por Myron Lupal
INTRODUCCION El término ultravioleta o luz "UV", como usualmente se refiere, es uno de los medios probados para tratar aguas contaminadas biológicamente. Esta simple y segura tecnología es conveniente para pequeños flujos residenciales, así como también grandes flujos en proyectos comerciales e industriales. Desinfección, en su sentido literal, son los medios que liberan de la infección. La Agencia de Protección Ambiental de U.S.A. (EPA) y la Organización Mundial de la Salud (OMS) define la desinfección del agua como tener una ausencia de bacterias coliformes. La esterilización implica destrucción completa de toda forma de vida. Para propósitos prácticos, el término esterilizador se usa como un término genérico para describir tecnología ultravioleta. El ultravioleta es una región de energía del espectro electromagnético que yace entre la región de radiografía y la región visible. UV por sí misma yace en las gamas de 200 nanómetros (1.0 nanometro (nm) = 10 metros) a 390 nanómetros. Como los niveles de energía aumentan como los aumentos de longitud de onda, las radiografías tienen más energía que UV y UV tiene más energía que el espectro luz visible. El espectro UV se divide en cuatro regiones, que se designa el vacío UV, UV-A, UV-B, y UV-C. Nosotros particularmente nos enfocamos en los tres últimos. UV-A u onda larga ultravioleta, ocurre entre 325 y 390 nm, es representado por la luz solar. Este rango tiene poco valor germicida. UV-B u onda media ultravioleta ocurre entre 295 y 325 nm y es mejor conocido para su uso en lámparas. Estas ondas medias también se encuentran en la luz solar y proveen de algún efecto germicida si la exposición es suficiente. UV-C u onda corta ultravioleta ocurre entre 200 y 295 nm y es donde más ocurre el efecto germicida. La óptima acción UV germicida ocurre en 265 nm. Dado que la onda corta se filtra naturalmente por la atmósfera de la tierra, rara vez se encuentra sobre la superficie. Para tener ventajas del potencial germicida de UV-C, nosotros debemos buscar medios alternos de producción de luz UV. La producción de radiaciones de energía UV debe por lo tanto de lograr la conversión de energía eléctrica. Esta conversión se realiza con una lámpara de baja presión de vapor de mercurio. La luz UV se produce como resultado de la corriente de electrones al través del vapor ionizado de mercurio entre los electrodos de la lámpara (es de notar que el resplandor azulado dado por la lámpara UV se debe a el gas dentro de la lámpara y no tiene acción germicida por sí mismo). Estas lámparas UV son similares en el diseño a lámparas fluorescentes estándares con unas pocas diferencias notables. Las lámparas UV típicamente se fabrican con cristal duro de cuarzo a diferencia de cristal suave encontrado en lámparas fluorescentes. Este cuarzo permite una transmisión de energía radiada UV de 90%. Las lámparas fluorescentes también contienen un revestimiento delgado de fósforo que convierte el UV a la luz visible. Los microorganismos comprenden una variedad amplia de estructuras únicas y pueden agruparse en cinco grupos básicos: bacterias, virus, hongos, protozoarios y algas. En términos simplistas, un microorganismo se constituye de la pared de célula, membrana citoplásmica y el material genético de célula, ácido nucleico. Es el material genético o DNA (ácido desoxirribonucleico) blanco para la luz UV. Como UV penetra la pared de célula y membrana citoplásmica, ocasiona una reestructuración molecular de DNA del microorganismo que así lo previene de reproducirse. Si una célula no puede reproducirse, se considera muerta. Debido a la construcción individual de célula, niveles diferentes de energía UV se requieren para la destrucción. Las lámparas UV emiten sobre 90% de su energía radiante en 253.7 nm, que es muy cerca del pico eficiencia germicida de 265 nm. El grado de destrucción microbiológica es un producto de dos factores, que es la residencia real, o tiempo de contacto del agua está dentro de la cámara de esterilización; y la intensidad, que es la cantidad de energía por unidad de área (calculada por dividir la producción en watts por el área de superficie de la lámpara). Este producto de intensidad y el tiempo es conocido como la DOSIS y se expresa en micro watts, segundos por centímetro cuadrado (µwseg/cm²).
DISEÑO El diseño de un esterilizador ultravioleta tiene su base sobre como la dosis se entrega. Las lámparas individuales emiten una cantidad específica de energía ultravioleta y el flujo es un factor determinante por lo que no debe ser sobredimensionado. El tamaño de la cámara de reactor es también de importancia extrema dado que la intensidad disminuye por el cuadrado de la distancia después la lámpara. La selección de la balastra debe coincidir con la corriente activa correcta de la lámpara dado que una pérdida en intensidad ocurrirá si la lámpara no es operada en el rendimiento correcto. Las balastras de estado sólido ofrecen las ventajas de temperaturas más frescas, requerimientos menores de espacio y menos peso, todo con la entrega uniforme de energía. Los cartuchos de cuarzo resguardan el agua de la corriente de la lámpara, ofrecen temperaturas más uniformes y permiten una transmisión más alta de la energía. La variedad de aspectos opcionales que pueden proveerse en los esterilizadores, incluyen: dispositivos que controlan UV y miden el rendimiento real en 253.7 nm, controlando dispositivos que pararán la corriente de agua en caso de la falla del sistema, dispositivos de control de flujo para limitar adecuadamente la corriente de agua en las unidades, alarmas visuales y audibles (ambas locales y remotas) para advertir de fallas de lámpara, dispositivos para controlar temperaturas excedentes en la cámara de reactor, y cronómetro para controlar el tiempo de operación de lámparas UV
LOS FACTORES QUE AFECTAN LA UV La eficiencia de un sistema UV para eliminar la contaminación biológica es directamente dependiente de las calidades físicas del influente de agua. SOLIDOS SUSPENDIDOS o partículas ocasionan un problema de blindaje en que un microbio puede pasar al través del esterilizador sin realmente tener la penetración UV directa. Este blindaje puede ser reducido por la filtración mecánica a por lo menos cinco micras en el tamaño. FIERRO Y MANGANESO en niveles 0.03 ppm de fierro y 0.05 ppm de manganeso ocasionarán manchado sobre el cartucho de cuarzo o lámpara. Un apropiado pretratamiento se requiere para eliminar este problema de manchado. CALCIO Y MAGNESIO (Dureza) permitirá formación de incrustaciones sobre el cartucho de cuarzo o lámpara. Este problema especialmente se magnificará cuando el flujo es bajo (o ninguno) los iones de magnesio y calcio se unen con carbonatos y sulfatos para formar acumulación progresiva de incrustaciones dentro de la cámara de esterilizador y sobre la lámpara o cartucho. OTROS COMPUESTOS ABSORBENTES tales como ácido húmico y fúmico, así como también los taninos reducirán la cantidad de energía UV disponible para penetrar el agua y afectar el material genético DNA, de la celúla. La temperatura es un factor determinante. La temperatura óptima de la lámpara UV debe estar cerca de 40º C (104ºF). Los niveles de UV fluctuarán con niveles de temperatura excesivamente bajos o altos. Un cartucho de cuarzo se utiliza para mediar el contacto agua/lámpara, reduciendo fluctuación de temperatura. Un método típico empleado en un sistema sin cartucho de cuarzo, es restringirlo considerando estas fluctuaciones.
VENTAJAS
APLICACIONES La tecnología UV actualmente se usa en un conjunto extenso de aplicaciones desde la protección básica de agua potable doméstica debido a un pozo contaminado hasta un tratamiento final para enjuagues de limpieza de partes electrónicas libre de gérmenes. La lista siguiente muestra unas áreas donde la tecnología ultravioleta está actualmente en uso:
INSTALACION Una vez que la aplicación es determinada, la colocación de la unidad UV debería tener consideración especial. El esterilizador debería ponerse tan cerca del punto de distribución como sea posible. Como UV es un proceso físico y no tiene valor residual, es imperioso que todos los puntos de la distribución (tubería) del sistema después de el esterilizador sean químicamente tratados para asegurar que el sistema está libre de cualquier contaminación microbiológica. Las unidades UV deberían instalarse sobre la línea fría de agua antes de cualquier línea de distribución. Una distribución típica doméstica tendrá 5 gpm de flujo; sin embargo, si el valor del flujo está en cuestión, la unidad UV deberá consideralo. Como una precaución, un regulador de flujo debería instalarse antes de cualquier esterilizador para asegurar que el flujo recomendado por el fabricante no es excedido. El esterilizador UV debería ser el último punto de tratamiento. Cualquier pretratamiento debería preceder el esterilizador. Si el abastecimiento de agua contiene Giardia Lamblia (u otros quistes), una unidad alterna de filtración mecánica debería instalarse en el punto de uso después de la unidad UV. La única manera positiva para determinar si el esterilizador está funcionando como fue diseñado, es obtener una prueba microbiológica sobre el abastecimiento de agua. Si bien la lámpara se ilumina y parece estar funcionando, factores tales como calidad de agua, vida de la lámpara, y transmisión real, pueden afectar el rendimiento. Se recomienda que analice el agua periódicamente para asegurar que se recibe agua segura bacteriológicamente. Es también imperativo seguir directivas del fabricante sobre la calidad del agua y procedimientos operacionales.
RESUMEN La necesidad de los productos de esterilización ultravioleta pueden encontrarse virtualmente en todas las áreas, aplicaciones de agua industrial, comercial y residencial. Ser proceso físico lo hace el componente ideal para esos problemas múltiples de agua. Su diseño simplista, facilidad de mantenimiento, baja inversión inicial y costos de operación hace a UV el número uno en la elección de contaminación de agua.
"Le recomendamos desinfectar su agua como la naturaleza, utilice luz ultravioleta."
|
