El Departamento de Energía de los Estados Unidos acaba de publicar un nuevo informe sobre productos germicidas ultravioleta (GUV), evaluando su eficiencia y seguridad, y qué tan correctas son las afirmaciones de los fabricantes sobre sus rendimientos y prestaciones. 

La pandemia de COVID-19 ha impulsado el mercado de productos de luz ultravioleta germicida (GUV), una tecnología que, si bien ya existía previamente, ha experimentado un auge sin precedentes en su demanda. Sin embargo, esta alta demanda ha llevado a un entorno saturado de reclamaciones de rendimiento no comprobadas, tecnologías emergentes y la limitada capacidad de los laboratorios comerciales de ensayos. 

El Departamento de Energía (DOE) de los Estados Unidos, consciente de la necesidad de mejorar la resiliencia frente a futuras pandemias y hacer un uso eficiente de los recursos energéticos, ha reactivado el programa CALiPER. El enfoque de CALiPER se basa en la realización de pruebas por laboratorios independientes acreditados, empleando métodos y métricas estándar de la industria.

En este caso, el nuevo informe CALIPER se propuso evaluar y reportar el rendimiento y la seguridad fotobiológica de los productos GUV destinados a desinfectar aire y superficies en espacios habitables. Para ello se analizó el rendimiento de 13 productos GUV adquiridos entre febrero y julio de 2022. Estos productos se clasificaron en tres tipos distintos: 

• 7 torres GUV portátiles, orientadas al consumidor y diseñadas para colocarse en el suelo o en un escritorio de una habitación desocupada para desinfectar el aire y las superficies. Cinco de estos productos utilizaban fuentes LED y dos productos tenían fuentes de mercurio de baja presión.

• Una luminaria GUV para toda la habitación diseñada para instalarse en el techo con el fin de desinfectar el aire cuando la habitación está ocupado. Este producto tenía fuentes UV LED. 
• Cinco luminarias GUV para toda la habitación estilo troffer (empotrada) o high bay, diseñada para empotrarse o suspenderse y desinfectar el aire y las superficies cuando la habitación está desocupada. Las cinco luminarias tenían fuentes de mercurio de baja presión. 

Las pruebas de productos cubrieron el rendimiento radiométrico y eléctrico de los 13 productos, así como la evaluación de seguridad fotobiológica si la documentación del producto incluía afirmaciones comprobables. 

Resultados obtenidos

Declaraciones de prestaciones incompletas e inexactas

Los ensayos realizados identificaron numerosos problemas relacionados con la precisión del rendimiento del producto GUV declarado. Las afirmaciones a menudo eran incomprobables, contradictorias, ambiguas o utilizaban unidades y/o terminología incorrectas. Cuando las afirmaciones eran comprobables, a menudo no coincidían con los resultados de las pruebas. Por ejemplo, tres productos LED que afirmaban emitir UV-C emitían sólo en el rango UV-A.

Los problemas con las informaciones técnicas de los productos fueron más comunes entre los productos de torre orientados al consumidor, pero todos los tipos de productos presentaron problemas con sus datos de rendimiento.

Potencial de productos inseguros 

Los productos con una intensidad radiante UV-C relativamente baja pueden superar los límites de seguridad fotobiológica. El manual de usuario de una torre LED advertía a los usuarios de que se mantuvieran al menos a 1 m de distancia del producto, pero las pruebas IEC 62471 para detectar riesgos de UV actínica y UV cercana indicaron que más de 2,5 h de exposición al producto a esa distancia sería insegura, lo que corresponde a una clasificación RG-2 (riesgo medio).

Se observó que el mismo producto emitía UV-C antes de que se utilizara su mando a distancia para encenderlo, lo que podía suponer un riesgo para la salud de los ocupantes de la habitación que crean que está apagado. 

Oportunidades de mejora de la eficiencia energética

La eficiencia radiante UV-C (calculada como la potencia de salida de UV-C dividida por la potencia de entrada eléctrica) de los productos varió ampliamente, incluso entre productos similares que utilizaban las mismas tecnologías de origen. Por ejemplo, la eficiencia radiante UV-C de los productos con fuentes de mercurio de baja presión varió en más de un factor de tres para el mismo tipo de producto. En concreto, los productos con rejillas o reflectores blancos tenían una eficacia radiante UV-C sustancialmente menor que los que sólo tenían reflectores especulares. Estos resultados indican que existe una gran oportunidad para diseñar productos más eficientes desde el punto de vista energético.

Los productos LED tenían una eficiencia radiante UV-C mucho menor que los productos con fuentes de mercurio. 

Rendimiento a largo plazo de los LED UV-C

De los dos productos LED UV-C sometidos a pruebas a largo plazo, uno tenía una garantía de dos años (lo que implica una vida útil nominal de al menos 17.520 h), pero a las 500 h se redujo al 66% de su rendimiento inicial. 

El otro, que declaraba una vida útil de aproximadamente un año en uso continuo (8.760 h), se redujo al 85% a las 500 h. Estos resultados sugieren que la vida útil nominal de los productos LED UV-C puede merecer un examen más detenido. 

Desafíos en los ensayos 

El estudio también identificó importantes desafíos y limitaciones a la hora de realizar los ensayos. El más importante de ellos es la capacidad de probar e informar con precisión sobre el rendimiento de productos GUV de mayor tamaño.

Mientras que las esferas de integración se utilizan para medir rápidamente el flujo radiante total (es decir, la potencia de salida) y la distribución espectral, los goniómetros se utilizan para medir la distribución de la intensidad radiante (a partir de la cual se puede calcular el flujo radiante). Las esferas integradoras requieren un revestimiento especializado y costoso para realizar pruebas UV, y el laboratorio de pruebas de esta ronda de productos sólo disponía de sólo una semiesfera de 20 pulgadas de diámetro con esta capacidad. En la esfera integradora sólo cabían 2 de los 10 productos emisores de UV-C. 

Los ensayos con goniómetro tenían una limitación de tamaño diferente, ya que los espejos utilizados normalmente para para aumentar la distancia de prueba del goniómetro al campo lejano reflejan poco o nada de UV. En consecuencia, el estudio sólo evaluó 6 de 13 productos en el campo lejano. Los archivos electrónicos de datos de intensidad UV-C de los otros 7 productos, que productos, que normalmente se importan en programas informáticos para diseñar aplicaciones GUV, pueden no ser fiables para predecir la irradiancia a distancia arbitrarias de campo lejano (IES 2022a; CIE 2020).

Conclusiones y próximos pasos

Con los productos específicos analizados en esta primera ronda, los resultados demuestran una importante necesidad de más educación, normas industriales y responsabilidad en la industria de productos GUV. 

Está claro que tanto compradores como especificadores necesitan de datos de rendimiento completos y precios para una aplicación segura y eficaz de esta tecnología de desinfección. Asimismo, los desarrolladores de productos necesitan de métodos de ensayo estándar en la industria y  capacidades de laboratorio asociadas para proporcionar estos datos. 

Esta ronda inicial de ensayos realizada por el DOE es un primer paso para identificar las carencias y retos actuales que se deben superar para afianzar esta tecnología en el mercado. Puede acceder al informe haciendo clic en la siguiente imagen: 

Imagen de portada y resto generadas por DALL-E