L'effetto acuto più conosciuto dell'eccessiva esposizione ai raggi UV è l'eritema, il familiare arrossamento della pelle denominato anche scottatura. La sintesi di melanina stimolata dai raggi UV produce nella maggior parte delle persone l'abbronzatura della pelle, che avviene entro pochi giorni dall'esposizione. Un altro effetto di adattamento meno evidente è costituito dall'ispessimento degli strati superficiali della pelle che attenua la penetrazione dei raggi UV negli strati più profondi. Ambedue le risposte sono un segno di danno alla pelle. Negli individui la soglia dell'eritema e la capacità di adattamento all'esposizione UV variano notevolmente a seconda del tipo di pelle. Le pelli più scure contengono in maggiore quantità un pigmento protettivo, la melanina.

L'esposizione cronica alla radiazione UV causa anche varie alterazioni degenerative su cellule, tessuto fibroso e vasi sanguigni della pelle. Tra queste ci sono le efelidi e i nevi, che sono aree pigmentate della pelle, e aree di diffusa pigmentazione marrone.

Al fine di determinare gli effetti biologicamente dannosi dell’irradianza UV solare, vengono usati gli spettri d’azione, ovvero funzioni della lunghezza d’onda a valori reali che vengono applicate come pesi all’irradianza a seconda della dannosità del range spettrale per ogni effetto biologico.

Colorazione: Di fondamentale importanza è anche la colorazione del tessuto: tingere i tessuti ne aumenta le potenzialità protettive e il fattore di protezione aumenta ulteriormente se la tinta ha un’alta concentrazione di colorante. Colorazioni chiare più riflettenti di quelle scure consentono alla radiazione incidente sul tessuto di penetrare più internamente mediante una serie di azioni di riflessione (scattering) e quindi una maggiore quantità di radiazione risulta attraversare il tessuto stesso.

Spessore: Un altro aspetto determinante per le proprietà protettive del tessuto è lo spessore, e dunque la trama: è noto come tessuti a trama "fitta" siano molto più efficaci nel trattenere la radiazione UV rispetto ai tessuti a trama "rada"; più un tessuto è denso e spesso, tanto maggiore è la protezione dai raggi UV che fornisce.

A seconda del CPF, il tessuto rientra in una diversa categoria protettiva: un alto CPF rappresenta un alto livello di protezione. Tessuti con CPF inferiori a 10 non forniscono un’adeguata protezione contro la radiazione UV, mentre CPF superiori a 30 sono molto protettivi e si riscontrano generalmente per tessuti molto densi.

In questo lavoro si intendono studiare le caratteristiche protettive nei confronti della radiazione UV solare di alcune delle più comuni fibre naturali, quali il lino, la canapa e la lana; si intende dunque calcolare i CPF per tali tessuti quando esposti alla luce solare in un ambiente esterno simulando dunque le condizioni a cui è soggetto un indumento (e quindi sottoposto non soltanto alla componente diretta della luce solare, ma anche a tutte le componenti riflesse e diffuse dall’ambiente circostante). Si vogliono inoltre studiare le variazioni del CPF al variare del colore, utilizzando alcuni coloranti naturali

Sono stati considerati alcuni campioni di lino, canapa e lana e ne è stata calcolata la trasmittanza spettrale ed il relativo CPF. Per far ciò sono state effettuate, in data 31 luglio, 4 agosto e 21 settembre 2006, misure della radiazione nell’intervallo spettrale 290-400 nm con intervallo di lettura ogni 3 nm. Tali misurazioni sono state effettuate sia direttamente alla luce del sole, sia col sensore coperto dal tessuto. Le misure sono state condotte al Polo Scientifico di Sesto Fiorentino (FI) e lo strumento utilizzato è stato uno spettroradiometro con doppio monocromatore (modello SR9910-PC, Macam Photometrics \Ltd, Livengstone, Scotland) con lunghezza focale di 100 mm, range spettrale 200-800 nm, una larghezza di banda di 0.5 nm ed equipaggiato con un diffusore collegato da una fibra ottica lunga 1.8 m al monocromatore . Lo spettroradiometro, che ha una temperature operativa compresa fra +10 e +40 °C e una variazione di -0.5% °C rispetto alla calibrazione (nell’intervallo 19/35°C), durante le misure è stato posizionato all’interno di un contenitore isolato e controllato termicamente in modo da ridurre l’escursione termica giornaliera a 3-5 °C (riducendo il potenziale errore a 2-3% fra le misure eseguite nel periodo più caldo del giorno rispetto a quelle eseguite nel periodo più freddo). Il produttore ha determinato l’errore associato alla risposta del coseno del diffusore che è risultata minore del ±3% per angoli di elevazione solare superiori a 30°. I dati ogni 3 nm sono stati interpolati linearmente per ottenere uno spettro ogni nanometro a cui applicare lo spettro d’azione dell’eritema; l’errore commesso in tale approssimazione è stato valutato essere dell’ordine del 3%.

Le misure sono state effettuate per i tessuti naturali e anche per gli stessi tinti con i seguenti coloranti naturali:

Per ogni tessuto e colorante è stata calcolata la trasmittanza spettrale, ovvero la percentuale di radiazione che, per ogni nanometro, attraversa il tessuto (Figura 2). Sono stati poi anche calcolati i CPF relativi facendo il rapporto tra l’irradianza UVBEeryt sotto il sole e quella sotto il tessuto, con i raggi solari perpendicolarmente alla superficie del sensore.

Sono state inoltre effettuate misure di trasmittanza, e dunque calcolato il CPF, per un nuovo tipo di canapa, più spessa di quella iniziale e tinta con i seguenti coloranti naturali:

Sono state determinate le trasmittanze ed i CPF dei tessuti anche per angoli di incidenza solare diversi; in particolare sono stati studiati i casi di raggi solari incidenti perpendicolarmente sul tessuto, con angolo di 30° e con angolo di 60°.