Dadan Muslih: Seberapa Tahan Kulit Kita Terkena Sinar UV dari Matahari, dan Mampukah Sinar UV Membunuh Virus?

.

Disusun oleh: Dadan Muslih, Widyaiswara Purnabakti P4TK IPA, Bandung.

.

Kita ilustrasikan sebuah kelereng dicentangkan, menumbuk sebuah kelereng lain yang diam dan ukurannya sama. Apa yang akan terjadi? 

Dari pengalaman bermain dengan kelereng, kelereng yang bergerak menumbuk kelereng diam bisa terpantul kembali dengan arah yang acak dan berlawanan. Sedang kelereng yang diam bergerak dengan tidak begitu jauh dibanding kelereng penembaknya. 

Nah, bagaimana kalau kelereng yang dicentangkan tersebut bergerak dengan kecepatan seperti peluru dari senapan, apa yang akan terjadi? Boleh jadi, kedua kelereng hancur berantakan.

Itulah kira-kira ilustrasi yang menginspirasi tulisan ini. 

Cahaya UV (Ultraviolet) adalah bagian dari cahaya, yang tidak tampak oleh mata kita. Berapa zat kimia bisa berubah karena pengaruh cahaya UV ini. Berdasarkan penelitian, cahaya UV dapat berpengaruh positif dan dapat pula mempunyai efek negatif terhadap mahluk hidup. 

Misalnya efek positif cahaya UV adalah sebagai pemicu vitamin D yang berguna bagi tubuh kita. Menurut ilmu kesehatan, cahaya UV, dapat membantu juga memulihkan beberapa kondisi kulit, yang terkena gejala kulit seperti ‘psoriasis’, yaitu suatu kondisi di mana kulit melepaskan sel-selnya terlalu cepat dan mengembangkan tambalan bersisik yang gatal, dan efek UV-nya dapat memperlambat pertumbuhan sel-sel kulit, serta meredakan gejalanya.

Menurut beberapa penelitian lain, UV dari cahaya matahari dapat merangsang kelenjar ‘pineal’ di otak untuk menghasilkan bahan kimia tertentu yang disebut ‘tryptamines‘. Zat kimia ini meningkatkan semangat kerja atau ‘mood’ kita. Demikian juga serangga memanfaatkan cahaya UV ini sebagai acuan untuk navigasi dalam terbangnya.

Nah, barangkali Andapun pernah melihat suatu serangga ketika diberi cahaya, serangga tersebut terusik terbangnya atau terganggu proses navigasinya.Pada gambar-1 berikut, diilustrasikan kedudukan cahaya UV pada sebaran cahaya sinar Matahari berada di sekitar panjang gelombang (100 – 400) nm.

.

Terlihat pada gambar-1, ada UVC, UVB, dan UVA, semakin berwarna violet tua semakin kecil panjang gelombangnya dan semakin kuat energinya. 

Seberapa besarkah tingkat intensitas cahaya UV agar aman bagi kesehatan kita? Mari kita lihat grafik hubungan indeks-UV terhadap lama waktu dikenai cahaya UV berdasarkan grafik Gambar-2 berikut.

.

Dalam fotobiologi dikenali istilah ‘irradiansi’, yaitu laju dosis atau laju energi yang digunakan dengan satuan (W/m²), watt permeter persegi, atau (mW/cm²). Pada grafik di atas digunakan suatu satuan dosis penyinaran radiasi (H) dengan menggunakan satuan (mJ/cm²), miliJoule per sentimeter persegi.

Contoh mudahnya, misalnya kita berjemur di sinar Matahari selama 1 menit dengan intensitas sinar matahari terukur yang tetap pada saat itu  2 mW/cm² , maka dosis energi UV yang kita terima adalah H= (2 mW/cm²)(1menit)= (2 mW/cm²)(60 detik)=120 mJ/cm².

Jika kita lihat dari grafik gambar-2, untuk setiap rentang UV dalam waktu lamanya penyinaran, kita dapat menghitung energi UV atau dosis UV yang baik untuk kesehatan tubuh kita. Untuk daerah UV-A atau dalam rentang panjang gelombang ultraviolet (315 – 400) nm, terlihat warna violet tua. 

Menurut ketentuan kesehatan, cahaya UV yang boleh kita terima oleh mata, yaitu tidak boleh melebihi 1 miliwatt per sentimeter persegi (1,0 mW / cm2) selama periode lebih dari 1000 detik atau sekitar 16 menit atau setara dengan dosis H=1 x 16 x 60=960 mJ/cm². 

Ya, artinya kita tidak boleh menerima dosis sebesar 960 mJ/cm².

Kita umpamakan lagi, kita berjemur pada cahaya Matahari di pagi hari jam 8.00 s.d jam 9.30 dimana rata-rata intensitas UV ( Iuv)  untuk daerah Bandung Utara, pengalaman penulis terukur maksimal sebesar Iuv=4.2 mW/cm2.

Berapa lama kita bisa aman untuk berjemur? Dari tabel gambar 2, angka 4.2 berada pada indek UV warna (hijau tua – hijau muda). Kita hitung menurut kesehatan, berapa waktu aman kita berjemur (Ta)? Ta dapat dicari dengan membagi dosis energi H (mJ/cm²) dibagi dengan Intensitas I(mW/cm²), diperoleh ;

Ta =960 / 4.2 = 229 detik = 3.8 jam.

Demikianlah cara menghitung waktu aman kita berjemur.

Untuk tahu percis di daerah Anda, tentu Anda harus mengetahui dulu intensitas sinar UV-nya. Dan, itu bisa diukur dengan alat ukur intensitas UV. Bila intensitasnya tinggi, maka waktu-amann-ya menjadi lebih pendek.

InsyaAllah tuk edisi selanjutnya kita coba merancang alat ukur UV dengan menggunakan sensor ML8511 berbasis Arduino.

Pertanyaan kedua dari artikel ini adalah mampukah cahaya UV membunuh mahluk kecil seperti virus?Marilah kita lihat tabel cuplikan ukuran virus berdasarkan pengetahuan morphology/bentuk virus dan pengetahuan ‘virology’seperti pada tabel pada gambar-3 berikut.

.

Terlihat pada tabel gambar-3, virus yang berukuran terkecil berukuran 27 nm dan virus yang berukuran terbesar 390 nm. Kalau kita bandingkan dengan panjang gelombang cahaya UV pada gambar-1, maka hampir seluruh daerah jangkauan panjang gelombang UV berada pada ukuran virus.

.

Sebagai logika kelereng menumbuk kelereng yang diam seperti dilustrasikan di awal tulisan ini, dan didukung dengan teori kesetaraan partikel-gelombang menurut De Broglie, bahwa cahaya adalah partikel yang bergerak, maka dengan kecepatan cahaya yang sebegitu dahsyat dari gelombang UV yakni 299 792 458 m/s atau 2.99 x 10⁸ m/s, maka beberapa virus akan dimungkinkan terurai molekul-molekul pembangunnya, seperti rantai DNA maupun RNA-nya. Dengan kata lain, virus akan mati.

Masalahnya, seberapa besar dosis energi UV yang dapat mematikan virus? Dan jenis virus yang manakah yang dapat terbunuh dengan UV secara efektif? Itulah yang perlu kita kaji dan diteliti lebih jauh.

Dengan pengetahuan sekecil ini, mudah mudahan kita tergugah untuk memahami UV sebagai hal yang amat mungkin bisa membunuh virus. Demikian pula, bahwa dengan tulisan ini kita minimal memperoleh kesadaran untuk senatiasa memanfaatkan UV, sebagai usaha preventif  dalam menghindari virus dengan cara berjemur dalam batas dosis yang aman bagi tubuh kita. 

Terakhir, sebagai saran penulis, maka alangkah baiknya badan kita atau benda-benda yang ada di sekitar kita sesekali dilakukan penjemuran, tersinari dengan cahaya UV dari sinar Matahari, termasuk menjemur pakaian untuk menghindari dari virus-virus yang berbahaya. 

Mudah-mudahan dengan tulisan ini dapat membangkitkan rasa bersyukur kita kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah menciptakan Matahari sebagai anugrah terbesar bagi kehidupan di muka bumi ini di samping cahaya UV yang bermanfaat.***

.

Daftar Pustaka

• https://iopscience.iop.org/article/10.1143/JJAP.34.L1609/pdf
• https://phys.org/news/2011-04-elastic-material-uv.html
• https://www.sciencelearn.org.nz/resources/1304-positive-and-negative-effects-of-uv
• http://www.biologydiscussion.com/virology/virions-morphology-and-components-virology/50000

.

Twiter: @mamanwjy

.

Bagi teman-teman yang mempunyai tulisan atau karya yang bisa bermanfaat buat para pembaca dan ingin dipublikasikan di website ini, bahan bisa kirim ke email: mamanwjy@gmail.com. Terima kasih.