Desinfección por Luz Ultravioleta
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Durante los pasados cien años la ciencia ha reconocido los efectos bactericidas del área ultravioleta del espectro electromagnético. Las longitudes de onda específicas responsables de esta reacción están situadas entre 240 – 280 nanómetros (referidos como nm) con longitudes de ondas máximas a 265 nm. Estas son conocidas como UV-C. Figura 1 – UV-C en el espectro de radiación electromagnética Figura 2 – Curva de distribución de energía espectral para acción germicida y distribución del potencia espectral para lámpara UV de presión baja y media. Efecto de UltravioletaCuando un microorganismo es expuesto a UV-C, el núcleo de las células es modificado, debido a procesos fotolíticos. Como resultado, las células se dividen y, por extensión la reproducción es prevenida. Producción de UV-CLa fuente Ultravioleta es básicamente un tubo de cuarzo fundido de sílice, típicamente de 15 mm a 25 mm de diámetro por 100 mm – 1200 mm de longitud. El gas inerte con el cual se llena el tubo proporciona la descarga primaria y la acción necesaria para excitar y vaporizar los depósitos minúsculos de mercurio en su interior. La lámpara UV de presión baja únicamente es capaz de producir líneas a 185 nm y 254 nm. Un incremento en el suministro de corriente causaría que la lámpara UV se caliente rápidamente y así incremente la presión de mercurio para producir la salida espectral de presión media mostrada en el diagrama 2. Dosis UltravioletaLa dosis UV es el producto de la intensidad UV (expresada como energía por unidad del área de superficie) y tiempo de residencia. Por lo tanto: DOSIS = I x T Esto es comúnmente expresado como 1mJ/cm2=1000 micro Watt segundo/cm2 La dosis mínima expresada por Willand da al usuario la garantía del éxito seguro. El promedio y la dosis acumulativa ofrecida por otros depende las características de turbulencia del flujo que puede desaparecer cuando el flujo es variable. Willand recomienda la dosificación UV apropiada para cada aplicación tomando en cuenta la calidad del agua, el envejecimiento de tubos de arco, las especificaciones industriales, así como los estándares microbiológicos. RELACION DOSIS/DESTRUCCIÓNLa relación entre la dosis y la destrucción lograda en un microorganismo objetivo puede ser resumida de la siguiente manera:
Donde: N = Número inicial de microorganismos objetivo No = Número de organismos objetivo después del tratamiento K = Constante asociada con los organismos objetivo D = Dosis Según la fórmula indicada anteriormente, doblar la relación de la dosis aplicada aumentará la destrucción en un factor de 10. Por lo tanto, doblar la dosis requerida para el 90% de destrucción, producirá la destrucción del 99% de los organismos objetivo. Si se triplica la dosis producirá una destrucción del 99,9% de los organismos objetivo, etcétera. Algunos valores de la destrucción del 90% se demuestran en la figura 3 y la relación entre la dosis UV y la destrucción se muestra en figura 4. Fig. 3 - REQUERIMIENTOS DE DOSIS – MICROORGANISMOS COMUNES
Fig. 4 - E.coli (Indicador de Patógenos Transmitidos por Agua) DOSE = 5.4 mJ/cm2
APLICACIONESDISINFECTION
REACCIONES FOTOQUÍMICAS
TUBOS DE ARCO DE MEDIA Y ALTA PRESIÓNLos índices de potencia son desde 0.4KW hasta 7.0KW con una capacidad de tratamiento máximo de 600 m3/Hora con una lámpara simple. La alta energía de salida es igual de efectiva tanto en fluidos calientes como en fluidos fríos. El espectro ancho de salida rinde más eficientemente que las lámparas de baja presión en los flujos > 13m3/hora. La conversión de la potencia de entrada a la salida del biocida es > 15%. La vida útil de los tubos de arco está entre 4000 - 8000 horas dependiendo de las condiciones de operación. Todo el espectro de salida va desde 185 hasta 480 nm disponible para reacciones fotoquímicas. LAMPARAS DE BAJA PRESIÓNIdeales para situaciones de flujos bajos con índices de potencia desde 15w hasta 200w. Salida de longitud de onda simple a 254nm. Conversión a UV-C típicamente 30% - 35%. Lámparas de 120 - 200 vatios que no se afectan por las temperaturas del agua CAMARA DE IRRADIACIÓNEl proceso de desinfección involucra la exposición de los fluidos con contaminación microbiológica a una fuente de energía UV la cual es montada céntricamente dentro de la cámara de irradiación. Lenntech han creído siempre que el diseño correcto de la cámara es una parte significativa de la desinfección efectiva y para este fin se realiza un modelado por computador para establecer la turbulencia del flujo, que asegura mezcla buena y la exposición equilibrada en los flujos altos y bajos y las características del tiempo de residencia. Los equipos de los sistemas UV de Lenntech se diseñan de modo que la dosis esté EN LA PARED, AL FINAL DE LA VIDA de la LÁMPARA. Esto protege el proceso contra un posible tratamiento inadecuado que puede ocurrir a través de un cortocircuito cuando son utilizadas las dosis promedio y acumulativas. El acabado interno de alta calidad evita el sombreado y otras trampas bacterianas. En las cámaras se han fabricado integralmente puertos de muestra, sumideros y salidas de aire como estándar. La orientación de la entrada y del enchufe, el tamaño y la terminación final están a la especificación de los clientes para ayudar con la instalación. CONFIGURACION DEL TUBO DE ARCO SIMPLELa sola configuración del tubo del arco mejora significativamente el rendimiento. Una lámpara de alta intensidad es capaz de desinfectar hasta 600m3/hora. La supervisión UV de la intensidad es positiva, simple, eficaz y probada. El Multi-tubo se diseña utilizando cantidades de lámparas de baja presión contenidas en una cámara que presenta tanto problemas hidráulicos como mecánicos. El mantenimiento es tiempo desperdiciado y costoso. Se requieren deflectores para introducir turbulencia y a través del efecto de sombra de estos es posible que el agua no tratada pase a través de la cámara protegida del monitor. MONITOREO DE LA INTENSIDAD UVLos monitores de intensidad Willand responden a UV-C. El monitor es el salvaguardia de la unidad del cliente que está funcionando a una salida eficiente. Cuando se alcanza un umbral bajo de salida UV-C, una alarma en encendida. La salida del monitor se puede ligar a las unidades de BEM o del PLC para asegurar la operación óptima de la planta. MEDIDAS DEL SISTEMAPara asegurar que a los clientes se les suministre la unidad correcta para la aplicación destinada, recomendamos que se pongan en contacto con Lenntech UV para organizar una cita con un consultor entrenado de la compañía. La información necesaria para clasificar correctamente una unidad de Lenntech incluye, pero no se limita a:
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