La desinfección mediante radiación ultravioleta en la banda C (UV-C) está consolidándose como una de las herramientas más eficaces para combatir microorganismos en superficies, líquidos y aire. Desde hospitales y oficinas hasta cocinas, baños o incluso redes de agua potable, su aplicación abarca cada vez más sectores, impulsada por la necesidad de garantizar entornos más seguros frente a bacterias, virus y hongos. La aparición de soluciones basadas en diodos emisores de luz (LED) abre además la puerta a tecnologías más sostenibles, libres de mercurio y con un perfil de diseño adaptable a múltiples contextos.

ams OSRAM ha anunciado un nuevo hito en su gama de LEDs UV-C, consiguiendo más del 10% de eficiencia a 200 milivatios de potencia. Estos nuevos LEDs con una longitud de onda de 265 nanómetros y una vida útil de más de 20.000 horas, son un reemplazo ideal de las lámparas de descarga de mercurio convencionales, con todas las ventajas en cuanto a flexibilidad e integración que ofrece la tecnología LED. 

El papel de la radiación UV-C en la desinfección

La radiación ultravioleta se clasifica en tres rangos: UVA (315-400 nm), UVB (280-315 nm) y UVC (100-280 nm). De estos, el UV-C es el más efectivo para inactivar microorganismos, ya que interfiere en el ADN y el ARN de bacterias, virus y esporas, impidiendo su reproducción. La longitud de onda óptima para estos procesos se sitúa alrededor de 260-270 nm, justamente en la zona donde la absorción de los ácidos nucleicos es máxima.

Históricamente, la tecnología dominante para generar radiación UV-C han sido las lámparas de descarga de baja presión con vapor de mercurio. Estas emiten de manera eficiente en los 254 nm, cerca del pico germicida, pero presentan limitaciones notables: contienen mercurio, un material altamente tóxico cuya manipulación, producción y eliminación conllevan riesgos ambientales y de salud. Además, su diseño voluminoso y su fragilidad restringen las posibilidades de integración en aplicaciones compactas o portátiles.

La búsqueda de alternativas más sostenibles y versátiles ha llevado en la última década a un interés creciente por los LEDs UV-C. Estos dispositivos ofrecen ventajas potenciales como la ausencia de mercurio, el encendido instantáneo, la posibilidad de modular la emisión y la compatibilidad con sistemas de control electrónico avanzados. Sin embargo, su adopción ha estado limitada por dos factores principales: la eficiencia de conversión de electricidad en radiación útil (wall plug efficiency, WPE) y la vida útil en condiciones de operación intensiva.

El desafío de la eficiencia en LEDs UV-C

En términos de ingeniería, alcanzar altos niveles de eficiencia en LEDs UV-C es mucho más complejo que en LEDs visibles. Los materiales semiconductores utilizados para longitudes de onda cortas presentan mayores defectos cristalinos, lo que reduce la capacidad de generar fotones. Además, la absorción interna y las pérdidas por reflexión limitan la extracción de la luz generada. Estos factores han mantenido durante años la eficiencia de los LEDs UV-C en cifras significativamente inferiores a las de sus homólogos visibles.

Hasta hace poco, los mejores dispositivos comerciales alcanzaban valores de WPE en torno al 5 %. Esto implicaba que gran parte de la energía eléctrica se disipaba en forma de calor, lo que comprometía la viabilidad de la tecnología en aplicaciones exigentes como sistemas de purificación de agua o unidades de aire acondicionado. La necesidad de aumentar la eficiencia sin sacrificar la durabilidad ha sido uno de los ejes centrales de la investigación en este campo.

Un salto tecnológico hacia el 10 %

El nuevo desarrollo de ams OSRAM supone un avance significativo en esta dirección. Según los datos validados por el Instituto Nacional de Metrología de Alemania Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), la compañía ha logrado LEDs que alcanzan un 10,2 % de eficiencia con 200 mW de potencia óptica a 265 nm, manteniendo una vida útil superior a 20.000 horas. Este rendimiento se ha conseguido gracias a mejoras en distintas fases del proceso de fabricación:

• Epitaxia optimizada: el crecimiento de capas semiconductoras con menor densidad de defectos cristalinos es clave para aumentar la radiación generada internamente.
• Diseño de chip avanzado: la geometría y las estructuras de guía de luz influyen directamente en la capacidad de extraer fotones hacia el exterior.
• Encapsulado y paquete óptico: materiales con alta transmitancia en el rango UV-C y diseños que minimizan pérdidas por reflexión mejoran la eficiencia global del dispositivo.

Este conjunto de innovaciones ha permitido casi duplicar el rendimiento de la generación anterior de LEDs UV-C de la compañía, sin cambios en las condiciones de operación, lo que constituye un indicador sólido de madurez tecnológica.

Se espera que los nuevos LED UV-C estén disponibles a partir de finales de 2026 y complementarán la cartera de productos existente para soluciones avanzadas de iluminación UV-C.

Imágenes: ams OSRAM