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DEDESINFECCION
DEL AGUA CON RADIACIONES ULTRAVIOLETA
Fotografia de www.water-drinking.org Introducción Mecanismos de desinfección Ventajas y desventajas del empleo de las radiaciones UV
Introducción La luz ultravioleta (UV) es una alternativa de desinfección principalmente respecto al uso del cloro y sus derivados y del ozono en el tratamiento de aguas potables y residuales. La luz ultravioleta fue descubierta en 1801, pero las aplicaciones industriales no llegaron hasta 1910, fue entonces cuando se utilizó en la desinfección de agua en una planta de tratamiento de Marsella (Francia). A pesar de esto el empleo generalizado del uso del cloro a partir de la I guerra mundial relegó las aplicaciones de la UV a instalaciones en las que no era viable el empleo del cloro. Al pasar los años el empleo de las UV se fue aplicando más en industrias de la alimentación (las radiaciones UV no tienen efectos residuales) y en la desinfección del agua de piscinas y en instalaciones balnearias y en lugares donde se aplique el agua en forma pulverizada en gotitas. Con una longitud de onda de 260 nm, La radiación UV tiene la capacidad de destruir los enlaces de ADN de casi todos los organismos vivos mediante el proceso denominado dimerización que daña los organismos y suele ser irreversible impidiendo su normal desarrollo aunque algunos organismos pueden recuperarse por mecanismos de fotoreactivación o fotoreparación, es por esto que en el tratamiento del agua para aumentar la efectividad de la desinfección, el agua debe someterse a recirculación. La aplicación de las radiaciones UV es un método no intrusivo y no afecta al pH, olor o sabor y no deja efecto o propiedades residuales
Los
rayos ultravioleta (UV), constituye la franja del espectro electromagnético
situada entre los 100 y los 400 nm,
es decir , entre los rayos X y la luz visible. La escala expandida
de la radiación UV se distribuye asi:
Vacío - Ultravioleta
: Entre 100 y 200 nm
Ultravioleta - Onda corta (UV-C) : Entre
200 y 280 nm
Ultravioleta - Onda media (UV-B) : Entre
280 y 315 nm
Ultravioleta - Onda larga (UV-A)
: Entre 315 y 400 nm
100
200
254
280
315
400
800 Longitud
de onda en nm
(Fuente
: International Ultraviolet Associatión) Dentro
de esta franja del espectro, las radiaciones que atraviesan la atmósfera
terrestre y alcanzan la superficie , son las comprendidas entre los 280 nm y las
de valores próximos al infrarrojo, el resto son absorbidos por la capa atmosférica
de ozono. La
radiación aplicada a la desinfección , está en la zona
de onda corta (UVC), consiguiéndose mediante
fuentes artificiales de UV , como son generalmente
las lámparas de mercurio de baja y media presión. La
radiación UV no es una radiación óptica y por tanto el termino "luz
ultravioleta" no es el más correcto, aunque realmente las radiaciones
ultravioleta se comportan como las radiaciones visibles. Para
conseguir radiaciones UV-C, a través de energía eléctrica, se utiliza una lámpara
de baja presión de vapor de mercurio , por la que se hace pasar la corriente eléctrica.
La radiación ultravioleta es el
resultado del flujo de electrones, del vapor de mercurio ionizado, entre los
electrodos de la lámpara. Ocurre como en una clásica lámpara fluorescente,
con la diferencia de que en las lámparas fluorescentes el bulbo está
recubierto con una capa de fósforo que convierte la radiación UV en luz
visible. Para
lograr una operación estable en una lámpara de arco de
mercurio se requieren una especie de transformadores o balastos , estos
pueden ser electromagnéticos,
formados por un inductor en serie con la lámpara y un componente capacitivo
corrector de potencia en paralelo y balastos electrónicos formados por un rectificador y un inversor de corriente .
Los balastos electrónicos trabajan a frecuencias más altas que los electromagnéticos, con lo cual las lámparas trabajan a más baja temperatura, consumen menos
energía y aumenta el periodo de
vida de la lámpara
Conjunto
y lámpara para desinfección con con radiaciones UV (Fuente
: Atlantic Ultraviolet Corporatión) El sistema de aplicación o reactor más empleado en la desinfección del agua potable es el de canal cerrado de contacto donde se trata un flujo de agua presurizado El
poder de desinfección de una lámpara de UV , viene dado por el producto de la
intensidad o cantidad de energía por unidad de superficie y el tiempo de
exposición o de contacto del agua en la cámara de desinfección. Este
producto, llamado también dosis, se expresa en microwatios segundo por centímetro
cuadrado (μ w seg/cm2) .
Salida en watts
Dosis =
–––––––––––––––
x tiempo (seg.)
Area (cm2) En
el poder de desinfección de las lámparas de UV , juega un papel importante el
diseño del equipo llamado a veces esterilizador, principalmente sus
dimensiones, ya que por ejemplo la intensidad disminuye a medida que nos
alejamos de la fuente de luz y a su
vez el tiempo depende del tamaño y flujo de caudal aplicado. MECANISMO
DE DESINFECCIÓN La
desinfección por radiación UV , no inactiva a los microorganismos por vía química
,como lo hacen otros desinfectantes, sino por la absorción de la luz, la cual
origina una reacción fotoquímica que altera
los compuestos moleculares esenciales en la función celular. La
desinfección a través de radiaciones UV, tiene lugar como consecuencia de la
inactivación del ácido desoxirribonucleico (ADN) de los microorganismos, por
estas radiaciones. Los ácidos nucleicos son los puntos de ataque de la
radiaciones UV.
Para
minimizar el posible efecto de fotoreactivacion, es conveniente reducir la
exposición del agua inmediatamente desinfectada, a la luz del sol. Existen una serie de factores que inciden en la eficacia de un sistema de UV, ente los que pueden citarse:
Los
sólidos en suspensión que
protegen a los microorganismos de las radiaciones , las sustancias orgánicas
que absorben radiaciones UV, reduciendo la cantidad disponible. Otras
sustancias, con cierta frecuencia presentes en el agua, como el hierro y el
manganeso pueden producir manchas en la envoltura externa de cuarzo y otras como
sales de calcio y magnesio que pueden causar incrustaciones, tanto sobre la
propia lámpara de cuarzo como en la propia cámara de esterilizador. La
temperatura también afecta en el sentido de producir fluctuaciones en la
radiación UV. La temperatura optima de las lámparas de UV suele ser de 40 ºC. En cuanto a la dosis minima de UV para la reducción de ´patógenos no hay un consenso completo, la EPA (Agencia de Protección del Medio Ambiente) de los Estados Unidos señala una dosis de 21 mWs/cm2 para conseguir una reducción de 2 logaritmo del virus de hepatitis y una dosis de 36 mWs/cm2 para una reducción de 3 logaritmo (incluyendo en ambos casos un factor de seguridad de 3).
VENTAJAS
Y DESVENTAJAS DEL EMPLEO DE LAS RADIACIONES UV La principal ventaja en la aplicación de estas radiaciones en la desinfección del agua es su bajo coste de inversión y operación , no emplear productos químicos ni reacciona con los constituyentes del agua y por tanto no generar subproductos ni origina sabores ni olores y a su vez es compatible con otros procesos complementarios de desinfección que aporten un residual más permanente. Es precisamente esta carencia de desinfección residual a lo largo de la red de abastecimiento, la posible desventaja de las radiaciones UV si se emplearan como desinfectante único. Otra ventaja es no necesitar tanques de mezcla o de contacto. El uso de UV elimina la necesidad de transportar, almacenar y manipular productos químicos peligrosos. A diferencia de algunos desinfectantes químicos, las tasas de inactivación microbiana por UV no dependen del pH ni de la temperatura. Está muy extendida su aplicación a pequeños sistemas de abastecimiento y en la desinfección de agua para aplicaciones y usos concretos en hospitales, escuelas, industrias de bebidas, alimenticias y farmacéuticas. La profundidad de penetración de esta radiación en el agua es limitada, dificultando su actuación el color y la turbiedad del agua por lo que para aumentar el rendimiento en la eliminación de microorganismos , se deben irradiar solo láminas delgadas de agua. Su aplicación solo se reduce a aguas claras y no contaminadas. Con el transcurso del tiempo, las lámparas suelen ensuciarse, lo que reducirá la capacidad de penetración de los rayos. La vida útil de las lámparas es muy limitada.
Fuente Sodis
La luz UV en la desinfección: Breve publicación de la página de Ecowater, con informaciones generales sobre este procedimiento de desinfección Desinfección por UV. Publicación de Tech Brief. A NATIONAL DRINKING WATER CLEARINGHOUSE FACT SHEET SODIS - Desinfección solar del agua :
Elimination of pathogens through solar disinfection
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Página
de SODIS , donde se expone una amplia información sobre este
procedimiento de desinfección del agua envasandola en botellas de plástico
transparente y exponiendolas a las radiaciones solares. Se dan normas de
actuación y se presentan numerosos proyectos, publicaciones, esquemas, gráficos,
resultados sobre eliminación de microorganismos, etc. 
