Lámpara de cuarzo

Qué es la lámpara de cuarzo

La lámpara de cuarzo es un dispositivo emisor de radiación ultravioleta cuyo elemento esencial es un tubo fabricado en cuarzo fundido (dióxido de silicio de alta pureza, SiO₂) en cuyo interior se produce una descarga eléctrica a través de vapor de mercurio a baja o media presión. Cuando la corriente eléctrica atraviesa el vapor de mercurio, los átomos de mercurio excitados emiten radiación electromagnética en diversas longitudes de onda del espectro ultravioleta. La razón por la que se emplea cuarzo y no vidrio corriente es estrictamente óptica: el vidrio sodocálcico ordinario es opaco a la radiación ultravioleta por debajo de 320 nm aproximadamente, de modo que bloquea precisamente las longitudes de onda de mayor interés médico (UV-B y UV-C); el cuarzo, en cambio, transmite radiación UV desde los 200 nm en adelante, lo que permite que toda la emisión del mercurio alcance el exterior del tubo.

El nombre del instrumento remite directamente a este material. "Cuarzo" procede del alemán Quarz, término documentado en la mineralogía centroeuropea desde el siglo XIV (aparece ya en escritos del minero sajón de Freiberg hacia 1300-1350), cuyo origen último es discutido: se ha propuesto una derivación del alto alemán medio twarc ("duro") y también del eslavo occidental kwardy ("duro"), en alusión a la notable dureza de este mineral (7 en la escala de Mohs). En castellano se documenta desde el siglo XVIII en textos mineralógicos.

El concepto de lámpara en medicina designa cualquier instrumento que genera radiación electromagnética con finalidad clínica. La lámpara de cuarzo pertenece, dentro de esa categoría, al subgrupo de las lámparas ultravioleta, y su singularidad reside en que el material de su envolvente —el cuarzo— determina qué bandas del espectro UV pueden emitirse. Según la longitud de onda predominante, las lámparas de cuarzo se fabrican para emitir en distintas franjas, lo que condiciona aplicaciones médicas muy diferentes.

El espectro ultravioleta: por qué importan las bandas

La radiación ultravioleta se subdivide convencionalmente en tres bandas según su longitud de onda y sus efectos biológicos. La UV-A (315-400 nm) es la de mayor longitud de onda y menor energía por fotón; penetra hasta la dermis profunda y es la que se emplea en la modalidad terapéutica denominada PUVA (psoraleno + UV-A). La UV-B (280-315 nm) tiene una energía intermedia; penetra fundamentalmente en la epidermis y es la base de la fototerapia de banda estrecha (311 nm), considerada en la actualidad como la modalidad de primera elección para diversas dermatosis. La UV-C (200-280 nm) es la de mayor energía y menor penetración; su máximo efecto germicida se sitúa en torno a 254 nm, longitud de onda que coincide con el pico de absorción del ADN de los microorganismos, lo que provoca la formación de dímeros de timina que impiden la replicación celular y destruyen bacterias, virus y hongos.

El cuarzo es el único material de envolvente que transmite las tres bandas. Esto explica que las lámparas de cuarzo puedan fabricarse para emitir preferentemente en cualquiera de ellas según la presión del mercurio, los aditivos del gas de relleno y, en su caso, los filtros o recubrimientos aplicados al tubo. Una lámpara de cuarzo de baja presión emite la mayor parte de su radiación en la línea de 254 nm (UV-C germicida); una lámpara de cuarzo de media presión emite un espectro más amplio que incluye UV-B y UV-A, y es la que se utiliza en aplicaciones terapéuticas. Las lámparas de cuarzo "dopado" u "ozone-free" incorporan aditivos que bloquean selectivamente la emisión por debajo de 200 nm para evitar la generación de ozono en el aire circundante.

Aplicaciones médicas: germicida y terapéutica

Las aplicaciones de la lámpara de cuarzo en medicina se dividen en dos grandes vertientes según la banda UV predominante.

Aplicación germicida (UV-C). Las lámparas de cuarzo germicidas emiten radiación UV-C a 254 nm y se emplean para la desinfección del aire y de las superficies en entornos hospitalarios: quirófanos, unidades de cuidados intensivos, salas de aislamiento y laboratorios. Su mecanismo de acción es la destrucción del material genético de bacterias, virus, hongos y esporas mediante la formación de dímeros de pirimidina en su ADN o ARN, lo que les impide replicarse. Este uso cobró especial relevancia como medida complementaria de control de infecciones nosocomiales. La irradiación UV-C no puede realizarse en presencia de personas, porque la misma radiación que destruye microorganismos puede causar queratitis actínica (inflamación corneal) y eritema cutáneo en las personas expuestas.

Aplicación terapéutica (UV-B y UV-A). Las lámparas de cuarzo diseñadas para emitir en la banda UV-B de banda estrecha (311 nm) constituyen la fuente de radiación de las cabinas de fototerapia dermatológica, una modalidad con la que se tratan diversas enfermedades inflamatorias y autoinmunes de la piel. Las que emiten en la banda UV-A se utilizan en combinación con fotosensibilizantes. En ambos casos, el mecanismo de acción sobre la piel es fundamentalmente antiinflamatorio e inmunomodulador. El diccionario dedica una entrada propia a la fototerapia, donde se aborda el concepto como modalidad terapéutica.

Diferenciación con instrumentos relacionados

Conviene distinguir la lámpara de cuarzo de otros instrumentos que emplean radiación ultravioleta pero con finalidades y configuraciones distintas. La lámpara de Wood (o luz de Wood) es también una fuente de UV, pero su emisión se centra en la UV-A de onda larga (365 nm) y su función es exclusivamente diagnóstica: al iluminar la piel en oscuridad, provoca fluorescencia en determinados pigmentos, metabolitos bacterianos o sustancias fúngicas, lo que permite identificar lesiones cutáneas invisibles bajo luz normal. No se emplea para desinfección ni para fototerapia. La lámpara de hendidura, por su parte, es un instrumento de luz visible (no ultravioleta) empleado en oftalmología. Y el láser ultravioleta, como el láser excimer de 308 nm, comparte la banda espectral con la lámpara de cuarzo de banda estrecha pero difiere en que emite un haz monocromático, coherente y concentrado en un punto, lo que permite tratar lesiones localizadas.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se usa cuarzo y no vidrio corriente?

Porque el vidrio sodocálcico ordinario es opaco a la radiación ultravioleta por debajo de unos 320 nm: absorbe y bloquea precisamente las longitudes de onda que tienen utilidad médica germicida (UV-C, 254 nm) o terapéutica (UV-B, 311 nm). El cuarzo fundido, en cambio, transmite radiación UV desde los 200 nm, lo que permite que toda la emisión del mercurio atraviese la envolvente y salga al exterior. Sin cuarzo, la lámpara sería simplemente un tubo fluorescente de luz visible.

¿De dónde viene la palabra "cuarzo"?

Del alemán Quarz, documentado en la mineralogía sajona desde el siglo XIV. Su origen último es discutido: se ha propuesto una derivación del alto alemán medio twarc o del eslavo kwardy, ambos con el significado de "duro", en alusión a la elevada dureza de este mineral (7 en la escala de Mohs, una de las más altas entre los minerales comunes). En castellano aparece en textos mineralógicos del siglo XVIII.

¿Es lo mismo una lámpara de cuarzo que una lámpara de Wood?

No. Aunque ambas emiten radiación ultravioleta, su función, su banda de emisión y su uso clínico son distintos. La lámpara de cuarzo puede emitir en UV-C (254 nm, para desinfección), en UV-B (311 nm, para fototerapia) o en UV-A (para terapia PUVA), según su diseño. La lámpara de Wood emite exclusivamente en UV-A de onda larga (365 nm) y se utiliza solo para diagnóstico dermatológico, haciendo visibles lesiones que no se aprecian bajo luz normal gracias al fenómeno de fluorescencia.

¿Puede una lámpara de cuarzo germicida usarse en presencia de personas?

Las lámparas germicidas convencionales de UV-C a 254 nm no deben utilizarse con personas presentes en la habitación, porque esa radiación puede causar inflamación corneal (queratitis actínica) y quemaduras cutáneas. Por ello, la desinfección con UV-C se realiza habitualmente con la sala vacía y durante un tiempo controlado. Existen sistemas de irradiación indirecta, instalados en la parte alta de las paredes y dirigidos al techo, que permiten desinfectar el aire de la zona superior sin que la radiación incida directamente sobre las personas, pero su uso requiere una instalación específica y verificación técnica.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Examen con lámpara de Wood. MedlinePlus, enciclopedia médica en español.
2. Manual MSD (versión para público general). Fototerapia: uso de rayos ultravioleta para tratar los trastornos cutáneos.
3. Fundación Piel Sana, Academia Española de Dermatología y Venereología (AEDV). Fototerapia. Wikiderma.
4. Real Academia Española. Cuarzo. Diccionario de la lengua española, 23.ª edición.