Rayos ultravioleta

Qué son los rayos ultravioleta

Los rayos ultravioleta constituyen la franja del espectro electromagnético que se extiende desde el límite de la luz visible (en torno a 400 nm, más allá del color violeta) hasta el comienzo de los rayos X (en torno a 100 nm en la clasificación más amplia, aunque la franja de interés médico se sitúa entre 200 y 400 nm). A diferencia de la luz visible, que el ojo humano puede percibir, y de los rayos infrarrojos, cuyo efecto principal es la generación de calor, los rayos UV son invisibles y su efecto biológico fundamental es fotoquímico: provocan reacciones en las moléculas que los absorben, lo que explica tanto sus beneficios (síntesis de vitamina D, acción antiinflamatoria en la piel, destrucción de microorganismos) como sus riesgos (daño en el ADN, quemadura solar, fotoenvejecimiento, carcinogénesis). La entrada sinónima luz ultravioleta designa el mismo concepto.

El nombre "ultravioleta" se forma con el prefijo latino ultra ("más allá de") y el adjetivo violeta, del latín viola ("violeta", la flor de color púrpura que dio nombre al color). Designa, por tanto, la radiación que se sitúa "más allá del violeta" en el espectro. El término se documenta en la literatura científica desde hacia 1840, pero el descubrimiento de la radiación es anterior: en febrero de 1801, el físico alemán Johann Wilhelm Ritter (1776-1810) observó que unos rayos invisibles situados justo más allá del extremo violeta del espectro solar oscurecían el papel impregnado con cloruro de plata con más rapidez que la propia luz violeta. Ritter los denominó "rayos desoxidantes" (de-oxidierende Strahlen) para distinguirlos de los "rayos calóricos" (infrarrojos) que William Herschel había descubierto el año anterior en el extremo opuesto del espectro. Durante gran parte del siglo XIX se les llamó "rayos químicos", hasta que el término ultravioleta se impuso definitivamente.

Las tres bandas: UV-A, UV-B y UV-C

La radiación ultravioleta se subdivide convencionalmente en tres bandas según la longitud de onda y los efectos biológicos. Aunque los límites exactos varían ligeramente entre organismos normativos, la clasificación más aceptada en el ámbito médico es la siguiente.

UV-A (315-400 nm). Es la banda de mayor longitud de onda y menor energía por fotón. Constituye aproximadamente el 95 % de la radiación UV solar que alcanza la superficie terrestre, porque apenas es absorbida por la capa de ozono. Penetra en la piel hasta la dermis profunda. Su efecto biológico principal es la oxidación indirecta del ADN a través de la generación de radicales libres, lo que contribuye al fotoenvejecimiento y, a largo plazo, al riesgo de tumores cutáneos. En medicina, la UV-A se emplea en la modalidad terapéutica denominada PUVA (psoraleno + UV-A) y en el diagnóstico dermatológico mediante la luz de Wood, que emite UV-A con un pico en 365 nm.

UV-B (280-315 nm). Es la banda de energía intermedia. Constituye solo alrededor del 5 % de la radiación UV solar a nivel del suelo, pero es la principal responsable de la quemadura solar (eritema actínico) y del daño directo al ADN celular, al provocar la formación de dímeros de pirimidina en la cadena de nucleótidos. Es también la banda imprescindible para la síntesis cutánea de vitamina D: la UV-B convierte el 7-dehidrocolesterol presente en la epidermis en previtamina D₃, un paso esencial para el metabolismo del calcio y la salud ósea. En medicina, la UV-B de banda estrecha (311 nm) es la base de la fototerapia dermatológica moderna, empleada en cabinas con lámparas de cuarzo.

UV-C (100-280 nm). Es la banda de mayor energía y máximo poder destructivo sobre el material genético de los microorganismos. En condiciones naturales, la radiación UV-C solar es absorbida casi por completo por la capa de ozono estratosférica y el oxígeno atmosférico, de modo que prácticamente no alcanza la superficie terrestre. Sin embargo, se genera artificialmente mediante lámparas de mercurio de baja presión con envolvente de cuarzo, que emiten con un pico en 254 nm, coincidente con el máximo de absorción del ADN. Estas lámparas germicidas se emplean en entornos hospitalarios para la desinfección de superficies, aire e instrumental médico.

Efectos biológicos sobre la piel y los ojos

Los rayos UV interactúan con los tejidos vivos de dos maneras fundamentales. La acción directa consiste en la absorción de fotones UV por el ADN celular, que provoca la formación de dímeros de pirimidina (sobre todo de timina) y otros fotoproductos que, si no son reparados por los mecanismos enzimáticos de la célula, pueden acumularse y derivar en mutaciones. Este mecanismo es especialmente relevante para la UV-B y la UV-C. La acción indirecta, predominante con la UV-A, opera a través de la generación de especies reactivas de oxígeno (radicales libres) que dañan el ADN, las proteínas y los lípidos de la membrana celular.

En la piel, la primera respuesta visible a la sobreexposición UV es el eritema (enrojecimiento), que constituye la quemadura solar. La respuesta adaptativa es la síntesis de melanina por los melanocitos, lo que produce el bronceado. La exposición crónica produce fotoenvejecimiento (arrugas, elastosis, lentigos actínicos) y aumenta el riesgo de tumores cutáneos. La fotosensibilidad —una reacción cutánea exagerada a la radiación UV— puede ser provocada por determinados fármacos, enfermedades o sustancias tópicas.

En los ojos, la exposición aguda a la UV puede causar fotoqueratitis (inflamación de la córnea, equivalente a una "quemadura solar" corneal) y fotoconjuntivitis. La exposición crónica se ha asociado al desarrollo de cataratas y a lesiones de la superficie ocular. El cristalino del ojo humano absorbe la mayor parte de la radiación UV-A que atraviesa la córnea, lo que contribuye a su opacificación progresiva.

Aplicaciones médicas de la radiación ultravioleta

En medicina, los rayos UV se emplean en tres grandes ámbitos. Como herramienta diagnóstica, la luz de Wood (UV-A, 365 nm) aprovecha el fenómeno de fluorescencia para detectar infecciones cutáneas, trastornos pigmentarios y porfirias. Como herramienta terapéutica, la fototerapia UV-B de banda estrecha (311 nm) se considera una modalidad de primera línea para diversas dermatosis inflamatorias; la ficha de tratamiento de la Clínica Universidad de Navarra desarrolla sus indicaciones y protocolos. Y como agente germicida, la radiación UV-C (254 nm) generada por lámparas de cuarzo de baja presión destruye bacterias, virus, hongos y esporas al dañar irreversiblemente su material genético, y se emplea en la desinfección hospitalaria de superficies, aire e instrumental.

Diferenciación con otras formas de radiación

Conviene situar los rayos UV en el contexto del espectro electromagnético. Los rayos infrarrojos, situados al otro lado del espectro visible (por encima de 700 nm), tienen menor energía por fotón y su efecto principal es térmico (generación de calor); se emplean en fisioterapia. Los rayos X, situados por debajo de los UV (longitudes de onda inferiores a 10 nm), tienen mucha más energía, son ionizantes y se emplean en diagnóstico por imagen y en radioterapia. Los rayos UV ocupan una posición intermedia: su energía es suficiente para provocar reacciones fotoquímicas en las moléculas biológicas, pero no para ionizar átomos de forma directa (salvo en la franja UV-C más energética, que se aproxima al límite ionizante). Esta posición intermedia explica su doble naturaleza en medicina: beneficiosa en dosis controladas, perjudicial en exposición excesiva.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra "ultravioleta"?

Del latín ultra ("más allá de") y viola ("violeta"), con el significado literal de "más allá del violeta". Designa la radiación invisible que se sitúa justo después del último color que el ojo humano puede percibir. El término se documenta en la literatura científica desde hacia 1840, cuarenta años después del descubrimiento de la propia radiación.

¿Quién descubrió los rayos ultravioleta?

El físico alemán Johann Wilhelm Ritter, en febrero de 1801. Ritter observó que unos rayos invisibles situados más allá del extremo violeta del espectro solar oscurecían el cloruro de plata más rápido que la propia luz violeta. Los denominó "rayos desoxidantes" para distinguirlos de los "rayos calóricos" (infrarrojos) que Herschel había descubierto un año antes en el extremo opuesto del espectro. Durante décadas se les llamó "rayos químicos" hasta que se impuso el término "ultravioleta".

¿La radiación ultravioleta solo es perjudicial?

No. En dosis adecuadas, la radiación UV tiene efectos beneficiosos esenciales. La UV-B es imprescindible para la síntesis cutánea de vitamina D, necesaria para la salud ósea y el sistema inmunitario. La fototerapia UV-B de banda estrecha es una modalidad terapéutica consolidada en dermatología. Y la UV-C germicida se emplea para la desinfección hospitalaria. El problema surge con la sobreexposición, que puede causar quemadura solar, fotoenvejecimiento, daño ocular y aumento del riesgo de tumores cutáneos.

¿Es lo mismo "rayos ultravioleta" que "luz ultravioleta"?

Sí. Ambas expresiones designan la misma franja del espectro electromagnético y se emplean como sinónimos en el uso médico. "Rayos" es la denominación clásica heredada de la física del siglo XIX; "luz" enfatiza la naturaleza electromagnética del fenómeno. Se abrevian indistintamente como "UV". El diccionario mantiene ambas entradas para facilitar la consulta y desarrolla el contenido clínico completo en la presente entrada.

¿La capa de ozono nos protege de todos los rayos UV?

No de todos. La capa de ozono estratosférica absorbe la totalidad de la UV-C y la mayor parte de la UV-B, pero deja pasar prácticamente toda la UV-A y una fracción de la UV-B. Es esa fracción de UV-B la que causa quemaduras solares pero también la que permite la síntesis de vitamina D. La disminución del espesor de la capa de ozono en determinadas regiones del planeta aumenta la cantidad de UV-B que alcanza la superficie, lo que incrementa el riesgo de daño cutáneo y ocular.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Exposición al sol. MedlinePlus en español.
2. Instituto Nacional del Cáncer (NCI). Radiación ultravioleta. Diccionario de cáncer del NCI.
3. Fundación Piel Sana, Academia Española de Dermatología y Venereología (AEDV). Fototerapia. Wikiderma.
4. Real Academia Española. Ultravioleta. Diccionario de la lengua española, 23.ª edición.