Diodos emisores de luz UVC

Proyecto CORSA: “Diodos emisores de luz UVC eficaces para inactivar el SARS-CoV-2 y seguros para las personas”

El proyecto CORSA tiene como propósito el investigar la inactivación del SARS-CoV- 2 mediante el uso de luz ultravioleta que sea segura para los humanos. Nueve organizaciones forman parte del proyecto entre las que se encuentran universidades, centros de investigación y empresas, que abarcan toda la cadena de valor, y que se han puesto el reto del desarrollo de una tecnología LED UV eficaz para acabar con virus a la vez que es segura para los humanos. A largo plazo, los LED UVC, junto con filtros y tecnologías de ventilación se combinarán de manera eficaz para reducir las restricciones de la vida económica y social provocada por la pandemia, en espacios cerrados.

El Ferdinand-Braun-Institut (FBH), en cooperación con la Universidad Técnica de Berlin (TU Berlin), UVphotonics NT y Osram Opto Semiconductors, está desarrollando LEDs y sistemas de irradiación adecuados para comprender mejor la eficacia de la radiación UVC en aerosoles y en la piel. Mientras que los LED UVC en el rango de las longitudes de onda de alrededor los 270 nm proporcionan la base para la irradiación de superficies no vivas, especialmente en los filtros de aire; los LEDs con emisiones de alrededor de 233 nm podrían ser usados directamente en los humanos. La tecnología LED-UV ofrece muchas ventajas con respecto a las fuentes de luz ultravioleta basadas en lámparas de vapor de mercurio convencinoales: son dispositivos pequeños y compactos, pueden ser ajustados con precisión a la longitud de onda óptima y no son tóxicas.

 

LEDs UVC de 270 nm, para eliminar los virus en superficies no vivas y en aerosoles

Los LED de 270 nm, en los que trabaja actualmente Osram Opto Semiconductors, se utilizarán para superficies no vivas que no son adecuadas para la desinfección química, así como para los aerosoles. En particular, los socios del proyecto están probando cómo eliminar el coronavirus en los sistemas de ventilación cuando se irradia el aire circulante o en los filtros. Así pues, el proyecto también proporciona conocimientos fundamentales sobre la forma en que la radiación UVC puede utilizarse para luchar eficazmente contra el SARS- CoV-2 y otros virus respiratorios como el virus de la gripe. El Instituto de Higiene Animal y Salud Ambiental de la Universidad Libre de Berlín está probando el efecto sobre los coronavirus en los aerosoles, y la,Universidad Técnica de Berlín está probando la desinfección en los sistemas de manipulación del aire.

Este prototipo con LED de 265 nm fue diseñado específicamente para desinfectar objetos de uso diario.

LEDs UVC de 233 nm, para eliminar virus directamente en humanos o en su proximidad inmediata

Los LEDs UVC con longitudes de onda de emisión de alrededor de 233 nm causan poco daño a la piel humana. Esto los hace muy atractivos para aplicaciones de antisepsia, así como para la desinfección de áreas interiores concurridas, por ejemplo en escuelas, teatros o salas de operaciones. Tales LEDs no están actualmente disponibles comercialmente. Sin embargo, la FBH y la Univesrsidad Técnicad de Berlín han estado investigando y desarrollando LEDs UVC durante varios años como parte de su laboratorio conjunto de optoelectrónica GaN y son líderes mundiales en diodos emisores de luz en este rango de longitud de onda.

Basándose en su experiencia en tecnologías de semiconductores, están colaborando con UVfotónica para aumentar aún más la potencia de salida, la eficiencia de conversión y la vida útil de los LED. A diferencia de las radiaciones UVC de mayor longitud de onda de las lámparas de vapor de mercurio, por ejemplo, la luz emitida por estos LEDs penetra sólo unos pocos micrómetros en la piel y por lo tanto apenas llega a las células vivas más profundas. Por lo tanto, se espera que la piel pueda compensar los posibles daños menores con sus mecanismos de reparación naturales. Para garantizar que la tecnología es segura para los humanos, el Departamento de Dermatología del Centro Clínico Charité de la Universidad de Medicina de Berlín está llevando a cabo pruebas “in vivo” para determinar el efecto de la radiación UVC en la piel. Los datos sobre el efecto virucida proceden del Friedrich-Loeffler-Institut y del Centro Médico Universitario Greifswald.

 

Módulo con 118 LEDs UVC integrados en un sistema de irradiación utilizado en el proyecto VIMRE para las pruebas médicas de modelos de piel y

Usando los conocimientos existentes

Desde mediados de 2020 el Centro Clínico Charité junto con el Centro Médico Universitario Greifswald, en el marco del proyecto VIMRE, han estado probando sistemas de radiación de longitud de onda de 233 nm desarrollados por la FBH para inactivar patógenos resistentes a múltiples fármacos en hospitales, como el SARM, en la superficie del cuerpo.

La base tecnológica de los LED UV se creó como parte del consorcio «Advanced UV for Life» y fue desarrollada conjuntamente por TU Berlin y FBH. FBH también tiene una amplia experiencia en la creación de prototipos de sistemas de irradiación UV LED, diseñados y construidos de acuerdo con requisitos específicos. Recientemente, se completó un sistema de irradiación con LED UV de 265 nm en cooperación con la fotónica UV derivada de FBH. 128 de estos LED desinfectan objetos cotidianos como teléfonos móviles o máscaras en un panel transparente a los rayos UV desde arriba y desde abajo. En menos de diez minutos, el sistema alcanza una dosis de UV de 500 mJ / cm2, como recomiendan, por ejemplo, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU.).

Créditos de imágenes: ©FBH/P. Immerz

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