320 nm.
  I raggi UV-B, hanno una capacità di penetrazione inferiore e non riescono a superare le strutture più superficiali della pelle. Gli effetti deleteri sono comunque importanti, poiché i raggi UV-B sono in grado di alterare il materiale genetico contenuto nel DNA, aumentando il rischio di comparsa di tumori cutanei.        
  La radiazione UV-B può provocare più facilmente eritemi rispetto alla radiazione UV-A.
• Raggi UV-C, sono i raggi ultravioletti più pericolosi e possiedono una lunghezza d’onda di 100 – 280 nm.

I raggi UV-C sono particolarmente dannosi per la salute, poiché possiedono un alto potere cancerogeno. Fortunatamente, vengono trattenuti dalla fascia di ozono e per questo non hanno effetti particolari sulla pelle. 
Il rischio di esposizione a questi raggi aumenta in alta quota.

Le sorgenti di radiazione ultravioletta

Sorgenti naturali.

La sorgente naturale più importante è sicuramente il sole. Tale emissione è legata alla trasformazione dell’energia termica prodotta dalle numerose reazioni nucleari e chimiche, che avvengono all’interno e sulla superficie della stella, in energia radiante. 
I raggi UV sono quelli che raggiungono la Terra in quantità minore (circa il 3%), ma non per questo sono meno importanti, anzi possono essere tanto utili al nostro organismo, quanto dannosi. Tali radiazioni non provocano alcuno stimolo sensoriale, non si vedono e non si avvertono e quindi, anche per questo, sono pericolose.

Sorgenti artificiali

Le sorgenti artificiali sono di svariati tipi e ambiti di applicazione. Tra le più diffuse, ricordiamo le lampade germicide che sono usate per assicurare la sterilità di utensili ed ambienti ospedalieri. Esse sono costituite da tubi di vetro al quarzo riempiti con una miscela gassosa di argon e vapori di mercurio a bassa pressione, attraverso i quali viene indotta una scarica elettrica. A differenza dello spettro solare, lo spettro di emissione di queste lampade si trova a 254 nm. Essa è vicinissima alla lunghezza d´onda di massimo assorbimento del DNA, a 260 nm, e questo spiega la particolare efficacia di queste lampade nell’indurre effetti di sterilizzazione.

Un altro utilizzo delle lampade UV, oggi molto comune, è negli istituti di estetica per favorire l’abbronzatura. In questo caso, la lampada deve essere opportunamente schermata per eliminare le componenti nocive e permettere la fuoriuscita della sola radiazione UV-A che è quella ad effetto abbronzante.

Le lampade ad incandescenza, ad esempio le alogene, emettono luce bianca-gialla. Sono istallate nelle auto, fari abbaglianti ed anabbaglianti, faretti da interno; queste lampade, se hanno involucri di vetro, possono evitare che la radiazione UV costituisca un pericolo.

In campo artigianale ed industriale, infine, è frequente l’uso di saldatrici ad arco elettrico ed anche di alcuni laser che operano a lunghezze d’onda comprese nell’ultravioletto.

Che cosa influenza la radiazione ultravioletta sulla terra

La frazione di radiazione ultravioletta che raggiunge la superficie terrestre è influenzata da vari fattori. Tra questi i più importanti sono:

• Copertura nuvolosa. La copertura nuvolosa, se spessa, può bloccare la radiazione UV. Una nuvolosità fine o intervallata permette il passaggio quasi totale della radiazione UV. Se la nuvolosità è costituita da nubi isolate tipiche di condizioni di bel tempo, è possibile che la radiazione UV, che raggiunge il suolo in un certo punto, sia addirittura maggiore che in condizioni di cielo sereno. Quanto più il sole è alto, tanto più il percorso delle radiazioni UV è breve e quindi l’irradiazione è più alta. Ad esempio, ai Tropici gli UV sono 5 volte più alti rispetto all’Europa del Nord.
• Ozono. L’ozono assorbe la radiazione UV. Maggiori quindi sono le concentrazioni di ozono, minore è la quantità di radiazione che raggiunge il suolo. L’ozono è presente sia nella troposfera (strato di atmosfera compreso tra il suolo e 10 km di quota) che nella stratosfera (strato di atmosfera compreso tra 10 e 40 km di quota).

Si è infatti ormai certi che la riduzione dello strato di ozono stratosferico, osservata negli ultimi decenni, sia causata dai composti del fluoro, del cloro e del bromo, gas denominati Clorofluorocarburi (CFC) e Idrofluoruri (HCFC). Tali gas, prodotti ed immessi in atmosfera dall’uomo, sono capaci di distruggere le molecole di ozono anche a distanza di molti anni, data la loro stabilità. Il primo effetto della distruzione dello strato di ozono è un aumento della radiazione UV-B di origine solare che raggiunge la bassa atmosfera e la superficie terrestre.

• Altitudine. La radiazione UV aumenta di circa il 10-12% ogni 1000 metri a causa del minore spessore dell’atmosfera. Ad esempio, a 2.000 metri l’irradiazione di UV è del 25% più alta rispetto al livello del mare.
• Ora del giorno, latitudine e stagione. L’elevazione del sole è la causa comune dell’influenza dell’ora del giorno, della latitudine e della stagione sulla quantità di radiazione UV che raggiunge il suolo. Come per l’altitudine, il diverso assorbimento della radiazione UV è legato al diverso spessore dello strato di atmosfera che i raggi solari si trovano ad attraversare prima di raggiungere il suolo. I valori massimi di radiazione UV si registrano di conseguenza ai tropici, in estate e verso mezzogiorno (il 60% degli UV raggiungono la Terra tra le ore 10 e le ore 14).
• Caratteristiche della superficie. Per valutare i valori di esposizione dell’uomo alla radiazione UV, si deve tener conto, oltre che della radiazione che arriva direttamente dall’atmosfera, anche di eventuali contributi dovuti a fenomeni di riflessione che dipendono dalle caratteristiche della superficie: i prati, il suolo nudo e l’acqua riflettono meno del 10% della radiazione incidente, la sabbia arriva ad un 25%, mentre la neve può arrivare anche al 80%.

Letture consigliate

1. Trattato di Oftalmologia. Yanoff M., Duker J.S. Antonio Delfino Editore. Volume 1: Cap. 4, 1-6.
2. L’occhio, le sue malattie e le sue cure. Buratto L. Sprinter, 2010.
3. Viscochirugia. Rischi all’esposizione UV patologie, prevenzione, protezione. Buratto L., Montani G., Martino M. Anno XXXIII: Supplemento N. 1. 2018.
4. Decreto Legislativo 475/1992.
5. Decreto Legge 10/1997.

ICONOGRAFIA

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