UV-Licht-Desinfektion: Wie lange muss UV-C wirken?

UV-C-Strahlung kann DNA oder RNA von Mikroorganismen schädigen. Dadurch kann sie deren Vermehrungsfähigkeit beziehungsweise Infektiosität beeinträchtigen. Ob die gewünschte Inaktivierung erreicht wird, hängt von der auf den Zielbereich treffenden Dosis ab.

Vereinfacht gilt:

UV-C-Dosis = Bestrahlungsstärke × Expositionszeit

Daraus folgt:

Expositionszeit = erforderliche Dosis ÷ Bestrahlungsstärke

Die Dosis wird beispielsweise in Joule pro Quadratmeter angegeben, die Bestrahlungsstärke in Watt pro Quadratmeter. Die Zeit lässt sich somit nur bestimmen, wenn sowohl die erforderliche Zieldosis als auch die tatsächlich am Objekt ankommende Bestrahlungsstärke bekannt sind.

Ein Rechenbeispiel zur Veranschaulichung: Sind für ein definiertes Desinfektionsziel 100 J/m² validiert und treffen am ungünstigsten relevanten Punkt 0,5 W/m² auf, ergeben sich 200 Sekunden. Kommen dort nur 0,25 W/m² an, steigt die Zeit auf 400 Sekunden. Diese Zahlen sind keine Dosierempfehlung. Die zugrunde gelegte Dosis muss für das betreffende System und Desinfektionsziel nachgewiesen sein.

Die elektrische Leistungsaufnahme einer Lampe ist nicht mit der am Objekt ankommenden UV-C-Bestrahlungsstärke gleichzusetzen. Zudem muss die Leistung eines konkreten Produkts in seiner vorgesehenen Anwendung separat geprüft werden. Würth Elektronik: Desinfektion mit UV-C-LEDs

1. Validierte Zieldosis

Die erforderliche Dosis unterscheidet sich je nach Mikroorganismus und angestrebter Reduktion. Ein Nachweis für eine bestimmte Inaktivierung darf nicht ohne Weiteres auf andere Bakterien, Viren, Pilze oder ein höheres Reduktionsziel übertragen werden.

Die Zieldosis sollte aus einer nachvollziehbaren Prüfung für den relevanten Organismus, die verwendete Wellenlänge und das konkrete System stammen. Allgemeine Dosistabellen können bei der technischen Einordnung helfen, ersetzen jedoch keine Produkt- und Anwendungsvalidierung.

2. Bestrahlungsstärke am schwächsten Zielpunkt

Maßgeblich ist nicht der höchste Messwert direkt vor der Quelle, sondern die Bestrahlungsstärke am schwächsten erreichten Bereich, der noch desinfiziert werden soll. Dazu können Randbereiche, Vertiefungen oder ungünstig ausgerichtete Flächen gehören.

Auch Verschmutzung und Alterung der Strahlungsquelle können die verfügbare Leistung verändern. Deshalb gehören die vorgesehenen Wartungs-, Reinigungs- und Wechselintervalle zur korrekten Anwendung des Bestrahlungszyklus.

3. Abstand und Ausrichtung

Mit wachsendem Abstand nimmt die Bestrahlungsstärke ab. Wie stark, hängt vom Aufbau, der Quelle und ihrer Optik ab. In der Beispielanordnung der Würth-Application-Note steigt die erforderliche Belichtungszeit näherungsweise mit dem Quadrat des Abstands. Dieses Verhältnis darf jedoch nicht ungeprüft auf jedes Gerät übertragen werden.

Gegenstände müssen in der Entfernung und Lage positioniert werden, für die der Zyklus validiert wurde. Eine längere Leuchtdauer gleicht einen abweichenden Aufbau nicht zuverlässig aus.

4. Zielorganismus und Reduktionsziel

„Wirksam gegen Keime“ ist keine ausreichende Entscheidungsgrundlage. Benötigt werden Angaben zu den geprüften Organismen, der erreichten Reduktion und den dabei eingehaltenen Bedingungen.

Auch besonders kurze Zeitversprechen sind nicht übertragbar. Die Angabe, medizinische Geräte könnten in weniger als 75 Sekunden desinfiziert werden, stammt von einem Anbieter spezialisierter UV-C-Systeme und bezieht sich auf dessen Geräte. Sie ist kein allgemeiner Richtwert für offene Lampen, andere Produkte oder andere Anwendungen. UV Smart: gerätespezifische Zeitangabe

5. Abschattung und Oberflächenzustand

UV-C kann nur dort wirken, wo genügend Strahlung direkt oder über eine validierte Reflexion ankommt. Kanten, Fugen, Vertiefungen, überlappende Gegenstände und verdeckte Rückseiten können Schattenbereiche erzeugen.

Eine längere Bestrahlung behebt keine vollständige Abschattung: Wo keine Strahlung ankommt, kann auch keine ausreichende Dosis aufgebaut werden. Oberflächeneigenschaften und absorbierende Rückstände können das Ergebnis zusätzlich beeinflussen. Deshalb müssen Positionierung, Beladung und Vorbereitung den geprüften Bedingungen entsprechen. Bei komplexen Geometrien können mehrere Quellen, eine definierte Umlagerung oder ein geschlossenes System erforderlich sein.

Offene UV-C-Systeme können Haut und Augen gefährden. Eine Exposition von Personen muss durch geeignete technische und organisatorische Maßnahmen ausgeschlossen werden. Dazu können geschlossene Gehäuse, Abschirmungen, Verriegelungen, Anwesenheitssensoren und geregelte Zugangsbeschränkungen gehören.

Blicken Sie nicht in eine aktive UV-C-Quelle und bestrahlen Sie weder Augen noch Haut. Verlassen Sie sich nicht allein auf einen Timer. Maßgeblich sind das Sicherheitskonzept und die Betriebsanleitung des konkreten Geräts.

Eine eigenmächtig verlängerte Zeit beseitigt keine Schattenbereiche, vergrößert bei offenen Systemen aber das mögliche Expositionsfenster. Auch Materialien können durch wiederholte oder zu hohe UV-C-Belastung beeinträchtigt werden.