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La tecnología declarada muerta está viva y pateando

16-07-2020

El mercado de las lámparas UV clásicas exhibe un crecimiento continuo y beneficios específicos de la aplicación en comparación con los LED. La tecnología UV ha conocido solo un estado desde 1970: crecimiento continuo. Lo mismo se aplica a la industria de la impresión, donde el curado UV ahora ocupa una cuota de mercado estimada del 90% en la impresión de banda estrecha o casi el 30% en la impresión offset. En la última década, la atención de los medios se ha concentrado casi exclusivamente en la variante LED UV.

Como consecuencia, los sistemas UV convencionales a menudo se ven como una reliquia de tecnología obsoleta, a pesar de que continúan dominando el mercado. Sin embargo, una inspección más cercana muestra que las lámparas UV clásicas están experimentando una especie de reactivación, y su uso se está expandiendo constantemente en varias áreas. Este artículo examina por qué ese es el caso y qué tiene que ver con la pandemia de coronavirus en curso.

Se espera que el volumen de mercado de la tecnología LED UV aumente de 260 millones de dólares en 2019 a 520 millones de dólares en 2024
Se espera que el volumen de mercado de la tecnología LED UV aumente de 260 millones de dólares en 2019 a 520 millones de dólares en 2024

Las aplicaciones de la tecnología UV tienen dos enfoques principales. Uno es el curado UV de tintas, barnices, adhesivos y otros recubrimientos; El otro es la desinfección. Ambos segmentos son mercados en crecimiento en los que se utilizan tanto los sistemas UV clásicos, por ejemplo con lámparas de vapor de mercurio de presión media, como los sistemas LED UV.

Las lámparas UV clásicas siguen desempeñando un papel clave

Las diversas áreas de aplicación de la tecnología UV se dividen en muchos submercados diferentes. Estos pueden variar mucho en términos de sus respectivas aplicaciones. En la práctica, la aplicación determina qué tecnología se utiliza. Eso explica por qué uno u otro sistema UV domina, dependiendo del segmento del mercado. Como ambas variantes ofrecen ventajas específicas, cada una experimenta un crecimiento continuo, independientemente una de la otra. Por ejemplo, según un estudio de Yole Développement SA, Lyon, el número de lámparas utilizadas para el curado UV en el mercado europeo aumentó en aprox. 20% entre 2015 y 2018.

Para el futuro, la organización predice un mayor crecimiento de más del 40% en términos de valor para las lámparas UV convencionales de 2019 a 2024, y un aumento de casi el 50% en el mercado de LED UV (ver Figura 1). El aumento en los sistemas de LED UV puede explicarse en particular por la rápida expansión de la desinfección del agua basada en UVC con una tasa de crecimiento anual del 26% (ver Figura 2). En el segmento de mercado de curado UV, que incluye la polimerización de tintas y barnices en procesos de impresión tales como impresión offset, flexográfica, serigráfica y de inyección de tinta, se espera que el uso de sistemas LED UV aumente a una tasa significativamente más lenta del 5% anual.

Las aplicaciones desinfectantes son una de las áreas de crecimiento futuro de la tecnología UV
Las aplicaciones desinfectantes son una de las áreas de crecimiento futuro de la tecnología UV

En consecuencia, las lámparas UV convencionales mantendrán su papel clave en el mercado de curado UV en el futuro previsible. Las aplicaciones típicas para el curado UV van desde la impresión comercial y todo tipo de etiquetas y embalajes, hasta tarjetas de crédito y características de seguridad en billetes de banco. Esta categoría también incluye el curado por UV de recubrimientos de superficie en la industria de muebles y pisos, placas de circuito impreso en la industria electrónica, productos como lentes de anteojos y lentes de contacto en la industria óptica, así como CD y DVD y recubrimientos funcionales en la industria automotriz.

Desinfección segura sin productos químicos con luz UV

Además de curar varios recubrimientos, las lámparas UV han sido comunes en otras áreas de aplicación. Un ejemplo es la desinfección libre de químicos del agua potable mediante dispositivos UV, por lo que los suministros públicos de agua han optado con mayor frecuencia en los últimos diez años. La empresa eta plus electronic gmbh en Nürtingen, es una de ellas. La compañía produce lámparas UV y dispositivos electrónicos de lastre que se utilizan para la desinfección de agua potable, aguas residuales, agua de lastre de barcos, agua de proceso, agua en piscicultura, piscinas en parques de ocio o piscinas y agua para la industria de alimentos y bebidas. Ejemplos destacados son las plantas municipales de tratamiento de agua de París, San Francisco y Basilea.

La luz ultravioleta de los sistemas de lámparas clásicos desactiva el ADN de gérmenes dañinos. La luz de onda corta es particularmente efectiva en la desinfección UVC ya que inhibe la división celular y, por lo tanto, la multiplicación de microorganismos. Otra ventaja es que el proceso no requiere productos químicos ni produce subproductos no deseados o incluso nocivos. Los patógenos que son resistentes al cloro, por ejemplo, también se eliminan de manera confiable. El tratamiento con luz UV no afecta el sabor natural, el olor, el color y los valores de pH del agua.

Las lámparas UV se utilizan cada vez más para la desinfección libre de químicos del agua potable con luz UV
Las lámparas UV se utilizan cada vez más para la desinfección libre de químicos del agua potable con luz UV
Las lámparas UV se utilizan cada vez más para la desinfección libre de químicos del agua potable con luz UV

Teniendo en cuenta todas estas ventajas, no sorprende que la demanda de sistemas UV en esterilización y desinfección haya aumentado durante años. Como se muestra en la Figura 2, este es otro mercado de crecimiento futuro para la tecnología LED UV. Actualmente, sin embargo, las empresas optan con mayor frecuencia por sistemas que utilizan lámparas UV convencionales, ya que ofrecen una potencia de salida comparablemente más alta, especialmente en el rango de longitud de onda de 254 nm, y por lo tanto son más económicas.

Desinfección del aire con UVPE

La luz UV no solo se puede utilizar para desinfectar el agua, sino también las superficies y las corrientes de aire. A medida que los gérmenes específicos de los hospitales se vuelven cada vez más resistentes a los antibióticos, el uso generalizado de desinfectantes en los hospitales puede reemplazarse cada vez más por la desinfección UV, ya que esto elimina la posibilidad de mutaciones que conducen a la resistencia a los antibióticos.

En este contexto, la empresa Virobuster International GmbH en Windhagen, desarrolló el proceso patentado de eliminación de patógenos ultravioleta (UVPE). Los dispositivos equipados con la tecnología, como la gama de productos Steritube, permiten la eliminación eficiente de microorganismos nocivos. Los sistemas Steritube, que se distribuyen junto con IST Metz, se han utilizado para la desinfección del aire en la industria médica durante más tiempo, y ahora también en la industria alimentaria. Se pueden integrar fácilmente en los sistemas de ventilación existentes y desactivar microorganismos en un solo proceso.

La compañía eta plus electronic gmbh en Nürtingen, se especializa en la producción de lámparas UV y balastos de alta calidad
La compañía eta plus electronic gmbh en Nürtingen, se especializa en la producción de lámparas UV y balastos de alta calidad
La compañía eta plus electronic gmbh en Nürtingen, se especializa en la producción de lámparas UV y balastos de alta calidad

Dispositivo portátil para la desinfección de superficies

Durante los tiempos de la pandemia de coronavirus, estas tecnologías han sido naturalmente objeto de mayor interés. Desde la propagación global del virus SARS-Cov2, la compañía Integration Technologie Ltd. (ITL) ha acelerado el desarrollo de un producto existente y ha diseñado un sistema de desinfección portátil que se comercializa bajo el nombre de SubZero RS Virus Sanitiser. Está especialmente diseñado para aplicaciones profesionales y requiere el uso de un equipo de protección personal adecuado durante el uso.

Aunque en los últimos años ITL ha desarrollado principalmente tecnologías LED, cuando se trata del dispositivo portátil compacto, la compañía ha recurrido a su probada gama SubZero, que presenta un sistema clásico de lámpara UVC, que se lanzó en la industria de la impresión en 2005 . "Estábamos desarrollando un sistema portátil diseñado para su uso en un entorno industrial", explica el Director Gerente Simon Roberts. “Sin embargo, debido a la propagación a gran escala del coronavirus, cambiamos rápidamente nuestras prioridades a las aplicaciones médicas. El uso de lámparas UV proporciona energía suficiente para desactivar microorganismos confiables como el coronavirus". La desinfección con luz ultravioleta es un proceso económico y respetuoso con el medio ambiente y es especialmente adecuado para ambulancias y hospitales, transporte público, escuelas, oficinas, habitaciones de hotel y mucho más.

La luz UV se puede utilizar en la lucha contra el coronavirus SARS-CoV-2
La luz UV se puede utilizar en la lucha contra el coronavirus SARS-CoV-2

Tintas y barnices adecuados para lámparas UV

En la mayoría de las áreas de la industria de la impresión, las lámparas UV se han convertido en una tecnología integral, a pesar de que su inminente desaparición se ha pronosticado durante años. Una razón importante para esto es que las tintas y barnices adecuados para los sistemas de lámparas tradicionales están disponibles de manera amplia y segura. En contraste, el espectro de emisión estrecho de los sistemas LED es una desventaja considerable en la formulación de tintas y barnices de impresión adecuados. El desarrollo de tintas y barnices adecuados es particularmente crítico en aplicaciones de baja migración. En este contexto, el amplio espectro de emisión de las lámparas UV ofrece claras ventajas para lograr un curado seguro y seguro en la impresión de envases de alimentos.

Sin embargo, la formulación de sistemas de tinta LED UV que cumplen con los alimentos no solo es un desafío debido al espectro estrecho. También está impedido por las regulaciones legales, como la regulación química europea (REACH), ya que en los últimos años se han prohibido ciertas sustancias químicas, lo que reduce la selección disponible de materias primas (por ejemplo, fotoiniciadores).

La luz de onda corta en el rango UVC en particular desactiva el ADN de los microorganismos para evitar que se multipliquen
La luz de onda corta en el rango UVC en particular desactiva el ADN de los microorganismos para evitar que se multipliquen

Uso de mercurio en un ciclo controlado

Ecológicamente hablando, estar libre de solventes es una de las principales ventajas de los sistemas UV. Sin embargo, las lámparas UV tienen la desventaja de que, como lámparas de descarga de gas, dependen del uso de vapor de mercurio como gas de relleno. El uso de sustancias peligrosas como el mercurio está regulado por la Directiva 2011/65 / UE de la UE, también conocida como RoHS (Restricción de sustancias peligrosas). La directiva contiene una lista de exenciones, que incluye lámparas de descarga para aplicaciones especiales. El RoHS está destinado a evitar que las sustancias peligrosas ingresen al medio ambiente. Las mayores emisiones son creadas por la generación de electricidad utilizando carbón o incineración de residuos, así como por la extracción de oro. Si bien una planta de energía de carbón típica libera muchas toneladas de mercurio al medio ambiente, a pesar de las medidas para reducir las emisiones, se estima que todas las lámparas utilizadas para el curado con rayos ultravioleta en Europa contienen aprox. 150 kg de mercurio.

Hay una alta probabilidad de que las exenciones descritas para las lámparas de vapor de mercurio se mantengan en el futuro, particularmente para aplicaciones de curado y desinfección con rayos UV. Por esta razón, el estudio de mercado antes mencionado realizado por Yole Développement SA supone que la “Convención de Minamata”, que fue acordada por las Naciones Unidas en 2013 para reducir el uso de mercurio, inicialmente no tendrá un efecto significativo en el desarrollo del mercado de lámparas UV convencionales.

El aire interior puede desinfectarse utilizando sistemas de luz UV como estos dispositivos montados en la pared de Virobuster
El aire interior puede desinfectarse utilizando sistemas de luz UV como estos dispositivos montados en la pared de Virobuster

Otro factor a tener en cuenta es que prácticamente todo el mercurio de las lámparas UV se envía para su reciclaje. Al hacerlo, la industria también cumple con la Directiva WEEE 2012/19 / EU (Residuos de aparatos eléctricos y electrónicos). En Alemania, por ejemplo, las empresas de reciclaje certificadas son responsables de la recolección y el procesamiento de las lámparas UV usadas. El reciclaje cuidadoso tiene sentido ecológico en cualquier caso, ya que las lámparas contienen valiosas materias primas y componentes electrónicos. Los sistemas LED también deben reciclarse efectivamente al final de la vida útil de sus productos. Después de todo, los LED también están sujetos a la directiva WEEE y es esencial que se establezcan métodos de reciclaje adecuados, especialmente para la recuperación de materias primas costosas como tierras raras o indio y galio de los LED.

Buenas perspectivas de futuro para tecnologías probadas de lámparas

En la práctica diaria, las lámparas UV han demostrado su utilidad durante muchos años, gracias a sus muchos atributos positivos. Ofrecen una densidad de potencia extremadamente alta y su funcionamiento es económico. En muchos segmentos del mercado, los usuarios buscan cada vez más sistemas que cumplan de manera confiable sus respectivos requisitos. Además de las lámparas UV clásicas, esta tendencia también está beneficiando a otros sistemas conocidos, como las lámparas excimer, que actualmente disfrutan de un renacimiento significativo. Las perspectivas futuras para tecnologías probadas como las lámparas UV son decididamente positivas. Ofrecen tantas ventajas para las áreas de aplicación establecidas, así como para los nuevos campos emergentes, que tienen un gran potencial para el crecimiento futuro.

El sistema de portal, SubZero RS Virus Sanitiser de ITL, utiliza lámparas UV de alta potencia convencionales para matar gérmenes
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Se requiere equipo de protección personal adecuado cuando se utiliza el desinfectante de virus SubZero RS de ITL
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Klemens Ehrlitzer, Ist Metz


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