Il sole e i raggi UV

Cos’è l’Indice UV? Come funziona la radiazione ultravioletta? D’estate ne sentiamo spesso parlare, ma di che cosa si tratta? Per capirlo bisogna entrare nel tecnico. Dal sole parte una radiazione – tranquilli, non c’è da preoccuparsi –  costituita da un lato da un flusso di particelle altamente energetiche, quindi da protoni, elettroni e nuclei di elio (la cosiddetta “radiazione cosmica” o “vento solare”) e dall’altro da onde elettromagnetiche. La quasi totalità (circa il 99%) della radiazione elettromagnetica proveniente dal Sole è composta in larga misura da raggi visibili (la luce), da un’apprezzabile quantità di radiazioni nell’infrarosso (quelli che danno la sensazione di calore) e da una piccolissima frazione di raggi UltraVioletti (UV).

I raggi UV sono la parte più piccola dell’energia in arrivo dal Sole ma è la componente solare più dannosa per gli esseri viventi. Riescono infatti a penetrare in profondità nei tessuti, fino a interferire con il codice genetico contenuto nel DNA delle nostre cellule, con il conseguente sviluppo di forme tumorali, specie della pelle come il melanoma. Ma attenzione perché anche gli occhi sono altrettanto a rischio, quindi occhiali da sole sempre sul naso! 

In piccole dosi i raggi UV hanno però anche effetti benefici sull’uomo: produzione di vitamina D (bastano pochi minuti al giorno per stimolare la produzione di una quantità sufficiente di vitamina D in grado di prevenire l’osteoporosi, il diabete di tipo 1 e diversi tipi di tumori), produzione di serotonina (previene la depressione), effetto disinfettante in quanto viene limitata la proliferazione di batteri, cura di alcune patologie dermatologiche (psoriasi, vitiligine, dermatite atopica).

Analizziamo ora più da vicino le caratteristiche della radiazione ultravioletta. I raggi UV cadono in una banda dello spettro elettromagnetico con lunghezza d’onda. I più penetranti, e quindi i più pericolosi per gli esseri viventi, sono quelli con lunghezza d’onda più corta, ossia gli UVAUVB e UVC . Grazie all’atmosfera ma soprattutto per merito dell’ozono gran parte dei raggi UV provenienti dal sole vengono assorbiti e retro-diffusi verso la spazio. I raggi UVC sono completamente assorbiti nell’alta atmosfera dall’ozono e dall’ossigeno; la quasi totalità dei raggi UVB (circa l’80-90%) viene assorbita dall’ozono presente in stratosfera mentre la maggior parte dei raggi UVA riesce a passare indenne attraverso l’atmosfera. In sostanza, la radiazione ultravioletta che raggiunge la superficie terrestre è costituita in larga quantità da UVA e solo in piccola parte da UVB.

I raggi UVA rappresentano il 95% degli ultravioletti che colpiscono la pelle, sono presenti tutto l’anno, a tutte le latitudini ed attraversano sia le nuvole che il vetro. Arrivano a penetrare l’epidermide in profondità. Sono i principali responsabili dell’invecchiamento prematuro della pelle: rughe, macchie solari, perdita di elasticità, secchezza. Sono inoltre responsabili di forme cancerogene come il melanoma e il carcinoma cutaneo a cellule basali. Di fatto non provocano eritemi e scottature ma sono in grado di causare danni a lungo termine. Stimolano la riattivazione della melanina preesistente riattivando la reazione dell’abbronzatura. I raggi UVB costituiscono il 5% della radiazione ultravioletta in arrivo sulla Terra, sono più energetici rispetto agli UVA e sono concentrati soprattutto nel periodo estivo, in particolare nelle ore centrali della giornata. Sono loro i responsabili degli eritemi e delle scottature ma causano danni anche a lungo termine aumentando il rischio di tumori della pelle.

Ovviamente la frazione di raggi UV che raggiunge la superficie terrestre subisce una notevole variazione sia nel tempo e nello spazio, anche e soprattutto a seconda delle condizioni meteorologiche. Ecco, al riguardo, un elenco dei fattori dai quali dipende la dose di raggi ultravioletti in arrivo al suolo:

• ora del giorno: il 20-30% circa degli UV arriva tra le 11 e le 13 locali mentre il 75% del totale è concentrato tra le 9.00 e le 15.00. Quando il Sole è alto sull’orizzonte i raggi compiono infatti un percorso più breve dentro l’atmosfera, minimizzando in tal modo l’assorbimento da parte dell’aria;
• stagione: nelle regioni temperate gli UV raggiungono la massima intensità in estate e la minima in inverno; quando il sole è più alto nel cielo il tasso di raggi UV è maggiore mentre è decimante trascurabile quando il sole è basso all’orizzonte;
• latitudine: il flusso annuale di raggi UV è massimo all’Equatore e minimo ai poli;
• nuvole: in generale le nubi diminuiscono la quantità di energia solare in arrivo. Un cielo con nuvole sparse o velato da nubi alte e sottili, attenua appena del 10% l’intensità dei raggi UV. La frazione in arrivo al suolo si riduce del 25 % circa con cielo molto nuvoloso ma con cielo coperto l’attenuazione raggiunge il 70 % circa;
• altitudine: con la quota la radiazione ultravioletta aumenta notevolmente di intensità. Ad esempio, in estate a 2000 metri la radiazione UV “scotta” quasi il triplo rispetto alle aree di pianura, mentre in una settimana trascorsa sempre a 2000 metri in luglio si riceve la stessa dose di UV assorbita in tre mesi al mare. In inverno gli UV si riducono, rispetto all’estate, di otto volte circa in montagna e di sedici volte in pianura;
• riflessione: la parte riflessa dalla superficie terrestre e dai mari è generalmente bassa (inferiore al 7%), tuttavia il tipo di superficie può fare davvero la differenza: manti erbosi e specchi d’acqua riflettono meno del 10% della radiazione in arrivo, la sabbia riflette circa il 25% dei raggi UVB incidenti, mentre la neve fresca arriva a riflettere circa il 80%.

Ecco perché in montagna i raggi ultravioletti sono particolarmente insidiosi: all’effetto riflessione da parte della neve si aggiunge infatti anche l’effetto altitudine.