AGUA DESTILADA

El agua destilada es aquella cuya composición se basa en la unidad de moléculas de H2O. Es aquella a la que se le han eliminado las impurezas e iones mediante destilación. La destilación es un método en desuso para la producción de agua pura a nivel industrial. Esta consiste en separar los componentes líquidos de una mezcla.

El agua destilada es agua que ha sido hervida en un aparato llamado “alambique”, y luego recondensada en una unidad enfriadora (“condensadora”) para devolver el agua al estado líquido. La destilación se usa para purificar el agua. Los contaminantes disueltos tales como sales se quedan en el tanque donde el agua hierve mientras que el vapor de agua se eleva hacia fuera. Puede no funcionar si los contaminantes son volátiles de forma que también hierven y recondensen, como si se tiene algo de alcohol disuelto.


TRATAMIENTO DE AGUA CON OZONO

El ozono O3 es una molécula compuesta por tres átomos de oxígeno. La existencia del ozono fue supuesta desde 1871 por Van Marum, que notó su olor en el aire atravesado por descargas eléctricas, y fue finalmente descubierto y denominado - del término griego “ozein”, oler – en 1840 por Schömbein. Marignac, Becquerel y Fermi investigaron y establecieron la naturaleza del ozono, y su fórmula y constitución fueron más tarde determinadas y dadas a conocer por las investigaciones de J. L. Soret.
 
Debido a sus poderosos efectos oxidantes y bactericidas, el ozono se utiliza para renovar el aire en atmósferas confinadas y para la esterilización y el tratamiento de las aguas. El interés de las aplicaciones del ozono en el tratamiento del agua es debido tanto a sus características oxidantes especialmente energéticas, aprovechadas para degradar o eliminar ciertas sustancias orgánicas o minerales no deseables, como a su extremado poder bactericida y virulicida.


 
 
LA ACCION OXIDANTE del ozono se presenta de tres diferentes formas
  1. Como oxidante, fijando uno de sus átomos de oxígeno.
  2. Como oxidante, fijando sus tres átomos de oxígeno en un enlace doble o triple.
  3. Como catalizador del oxígeno, acelerando la velocidad de las reacciones de oxidación en el aire ozonizado.


El consumo de agua potable constituye un vector importante de enfermedades denominadas hídricas y en determinadas ocasiones un aporte diario y prolongado en el tiempo de diversos tipos de contaminantes ya sean de origen natural, debidos principalmente a la climatología y geología del terreno como pueden ser metales pesados, hierro, manganeso etc., y también podemos encontrar contaminantes provocados por la acción del hombre como compuestos orgánicos volátiles, pesticidas, nitritos etc.

El RD 140/2003 establece la obligación de tratar y controlar las aguas destinadas a consumo humano. Para ello, el cloro es el agente desinfectante más empleado, pero no el único ni el mejor. El poder desinfectante del ozono es de unas 3.000 veces superior y más rápido. El tratamiento de agua potable con ozono presenta, por tanto, una serie de ventajas respecto al tratamiento con cloro.
En primer lugar, debido al fuerte poder oxidante la calidad de la desinfección con ozono es muy superior a la que se consigue con un tratamiento con cloro. De esta forma, se consiguen eliminar virus, bacterias y microorganismos en general cloro-resistentes. Gracias también a este elevado potencial de oxidación conseguimos precipitar metales pesados que pueden encontrarse en disolución y eliminar compuestos orgánicos, pesticidas, y todo tipo de olores y sabores extraños que el agua pudiera contener. Otra de las importantes ventajas del uso del ozono frente al cloro es la rapidez con la que actúa lo cual nos permite realizar tratamientos muy efectivos en pocos segundos o minutos cuando para realizar un tratamiento de desinfección con cloro es necesario un tiempo de contacto muy superior.

  • Desinfección bacterial e inactivación viral 
  • Oxidación de inorgánicos como hierro, manganeso, metales pesados ligados orgánicamente, cianuros, sulfures y nitratos.
  • Oxidación de orgánicos como detergentes, pesticidas, herbicidas, fenoles, sabor y olor causados por impurezas.


Bacterias y la inactivación viral se relacionan con la concentración del ozono en el agua y su duración de contacto con los microorganismos. Las bacterias son las que más rápidamente son destruidas. Las bacterias E-Coli son destruidas por concentraciones de ozono de un poco más de 0,1 mg/litro y una duración de contacto de 15 segundos a temperaturas de 25 ºC y 30 ºC . Streptococcus tecalis son destruidos mucho más fácilmente. A concentraciones de ozono de aproximadamente 0,025 mg/litro, se obtiene un 99,9% de inactivación en 20 segundos o menos a ambas temperaturas. Los virus son más resistentes que las bacterias. Estudios pioneros por científicos de Salubridad Pública Francesa en los años 60 han demostrado que el poliovirus tipos I, II y III quedan inactivados por medio de exposición a concentraciones de ozono disuelto de 0,4 mg/litro por un período de contacto de cuatro minutos.
En el caso del hierro, el manganeso, y de varios compuestos arsénicos, la oxidación ocurre muy rápidamente, dejando compuestos insolubles que se puede quitar fácilmente por medio de un filtro de carbón activado. Iones de sulfuro son oxidados a iones sulfatos, una sustancia inocua.
El ozono es un agente muy poderoso en el tratamiento de materiales orgánicos. Los orgánicos son naturales (ácidos de humectación y fúmicos) o sintéticos (detergentes, pesticidas) en esencia. Algunos orgánicos reaccionan con ozono muy rápidamente hasta la destrucción, dentro de minutos o aún segundos (fenol, ácido fórmico), mientras otros reaccionan más lentamente con ozono (ácidos de humectación y fúmicos, varios pesticidas, tricloretano etc.). En algunos casos, los materiales orgánicos son oxidados solamente parcialmente con ozono. Una ventaja principal de oxidación parcial de materiales orgánicos es que al oxidarse parcialmente, los materiales orgánicos se polarizan mucho más que originalmente, produciendo materiales insolubles complejos que se pueden quitar con filtros de carbón activado.
La turbidez del agua se elimina por ozonización a través de una combinación de oxidación química y neutralización de carga. Las partículas coloidales que causan turbidez son mantenidas en suspensión por partículas de carga negativas que son neutralizadas por el ozono. El ozono además destruye los materiales coloidales por medio de la oxidación de materias orgánicas.
La oxidación de la materia orgánica, metales pesados, sulfuros y sustancias extrañas, produce la supresión de sabores y olores extraños que el agua pudiera contener, proporcionando una mejora en la calidad y el aspecto del agua, haciéndola más adecuada para su consumo y disfrute.


EL TRATAMIENTO DE AGUA CON OZONO

La técnica se basa, fundamentalmente, en lograr un tiempo de contacto adecuado del agua, con la cantidad adecuada de ozono. Concentraciones de entre 0.5 y 0.8 mg/l de ozono durante unos tres o cuatro minutos son suficientes para conseguir una calidad de agua excepcional y desinfectada. Tras el tratamiento, el ozono se descompone en oxígeno tras varios minutos no dejando ningún tipo de residual, pero por consiguiente, tampoco existirá ningún residual desinfectante que pudiera prevenir el crecimiento bacteriológico. En los casos en los que sea necesario asegurar que el agua de consumo ha sido recién tratada con ozono, el sistema de ozonización se realizará en un depósito con un caudal de recirculación, en donde mediante un inyector vénturi se añadirá la producción de ozono adecuada, esta cantidad de ozono y por tanto, la concentración de ozono residual en el depósito depende, en primer lugar, de las características de producción del equipo, y en segundo lugar, del tiempo de funcionamiento y parada del mismo. Es decir, mediante el temporizador, es posible aumentar y disminuir el tiempo de producción y de parada consiguiendo en estado estacionario una mayor o menor concentración de ozono. Para sistemas más complejos de regulación y control puede instalarse una sonda de medición de ozono residual en el agua que actúe directamente sobre la producción del equipo para alcanzar el valor de consigna preestablecido como el ideal de concentración de ozono en el agua.

esquema de instalación
En función del tipo de instalación y la demanda pueden existir otras muchas posibilidades como puede ser inyectar el ozono directamente en la tubería mediante un by-pass o instalar el generador de ozono directamente en el grifo de consumo.
En definitiva, un tratamiento con ozono nos permite disfrutar de un agua de excelente calidad libre de microorganismos patógenos y en ausencia de cloro y todos los problemas que este agente biocida conlleva.



El tratamiento de agua con ozono se viene utilizando desde hace más de 100 años como un método muy eficaz para la purificación del agua. Actualmente, la ozonización del agua está ganando aceptación a nivel mundial, principalmente como alternativa a los productos químicos tradicionales.
 
En el tratamiento del agua, el ozono actúa como el agente oxidante natural más rápido y efectivo que existe. Es un poderoso bactericida, virulicida y fungicida. El ozono destruye los microorganismos rompiendo por oxidación su capa protectora (lípidos). El ozono es 12 veces más soluble en el agua que el oxígeno. Los productos químicos actúan por envenenamiento Los productos químicos actúan por envenenamiento enzimático de los centros vitales, por lo que el ozono resulta ser miles de veces más rápido que los mencionados agentes químicos.
 
El uso del ozono en el tratamiento del agua permite conseguir, entre otras, las siguientes aplicaciones:
 
 
  • Acuicultura y piscicultura.
  • Decoloración completa del agua.
  • Desinfección de botellas y recipientes.
  • Desinfección de conductos y utensilios.
  • Disminución considerable del contenido de detergentes.
  • Eliminación completa de los fenoles.
  • Eliminación de los sabores y olores indeseables.
  • Eliminación de nitritos.
  • Eliminación de orgánicos como pesticidas, herbicidas, fenoleles.
  • Embotellado de bebidas.
  • Inactivación de virus.
  • Lavado de botellas y recipientes.
  • Lavado de frutas y verduras.
  • Precipitación del hierro y manganeso.
  • Reducción de DBO Y DQO.
  • Torres de refrigeración.
  • Transformación de alimentos.
  • Tratamiento aguas subterráneas.
  • Tratamiento de agua potable y residual.
 



TRATAMIENTO DE AGUA POR INTERCAMBIO IONICO

Con el avance de la ciencia y de la técnica es cada vez mayor el uso de agua desprovista de ciertos iones y muchas veces desprovista de todos los iones. Una de las técnicas de eliminación de iones consiste en hacer pasar el agua a través de resinas de intercambio iónico.

Es frecuente encontrar instalaciones que usan resinas de intercambio iónico que no producen la calidad del agua requerida o la cantidad requerida, o ambas cosas a la vez, y esto puede deberse al desconocimiento de las propiedades de las resinas de intercambio iónico o a la falta de experiencia necesaria para manejar los imprevistos que pueden presentarse durante la operación de intercambiadores de iones. En muchas ocasiones se descartan prematuramente las resinas de intercambio iónico, en otras se sigue usando las resinas que ya cumplieron su vida útil y muchas veces se usan resinas que no son las adecuadas.
El intercambio iónico no está restringido al tratamiento de agua, sino que tiene un amplio campo de aplicación, tal como:
  • Recuperación de uranio
  • Decoloración y reducción de cenizas en soluciones de azúcar
  • Recuperación y purificación de estreptomicina.
  • Remoción del ácido fórmico del formaldehído
  • Recuperación de metales de soluciones
  • Desalinización de aguas salobres
  • Eliminación de acidez de efluentes minero-metalúrgicos
Por su relevancia en el tratamiento de aguas y diversos procesos industriales, en este dossier se pretende dar una visión general de los intercambiadores iónicos, su funcionamiento y sus principales aplicaciones.
 
INTERCAMBIO IÓNICO

El proceso de Intercambio de Iones
En el contexto de purificación, intercambio de ion es un proceso rápido y reversible en el cual los iones impuros presentes en el agua son reemplazados por iones que despiden una resina de intercambio de iones. Los iones impuros son tomados por la resina que debe ser regenerada periódicamente para restaurarla a su forma iónica original. (Un ion es un átomo o grupo de átomos con una carga eléctrica. Los iones con carga positiva se llama cationes y son generalmente metales, los iones con carga negativa se llaman aniones y son generalmente no metales).

Los siguientes iones son generalmente encontrados en aguas crudas:
Cationes Aniones


Calcium (Ca2+) Cloruro (Cl-)
Magnesio (Mg2+) Bicarbonato (HCO3-)
Sodio (Na+) Nitrato (NO3-)
Potasio (K+) Carbonato (CO32-)
Hierro (Fe2+) Sulfato (SO42-)

Por sus propiedades como disolvente y su utilización en diversos procesos industriales, el agua acostumbra a tener muchas impurezas y contaminantes. Las sales metálicas se disuelven en el agua separandose en iones, cuya presencia puede ser indeseable para los usos habituales del agua. Además, el creciente interés por el medio ambiente, impone establecer tratamientos eficaces que eviten el deterioro de la calidad de las aguas, especialmente por el vertido de efluentes industriales altamente contaminados. Entre todos los tratamientos posibles, el intercambio iónico es una opción a considerar.

Resina de Intercambio de Iones
Hay 2 tipos básicos de resinas- intercambio de cationes e intercambio de aniones. Resinas del intercambio de cationes emiten iones Hidrógeno (H+) u otros iones como intercambio por cationes impuros presentes en el agua. Resina de intercambio de Aniones despedira iones de hydroxil (OH) u otros iones de cargas negativas en intercambio por los iones impuros que están presentes en el agua.
Las resinas de Intercambio de iones modernas son preparadas de polímeros sintéticos tales como styrenedivinlybenzene copolymers que han sido sulphonated para formar unos intercambios de cationes fuertemente ácidos o aminated para formar intercambios de aniones fuertemente básicos o débilmente básicos. 

La aplicación del intercambio de ion al tratamiento de agua y purificación
Estas son tres maneras en la cual la tecnología de intercambio de iones puede ser usada en el tratamiento de agua y purificación: primero, resinas de intercambio de cation solas se pueden emplear para suavizar el agua por intercambio base; segundo, resinas de intercambio anión solas pueden ser utilizadas para escarbar o eliminar nitrato y tercero, combinaciones resinas de intercambios de cationes y aniones pueden ser utilizadas para eliminar virtualmente todas las impurezas iónicas presentes en el feedwater, un proceso conocido como desionización. 

Las dos primeras tecnologías son formas de tratamiento de agua en cualquiera de la naturaleza química de las impurezas sean cambiadas(como un intercambio en base de suavizante(]) o ciertas impurezas que son eliminadas selectivamente (como un escarbar orgánico o eliminación de nitrato). Por contraste, la desionización es un proceso de purificación que puede producir agua de calidad excepcional.

Suavizando Intercambio de Base

Suavizando fue la primera aplicación industrial que involucro el intercambio de iones. Este proceso fue propuesto por primera vez por Gans en el 1905. Excepto para algunos tipos de mejoramientos en el tipo de material de intercambio de ion y el equipo, el proceso de Gans es aún uno de los métodos mas simples de Suavizar el agua.
El proceso consiste agua que pasa conteniendo iones de dureza, mayormente calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+) a través de una columna conteniendo una resina de intercambio ácido de cation en forma de sodio (Na+) (por ejemplo, los cationes intercambiables son sodio). Los iones de calcio y magnesio son intercambiados por un número equivalente de iones de sodio. La resina, una vez agotada, (por ejemplo, todos los iones de sodio disponible han sido intercambiados) deben ser recargados. Esto significa que hay que pasar una solución que contiene una alta concentración de sales de sodio tales como brine cloruro de sodio a través de la resina de intercambio- un proceso conocido como regeneración.

Usos Principales del agua Suavizada
  • Para prevenir formación de sarro en calderas, calentadores de agua, planchas de vapor y máquinas de lavar platos, etc.
  • Para eliminar la producción de “capa de suciedad” formada como resultado de la reacción entre los iones de calcio y magnesio con ácidos de grasa encontrado en jabones en la industria textil, máquinas de lavar, etc
  • Para prevenir manchas antiestéticas en cristalería, espejos, etc.
  • Para pre-tratar osmosis inversa feed water para prevenir que se contaminen las membranas de osmosis inversa.

Escarbando Orgánicos

Escarbadores orgánicos son plantas totalmente automáticas diseñadas primordialmente para eliminar contaminantes que ocurren naturalmente- mayormente ácidos humic y fulvic- de las fuentes de agua. Estos son compuestos ionizados débilmente que pueden contaminar irreversiblemente las resinas normales de los aniones e invertir las membranas de osmosis pero que pueden ser eliminados fácilmente del agua por una combinación de absorbción e intercambio de ion.
Escarbadores orgánicos contienes resinas especiales macroporosas que operan en la forma de cloruro. Tienen una estructura abierta con grandes poros que le permiten a los voluminosos aniones orgánicos ser eliminados del feedwater entonces eludidos fuera de nuevo durante la regeneración.
La Regeneración es iniciado automáticamente por un reloj automático de ciclo. El regenerante es cloruro de sodio en forma de solución salmuera 10% que se lleva hacia el escarbador desde el tanque de salmuera.

Eliminación de Nitrato

Nitratos son un peligro particular para bebés de menos de seis meses de edad. Los nitratos se reducen a nitritos en el sistema gastrointestinal del niño(a), reduciendo así la capacidad de llevar oxigeno a la sangre (el síndrome de niño azul). El método más simple más factible de costo para eliminar nitratos del agua es por intercambio de aniones, utilizando sus resinas en forma de cloruro y regeneradas con brine. Resinas especiales están disponibles para tratar las aguas ricas en sulfato. (Resinas convencionales tienen una mayor afinidad para el sulfato que el nitrato, reduciendo así su capacidad para eliminar el nitrato.

Desionización

Para muchas aplicaciones de laboratorio e industriales se requiere la alta pureza del agua, la cual esté esencialmente libre de contaminantes iónicos. Agua de esta calidad se puede producir con la Desionización.
Los dos tipos más comunes de desionización son:
  • Deionización de Dos Camas
  • Deionización de Camas Mixtas
Desionización de Dos Camas
El Desionizador de Dos Camas consiste en dos recipientes- uno conteniendo una resina de intercambio de cationes en forma de hidrógeno (H+) y la otra conteniendo una resina de aniones en forma de hidroxil (OH-). El agua fluye a través de la columna de cationes, donde todos los cationes son intercambiados por iones de hidrógeno.
Para mantener el agua eléctricamente balanceada por cada monovalente , por ejemplo, Na+, un ión de hidrógeno es intercambiado y por cada cation divalente, por ejemplo Ca2+, ó Mg2+, dos iones de hidrógeno son intercambiados. El mismo principio aplica cuando se considera un intercambio de aniones.

El agua descationizada entonce fluye a través de la columna de aniones. Esta vez todos los iones con carga negativa son intercambiados por iones de hidróxido los cuales entonces se combinan con los iones de hidrógeno para formar agua (H2O). 

Desionización de Cama Mixta
En los desionizadores de cama mixta, las resinas del intercambio de cationes y de aniones están íntimamente mezcladas y contenidas en un solo recipiente a presión. La mezcla minuciosa de cationes intercambiadores y aniones intercambiadores en una columna sencilla hace al desionizador de cama mixta equivalente a la serie larga de plantas de dos camas. Como resultado, la calidad del agua obtenida de un desionizador de cama mixta es apreciablemente mas alta que la que se produce en una planta de dos camas. 

El recipiente puede ser en la forma de una columna grande de acero inoxidable o de fibra de vidrio reforzada conteniendo cientos de litros de resina , o un cartucho pequeño desechable/regenerable que cuando se acaba, puede desecharse o enviado al proveedor original para regeneración. Los desionizadores grandes- ya sean de dos camas o camas mixtas- se regeneran automáticamente ellos mismos, en su lugar, cuando la calidad del agua cae por debajo de los niveles fijados anteriormente.

Aunque son mas eficientes purificando el feedwater entrante, las plantas de camas mixtas son más sensitivas a las impurezas en la fuente de agua e involucran un proceso de regeneración más complicado. Los desionizadores de cama mixta se utilizan normalmente para “pulir” el agua a altos niveles de pureza después de que han sido tratadas inicialmente por un desionizador de dos camas o una unidad de osmosis inversa.

Los desionizadores usados en aplicaciones de laboratorios son casi invariablemente unidades de camas mixtas conteniendo cartuchos de resina intercambiables o desechables. Desionizadores grandes de auto-regeneración se utilizan a veces en sistemas de purificación de agua supliendo volúmenes substanciales de aguas para suites de laboratorios, o grandes cantidades de agua para proceso industrial.


TRATAMIENTO DE AGUA POR RAYOS ULTRAVIOLETA

LUZ ULTRAVIOLETA

Los sistemas de tratamiento y desinfección de Agua mediante luz Ultra Violeta (UV), garantizan la eliminación de entre el 99,9% y el 99,99 de agentes patógenos. Para lograr este grado de efectividad casi absoluta mediante este procedimiento físico, es totalmente imprescindible que los procesos previos del agua eliminen de forma casi total cualquier turbiedad de la misma, ya que la Luz Ultravioleta debe poder atravesar perfectamente el flujo de agua a tratar.

Los Purificadores de Agua por Ultravioleta funcionan mediante la "radiación" o "iluminación" del flujo de agua con una o más lámparas de silicio cuarzo, con unas longitudes de onda de 200 a 300 nanómetros. Por lo tanto, el agua fluye sin detenerse por el interior de los purificadores, que contienen estas lámparas.



La luz UV no cambia las propiedades del agua o aire, es decir, no altera químicamente la estructura del fluido a tratado. Al contrario de las técnicas de desinfección química, que implican el manejo de sustancias peligrosas y reacciones que dan como resultado subproductos no deseados, la luz UV ofrece un proceso de desinfección limpio, seguro, efectivo y comprobado a través de varias décadas de aplicaciones exitosas.

CARACTERISTICAS DE LA DESINFECCION CON LUZ UV GERMICIDA

•    Desinfección instantánea y eficiente
•    Segura
•    Limpia
•    El mejor costo-beneficio
•    Ambientalmente adecuada


De todos los métodos de desinfección actual, la luz ultravioleta (UV) es el más eficiente, económico y seguro. Más aún, su acción germicida se realiza en segundos o en fracciones de éstos, además es ambientalmente el método más adecuado, utilizado mundialmente a lo largo de varias décadas. La luz UV se produce naturalmente dentro del espectro electromagnético de las radiaciones solares en el rango comprendido entre 200 y 300 nanómetros (nm) conocido como UV-C, el cual resulta letal para los microorganismos.

El uso de luz ultravioleta para la purificación de agua potable no es reciente, es un concepto que ha existido por más de cientos años, a pesar de sus principios tempranos, la ciencia detrás de la desinfección UV es compleja. Para entender los fundamentos de cómo la luz Ultra Violeta purifica el agua, requiere una comprensión relativamente profunda de Física, Química y de la Biología.


APLICACIONES

La tecnología ultravioleta actualmente se usa en un  extenso grupo de aplicaciones, que va desde la protección básica de agua potable doméstica, hasta un tratamiento final para enjuagues de limpieza de partes electrónicas libre de gérmenes. Se muestra a continuacion una lista de algunas áreas donde se aplica este tipo de tecnología :
•    Cervecera
•    Farmacéutica
•    Vinícola
•    Electrónica
•    Enlatado
•    Acuacultura
•    Alimenticia
•    Impresión
•    Destilería
•    Petroquímica
•    Marina
•    Cosmética
•    Restaurantera
•    Embotelladora


FUNCIONAMIENTO

La generación artificial de la luz UV se realiza a través de un emisor (lámpara) de cuarzo puro, el cual contiene un gas inerte que es el encargado de proveer la descarga inicial, y conforme se incrementa la energía eléctrica, el calor producido por el emisor también aumenta junto con la presión interna del gas, lo cual genera la excitación de electrones que se desplazan a través de las diferentes líneas de longitud de onda, produciendo la luz UV. Una descarga de presión baja produce un espectro a 185 y 253.7 nm. Los emisores de luz UV de presión media producen radiación multionda, es decir, diferentes longitudes de onda de diversa intensidad a través del espectro UV-C
(200-300 nm).

El ADN, o ácido desoxirribonucleico, es responsables de dirigir las actividades dentro de todas las células vivas. Todas las células deben tener ADN intacto para funcionar correctamente. SU estructura es muy similar a una escalera que se ha torcido de ambos extremos dando como resultado un aspecto espiral.



Cuando los microorganismos son expuestos a una dosis adecuada de radiación ultravioleta a 253.7 nm de longitud de onda (UV-C), el ADN (acido desoxirribonucleico) de las células absorben los fotones UV causando una reacción fotoquímica irreversible, la cual inactiva y destruye las células.


EFECTOS BIOLOGICOS

La propiedad que tiene el ADN, presente en el núcleo de las moléculas de todos los microorganismos (bacteria, virus, hongos y quistes) de absorber la radiación UV produce el efecto de rompimiento de las cadenas de los aminoácidos de proteínas, causando una disrupción metabólica afectando su mecanismo reproductivo y logrando así su inactivación, eliminando sus propiedades para producir enfermedades y de crecimiento microbiológico. Uno de los principales beneficios al aplicar luz UV con propósitos de desinfección es que no se utilizan ningún tipo de químico para ello.




ASPECTOS TECNICOS

Los principales aspectos que deben tomarse en cuenta para seleccionar un sistema de desinfección de agua con luz UV son:

•    Tipo o calidad de agua (p.e. agua deionizada, agua potable, agua residual tratada, etc.)
•    Flujo de agua
•    Porcentaje de Transmitancia (%T10), la cual considera las impurezas presentes en el agua capaces de absorber y/o reflejar la radiación UV.
•    Concentración de Hierro
•    Concentración de Manganeso
•    Tipo y concentración de microorganismos
•    Reducción deseada
•    Dosis de luz UV (mWs/cm2), considerada como la Intensidad de luz (mW/cm2) multiplicada por el Tiempo de residencia (segundos)


DISEÑO

Es muy importante conocer que la efectividad de los Purificadores Ultravioleta depende de que cada molécula de agua reciba una dosis mínima de Luz Ultravioleta. Esta dosis será definida en función del uso que se le de al agua tratada. Por lo tanto, jamás debe usarse un equipo de purificación para flujos o volúmenes de agua superiores a las indicadas por el fabricante. Es importante, así mismo, seguir las indicaciones del fabricante para la comprobación de su correcto funcionmiento, y los plazos para la sustitución de las lámparas, que garantizan su efectividad.

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.


 Lámpara germicida de Luz Ultravioleta  en acero inoxidable

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


VENTAJAS DEL USO DE LUZ ULTRAVIOLETA

   Para finalizar, detallaremos algunas de las ventajas de este tipo de tratamientos:

•  Se trata de un tratamiento físico, sin necesidad de almacenamiento de stock de ningún producto químico peligroso.
•  No cambia las propiedades del agua tratada.
•  No tiene peligro o efectos negativos sobre el agua en caso de sobredosificación.
•  Simple y barato de mantenimiento de las instalaciones.
•  Sencilla instalación sobre canalizaciones de agua ya existentes.
•  Posibilidad de uso para aguas destinadas a distintos usos: consumo humano, industria alimentaria, procesos industriales, laboratorios, agricultura, etc.
•  Compatible con otros procesos, como los generadores de ozono.


Tratamiento de agua por Carbón Activado


La filtración por carbón activo se emplea en la industria azucarera, química, farmacéutica, refresquera, etc. así como en el tratamiento de aguas, debido a su gran capacidad de adsorción de diversos elementos, sumado a la posibilidad de limpieza del lecho filtrante con gran facilidad y rapidez, así como a la capacidad de regeneración del mismo.

En el ámbito del tratamiento de aguas en especifico, estos procesos se emplean para depuraciones de agua subterránea, purificaciones del caudal final de las estaciones de tratamiento de agua potable, decloraciones del agua, depuración de aguas para piscinas, refinamiento de las aguas residuales tratadas, etc.






El carbón activado es un material poroso, preparado por la carbonización y activación de materiales orgánicos, especialmente de origen vegetal, como madera, el carbón mineral, y cáscara de coco entre otros, con el fin de obtener un alto grado de porosidad y una importante superficie intraparticular. La elevada superficie específica facilita la absorción físicas de los gases y vapores de mezclas gaseosas o sustancias disueltas en líquidos.

Se compone en un 75-80% de carbono y un 5-10% de cenizas, físicamente se presenta en polvo o en granos. Existen varios tipos de carbón activo según la materia prima, tipo de activación y la duración del proceso de activación, pero, en cualquier caso, se caracteriza por su pequeño y homogéneo calibre y su estructura interna, formada por un gran número de poros de tamaños similares que puede alcanzar una superficie interna entre 500 y 1.500 m2/g. Estos poros se dividen según su tamaño en macro poros, con un radio mayor a 25 nm, meso poros, entre 25 y 1 nm y, micro poros, con radio inferior a 1 nm.

Lecho de carbon activado
Los lechos de carbón activo se instalan en columnas de filtrado, con o sin presión, siendo la función desarrollada por éste la de filtrado final, en combinación con filtros de arenas, actuando como adsorbente o, individualmente, actuando como filtro mecánico y adsorbente.



                                                             
Adsorción
La adsorción con carbón activo consiste en retirar del agua las sustancias solubles mediante el filtrado a través de un lecho de este material, consiguiéndose que los oligominerales pasen a través de los micro poros, separando y reteniendo en la superficie interna de los gránulos los compuestos más pesados.

Este proceso retiene sustancias no polares como aceite mineral, polihidrocarburos aromáticos, cloro y derivados, sustancias halogenadas como I, Br, Cl, H, F, sustancias generadoras de malos olores y gustos en el agua, levaduras, residuos de la fermentación de materia orgánica, microorganismos, herbicidas, pesticidas, etc., todo ello sin alterar la composición original del agua, respetando los oligominerales y sin generar residuos contaminantes.

Por otro lado, los compuestos residuales derivados de procesos de cloración y ozonización son catalizados y pasan a formas reducidas inofensivas. En este caso, es recomendable emplear carbón de gran dureza, como los procedentes de hueso de aceituna y cáscara de coco, aunque también existen procedentes de hulla, lignito, madera, etc., obtenidos todos ellos a partir del calentamiento a temperaturas extremas en ausencia de oxígeno.

El tipo de filtro de carbón activo requerido depende principalmente de la calidad del agua y del objetivo de depuración planteado. Existen dos tipos básicos: abiertos o cerrados a presión. En ambos casos, para una misma calidad del agua filtrada, la actividad del carbón activo depende de su propia naturaleza y de la temperatura en el interior del filtro.

Su funcionamiento es muy simple, consiste en introducir el agua por la parte superior de una columna que contiene el carbón activo para que, mediante la acción de la gravedad o una presión artificial, circule hacia abajo y se recupere a través de un sistema de drenaje inferior. Durante este filtrado, el lecho va acumulando sustancias que cada cierto tiempo es preciso retirar.

Limpieza del lecho
El sistema más simple, pero no completamente eficaz de limpieza del lecho filtrante es el contra-lavado con agua (comúnmente llamado retro-lavado), mediante el cual se produce un arrastre de partículas y una expansión del lecho de aproximadamente un 20%. Además, según la cantidad y tipo de sustancias retenidas, será preciso, cada cierto tiempo, regenerar el carbón mediante la oxidación de la materia orgánica, etc. En estos procesos se destruye una  pequeña cantidad del carbón activo que deberá ser sustituida a futuro.


Purificación del Agua por Osmosis Inversa

Osmosis
Para entender lo que es la Osmosis Inversa, empezaremos por comprender lo que es la Osmosis, el cual es un mecanismo natural de transferencia de nutrientes en las células de los seres vivos a través de las membranas que la recubren. Cuando se ponen en contacto dos soluciones de diferentes concentraciones de un determinado soluto (por ejemplo sales), se genera un flujo de solvente (por ejemplo agua) desde la solución más diluida a la más concentrada, hasta igualar las concentraciones de ambas.

Si ponemos en contacto a través de una membrana, agua salada y agua destilada obtendremos un equilibrio entre ambas y quedarán moderadamente saladas. El agua que atraviesa la membrana es "empujada" por la presión osmótica de la solución más salada y el equilibrio del proceso se alcanza cuando la columna hidrostática iguala dicha presión osmótica. (fig. 2)



Osmosis Inversa
Si nuestro interés en el tratamiento es obtener una corriente de agua lo más diluida posible deberemos invertir este fenómeno. Para ello es necesario vencer la presión osmótica natural mediante la aplicación de una presión mayor, en sentido contrario al del flujo normal de la Osmosis (fig. 3). Cuando se invierte el fenómeno estamos en presencia de la ósmosis inversa.

En resumen: si a una corriente de agua salada se le aplica una fuerte presión, lograremos obtener un equilibrio distinto del anteriormente descrito en el cual se generan simultáneamente dos corrientes:
  • Una que es la que atraviesa la membrana, queda libre de sólidos disueltos (minerales, materia orgánica, etc. ) y de microorganismos (virus, bacterias, etc.): producto o permeado.
  • La otra se va concentrando en esos mismos productos sin que lleguen a depositarse en la membrana, porque la taparían y se eliminarían en forma continua, constituyendo el concentrado.

La relación entre producto y concentrado constituye la recuperación, expresada en porcentaje los rechazos para: Sulfatos (98 %), Arsénico (99 %), Fluoruros (97 %), Nitratos (91 %), Bacterias, Virus y hongos más del 98 %.

Membrana de la Osmosis Inversa
Es una membrana que tiene una área "micro porosa" que rechaza las impurezas y que no impide al agua pasar. La membrana rechaza las bacterias, pirógenos, y 85%-95% de sólidos inorgánicos. Iones "polivalentos" son rechazados más fácilmente que los iones "monovalentes". Los sólidos orgánicos con un peso molecular superior a 300 son rechazados por la membrana, pero los gases pasan a través. La ósmosis inversa es una tecnología de rechazo en porcentaje. La pureza del agua producida depende de la pureza del agua en el ansa. La pureza del agua producida por la ósmosis inversa es más grande que en el agua de alimentación (fig. 4).



Agua Rechazada
Un gran porcentaje (50-90%) del agua de alimentación no atraviesa por la membrana, pero corre del otro lado, limpiando el agua continuamente y extrayendo los sólidos inorgánicos y orgánicos para drenarlos, Esa agua se llama “agua rechazada" o “agua de rechazo”.



Desinfección solar del agua método SODIS

Uno de los métodos para desinfectar el agua es el uso de radiación Ultra Violeta. La radiación ultra violeta es un proceso demostrado para la desinfección del agua, aire y superficies sólidas contaminadas microbiológica mente. Este método se está haciendo muy popular porque es barato y simple, ademas requiere poco trabajo. La investigación ha demostrado que si se usa correctamente, el agua tratada es tan limpia como el agua hervida. El proceso se llama desinfección solar o SODIS por sus siglas en ingles: Solar Water Disinfection.



SODIS es ideal para ser utilizada por personas que no tienen acceso al agua potable, es un método muy accesible económico y sencillo de aplicar, pues solo requiere de una botella de plástico y de luz solar, accesibles prácticamente en cualquier lugar del mundo.
Preparación

¿Qué tipos de botellas se pueden utilizar?
En la practica se pueden usar botellas de vidrio o cualquier tipo de botella de plástico (hay dos tipos de botellas de plástico, las fabricadas con tereftalato de poliutireno (PET) y las fabricadas con cloruro de polivinilo (PVC), pero los mejores resultados se obtienen con botellas tipo PET, por su duración, forma, transparencia y facilidad de transporte. Este tipo de botellas se puede reconocer por que no presentan el brillo azulado de las de tipo PVC y además se queman más rápidamente.

Preparación
  • Verifique que las condiciones climáticas sean las adecuadas.
  • Recolecte 4 botellas de plástico PET de 2 litros por cada miembro de la familia (dos para el consumo de ese dia y dos para el consumo del dia siguiente).
  • En climas cálidos se pueden pintar las botellas de negro hasta la mitad para aumentar la temperatura final en las botellas. En climas fríos usar botellas totalmente transparentes.
  • Verifique que las botellas sean herméticas y que no esté rayadas o muy viejas. Reemplacelas si es necesario.
  • Escoja un lugar adecuado para la exposición al sol de las botellas, de preferencia calaminas metálicas o superficies reflectivas. También puede usar cocinas solares de concentración de papel y aluminio para aumentar la eficacia del método.
  • Capacite a su familia en este método y elija un responsable del cuidado de las botellas.
  • Use agua que no esté muy turbia.



1. Lavar bien la botella con detergente.
2. Llenar 3/4 partes de la botella con agua.
3. Agitar la botella por 20 segundos. (Esto se hace para aerear el agua e incrementar los niveles de oxigeno lo cual ayuda a la eliminación de patógenos)
4. Llene la botella completamente y cierre la tapa.
5. Coloque la botella sobre una calamina o en un sitio de fácil acceso donde pueda tener una buena exposición al sol.
6. Deje la botella expuesta al sol desde la mañana hasta la noche (mínimo 6 horas con buena radiación y dos días cuando el clima está nublado).
7. Después de este tiempo, ya puede beber el agua.


Evitar los siguientes errores
  •  Utilizar envases de plástico verde o marron. Estás botellas no transmiten bien el ultravioleta. Utilizar únicamente botellas transparentes.
  • Las botellas utilizadas son demasiado grandes. El tamaño optimo son botellas de 1 - 2 litros.
  • Poner las botellas de pie. Las botellas hay que tumbarlas horizontalmente ysi puede ser sobre chapa o hierro para aumentar la temperatura.
  • Después de hacer el tratamiento, el agua tratada es metida en otro recipiente contaminado de forma que esta se contamina también. La solución es utilizar el agua directamente de la botella con la que se ha hecho el tratamiento.