Medición del factor de protección ultravioleta (UPF)

El agotamiento de la capa de ozono en la atmósfera terrestre ha sido noticia con frecuencia, y la mayoría de la gente es consciente de este grave problema. El espectro solar extraterrestre incluye la radiación UVC (100 a 280 nm), UVB (290 a 315 nm) y UVA (315 a 380 nm). Sin embargo, debido a la absorción por la capa de ozono en la atmósfera superior, la radiación UVC y solo una fracción de la UVB llegan a la superficie terrestre. Por lo tanto, cualquier agotamiento de la capa de ozono podría provocar un aumento de los niveles de UVB solar en la superficie terrestre.

Gran parte de este agotamiento del ozono se ha atribuido a la liberación de fluorocarbonos artificiales, que reaccionan con el ozono, especialmente en las capas altas de la estratosfera, reduciendo la cantidad de ozono disponible para proteger contra la radiación ultravioleta solar (RUV). Una disminución del 1 % en la capa de ozono podría provocar un aumento de la radiación ultravioleta solar en la superficie terrestre y, en última instancia, un aumento del cáncer de piel.

La luz solar contiene muchos tipos diferentes de rayos. Los rayos más dañinos para la piel humana son los rayos ultravioleta (UV). Hay dos tipos principales de rayos ultravioleta que alcanzan la superficie terrestre: UVB y UVA. Los rayos UVB causan quemaduras solares y también son importantes en el desarrollo del cáncer de piel. Los rayos UVA también influyen en el desarrollo del cáncer de piel. Además, los rayos UVA penetran más profundamente en la piel y contribuyen en mayor medida al envejecimiento prematuro.

La luz solar contiene aproximadamente 500 veces más rayos UVA que UVB. Por lo tanto, es fundamental proteger la piel de los efectos nocivos de ambos rayos. Los protectores solares químicos tradicionales han sido más eficaces bloqueando los rayos UVB que los UVA.

El factor de protección ultravioleta (FPU) es una medida estándar que se utiliza para medir la eficacia de los textiles en la protección de la piel contra la dañina radiación ultravioleta (UV). A medida que aumenta la conciencia sobre los riesgos para la salud asociados con la exposición a los rayos UV, como el cáncer de piel, el envejecimiento prematuro y las quemaduras solares, también aumenta la demanda de ropa con protección UV.

El factor de protección ultravioleta (FPU) indica la cantidad de radiación UV que un tejido deja pasar a la piel. Por ejemplo, un tejido con un FPU de 50 solo deja pasar 1/50 (2 %) de la radiación UV. Esto significa que bloquea el 98 % de los rayos UVA (315-400 nm) y UVB (280-315 nm). Valores más altos de FPU indican una mayor protección. A diferencia del factor de protección solar (FPS), que se aplica a los protectores solares, el FPU se utiliza específicamente para textiles y tiene en cuenta tanto la radiación UVA como la UVB.

La radiación UV del sol es una de las principales causas de daño cutáneo, incluyendo el tipo más mortal de cáncer de piel. Los textiles con un alto factor de protección UV (FPU) actúan como una barrera eficaz, reduciendo la necesidad de reaplicar protector solar con frecuencia y proporcionando una protección constante durante la exposición prolongada al aire libre. Las pruebas del FPU benefician a consumidores, fabricantes y organismos reguladores, ya que garantizan que los tejidos cumplan con los estándares de seguridad y funcionen de forma fiable en condiciones reales.

El factor de protección ultravioleta (FPU) se mide mediante técnicas in vitro, principalmente análisis espectrofotométricos de laboratorio. Estos métodos calculan las propiedades protectoras de un tejido evaluando la transmitancia de la radiación UV que atraviesa una muestra.

El método más común para medir el factor de protección UV es la espectrofotometría. Consiste en analizar la cantidad de radiación UV transmitida a través de un tejido, tanto UVB (280-315 nm) como UVA (315-400 nm), en el rango de longitud de onda de 280-400 nm. Un espectrofotómetro mide la transmitancia espectral del tejido, y este valor se utiliza para calcular el factor de protección UV. El resultado se ajusta extrayendo un intervalo de confianza del 95 % y redondeándolo al múltiplo de cinco más cercano para obtener valores conservadores.

Para garantizar la precisión, los tejidos se prueban en condiciones estándar:

• Preparación de muestras: Se cortan muestras representativas de diferentes lotes para tener en cuenta la variabilidad. Las muestras se acondicionan para estabilizar la humedad y la temperatura.
• Exposición a rayos UV: Los tejidos se exponen a una radiación UV controlada mediante lámparas de arco de xenón u otras fuentes UV que simulan la luz solar.
• Simulaciones del mundo real: algunas pruebas evalúan el factor de protección ultravioleta en condiciones como estiramiento, humectación o envejecimiento acelerado (por ejemplo, después del lavado o la exposición prolongada al sol) para imitar el uso en la vida real.

Si bien la espectrofotometría in vitro es el estándar, existen otros métodos utilizados para determinar el factor de protección ultravioleta:

• Prueba in vivo: Mide la dosis mínima de eritema en piel humana, protegida y no protegida con tela, mediante radiación solar simulada. Este método es menos común debido a limitaciones éticas y prácticas.
• Dosimetría: Utiliza dosímetros químicos o biológicos (p. ej., películas de polisulfona) para medir la transmisión UV en condiciones reales. Este método tiene en cuenta la radiación dispersa, lo que puede resultar en valores de UPF más altos que en las pruebas de laboratorio.

Muchas propiedades textiles afectan el factor de protección UV, lo que hace que su medición sea un proceso complejo. Entre los factores que influyen en el factor de protección UV se incluyen:

• Tipo de fibra: Las fibras sintéticas como el poliéster generalmente brindan una mejor protección UV que las fibras naturales como el algodón, gracias a sus aditivos naturales que bloquean los rayos UV.
• Estructura de la tela: Los tejidos más apretados (por ejemplo, sarga) y una mayor densidad de tela reducen la transmisión de rayos UV en comparación con las telas de punto o tejidas de forma suelta.
• Teñido y acabado: Los tintes más oscuros y los acabados que bloquean los rayos UV (por ejemplo, los recubrimientos de nanopartículas) aumentan el factor de protección ultravioleta al aumentar la absorción o el reflejo de los rayos UV.
• Condiciones de uso: Las telas húmedas o estiradas generalmente tienen factores de protección UV más bajos debido a su mayor porosidad. El envejecimiento por lavado o exposición al sol también puede reducir la protección UV. Las telas desgastadas, estiradas o húmedas pueden perder la protección UV.

Para garantizar la coherencia, se han desarrollado varias normas internacionales para medir el factor de protección UV. Por ejemplo,

• Una de estas normas es la "AS/NZS 4399 Ropa de protección solar - Evaluación y clasificación". Esta norma mide el factor de protección ultravioleta en el rango UVA y UVB (290-400 nm). Requiere pruebas tanto en condiciones secas como húmedas.
• La norma es "AATCC TM183 Método de prueba para la transmisión o el bloqueo de la radiación ultravioleta ponderada por eritema en tejidos". Esta norma mide la transmitancia UV de los textiles mediante un espectrofotómetro (280-400 nm). Incluye el cálculo de los porcentajes de bloqueo de UPF, UVA y UVB.
• La norma “EN 13758-1 Textiles - Propiedades de protección solar UV - Parte 1: Método de ensayo para tejidos de ropa” proporciona métodos de ensayo para determinar el factor de protección ultravioleta de los tejidos.
• La norma "GB/T 18830 Textiles - Evaluación de las propiedades de protección contra la radiación solar ultravioleta" es similar a la norma EN 13758, pero con ponderación espectral solar china. Un factor de protección ultravioleta de al menos 40 se define como protección cualificada.

Por lo tanto, la medición del factor de protección ultravioleta (FPU) es una herramienta fundamental para evaluar la capacidad de protección UV de los textiles, garantizando así la seguridad del consumidor y la fiabilidad del producto. Mediante métodos precisos como la espectrofotometría y el cumplimiento de las normas internacionales, los fabricantes están desarrollando ropa con protección UV de alta calidad que satisface la creciente demanda de protección solar. A medida que surgen innovaciones como los aditivos que bloquean los rayos UV y los tejidos inteligentes, las pruebas de FPU siguen evolucionando, ofreciendo una mayor protección contra los rayos nocivos del sol.

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