Conceptos clave que debe conocer sobre el curado con luz LED UV

Muchos de nosotros hemos tenido la mala suerte de estar expuestos al sol durante períodos prolongados, lo que nos ha provocado quemaduras y malestar. Como resultado, la luz emitida por el sol se ha equiparado negativamente a la energía generada por los sistemas de curado por rayos ultravioleta, lo que ha provocado que las personas expresen ansiedad e incluso miedo. La exposición a la luz ultravioleta se ha convertido en una preocupación para los operadores que utilizan estos sistemas en un entorno industrial y para las personas que utilizan lámparas ultravioleta para curar geles y recubrimientos de uñas en salones o kits caseros.

Un error muy común es creer que las lámparas de fotopolimerización UV y las lámparas LED (diodos emisores de luz) son diferentes y que las lámparas LED son más seguras. Sin embargo, esto no es necesariamente así, ya que ambos sistemas emiten luz ultravioleta en el espectro de 320 a 405 nm. Las lámparas UV tradicionales utilizan bulbos de amplio espectro para curar mediante vaporización, mientras que un LED es un semiconductor que genera luz cuando pasa una corriente eléctrica a través de él. Las lámparas LED utilizan una serie de diodos emisores de luz para generar luz de curado.

Con una comprensión adecuada del espectro electromagnético UV/visible, cómo se utilizan las diferentes lámparas y longitudes de onda en distintas capacidades y los protocolos de protección adecuados a implementar, los operadores pueden determinar el mejor uso de las lámparas de curado para su aplicación para sentirse seguros y confiados mientras utilizan un proceso de curado con luz.

Cómo empezó todo

La tecnología de curado luz visible/UV se ha utilizado durante más de 60 años por sus numerosos beneficios, especialmente para los fabricantes que la utilizan para aumentar las velocidades y el rendimiento del ensamblaje, reducir los costos de los materiales y diseñar procesos de ensamblaje más ecológicos. Históricamente, muchos componentes, piezas y subconjuntos utilizaban remaches, tornillos y otros sujetadores mecánicos para unirlos. Con la creación de adhesivos curables por luz y, posteriormente, lámparas de curado por luz, esta tecnología permitió a los ingenieros diseñar métodos de fabricación que creaban uniones más fuertes, permitían un ensamblaje mucho más rápido (en cuestión de segundos), distribuían el peso y la tensión de manera más uniforme y brindaban la capacidad de unir sustratos diferentes al tiempo que implementaban un proceso respetuoso con el medio ambiente y con el usuario.

A medida que el curado con luz se fue aceptando ampliamente en la industria manufacturera, la tecnología evolucionó desde las tradicionales bombillas de arco de mercurio y haluro de amplio espectro hasta los LED. Los LED se integraron inicialmente en lámparas dentales para curar materiales restauradores fotoactivos. Hoy en día se utilizan en muchas capacidades diferentes, desde aplicaciones de curado industrial e iluminación doméstica hasta el curado de geles para uñas con LED UV.

Pero, ¿qué es esta energía luminosa y de dónde proviene? Un conocimiento básico del espectro electromagnético y de los diferentes tipos de luz es fundamental para entender cómo funciona la tecnología.

El espectro electromagnético y las diferencias entre la luz ultravioleta UVA, UVB y UVC

El espectro electromagnético es el término colectivo para todas las frecuencias conocidas y sus longitudes de onda asociadas de los fotones conocidos (radiación electromagnética). El espectro es un amplio rango de radiación que viaja a la velocidad de la luz y se divide en diferentes regiones según las longitudes de onda que se extienden desde las ondas de radio (~1 m - 11 km), pasando por las ondas visibles y ultravioleta (~300-800 nm), hasta los rayos gamma (~0,001 nm). Las longitudes de onda en estas regiones se miden comúnmente en nanómetros (nm), que equivalen a una milmillonésima parte de un metro o una milésima parte de un micrón.

No todas las longitudes de onda UV son iguales.

La luz ultravioleta es una forma de energía que ocupa una pequeña porción del espectro electromagnético entre los rayos X y la luz visible. La radiación ultravioleta se produce de forma natural en la luz solar, pero también está presente en muchos sistemas fabricados. La radiación ultravioleta varía de 200 a 400 nm y se divide en tres regiones: UVA, UVB y UVC. La gama UVA se considera generalmente la más segura de las tres.

Figura 1. Espectro electromagnético

A continuación se ofrece una descripción general de las diferentes longitudes de onda UV y sus ventajas y desventajas.

UV-A

• Longitud de onda larga de 400-320 nm
• Generalmente se considera el más seguro de los rangos UV.
• Representa entre el 90 y el 95% de la radiación ultravioleta en la Tierra.
• Se utiliza comúnmente para polimerizar adhesivos UV y en procesos de inspección fluorescente.

UV-B

• Longitud de onda media de 320-280 nm
• Una causa principal de quemaduras solares y cáncer de piel
• Representa entre el 5 y el 10% de la radiación ultravioleta en la Tierra.
• A menudo se utiliza para curar tintas y lacas UV porque la luz UVB ayuda a eliminar la adherencia de la superficie.

UV-C

• Longitud de onda corta de 280-200 nm
• Los rayos UV son los más dañinos pero no llegan a la Tierra porque la atmósfera los filtra.
• Se encuentra en fuentes artificiales como sopletes de soldadura y algunas bombillas de mercurio.
• Se utiliza comúnmente para esterilización y aplicaciones germicidas.

Lámparas de curado por luz LED y UV de amplio espectro

Los dos tipos principales de sistemas de curado que utilizan luz UVA son los de amplio espectro y los LED. Las diferencias en la intensidad relativa de las fuentes de luz LED tienen una longitud de onda de energía muy discreta en comparación con las lámparas de arco de amplio espectro convencionales.

Los primeros sistemas de curado por UV utilizaban lámparas de amplio espectro para curar adhesivos y revestimientos. Estas lámparas de arco de mercurio convencionales son fuentes de luz de banda ancha porque emiten luz en una amplia gama de longitudes de onda, incluidas las de onda corta UV, las de onda larga visible e incluso las de onda más larga infrarrojas, lo que da lugar a múltiples picos de energía. Los sistemas de curado de amplio espectro utilizan lámparas de haluro metálico de alta presión que producen energía luminosa en el rango de 300 a 450 nm y proporcionan de 50 a 1000 mW/cm2 de luz UVA en la superficie de curado.

Las lámparas LED generan energía de curado mediante una serie de LED montados en la superficie en lugar de las tradicionales bombillas de haluro metálico o mercurio. Son fuentes de energía de semiconductores que emiten longitudes de onda de energía luminosa muy discretas, lo que da como resultado un espectro de emisión único, estrecho y con forma de campana. La distribución de longitudes de onda de una fuente de luz LED puede alcanzar su pico máximo en el rango de luz visible , normalmente a 365, 385 o 405 nm, según el LED seleccionado.

Figura 2. Diferencias en la distribución de longitudes de onda entre una lámpara de arco y una fuente de luz LED.

Hay muchas razones para cambiar del curado de amplio espectro a la tecnología LED, entre ellas, que no es necesario cambiar bombillas y tienen una vida útil más larga (ahorro de costos a lo largo del tiempo), que no requieren calentamiento (las lámparas están inmediatamente listas para usarse) y que no contienen mercurio, como las bombillas de arco (son menos peligrosas de usar y desechar).

Existen beneficios inherentes al uso de ambos tipos de sistemas, pero las lámparas LED UV generan curados más fríos, lo que probablemente lleve a algunos operadores a asumir que son más seguras. En cierta medida, las lámparas LED se deben a que pueden curar superficies, como los recubrimientos de uñas, mucho más rápido, reduciendo así la cantidad de exposición a la luz UV de la piel y las uñas. Las lámparas UV y LED tradicionales pueden curar esmaltes y recubrimientos de gel para uñas y son necesarias para fijar los geles para uñas y acelerar las manicuras habituales. Las lámparas UV pueden tardar hasta dos minutos en curar una capa de recubrimiento cuando curan geles para uñas, mientras que las lámparas LED pueden curar recubrimientos en segundos. El tiempo de curado reducido es una clara ventaja porque limita la exposición de las manos a la luz UV.

Limitar la exposición a la luz ultravioleta

Recientemente, han vuelto a surgir estudios sobre los efectos de la exposición repetida de las células humanas a lámparas de curado UV para uñas y su relación con posibles cambios en la estructura del ADN. Sin embargo, según los Sitio web de la FDA , "...la FDA considera que las lámparas para el curado de uñas presentan un riesgo bajo cuando se utilizan según las instrucciones... Hasta la fecha, la FDA no ha recibido ningún informe de quemaduras o cáncer de piel atribuido a estas lámparas". El curado de uñas con luz ultravioleta o LED es relativamente inofensivo si se siguen los procedimientos de seguridad adecuados, ya sea que alguien use las lámparas en un entorno industrial para unir componentes o en un salón para secar y curar los recubrimientos de uñas aplicados.

En los entornos de fabricación, la exposición a los rayos ultravioleta suele malinterpretarse, pero es en estos entornos donde los fabricantes tienen el mayor control sobre la salud y la seguridad de los trabajadores. Los sistemas industriales de curado con luz ultravioleta suelen tener controles de seguridad o de ingeniería integrados. Estos controles, como la protección, los enclavamientos de seguridad, el diseño intuitivo y los plásticos que absorben la luz, permiten a los operadores utilizarlos sin exponerse a la dañina luz ultravioleta.

Si bien toda la luz ultravioleta tiene el potencial de dañar a una persona si se utiliza sin cuidado, la energía ultravioleta de onda corta (UV-C) plantea el riesgo más significativo para quienes utilizan estas fuentes de luz. La mayoría de las fuentes de luz ultravioleta que se venden en los mercados de materiales curables por luz y de consumo incorporan energía UVA más segura. Aun así, es esencial utilizar equipo de protección personal y no desactivar ningún control de seguridad diseñado para la fuente de luz ultravioleta. Enseñar a los usuarios a protegerse de la exposición a los rayos ultravioleta y capacitarlos para trabajar de forma segura cerca de estos sistemas ultravioleta minimizará cualquier riesgo potencial de daño. Los operadores deben consultar las especificaciones de su fuente de luz ultravioleta antes de usarla.

Cuando se utilizan correctamente en el entorno apropiado, junto con equipo de protección personal y capacitación, las lámparas de curado LED y de amplio espectro UV se pueden utilizar de forma segura para muchas aplicaciones.

Comuníquese con nuestro equipo de Ingeniería de aplicaciones para obtener más orientación sobre el uso de sistemas de curado con luz UV/visible y LED.