Luz negra

Una luz negra, también llamada luz UV-A, lámpara de Wood o luz ultravioleta, es una lámpara que emite luz ultravioleta de onda larga (UV-A) y muy poca luz visible.

Un tipo de lámpara tiene un material de filtro violeta, ya sea en la bombilla o en un filtro de vidrio separado en la carcasa de la lámpara, que bloquea la mayoría de la luz visible y deja pasar los rayos UV, por lo que la lámpara tiene un brillo violeta tenue cuando está en funcionamiento. Las lámparas de luz negra que tienen este filtro tienen una designación de la industria de la iluminación que incluye las letras "BLB". Esto significa "azul de luz negra".

Un segundo tipo de lámpara produce luz ultravioleta pero no tiene el material del filtro, por lo que produce más luz visible y tiene un color azul cuando está en funcionamiento. Estos tubos están hechos para su uso en trampas para insectos "bug zapper" y se identifican con la designación industrial "BL". Esto significa "luz negra".

Las fuentes de luz negra pueden ser lámparas fluorescentes, lámparas de vapor de mercurio, diodos emisores de luz (LED), láseres o lámparas incandescentes especialmente diseñadas; aunque los incandescentes casi no producen luz negra (excepto un poco más para los tipos halógenos), por lo que no se consideran verdaderas fuentes de luz negra. En medicina, medicina forense y algunos otros campos científicos, dicha fuente de luz se conoce como lámpara de Wood, llamada así por Robert Williams Wood, quien inventó los filtros UV de vidrio originales de Wood.

Aunque muchos otros tipos de lámparas emiten luz ultravioleta con luz visible, las luces negras son esenciales cuando se necesita luz UV-A sin luz visible, particularmente para observar la fluorescencia, el brillo coloreado que emiten muchas sustancias cuando se exponen a los rayos UV. Las luces negras se emplean para efectos de iluminación decorativos y artísticos, usos diagnósticos y terapéuticos en medicina, detección de sustancias marcadas con tintes fluorescentes, búsqueda de rocas, detección de dinero falso, curado de resinas plásticas, atracción de insectos y detección de refrigerante. fugas que afectan a refrigeradores y sistemas de aire acondicionado. En las camas de bronceado se utilizan fuertes fuentes de luz ultravioleta de onda larga.

UV-A presenta un peligro potencial cuando los ojos y la piel están expuestos, especialmente a fuentes de alta potencia. Según la Organización Mundial de la Salud, los rayos UV-A son responsables del bronceado inicial de la piel y contribuyen al envejecimiento y las arrugas de la piel. UV-A también puede contribuir a la progresión de los cánceres de piel. Además, los rayos UV-A pueden tener efectos negativos en los ojos tanto a corto como a largo plazo.

Tipos

Fluorescente

Los tubos fluorescentes de luz negra generalmente se fabrican de la misma manera que los tubos fluorescentes normales, excepto que se usa un fósforo que emite luz UVA en lugar de luz blanca visible. El tipo más comúnmente utilizado para luces negras, denominado azul claro negro o "BLB" por la industria, tiene un revestimiento de filtro azul oscuro en el tubo, que filtra la luz más visible, de modo que se pueden observar los efectos de fluorescencia. Estos tubos tienen un brillo violeta tenue cuando están en funcionamiento. No deben confundirse con los tubos de "luz negra" o "BL", que no tienen revestimiento de filtro y tienen un color azul más brillante.Estos están hechos para su uso en trampas para insectos "bug zapper" donde la emisión de luz visible no interfiere con el rendimiento del producto. El fósforo que normalmente se usa para un pico de emisión cercano a 368 a 371 nanómetros es fluoroborato de estroncio dopado con europio (SrB₂F₈: UE) o borato de estroncio dopado con europio (Sr₃B₂O₆: UE) mientras que el fósforo utilizado para producir un pico de alrededor de 350 a 353 nanómetros es silicato de bario dopado con plomo (BaSi₂O₅: Pb). Las lámparas "Blacklight blue" alcanzan su punto máximo a 365 nm.

Los fabricantes utilizan diferentes sistemas de numeración para los tubos de luz negra. Philips usa un sistema que se está quedando obsoleto (2010), mientras que el sistema Osram (alemán) se está volviendo dominante fuera de América del Norte. La siguiente tabla enumera los tubos que generan azul, UVA y UVB, en orden de longitud de onda decreciente del pico más intenso. Las composiciones aproximadas de fósforo, los números de tipo de los principales fabricantes y algunos usos se dan como una descripción general de los tipos disponibles. La posición de "pico" se aproxima a los 10 nm más cercanos. "Ancho" es la medida entre puntos en los hombros del pico que representan el 50% de intensidad.

Mezcla de fósforo	Pico(nm)	Ancho(nm)	sufijo Philips	sufijo osram	Tipo de EE. UU.	Uso típico
—	450	50	—	/71	—	hiperbilirrubinemia, polimerización
SrP2O7:UE	420	30	/03	/72	—	polimerización fotoquímica
SrB4O7:UE	370	20	/08	/73	("BLB")	forense, lapidario, clubes nocturnos
SrB4O7:UE	370	20	—	/78	("POR")	atracción de insectos, polimerización, psoriasis, camas de bronceado
Básico2O5:Pb	350	40	/09	/79	"LICENCIADO EN DERECHO"	atracción de insectos, camas de bronceado
Básico2O5:Pb	350	40	/08	—	"BLB"	dermatología, lapidario, forense, clubes nocturnos
SrAl11O18:ce	340	30	—	—	—	fotoquímica
MgSrAl10O17:ce	310	40	—	—	—	aplicaciones médicas, polimerización

Tubos de "eliminador de insectos"

Otra clase de bombilla fluorescente UV está diseñada para su uso en trampas para insectos voladores "bug zapper". Los insectos son atraídos por la luz ultravioleta, que pueden ver, y luego son electrocutados por el dispositivo. Estas bombillas utilizan la misma mezcla de fósforo que emite UV-A que la luz negra filtrada, pero dado que no necesitan suprimir la salida de luz visible, no utilizan un material de filtro púrpura en la bombilla. El vidrio simple bloquea menos del espectro de emisión de mercurio visible, lo que hace que parezcan azul violeta claro a simple vista. Estas lámparas se denominan "luz negra" o "BL" en algunos catálogos de iluminación de América del Norte. Estos tipos no son adecuados para aplicaciones que requieren la salida de luz visible baja de las lámparas de tubo "BLB".

Incandescente

También se puede formar una luz negra simplemente usando un revestimiento de filtro UV como el vidrio de Wood en la envoltura de una bombilla incandescente común. Este fue el método que se utilizó para crear las primeras fuentes de luz negra. Aunque las bombillas incandescentes de luz negra son una alternativa más económica a los tubos fluorescentes, son excepcionalmente ineficaces para producir luz ultravioleta, ya que la mayor parte de la luz emitida por el filamento es luz visible que debe bloquearse. Debido a su espectro de cuerpo negro, una luz incandescente irradia menos del 0,1 % de su energía como luz ultravioleta. Las bombillas UV incandescentes, debido a la necesaria absorción de la luz visible, se calientan mucho durante su uso. Este calor es, de hecho, fomentado en tales bombillas, ya que un filamento más caliente aumenta la proporción de UVA en la radiación de cuerpo negro emitida.

Vapor de mercurio

Las lámparas de luz negra de vapor de mercurio de alta potencia se fabrican con potencias nominales de 100 a 1000 vatios. Estos no utilizan fósforos, sino que se basan en la línea espectral de mercurio intensificada y ligeramente ampliada de 350 a 375 nm de la descarga de alta presión entre 5 y 10 atmósferas estándar (500 y 1000 kPa), según el tipo específico. Estas lámparas utilizan envolturas de vidrio de Wood o revestimientos de filtros ópticos similares para bloquear toda la luz visible y también las líneas de mercurio de longitud de onda corta (UVC) a 184,4 y 253,7 nm, que son dañinas para los ojos y la piel. Algunas otras líneas espectrales, que caen dentro de la banda de paso del vidrio de Wood entre 300 y 400 nm, contribuyen a la salida. Estas lámparas se utilizan principalmente con fines teatrales y conciertos. Son productores de UVA más eficientes por unidad de consumo de energía que los tubos fluorescentes.

DIRIGIÓ

Algunos diodos emisores de luz pueden generar luz ultravioleta, pero las longitudes de onda inferiores a 380 nm son poco comunes y los picos de emisión son amplios, por lo que solo se emiten los fotones UV de energía más baja, dentro de la luz predominante no visible.

La seguridad

Aunque las luces negras producen luz en el rango UV, su espectro se limita principalmente a la región UVA de onda larga, es decir, la radiación UV más cercana en longitud de onda a la luz visible, con baja frecuencia y, por lo tanto, energía relativamente baja. Si bien es bajo, todavía hay algo de potencia de una luz negra convencional en el rango UVB. UVA es el más seguro de los tres espectros de luz ultravioleta, aunque la alta exposición a los rayos UVA se ha relacionado con el desarrollo de cáncer de piel en humanos. La energía relativamente baja de la luz UVA no provoca quemaduras solares. Sin embargo, los rayos UVA son capaces de dañar las fibras de colágeno, por lo que tienen el potencial de acelerar el envejecimiento de la piel y causar arrugas. Los rayos UVA también pueden destruir la vitamina A en la piel.

Se ha demostrado que la luz UVA causa daños en el ADN, pero no directamente, como los rayos UVB y UVC. Debido a su longitud de onda más larga, se absorbe menos y penetra más profundamente en las capas de la piel, donde produce productos químicos intermedios reactivos como los radicales hidroxilo y oxígeno, que a su vez pueden dañar el ADN y provocar un riesgo de melanoma. Sin embargo, la débil salida de las luces negras no se considera suficiente para causar daños en el ADN o mutaciones celulares de la forma en que lo hace la luz solar directa del verano, aunque hay informes de que la sobreexposición al tipo de radiación ultravioleta que se usa para crear bronceadores artificiales en las camas solares puede causar Daño en el ADN, fotoenvejecimiento (daño en la piel por exposición prolongada a la luz solar), endurecimiento de la piel, supresión del sistema inmunológico, formación de cataratas y cáncer de piel.

Los rayos UV-A pueden tener efectos negativos en los ojos tanto a corto como a largo plazo.

Usos

La radiación ultravioleta es invisible para el ojo humano, pero iluminar ciertos materiales con radiación UV provoca la emisión de luz visible, lo que hace que estas sustancias brillen con varios colores. Esto se llama fluorescencia y tiene muchos usos prácticos. Se requieren luces negras para observar la fluorescencia, ya que otros tipos de lámparas ultravioleta emiten luz visible que ahoga el tenue brillo fluorescente.

Aplicaciones médicas

La lámpara de Wood es una herramienta de diagnóstico utilizada en dermatología mediante la cual se proyecta luz ultravioleta (a una longitud de onda de aproximadamente 365 nanómetros) sobre la piel del paciente; luego, un técnico observa cualquier fluorescencia posterior. Por ejemplo, las porfirinas, asociadas con algunas enfermedades de la piel, emitirán una fluorescencia rosa. Aunque la técnica para producir una fuente de luz ultravioleta fue ideada por Robert Williams Wood en 1903 utilizando el "vidrio de Wood", fue en 1925 cuando Margarot y Deveze utilizaron la técnica en dermatología para la detección de infecciones fúngicas del cabello. Tiene muchos usos, tanto para distinguir las condiciones fluorescentes de otras condiciones como para ubicar los límites precisos de la condición.

Infecciones fúngicas y bacterianas

También es útil para diagnosticar:

• Infecciones fúngicas. Algunas formas de tiña, como Trichophyton tonsurans, no emiten fluorescencia.
• Infecciones bacterianas
  • Corynebacterium minutissimum es rojo coral
  • Pseudomonas es amarillo verdoso
• Cutibacterium acnes, una bacteria involucrada en la causa del acné, exhibe un brillo anaranjado bajo una lámpara de Wood.

Envenenamiento por etilenglicol

Se puede usar una lámpara de Wood para evaluar rápidamente si una persona sufre intoxicación por etilenglicol como consecuencia de la ingestión de anticongelante. Los fabricantes de anticongelantes que contienen etilenglicol suelen agregar fluoresceína, lo que hace que la orina del paciente emita fluorescencia bajo la lámpara de Wood.

Otro

La lámpara de Wood es útil para diagnosticar enfermedades como la esclerosis tuberosa y el eritrasma (causado por Corynebacterium minutissimum, véase más arriba). Además, la detección de porfiria cutánea tardía a veces se puede realizar cuando la orina se vuelve rosa al iluminarla con la lámpara de Wood. Las lámparas de Wood también se han utilizado para diferenciar la hipopigmentación de la despigmentación, como ocurre con el vitíligo. La piel de un paciente con vitíligo aparecerá de color amarillo verdoso o azul bajo la lámpara de Wood. Se ha informado su uso en la detección de melanoma.

Ver también

Luz de bilis. Un tipo de fototerapia que usa luz azul con un rango de 420 a 470 nm, que se usa para tratar la ictericia neonatal.

Seguridad y autenticación

La luz negra se usa comúnmente para autenticar pinturas al óleo, antigüedades y billetes de banco. Las luces negras se pueden usar para diferenciar el dinero real de los billetes falsos porque, en muchos países, los billetes legales tienen símbolos fluorescentes que solo se ven bajo una luz negra. Además, el papel utilizado para imprimir dinero no contiene ninguno de los agentes abrillantadores que hacen que los papeles disponibles en el mercado emitan fluorescencia bajo la luz negra. Ambas características hacen que los billetes ilegales sean más fáciles de detectar y más difíciles de falsificar con éxito. Las mismas características de seguridad se pueden aplicar a tarjetas de identificación como pasaportes o licencias de conducir.

Otras aplicaciones de seguridad incluyen el uso de bolígrafos que contienen una tinta fluorescente, generalmente con una punta suave, que se puede usar para marcar artículos de manera "invisible". Si los objetos que están así marcados son posteriormente robados, se puede utilizar una luz negra para buscar estas marcas de seguridad. En algunos parques de diversiones, clubes nocturnos y otros eventos que duran todo el día (o toda la noche), se estampa una marca fluorescente en la muñeca de un invitado que luego puede ejercer la opción de irse y poder regresar nuevamente sin pagar otro tarifa de admisión

Biología

Los materiales fluorescentes también se utilizan mucho en numerosas aplicaciones en biología molecular, a menudo como "etiquetas" que se unen a una sustancia de interés (por ejemplo, el ADN), lo que permite su visualización.

Miles de coleccionistas de polillas e insectos de todo el mundo utilizan varios tipos de luces negras para atraer especímenes de polillas e insectos para fotografiar y coleccionar. Es una de las fuentes de luz preferidas para atraer insectos y polillas durante la noche. La luz negra también se puede usar para ver excrementos de animales, como orina y vómitos, que no siempre son visibles a simple vista.

Detección de fallas

La luz negra se usa ampliamente en pruebas no destructivas. Los fluidos fluorescentes se aplican a estructuras metálicas y se iluminan con una luz negra que permite detectar fácilmente grietas y otras debilidades en el material.

Además, si se sospecha que hay una fuga en un refrigerador o en un sistema de aire acondicionado, se puede inyectar un tinte trazador UV en el sistema junto con la mezcla de refrigerante y aceite lubricante del compresor. Luego, el sistema se ejecuta para hacer circular el tinte a través de la tubería y los componentes y luego se examina el sistema con una lámpara de luz negra. Cualquier evidencia de tinte fluorescente señala la parte con fugas que necesita ser reemplazada.

Usos decorativos y artísticos.

También se utiliza para iluminar cuadros pintados con colores fluorescentes, especialmente sobre terciopelo negro, lo que intensifica la ilusión de autoiluminación. El uso de dichos materiales, a menudo en forma de mosaicos vistos en una sala sensorial bajo luz ultravioleta, es común en el Reino Unido para la educación de estudiantes con múltiples y profundas dificultades de aprendizaje. Tal fluorescencia de ciertas fibras textiles, especialmente aquellas que contienen residuos de abrillantadores ópticos, también se puede utilizar con efectos recreativos, como se ve, por ejemplo, en los créditos iniciales de la película de James Bond Panorama para matar. Los títeres de luz negra también se realizan en un teatro de luz negra.

Identificación de minerales

Las luces negras son una herramienta común para la búsqueda de rocas y la identificación de minerales por su fluorescencia.

Resinas de curado

Otro

Una de las innovaciones para vuelos nocturnos y en cualquier clima que utilizaron EE. punteros, y una intensidad que podría variarse fácilmente y sin iluminación visible que delatara la posición de una aeronave. Esto llegó tan lejos como para incluir la impresión de gráficos marcados con tintas fluorescentes UV y el suministro de lápices UV visibles y reglas de cálculo como el E6B.

También se pueden usar para detectar LSD, que emite fluorescencia bajo luz negra, mientras que los sustitutos comunes, como el 25I-NBOMe, no lo hacen.

En las camas de bronceado se utilizan fuertes fuentes de luz ultravioleta de onda larga.

• El hilo de seguridad de un billete de 20 dólares estadounidenses se ilumina en verde bajo una luz negra como protección contra la falsificación.
• El diseño antifalsificación de un pasaporte chino brilla bajo luz negra.
• Escorpión fluorescente bajo luz ultravioleta de una luz negra
• Uso decorativo de la luz negra en una discoteca