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A RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA (;cÇt~) """",---0--, Quando o verão se aproxima, algumas pessoas vão à praia e esperam bronzear-seem poucos dias. Em geral, essas pessoas acabam com queimaduras fortes e pouco bronzeamento. Como e por que ocorre isso? Para responder a essas questões é necessário saber um pouco sobre a radiação ultravioleta (RUV).Essetipo de radiação tem efeitos biológicos importantes, como a queimadura, o bronzeamento e a síntese da vitamina D na pele, assim como a indução de câncer de pele. A RUV é uma onda eletromagnéticacomo raios ga- ma, raios X, luz visível, radiação infravermelha, ondas de rádio etc., propagando-se no vácuo, portanto, com uma velocidade de 3 x 1oBm/s.Os comprimentos de onda da luz visível vão de 4000A (*) (violeta) a 7000A (vermelho), enquanto que os da RUVvão de 1OOOAa 4000A. As fontes de RUV podem ser artificiais, como cor- pos aquecidos à temperaturade incandescência, arcos de xenõnio, de vapor de mercúrio e lâmpadas de des- carga elétrica de mercúrio. O Sol é a fonte natural de RUV mais importante e é uma massa incandescente, cuja temperatura na superfície atinge 6000° kelvins. A radiação solar que chega à superfícieda Terra atraves- sa sua atmosfera, cujos constituintes como a água, o dióxido de carbono, o oxigênio e o ozona a absorvem parcialmente. Além disso, pequenas partículas da at- mosfera, como o pó e as moléculas gasosas, produzem o espalhamento da radiação solar, desviando-a de sua direção original. Lord Rayleigh demonstrou que o espa- Ihamento é mais pronunciado para radiação com com- primentos de onda menores, (como os do azul, do vio- leta e do ultravioleta),que o do vermelho, o que torna o céu azul. Se não houvesse luz espalhada, ou seja, se a luz que alcança a Terra viesse do Sol em linha reta, o céu seria preto, pois nenhuma luz viria dele. Os espec- tros da radiação solar incidente na atmosfera terrestre e ao nível do mar são mostrados na Figura 1. (')Á = angstrom = 10-10m (* *) Sol no zênite = Sol a pique Emico Okuno Instituto de Física - uSP É importante, no entanto, lembrar que a intensida- de da radiação solar num determinado lugar depende de vários fatores, como latitude, altitude, estação do ano, hora do dia e condição atmosférica. Num dado lo- cal, a intensidade de radiação solar durante as várias horas do dia é primariamente uma função da posição do Sol. Ela será maior quando o Sol estiver no zênite*, pois a espessura da atmosfera terrestre que a radiação deve atravessar será a menor possível. (a) r-.. ~.g .2'2 0=,= "'.D Q)~ -00 OQ) -0-0 .- o "'-o C.- Q)c E2, região visível o o o o comprimentode onda (Á) Figura 1. O efeito da atmosfera terrestre no espectro da radiação solar. A curva (a) representa a radiação in- cidente sobre a atmosfera terrestre ea curva (b), sobre o nível do mar. Os pontos assinalados com os números 1, 2 e 3 indicam diminuição sensível da intensidade da radiação solar em conseqüência das absorções devi- das a O:} O2 e H~, respectivamente. Somente uma pequena parte do espectro solar que atinge o nível do mar pertence à RUV, como se pode ver pela Figura 1. Ela é devida à soma da radiação que vem do Sol com espalhamento pela atmosfera e sem espalhamento. Ambas possuem intensidades máximas e quase iguais perto do meio dia, enquanto que a com- ponente espalhada é maior que aquela não espalhada, de manhã e de tarde, como mostra a Figura 2. 21

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Page 1: Instituto de Física - uSP (;cÇt ~) · Emico Okuno Instituto de Física - uSP É importante, no entanto, lembrar que a intensida-de da radiação solar num determinado lugar depende

A RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA

(;cÇt~)"""",---0--,

Quando o verão se aproxima, algumas pessoasvão à praia e esperam bronzear-seem poucos dias. Emgeral, essas pessoas acabam com queimaduras fortese pouco bronzeamento. Como e por que ocorre isso?Para responder a essas questões é necessário saberum pouco sobre a radiação ultravioleta(RUV).Essetipode radiação tem efeitos biológicos importantes,como aqueimadura, o bronzeamentoe a sínteseda vitamina Dna pele, assim como a indução de câncer de pele.

A RUVé uma onda eletromagnéticacomo raiosga-ma, raios X, luz visível, radiação infravermelha, ondasde rádio etc., propagando-seno vácuo, portanto, comuma velocidade de 3 x 1oBm/s.Os comprimentos deonda da luz visível vão de 4000A (*) (violeta) a 7000A(vermelho), enquanto que os da RUV vão de 1OOOAa4000A.

As fontes de RUV podem ser artificiais, como cor-pos aquecidos à temperaturade incandescência,arcosde xenõnio, de vapor de mercúrio e lâmpadas de des-carga elétrica de mercúrio. O Sol é a fonte natural deRUV mais importante e é uma massa incandescente,cuja temperatura na superfície atinge 6000° kelvins. Aradiação solar que chega à superfícieda Terra atraves-sa sua atmosfera, cujos constituintes como a água, odióxido de carbono, o oxigênio e o ozona a absorvemparcialmente. Além disso, pequenas partículas da at-mosfera, como o pó e as moléculasgasosas,produzemo espalhamento da radiação solar, desviando-a de suadireção original. Lord Rayleighdemonstrou que o espa-Ihamento é mais pronunciado para radiação com com-primentos de onda menores, (como os do azul, do vio-leta e do ultravioleta),que o do vermelho, o que torna océu azul. Se não houvesse luz espalhada, ou seja, se aluz que alcança a Terra viesse do Sol em linha reta, océu seria preto, pois nenhuma luz viria dele. Os espec-tros da radiaçãosolar incidente naatmosferaterrestre eao nível do mar são mostrados na Figura 1.

(')Á = angstrom = 10-10m(**) Solnozênite = Sola pique

Emico Okuno

Instituto de Física - uSP

É importante, no entanto, lembrar que a intensida-de da radiação solar num determinado lugar dependede vários fatores, como latitude, altitude, estação doano, hora do dia e condição atmosférica. Num dado lo-cal, a intensidade de radiação solar durante as várias

horas do dia é primariamente uma função da posiçãodo Sol. Ela será maior quando o Sol estiver no zênite*,pois a espessura da atmosfera terrestre que a radiaçãodeve atravessar será a menor possível.

(a)

r-..~.g.2'20=,="'.DQ)~-00OQ)-0-0.- o"'-oC.-Q)cE2,

regiãovisível

oooo

comprimentode onda (Á)

Figura 1. O efeito da atmosfera terrestre no espectroda radiação solar. A curva (a) representa a radiação in-cidente sobre a atmosfera terrestre e a curva (b), sobreo nível do mar. Os pontos assinalados com os números1, 2 e 3 indicam diminuição sensível da intensidade daradiação solar em conseqüência das absorções devi-das a O:} O2 e H~, respectivamente.

Somente uma pequena parte do espectro solar queatinge o nível do mar pertence à RUV, como se podever pela Figura 1. Ela é devida à soma da radiação quevem do Sol com espalhamento pela atmosfera e semespalhamento. Ambas possuem intensidades máximase quase iguais perto do meio dia, enquanto que a com-ponente espalhada é maior que aquela não espalhada,de manhã e de tarde, como mostra a Figura 2.

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Page 2: Instituto de Física - uSP (;cÇt ~) · Emico Okuno Instituto de Física - uSP É importante, no entanto, lembrar que a intensida-de da radiação solar num determinado lugar depende

A sf\guir serão apresentados alguns efeitos biológi-cos da RUV.

~8

(a)~.

10,12

Horasdodia

,14

,16

Figura 2

VitaminaD - O efeito mais importante da RUVé aprodução de vitamina D na pele, a partir de 7-deidroco-lesterol. Essavitamina é essencial para a absorção e ometabolismo do cálcio, e uma deficiência da mesmapode causar, nas crianças, uma doença nos ossos, co-nhecida por raquitismo. O comprimento de onda daRUV mais eficaz para sintetizar a vitamina D na pele éde 2800Á.

. Eritema - Cerca de 1 a 6 horas após a exposiçãoà RUV,surge a queimadura solarna pele, também cha-mada eritema. A cor avermelhada gue é o primeiro si-nal de queimadura é causada pela dilatação dos vasosque trazem mais sangue próximo à superfície da pele.A dilatação dos vasos sangüíneos,devida à RUV, podeser explicada por um dós seguintes mecanismos: umaaçãodireta da RUVna parededos vasos sangüíneosouuma ação indireta, a partir de uma reação fotoquímicana epiderme, que produz uma substância que se difun-de para a derme, causando a vasodilatação. SomenteRUV com comprimentos de onda menores que 3150Áproduz eritema,sendo que os mais eficazes estão entre2500Á e 3000Á. Observando a Figura 2, percebe-sepor que a queimadura na pele é mais forte perto domeio-dia. Além disso, a pele pode-se queimar, mesmona sombra, devido à RUV espalhadado céu, assim co-mo nos dias nublados, pois parte da RUV consegueatravessaras nuvens. A ocorrência de queimadura naneve e na areia é maior, pois elas refletem uma quanti-dade considerável de RUV, aumentando sua intensida-de, ao contrário da água e da vegetação. Os vidros co-muns de janela com espessura de 1mm são pratica-mente opacos a RUV com comprimentos de onda me-nores que 3000Á.

Bronzeamento - Além da queimadura na pele, aRUV produz o bronzeamento, que se torna observávelcerca de 48h após a exposição. O bronzeamentoé emparte devido à migração do pigmento melanina, de cor

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marrom-preto, já presente nas células basais, e emparte à formação de novos pigmentos. A quantidadee a dispersão da melanina na epiderme determinàma cor da pele da pessoa.A melaninaparece ser o princi-pal defensor da pele contra a queimadura provocadapela RUV, embora haja indícios de que a pele possuioutros mecanismos de defesa, como o espessamentoda pele. Comprimentos de onda da RUV, maiores queaqueles requeridos para ocasionareritema, podem pro-duzir bronzeamento. embora os mais eficazes estejamentre 2800 e 3150 Á. A ação de cremes e loções parabronzear baseia-se na absorção de comprimentos deonda da RUV mais curtos (que produzem eritema)e napassagem de comprimentos de onda mais longos. Al-gumas loções evitam queimadurasassim como o bron-zeamento, absorvendo completamente a RUV. A me-lhor proteção, entretanto, é a própria pessoaconseguira tolerância da pele, com pequenasdoses diárias, evi-tando o Sol entre 10:00 e 15:30 horas. É interessanteressaltar que não se conhece nenhuma relação entresaúde e bronzeado.

Conjuntivite - A Ç!xposiçãodos olhos à RUVpro-voca a conjuntivite, que é uma inflamaçãoda membra-na do olho, causando dor e aversão à luz branca. RUVde comprimentos de ondas menores que 2800Á é

. mais eficiente para esse processo. O intervalo de tem-po entre a exposição e o aparecimento do sintomaé si-milar ao do eritema que desaparece, em geral, após 36horas.

Efeitos Germicidas - RUV de comprimentos deonda inferiores a 2900Á é também germicida, isto é,mata os germes. Os efeitos germicidas da RUV sãousados para matar bactérias suspensasno ar ou em lí-quidos. Dessa forma, ela é utilizada para esterilizarali-mentos e produtos farmacêuticos, durante o processa-mento e empacotamento.

Efeito Carcinogênico - É um fato bem estabeleci-do que a RUV pode produzir câncer de pele. Análisesestatísticas mostram que é maior a incidência de cân-cer de pele nas pessoasocupacionalmente expostas àRUVdo Sol, como é o caso de marinheiros e agriculto-res das zonas tropicais e subtropicais,do que em outraspessoas. Além disso, as áreas afetadas são aquelassem proteção, principalmentena face e nas costas dasmãos. A evidência mais convincente, porém, provémde experiências realizadascom ratos em laboratórios.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CAMERON, J.R. & SKOFRONICK,J.G, - Medical Physics. USA,John Wiley & Sons, 1978.

ClA YTON, R.K. - Líght and Líving Matter, vol. 2: The BiologicalParI. USA, McGraw-Hill, 1971.

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KOllER, L.R. - UItraviolet Radiatíon. USA, John Wiley & Sons,1952.

DANIElS, F.Jr., VAN DER lEUN, J.C. and JOHNSON, B.E. - Sun-burn. Scientific American, July, 1968.

DIFFEY, B.l. - Ultraviolet radiation physics and the skin. Physics inMedícíne arn:f-Biology25:405. 1980.