A Física de um Desinfector com Radiação UV–C

Abstract

Neste artigo, discutimos a física envolvendo uma câmara de radiação ultravioleta–C (UV–C) utilizada para desinfecção de superfícies e objetos, no contexto da pandemia de COVID-19. Quando exposto à radiação UV–C, o RNA viral muda sua estrutura molecular num processo causado por uma realocação nas bases nitrogenadas, inativando o vírus e impedindo sua reprodução. Nós propomos a construção de uma câmara UV–C utilizando materiais acessíveis à população, com recursos de segurança. Também discutimos o processo de design na determinação da distância e tempo de exposição necessários para a dose de UV–C apropriada. Fatores teóricos que deixam o problema mais realista considerando-se a geometria do sistema também são utilizados. Experimentalmente, a lâmpada utilizada para o protótipo foi testada, obtendo-se uma potência na faixa do UV–C de Puv = 171μ W, após correções. Os tempos de exposição foram então definidos, e variaram de 20–90 minutos, considerando-se distâncias de 5–36 cm dos objetos à lâmpada.In this article, we discuss the physics involved in a ultraviolet–C (UV–C) radiation chamber used for disinfection of surfaces and objects, in the context of the COVID–19 pandemic. When exposed to UV–C radiation, viral RNA change its molecular structure, a process caused by a rearrangement in the nitrogenous basis, inactivating the virus, and preventing reproduction. We propose the construction of a UV–C chamber using materials that are accessible to the population, with security features. We also discuss the design process in determining the distance and exposition time needed for the appropriate UV–C dose. Theoretical correction factors are also used, in order to account for factors that make our approximations more realistic in terms of the geometry of the system. Experimentally, the lamp used for the prototype was tested, obtaining a power in UV–C range of Puv = 171μ W, after corrections. Exposition times were then defined, ranging from 20–90 minutes, considering distances from 5–36 cm from the objects to the lamp.