Desinfeccion Por Uv[1]

2010

MAESTRIA CIENCIAS AMBIENTALES Elaborado Por: Daniel Ghersi Mendoza

[DESINFECCIN DE AGUA POR RADIACION UV]

DESINFECCIN DE AGUA POTABLE POR RADIACIN UV Page 1

INDICE

I. INTRODUCCION 2 II. HISTORIA 3

III. ESTANDARES Y REGULACIONES 5 IV. RADIACION ULTRAVIOLETA 6 V. MECANISMO DE DESINFECCIN DE AGUA POR RADIACIN UV 9

VI. LAMPARAS O EMISORES DE UV 11 VII. TECNOLOGIAS DE LAMPARAS O EMISORES DE MERCURIO DISPONIBLE 13

VIII. TECNOLOGIAS DE LAMPARAS ESPECIALES 15 IX. GUIAS PRELIMINARES PARA SELECCIONAR UN EMISOR UV 18 X. CUESTIONARIO DE DISEO TENTATIVO PARA DESINFECCIN UNITARIA DE

AGUAS POTABLE BASADA EN RADIACIN UV 20

XI. CONCLUSIONES GENERALES 22 XII. BIBLIOGRAFIA 24


I. INTRODUCCION

Aunque la radiacin ultravioleta (o luz ultravioleta o UV) no es popular en el

tercer mundo, es el nico mtodo fsico prctico que puede usarse para la desinfeccin

del agua en comunidades pequeas (con sistema centralizado de agua). Las

aplicaciones prcticas de la radiacin ultravioleta comenzaron en 1901 cuando se

consigui producir esta luz artificialmente. Esta tcnica se consider para la desinfeccin

del agua de bebida cuando se comprob que el cuarzo era una de los pocos materiales

casi totalmente transparente a la radiacin ultravioleta, lo que permiti la envoltura

protectora de los tubos. Los primeros intentos experimentales se llevaron a cabo en

Marsella, Francia, en 1910. Entre 1916 y 1926, se us UV en los Estados Unidos para la

desinfeccin del agua y para proveer agua potable a los barcos. Sin embargo, la

popularidad del cloro y sus derivados, asociados a su bajo costo de aplicacin, hicieron

que se retardara la produccin de equipos hasta la dcada de 1950 y ms an hasta la

de 1970 en que las lmparas comienzan a ser confiables y de vida prolongada.

La aparicin de los subproductos de la desinfeccin (SPD), sobre todo aquellos

asociados a la desinfeccin con cloro, hicieron que numerosos sistemas pasaran de ste

a la UV. Al comienzo del siglo XXI, en Europa existen unos 2.000 sistemas de aguas

desinfectados con UV, y una planta en Alemania (Wahnbachtalsperrenverband), trata

nada menos que un caudal de 329.000 m3/da.

La gran ventaja en relacin con los SPD se contrabalancea con su notoria

desventaja: la radiacin UV no otorga ningn residual al agua tratada para hacer frente

a eventuales futuras contaminaciones en las redes de distribucin o en las viviendas.

A pesar de esto ltimo, la desinfeccin con radiacin ultravioleta se ha venido

utilizando ampliamente en los sistemas de abastecimiento de agua de pequeos

establecimientos, como hospitales, industrias de alimentos y bebidas y hoteles.

Recientemente se ha incrementado su uso para la desinfeccin de efluentes de plantas

de tratamiento de aguas servidas y ha vuelto a recibir atencin como desinfectante de

pequeos sistemas de agua, debido a su capacidad de desinfectar sin producir cambios

fsicos o qumicos notables en el agua tratada. Existe en el mercado una gama de

equipos para grandes plantas de tratamiento de agua hasta un pequeo artilugio que

cabe en una mano y que los caminantes usan para desinfectar aguas de lagos y ros.

Los aspectos crticos para la aplicacin amplia de rayos ultravioleta (UV) en el

tratamiento de agua potable a veces han sido descritos segn el xito del mtodo ante

las siguientes condiciones establecidas en el campo:

Ausencia de un agente activo residual permanente en el agua tratada.

Sospechas de la posible formacin fotoqumica de los subproductos


Posibilidad de recuperacin, la reactivacin de los mecanismos de reparacin de

elementos combustibles de organismos irradiados.

Necesidad de control operativo de la fiabilidad permanente de la tcnica

El propsito de este informe es analizar estas cuestiones y presentar a

amplia informacin (integracin de los aspectos fundamentales y aplicaciones) en

tecnologa actual UV disponible y aplicables al tratamiento de aguas. Estas tecnologas

incluyen:

Lmpara de tecnologa disponibles, criterios de evaluacin y eleccin de la

tecnologa

Principios fundamentales aplicables

Criterios para la desinfeccin

Criterios de diseo y mtodos

Requerimientos funcionales y las posibles ventajas e inconvenientes de la

tcnica

La radiacin UV puede ser utilizado para la mejora de la calidad del agua

potable. En la actualidad, la desinfeccin es el objetivo principal de la aplicacin de la

irradiacin UV en el tratamiento del agua. El mtodo tcnico fue presentado por

instalaciones de agua potable en el principio del siglo XX.

El efecto bactericida de la energa radiante de la luz del sol fue informado por

primera vez por Downes y Blunt [1877]. Sin embargo, la parte de UV de la luz solar que

alcanza la superficie de la tierra solo se limita a longitudes de onda superiores a 290 nm.

El llamado "Boston de luz del sol en un da nublado" tiene una intensidad total de 340

W/m2. Sin embargo, la irradiacin instantnea que depende de la altura del Sol puede

variar por un factor de 2 a 100. A los 30C el total de intensidad es de

aproximadamente 50% mayor en las altas montaas que en las tierras planas al nivel

del mar (Kiefer, 1977). En adicin a esto, slo menos del 10% de la intensidad de la luz

solar total que llega a la superficie de la tierra es la luz ultravioleta con poca radiacin

activa para la desinfeccin de agua disponible segn este porcentaje. Por lo tanto, la

desinfeccin UV es esencialmente un proceso tecnolgico para su uso en el tratamiento

del agua.

II. HISTORIA

La primera aplicacin a gran escala de la luz UV, a 200 m3/da, para desinfeccin

de agua potable fue en Marsella, Francia desde 1906 hasta 1909 (Anon, 1910;

Clemence, 1911). Esta aplicacin fue seguida por una desinfeccin UV de aguas

subterrneas para la ciudad de Rouen, Francia. Sin embargo, considerable discusiones

y controversias ocurrieron en los beneficios comparativos entre los rayos UV vs filtracin


(Anon., 1911). Las aplicaciones de UV para el saneamiento del agua se retrasaron en

Europa durante la Primera Guerra Mundial.

En los Estados Unidos, la primera aplicacin a gran escala de la luz UV fue

realizado en 1916 para 12.000 habitantes de Henderson, Kentucky (Smith, 1917). Otras

aplicaciones se iniciaron en Berea, Ohio (1923); Horton, Kansas (1923), y Perrysburg,

Ohio (1928). La aplicacin de los rayos UV en los Estados Unidos se hace referencia en

las primeras publicaciones de Walden y Powell (1911), von Recklinghausen (1914),

Spencer (1917), Fair (1920), y Perkins y Welch (1930).

Todas estas aplicaciones fueron abandonadas a finales de 1930. Las razones

fueron desconocidos pero se presume por costos, mantenimiento de equipos, y el

envejecimiento de la lmparas (que en ese momento, no fueron examinados de forma

exhaustiva) y que fueron determinantes. La Desinfeccin con cloro, fue probablemente

la tcnica preferida para una operacin ms fcil y de bajo costo. Durante la dcada de

1950, la tcnica de UV se traslad en un desarrollo completamente nuevo. Kawabata y

Harada [1959] informaron sobre las dosis necesarias de desinfeccin.

En la Europa de hoy, ms de 3000 Instalaciones para agua potable usan

desinfeccin basado en irradiacin UV. En Blgica, la primera aplicacin a gran escala se

ha instalado y operado en Spontin para el pueblo de Sovet en 1957 y 1958 y que an

est en funcionamiento. Las nuevas aplicaciones y tecnologas estn continuamente

examinadas y desarrolladas. La mayora de las aplicaciones en Europa estn hechas

para agua para consumo, sistema para tratamiento de agua, incluyendo el agua

ultrapura para aplicaciones farmacuticas y mdicas.

Contrariamente a las de los Estados Unidos y Canad, la aplicacin a las aguas

residuales es poco frecuente, pero las innovaciones y estudios estn en curso.

En lo referente al agua potable, hasta 1980 la informacin sobre el uso de la

radiacin UV en los Estados Unidos fue anecdtica (Malley, 1999). Las Especificaciones

de la EPA para Tratamiento de Agua superficial (SWTR) de 1989 no indicaron que los

rayos UV sea la mejor tecnologa disponible para la inactivacin de Giardia lamblia. Sin

embargo, las especificaciones de desinfeccin de aguas subterrneas (GWDR, EE.UU.

EPA 2000), incluye UV como una tecnologa posible.

Desde 1990, los esfuerzos conjuntos de investigacin se han realizado por la

American Water Works Association (AWWA) y la Fundacin de Investigacin de la

AWWA (AwwaRF). En 1998, se demostr que la radiacin UV puede ser apropiado para

la inactivacin de los quistes de Cryptosporidium parvum.

En 1986 y 1996, el Comit Europeo de la Asociacin Internacional del Ozono

organiz un simposio (Masschelein, 1986, 1996) sobre el uso de la capa de ozono,


radiacin UV, y tambin sinergismos potenciales de ozono y la radiacin ultravioleta para

el saneamiento del agua. Los mismos temas estaban en la agenda de la Conferencia

IOA en Wasser de Berln en 2000. En la actualidad, el uso de estas tcnicas es un

desarrollo importante, quizs ms en el mbito de tratamiento de aguas residuales que

directamente para el agua potable, aunque el tratamiento directo de fuentes de agua

cruda pueda llegar a ser un tema atractivo.

Siguiendo los desarrollos de aplicaciones con Ozono-UV, las posibilidades de

rayos UV en conjuncin con el perxido de hidrgeno y catalizadores con UV estn

siendo continuamente sometidos a investigacin.

Aunque las aplicaciones de estas nuevas tecnologas todava estn limitadas en

cuanto a tratamiento para agua potable se refiere, sus reas de desarrollo incluyen la

eliminacin de difcil microcontaminantes (tales como herbicidas, los compuestos

organoclorados, y policclicos hidrocarburos aromticos), la desinfeccin, y en menos

auge la formacin de subproductos.

III. ESTANDARES Y REGULACIONES

Slo un nmero limitado de las disposiciones oficiales existen para los criterios

relacionados con el rendimiento aplicable a las unidades de UV en tratamiento de agua potable. En la actualidad, en Europa, slo Austria exige oficialmente 450 J/m2 de radiacin UV-C para la desinfeccin de Agua Potable para suministro pblico (Austria norm, 2001).

En Alemania, la Asociacin Alemana de Fabricantes de Equipos para el Agua

Tratamiento (FIGAWA) ha publicado recomendaciones (FIGAWA, 1987). Adems de dar descripciones tcnicas, estas directrices tambin recomiendan la aplicacin de un mnimo dosis de UV apropiada de 250 J/m2.

El Deutsches Verein von Gas y Wasserfachmnnern (DVGW) ha emitido

recomendaciones (Arbeitsblatt W 29-4-1997), la formulacin de directrices tcnicas, en particular sobre el control, as como la fijacin de una dosis mnima de 400 J/m2. Las diferentes recomendaciones son la base de algunas aplicaciones en el punto de uso, por ejemplo para los trenes de transporte de pasajeros. Es probable que la norma alemana se ajuste a los requisitos de Austria.

No existe norma DIN (an) sobre la aplicacin del tratamiento UV en el agua.

Por propsitos generales de fotoqumica, se refieren a la norma DIN-5031-10-1996: La Fsica y la ingeniera ptica de la radiacin luminosa. Otros requisitos recomendados son Noruega, 160 J/m2, y Francia, 250 J/m2. Tambin el KIWA en los Pases Bajos ha recomendado a 250 J/m 2 como dosis mnima.

En la actualidad no hay ningn proyecto en marcha de un Comit Europeo de

Normalizacin (CEN) estndar para la aplicacin de UV en tratamiento de agua potable.


Sin embargo, la cuestin se encuentra en evaluacin en los diferentes grupos nacionales (por ejemplo, DVGW en Alemania). Una recomendacin general mayor en los Estados Unidos de que la dosis de irradiacin debe ser de 240 J/m2 (Huff, 1965). La mayora de los pases europeos (como Blgica) se basan en este valor como una recomendacin.

Los mismos requisitos se han formulado para la aplicacin de la desinfeccin UV

de agua potable a bordo de los buques. En 1966, los EE.UU. Departamento de Salud, Educacin en uso de luz ultravioleta en Agua y Saneamiento de Aguas Residuales y Bienestar Social (DHEW) (ahora el Departamento de Salud y Servicios Humanos) propuso una gua mnima de 160 J/m2 para esta aplicacin, en todos los puntos dentro de la cmara de desinfeccin (vase tambin, en Reino Unido el Reglamento 29 (6) (1973); y Alemania (1973) Vol. 2, Kap.4 (1973)). La aplicacin es esperaba para ser llevada en agua clara, pretratada para la turbiedad y el color, si es necesario.

La Fundacin Nacional de Saneamiento de Estados Unidos (NSF) y la American

National Standards Institute (ANSI) y la norma NSF 55-1991 definen dos criterios:

En el Punto de uso, Una dosis de 380 J/m2 es considerado seguro para la desinfeccin de virus y bacterias, y 4 unidades log en la eliminacin de virus. (La norma tambin exige que el reactor sea adecuado ante la desinfeccin de bacterias resistentes: Saccharomyces cerevisiae o Bacillus subtilis)

En el punto de entrada, una dosis de 160 J/m2 se requiere para la desinfeccin complementaria para agua municipal tratada y desinfectada.

Segn la EPA SWTR requiere una dosis UV de 210 y 360 J/m2 para lograr una la

reduccin del virus de la hepatitis A (VHA), de 2 y 3 unidades log, respectivamente. La mayora de los estados en los Estados Unidos exigen el cumplimiento de los requisitos de la norma ANSI y NSF mencionados anteriormente. Las excepciones son Nueva Jersey, Pensilvania y Utah, que especifican una dosis de 160 J/m2. A veces, una etapa de filtracin se requiere antes de la desinfeccin con UV. AWWA recomienda una dosis de irradiacin de 400 J/m2 por la utilizacin directa de los rayos UV por pequeos sistemas municipales.

IV. RADIACIN ULTRAVIOLETA

a. Concepto

La radiacin Ultravioleta, es la radiacin electromagntica cuya longitud de onda

est comprendida aproximadamente entre los 400 nm (410) y los 15 nm (1.510). Su nombre proviene que su rango empieza desde longitudes de onda ms cortas de lo que los humanos identificamos como el color violeta. Esta radiacin puede ser producida por los rayos solares y produce varios efectos en la salud.


Rango de Ondas Electromagnticas

b. Rango UV

La Radiacin Electromagntica de luz ultravioleta oscila entre 400 y 10 nm, y se subdivide en varias regiones. EL Rango de luz ultravioleta invisible se establece por debajo de longitudes de onda de 400 nm.

En 1862, Stokes fue capaz de utilizar cuarzo para ampliar la percepcin a 183

nm. Desde esta longitud de onda a menos, el oxgeno y nitrgeno fueron conocidos por absorber la luz. Sin embargo, Schumann ampli el rango de observacin a 120 nm utilizando flor y colocando el espectrgrafo al vaco. A principios de este siglo, Lyman (1906, 1916, citado en Gladstone, 1955, p. 39) podra analizar el espectro solar hasta 5.1 nm utilizando rejillas.

La siguiente clasificacin es ms o menos emprica sino que integra la historia

del descubrimiento de diferentes rangos de UV con productos qumicos y los efectos fisiolgicos de la radiacin UV:

Tipo Rango Comentario

UV-A De 400 nm a 315 nm

Entre 400 y 300 nm, a veces se le llama cercano a UV

UV-B De 315 nm a 280 nm

A veces llamado UV medio

UV-C De 280 nm a 200 nm

Rango a ser considerado en ms detalle para desinfeccin de agua.

c. Energa Radiante Solar

Durante aos, la energa radiante solar ha sido la nica fuente conocida y disponible de la luz UV en la tierra. La produccin trmica de la luz UV se ilustra en la siguiente figura, segn el concepto de cuerpo negro. Con esta hiptesis aplicada al sistema solar, la potencia de radiacin es de 4,1023


kW y una temperatura de cuerpo negro correspondiente se calcula en 5.780 K. En estas condiciones (Ver Figura), que forma parte de la radiacin solar est en el rango UV. La energa radiante recibida por la Tierra se estima en 1.400 segundos J/m2, con la llamada constante solar de 1.374 WM2. La mayor parte de la luz emitida es UV, (alrededor del 98%), pero slo una pequea parte de la UV emitida es recibida en la Tierra.

Dos mecanismos bsicos se producen: la difusin (dispersin) y la absorcin. La

difusin de Rayleigh se refiere ms a longitudes de onda corta, ya que es proporcional a -4. La absorcin de nitrgeno y oxgeno elimina todos los rayos ultravioleta de vaco (VUV).

Las Longitudes de onda por debajo de 200 nm cuando es absorbido por el

oxgeno, generan el ozono, mientras que la capa de ozono sufre fotlisis al absorber en el rango de 220 a 300 nm.

Como consecuencia, la radiacin UV-A y un poco de UV-B son componentes UV

que llegan a la superficie de la Tierra. La absorcin de la radiacin UV por el ozono, en su caso en el saneamiento del agua, hace que se produzca un sinergismo entre ellos.

d. Propiedades de la Radiacin UV en relacin a la Desinfeccin del Agua

La radiacin ultravioleta se caracteriza por longitudes de onda muy cercanas a

las de la luz del sol. Los parmetros ms importantes de la radiacin UV relacionados con la desinfeccin del agua son:

Longitud de onda: El rango germicida se encuentra entre 240 y 280 nm (nanmetros) y se obtiene la mxima eficiencia desinfectante cerca de los 260 nm. Estos lmites se encuentran dentro del rango denominado ultravioleta - C (100-280 nm), que se diferencia del ultravioleta - A (315-400 nm) y del ultravioleta - B (280-315 nm).

Calidad del agua: La temperatura del agua tiene poca o ninguna influencia en la eficacia de la desinfeccin con luz ultravioleta, pero afecta el rendimiento operativo de la lmpara de luz ultravioleta, cuando la misma est inmersa en el agua. La energa ultravioleta es absorbida por el agua, pero en mucho mayor grado es absorbida por los slidos en suspensin o disueltos, turbiedad y color. En el agua para consumo humano, la concentracin de los slidos en suspensin es generalmente inferior a 10 ppm, nivel al que empieza a experimentar problemas con la absorcin de la luz ultravioleta. La turbiedad debe ser tan baja como sea posible y en todo caso, deben evitarse turbiedades mayores de 5 UTN.

Intensidad de la radiacin: A menor distancia del agua respecto al punto de emisin de los rayos, mayor ser la intensidad de los mismos y por tanto la desinfeccin ser ms eficiente. Con respecto a esta condicin, existe una regla general que dice que no debe haber ms de 75 mm de profundidad de agua para asegurar que cada porcin de la misma sea alcanzada por los rayos adecuadamente.

Tipo de microorganismos: La radiacin ultravioleta se mide en microvatios por centmetro cuadrado (W/cm2) y la dosis en microvatios segundo por centmetro cuadrado (Ws/cm2) (radiacin x tiempo). La resistencia al efecto de la radiacin


depender del tipo de microorganismo. No obstante, la dosificacin de luz ultravioleta requerida para destruir los microorganismos ms comunes (coliformes, pseudomonas, etc.) vara entre 6.000 y 10.000 Ws/cm2. Las normas para la dosificacin de luz ultravioleta en diferentes pases varan entre 16.000 y 38.000 Ws/cm2.

Tiempo de exposicin: Como cualquier otro desinfectante, el tiempo de exposicin es vital para asegurar un buen desempeo. No es fcil determinar con exactitud el tiempo de contacto (ya que ste depende del tipo de flujo y de las caractersticas del equipo), pero el perodo debera estar relacionado con la dosificacin necesaria (recordar la explicacin y el concepto del C x T). De cualquier modo, las exposiciones normales son del orden de 10 a 20 segundos. Para un grado determinado de inactivacin de microorganismos, el tiempo requerido de exposicin del agua a la luz ultravioleta es inversamente proporcional a la intensidad de la luz que penetra el agua, teniendo en cuenta la capacidad de absorcin del agua y la dispersin de la luz debido a la distancia. El mtodo de desinfeccin es sencillo, consiste en poner en contacto el flujo de agua con una lmpara ultravioleta, de tal manera que la radiacin UV acte sobre los microorganismos del agua bajo las condiciones arriba expuestas con el consecuente efecto desinfectante.

V. MECANISMO DE DESINFECCIN DE AGUA POR RADIACIN UV

La longitud de onda emitida a 260 nanmetros proporciona la mxima efectividad germicida. En ella, la radiacin ultravioleta UV-C penetra la pared celular del microorganismo y es absorbida por la cadena del cido desarsiribonuclico (ADN) presente en el ncleo, en donde rompe las uniones entre las molculas de adenosina y de tiamina formando nuevas uniones entre los nucletidos cercanos, dando lugar a nuevos a dmeros. Esto incapacita la reproduccin de los microorganismos, causando su inactivacin (McCarthy, 1993). Ya que todos los microorganismos tienen ADN, ninguno puede resistir este tipo de radiacin.

La ley Gotus-Drapper afirma que slo la radiacin absorbida es capaz de iniciar

un proceso fotoqumico. La ley Bunsen-Roscoe de reciprocidad describe que una alta intensidad radiada

durante un breve perodo de tiempo es exactamente igual a una baja intensidad radiada durante un perodo de tiempo prolongado. Por el contrario a las reacciones de clorinacin, o desinfeccin con ozono que requieren de tiempos de reaccin prolongados, la radiacin ultravioleta necesita de fracciones de segundo para lograr una desinfeccin efectiva.

El efecto Schwarzchild y el efecto de falla por reciprocidad, dice que en bajas

intensidades, se requiere de ms tiempo de exposicin para obtener una determinada efectividad de dosis ultravioleta. Esto se puede entender fcilmente como la barrera de energa. A intensidades bajas, se requiere de mucho mayor tiempo de exposicin y la energa no se utiliza efectivamente. Se necesita pasar cierto valor de intensidad necesario para conseguir la energa de disociacin precisa.


La radiacin homognea y la dosis mnima de luz ultravioleta de alta intensidad son dos de los aspectos ms importantes para el buen funcionamiento de un sistema de desinfeccin ultravioleta confiable.

Adems de la ruptura del ADN a los 260 nanmetros, nuevas investigaciones han

mostrado que otras longitudes de onda tienen un efecto importante en el fenmeno de desinfeccin, y que se puede provocar desactivacin permanente de microorganismos a travs de reacciones de foto-oxidacin. Estas reacciones qumicas se inician por medio de una radiacin UV de longitud de onda corta.

En el cuadro de la pgina siguiente se muestran valores reportados por varias

fuentes de dosis de energa ultravioleta para eliminar algunos micro-organismos. Estos dan una idea del rango y orden de la magnitud de la exposicin.


Sub productos de la desinfeccin con rayos ultravioleta

Como se ha expresado, la luz ultravioleta tiene la capacidad de tratar el agua sin producir cambios fsicos o qumicos considerables en el agua tratada. No se conoce que haya efectos directos adversos sobre la salud de los consumidores de agua desinfectada con luz ultravioleta. En el proceso de desinfeccin no se le agrega ninguna sustancia al agua, por lo que no hay riesgos de formacin de SPD y la luz ultravioleta no altera el sabor ni el olor del agua tratada. A la dosificacin y frecuencia utilizada para la desinfeccin, no se conoce que exista la formacin de derivados. La sobredosis de luz ultravioleta tampoco resulta en ningn efecto nocivo. No obstante, el operador del equipo de desinfeccin con luz ultravioleta debe usar anteojos y ropa protectora para evitar exponerse a la radiacin de alta energa, caracterstica de la luz ultravioleta.

VI. LAMPARAS O EMISORES DE UV

La luz puede ser generada por la activacin de electrones a un estado superior orbital de un elemento; el retorno de esa especie activa a los estados de menor energa va acompaado de la emisin de luz. El proceso se ilustra esquemticamente en la siguiente Figura. Los aspectos cuantitativos se expresan como E1-E0 = hv. En otras palabras, las longitudes de onda obtenidos dependen de la diferencia de energa entre el estado activado y el estado de retorno. La activacin trmica de la materia es un medio de produccin de la luz.

De acuerdo al concepto de cuerpo negro, la energa radiante total depende de la

temperatura de la materia y se cuantifica mediante la ley de Stefan-Boltzmann: P (T) = sT4, donde P (T) es la potencia radiante total en vatios, radiada en un hemisferio (con ngulo solido 2) a la unidad superficie en T Kelvin. La constante de Stefan-Boltzmann (s) es igual a 5,6703 10-12 W cm-2. Sin embargo, la emisividad obtenida depende de las longitudes de onda de inters. La radiacin del cuerpo Negro no es una fuente importante de generacin tecnolgica de la luz ultravioleta (UV), pero no puede ser descuidado por completo en las lmparas ya existentes.

Partes de un Emisor UV para Desinfeccin de Agua

Tambin llamado Reactor


a. Emisin en Lmparas de Mercurio

La activacin (o ionizacin) de los tomos de mercurio de los electrones (es

decir, las descargas, elctrica) en el presente es por lejos la ms importante

tecnologa en la generacin de rayos ultravioleta (UV) como aplicacin a la

desinfeccin del agua. Las razones de la prevalencia de mercurio son que es el

elemento metlico ms voltil dentro del cual la activacin en la fase gaseosa se

puede ser obtenida a temperaturas compatibles con las estructuras de las lmparas.

Por otra parte, tiene una energa de ionizacin lo suficientemente bajo como para

permitir que el llamado "efecto avalancha", que es una reaccin en cadena que se

basa la descarga elctrica.

La activacin de ionizacin por colisin con electrones y el retorno a un estado

de energa ms baja (por ejemplo, el estado fundamental) es el principio de la

produccin de luz en el sistema (vase Figura).

Ionizacin por Colisin de Electrones

Estado fundamental

del ion.

Estado fundamental

del tomo.


b. Generacin de Luz Ultravioleta Germicida

Los sistemas de desinfeccin con luz ultravioleta funcionan con emisores

(lmparas) de vapor de mercurio. El espectro resultante del paso de la corriente

elctrica depende de la presin del vapor en el interior de la lmpara.

Los emisores de radiacin ultravioleta se pueden dividir as, en emisores de baja

presin (de 0.001 a 0.01 bar de presin de gas) y emisores de presin media (de 1 a

2 bar de presin de gas). Existen importantes diferencias respecto a la energa y los

espectros emitidos por ambas, lo cual repercute en la eficiencia de desinfeccin de

cada tipo de lmpara.

El tomo de mercurio tiene un nmero de lneas espectrales dentro de las

regiones UV-C, UV-A y en la luz visible. Este fenmeno se utiliza para la generacin

de la luz germicida UV-C. El proceso consiste en el paso de una corriente elctrica

que fluye de un electrodo negativo (nodo) a un electrodo positivo (ctodo). En la

ruta entre el nodo y el ctodo el tomo de mercurio se excita debido a la descarga

elctrica sobre los electrodos.

Al realizarse la colisin entre el tomo de mercurio y un ion o un electrn, se

excita el electrn Hg en su banda estable, es decir, se mueve a una banda de

electrones ms alta. Durante el decaimiento desde el estado de energa ms alto

hacia su banda estable, se realiza va una descarga de energa cuntica, es decir, un

fotn. El fotn tiene fsicamente una longitud de onda determinada y sumamente

especfica.

VII. TECNOLOGIAS DE LAMPARAS O EMISORES DE MERCURIO DISPONIBLES

a. Tecnologa de Lmpara de Mercurio Baja Presin

Las Lmparas de mercurio son operados a diferentes presiones de gas de

mercurio. La lmpara de mercurio a baja presin para la generacin de los rayos UV

normalmente es operado a una presin nominal total de gas en el rango de 102 a

103 Pa (0,01 a 0,001 mbar), el gas portador es superior en una proporcin de 10 a

100. En las lmparas de mercurio a baja presin, el mercurio lquido permanece

siempre en exceso en las condiciones de equilibrio trmico instalado.

Estas lmparas son denominados tambin monocromticos, la excitacin de los

electrones se limita a una colisin elstica dando como resultante un fotn de baja

energa. Este fotn se transporta en la longitud de onda de 254 nm. La eficiencia de

energa corresponde a un 33% de la entrada total de energa (Stiff, 1971).


Estos tipos de emisor son los ms comunes utilizados para desinfeccin. La

longitud de onda emitida es de 253.7 nm en el rango germicida en el rango de onda

corta. Se fabrican con potencias de 15 hasta 200 W de radiacin UV germicida. La

intensidad de luz ultravioleta puede ser incrementada aumentando el nmero de

emisores instaladas, de acuerdo al flujo y calidad del agua. Su temperatura de

trabajo es de por arriba de los 22C, teniendo su ptimo a los 40 C, por los si el

agua se encuentra por debajo de 22 C bajar la eficiencia germicida, se requerir

aumentar el nmero de lmparas, o bien, disminuyendo el flujo a tratar.

b. Tecnologa de Lmpara de Mercurio Media Presin

La lmpara de mercurio de Medio presin, opera en un rango de presin de gas

total entre 10 a 30 MPa (1 a 3 bar). Normalmente, en las lmparas de mercurio de

Media presin, ningn mercurio lquido est permanentemente presente en exceso

en las condiciones de operacin. Ambas lmparas se basan en la emisin de plasma

a una temperatura en el interior de la lmpara de 5000 a 7000 K, y en la tecnologa

de baja presin la temperatura de los electrones debe ser alta, mientras que en la

tecnologa de presin Media de Temperatura del tomo ion y electrn llega a un

equilibrio. Dependiendo de la composicin exacta de la mezcla de gases,

y la presencia de elementos traza, y los parmetros de alimentacin elctrica, la

emisin en el rango ultravioleta de las lmparas de mercurio de presin media, se

puede modificar en, por ejemplo, en la emisin de banda ancha o de emisin

multionda.

Los emisores de vapor de mercurio de presin media requieren de un alto voltaje

de entrada, y a travs de un transformador el emisor de luz emite un espectro que

abarca los rangos de la luz ultravioleta, luz visible y luz infrarroja, por lo cual

tambin recibe el nombre de radiacin policromtica. Las longitudes de onda

emitidas cubren totalmente la banda UV germicida, incluyendo la longitud de onda

de 260 nm, que es donde se maximiza la efectividad para romper de forma efectiva

la molcula de ADN, as como las longitudes de onda de 220 nm, que daan las

protenas y enzimas.

Un emisor de presin media tiene una produccin de energa que produce de 10

a 20 veces ms energa UV que una lmpara UV de baja presin, por lo que un solo

emisor de presin media puede reemplazar ms de 50 emisores de presin baja.

Una caracterstica importante es que este tipo de emisores no es afectado por la

temperatura del agua. La eficiencia de energa de los emisores de presin media

comunes oscila en el rango de 10 a 14% de la entrada de energa total.


La principal ventaja de los sistemas de desinfeccin con emisores multionda de

presin media sobre los sistemas que utilizan emisores presin baja, es que con las

primeras se pueden tratar grandes caudales de agua de buena y mala calidad. Esto

se traduce en un bajo nmero de emisores, reducida necesidad de espacio,

mantenimiento sencillo y mnima cada de presin. Puesto que la temperatura de la

lmpara se eleva, sta es insensible al agua que rodea las camisas de cuarzo.

Con emisores multionda es posible adaptarse a las variaciones en el caudal (+/-

30%) y en la transmisin (+/- 10%). La produccin de la lmpara permanece

estable en una temperatura que oscila de 0C a 70C. Gracias a esta alta intensidad,

una sola lmpara puede tratar caudales de hasta 300 gal/s. La ventaja ms

importante sin embargo, es que debido al dao producido en las enzimas y

protenas, no es posible reparar el ADN destruido (Zinnbauer, 1989).

c. Tecnologa de Lmpara de Mercurio Alta Presin

Lmparas de alta presin de mercurio se utilizan menos en el tratamiento del

agua. Estas lmparas funcionan a presiones (en total), hasta 106 Pa (10 atm), que

emiten espectros continuos menos apropiados para aplicaciones especficas como la

desinfeccin del agua o fotoqumica especfica reacciones.

VIII. TECNOLOGIAS DE LAMPARAS ESPECIALES

a. Tecnologa de Lmpara Plana

Una tecnologa de lmpara Plana es comercializada por Heraeus, Hanau,

Alemania. Esta particular tecnologa de baja presin, lmparas de mercurio se basa en la construccin de una lmpara con planos de seccin (relacin de largo a ejes cortos de la elipse de 2:1). Este diseo aumenta la superficie externa en comparacin con la construccin cilndrica. Para un volumen de gas dado, la distancia de viaje de los fotones dentro de la lmpara es menor que en un volumen cilndrico equivalente, y la probabilidad de reabsorcin es reducido ampliamente. La distribucin espectral es diferente a las otras lmparas. La emisin de la lmpara por su lado plano es 3 veces ms que en su lado pequeo. Usualmente son de mercurio, pero tambin se puede contener un compuesto llamado Spectratherm (registrado con ese nombre comercial) en la cual el Mercurio esta contenido junto con Indio.

Esta lmpara se construye tambin con puntos de enfriamiento que hacen que

funcionen a temperaturas de plasma ms alta posible. Esta variante trmica puede funcionar en casi el rendimiento de emisin constante en contacto directo con el agua en el rango de temperaturas de 10-70 C. Esto hace que la construccin tambin sea apropiada para el tratamiento de aire acondicionado y las aguas de bao, as como para tratamiento de agua potable.


Las Construcciones cilndricas son ms fciles de fabricar, pueden emitir en toda su superficie la misma intensidad. En la tecnologa de lmpara plana, la intensidad es relativamente alta en el lado plano y que implica una menor emisin en el lado curvo.

b. Lmpara Dopado de Indio e Itrio

Una de las dificultades en el diseo y operacin de baja presin en reactores de lmparas Hg es la dependencia de la temperatura de la intensidad emitida. Para evitar este problema, lmparas dopadas (lmpara con vapor de mercurio con halogenuros metlicos) han sido desarrolladas. Por dopaje del gas Penning con indio, se ha obtenido una emisin ms constante. Adems, el dopaje de las lmparas de mercurio se puede conseguir en forma de amalgamas. Lmparas Dopada de itrio (por Philips) fueron propuestos por Altena (2001). Estas lmparas tienen prestaciones similares independientes de temperatura como la lmpara Spectratherm.

c. Lmpara con Gas Transportador

Al modificar la composicin del gas Penning, la Intensidad de salida puede ser

modificada y a veces mejorada, pero tambin el espectro de luz emitida puede ser cambiado. El Gas nen tiene una capacidad de difusin electrnica superior al del argn. La incorporacin de nen junto con argn en la mezcla Penning facilita el arranque y puede producir aumento lineal de salida [Shadoski y Roche, 1976]. Las cmaras de condensacin ubicadas detrs de los electrodos son necesarias para mantener la presin del mercurio ptima.

d. Lmparas de Descarga de Xenn

Las lmparas de descargas de Xenn en el rango de presin media (a alta

presin, es decir, en el orden de 10 kPa), emiten un espectro, de forma similar a la


de la radiacin solar. Una tecnologa disponible, que tambin emite de manera significativa en los 240 - 200 nm es producido por Heraeus, Hanau, Alemania, basado en una mezcla de Penning modificado y xenn.

e. Descarga de Gas Transportador de Deuterio

Las Lmparas con Gas Transportador de descarga de deuterio (de media a alta

presin) han incrementado la emisin en el rango UV-C, sobre todo por debajo de 250 nm. Lmparas basadas en descargas de gases transportadores an no se han encontrado tiles en el tratamiento del agua, teniendo en cuenta los costos de operacin involucrados en el tratamiento de grandes volmenes de agua o en flujos altos.

f. Lmpara de Halogenuros Metlicos

La adicin de yoduros de metales a la mezcla Penning cambia la distribucin

espectral. La tcnica se aplica sobre todo en las lmparas de mediana a alta presin y los espectros son policromadas con los rangos dominantes siguientes: SbI3, 207 a 327 nm; CoI2, 345 a 353 nm; FeI2, 372 a 440; GaI3, 403 a 417 nm; MgI2, 285 a 384 nm; PbI2, 368 a 406 nm, y TLI, 535 nm. Entre las lmparas Dopadas de halogenuros, en la prctica de tratamiento de agua, suscita inters el yoduro de antimonio. En algunas variantes, sin mercurio se utiliza en el relleno de gas, pero slo de xenn o de nen [Schfer, 1979]. Las lmparas funcionan a una presin total de 105 Pa, generando energa UV (en total) con un rendimiento de 12 a 15%, con una salida lineal alta de 3,5 a 4,5 W/cm (zona de calor). Estas Salidas Lineales Altas permiten construcciones ms pequeas de reactores y la salida de UV es independiente al rango de temperatura de -20 a 70C. El procedimiento rpido de arranque y parada no est permitido y la emisin es ampliamente repartidas en los rangos de radiacin UV-C y UV-B. La fuente es, sin embargo, muy policromtica. Tiempo de servicio estimado es de 4000 horas de operacin.

g. Lmparas con Salida Flash de Xenn

La Emisin de Lmparas basadas en vapor de mercurio envejecen, ya sea por la

iluminacin repetida por encendido y apagado (baja presin) o por un retraso entre apagado y el encendido. El uso directo de la descarga de electrones en un gas Penning (en la actualidad se prefiere xenn) puede hacer que el procedimiento de encendido y apagado sea ms flexible (pulsaciones), sin embargo, a un costo adicional. (Recuerde que el potencial de ionizacin de gas de xenn es de 12.1 eV, y el nivel de energa del estado excitado ms bajo es 8,32 eV.) Esta tecnologa necesita ms seguimiento e investigacin. De acuerdo con la emisin de la gama germicida de UV, su eficacia potencial es probable (de banda ancha de emisin UV). Sin embargo, muchos datos e implicancias son desconocidos o no han sido desarrolladas como para aplicar plenamente al tratamiento de agua, estas son:

El envejecimiento de las lmparas y materiales (la vida til de las lmparas es de

20 106 pulsaciones y con tiempo de operacin de 170 a 190 horas)


Requisitos para la electrnica Emisin en otras longitudes de onda que en el rango de 220 a 320 nm. Posibles reacciones secundarias (por ejemplo, los iones de nitrato)

Como conclusin, el funcionamiento de las lmparas de xenn en el modo

pulsado es prometedor, pero no se han establecido una forma comn en gran escala para el tratamiento de agua continua.

IX. GUIAS PRELIMINARES PARA SELECCIONAR UN EMISOR UV

a. Lmparas de Mercurio a Baja Presin

Las lmparas de Mercurio a baja presin son fciles de instalar y operar (Pico normal de tensin de red, la intensidad de emisin puede cambiar con las fluctuaciones en el voltaje de la red).

La salida de UV es monocromtico aprox. (a 254 nm) en el rango germicida

(la emisin de 185 nm, por lo general se filtra por el material de la lmpara). El monocromatismo relativa no siempre es capaz de iniciar la fotoqumica procesos sinrgicos.

Ningn beneficio es obtenido por la exposicin de los grmenes a otras longitudes de onda (absorcin por las protenas, por ejemplo, las enzimas)

El envejecimiento de las lmparas y sus materiales de construccin es lenta. Su Tiempo de vida es alrededor de 1 ao.

Las lmparas (adems del recinto de la lmpara) funcionan a bajas temperaturas, con un ptimo de 40 a 42 C. A una temperatura baja del agua, la eficiencia puede disminuir.

El Procedimiento de arranque-parada es fcil. Cada encendido y apagado corresponde a un adicional de 1h de envejecimiento.

Sin embargo, la intensidad de emisin lineal es baja oscilando de 0,2 a 0,3 W (UV)/cm y, en consecuencia, las lmparas son adecuadas para la accin germicida de flujos bajos de agua. El tratamiento de flujos altos requiere multiplicar el nmero de lmparas instaladas, por lo que requiere de un gran hardware para el reactor.

Las lmparas Dopadas de mercurio a baja presin puede emitir a mayor intensidad lineal (por ejemplo, indio o el dopaje itrio), pero a costa de un tiempo de vida menor (por alrededor del 50%).


Algunas variantes de lmparas dopadas de mercurio a baja presin pueden emitir en el rango de 200 a 240 nm, que pueden ser interesantes para la accin sinrgica (por ejemplo, con perxido de hidrgeno).

Las lmparas de baja presin emiten en rgimen nominal que no puede ser modulada en funcin de la potencia aplicada. Esta caracterstica no es adecuado directamente para la automatizacin de la intensidad segn necesidades de variables significativas en el tiempo (por ejemplo, la variacin en el flujo de agua a tratar).

Las lmparas de mercurio de baja presin estn disponibles, con sus espectros de emisin bien establecidas y cuantificadas a un costo relativamente bajo. Su tecnologa ms simple puede ser usado en zonas remotas.

Las Variantes de bateras a energa solar ya estn disponibles.

b. Lmparas de Mercurio a Media Presin

Existen lmparas de presin media que tienen una alta intensidad de emisin lineal en el rango UV-C (clsicamente 10 a 15 W UV-C por centmetro; 30 W UV-C por centmetro, ahora posibles).

La fuente es policromtica (es decir, que emite en varias longitudes de onda), y parte de la luz, por lo menos 40 a 50%-es directamente til para la desinfeccin.

La fuente de la lmpara funciona a altas temperaturas (temperatura exterior 400 a 800 C), con el recinto de la lmpara es de suma importancia.

En el mismo potencial de eficacia de desinfeccin, las lmparas de presin media son de construccin mucho menor que el de baja presin lmparas de Hg, por lo que el diseo del reactor es mucho menor, especialmente para el tratamiento de flujos de agua.

Las lmparas funcionan con mayor potencial elctrico (de 3 a 5 kV), requiriendo un transformador, que a su vez permite la modulacin de la intensidad emitida en funcin de los parmetros variables de la demanda (por ejemplo, el flujo de agua). Esto significa que las lmparas de Mercurio a media presin tienen capacidades mucho ms capacidades de automatizacin en comparacin con las lmparas de mercurio a baja presin. (En la actualidad las tecnologas disponibles de las lmparas de mercurio de media presin, la potencia puede ser modulada en el rango de 60 a 100% del valor nominal.)


El envejecimiento de los materiales de la lmpara y los recintos de las lmparas de mercurio de presin media es ms rpido que para las lmparas de baja presin (alrededor de 4.000 frente a 10.000 h), sin embargo, esto puede mejorar con el avance de las tecnologas.

Las lmparas de media presin pueden ser diseado como de amplio espectro, que emite en un amplio rango de eficiencia con mayor potencial, tanto para la desinfeccin y para los procesos de oxidacin sinrgicas.

X. CUESTIONARIO DE DISEO TENTATIVO PARA DESINFECCIN UNITARIA DE AGUAS POTABLE BASADA EN RADIACIN UV a. General

En la actualidad hay pocas normas sobre el diseo de desinfeccin UV de agua

potable: Austria norm-1993, actualizado en 1996 y nuevamente en 2001, Baviera-1982; FIGAWA-1985. Estos textos recomiendan una dosis de exposicin mnima de 250 J/m2 basado en la longitud de onda de 254 nm. Las normas actuales en Austria son de 400 J/m2.

Adems, los parmetros esenciales para la evaluacin son (Meulemans, 1986;

Cabaj et al, 2000): Espectro de Emisin de la fuente de rayos UV. Tiempo de vida estimada de la fuente UV y caractersticas de envejecimiento Dependencia con la temperatura de la fuente UV ptica absorbancia (o velocidad de transmisin) del agua en el rango activo

de UV (es decir, por lo menos 210 a 320 nm). Tasa de supervivencia Admisible y Ensayos en organismos seleccionados para

el control de la eficiencia

Ms informacin detallada y general, involucra:

Mtodo de Monitoreo o Control (no necesariamente una medida) constante de irradiacin UV

Tiempo de Residencia Promedio de agua en la zona del reactor Factor geomtrico adecuado (m) del reactor.

b. Especificacin para un rendimiento requerido

Para obtener la ms adecuada prestacin y la mejor garanta de xito, el

problema a ser resuelto debe ser definido con la mayor precisin posible. Esto implica por lo menos:

Origen del agua a tratar (fuente, lago, las aguas subterrneas, aguas

superficiales, etc.) Tratamiento previo, de ser el caso.


Balance inico (con eventuales valores estacionales mnimo-mximo) del agua a tratar

Posibles variaciones estacionales en la temperatura del agua y valores de pH Posible contenido de hierro y manganeso Posibilidad de turbidez y cantidad de slidos en suspensin (mg/l). Carbono orgnico disuelto y total Informacin sobre contaminantes especficos (en su caso significativo) Recuento total en placa (TPC) Conteo de Coliformes y E. coli Si es posible, el recuento de Clostridium perfringens, bacterifagos, y

parsitos especficos. Definicin de los objetivos del tratamiento, las normas microbiolgicas que

deben cumplir. Puesta en marcha por Parmetros

o Pruebas hidrulicas en distintos regmenes de flujo o mtodos de bioensayo o Mtodos de control del desempeo de la desinfeccin o La medicin de consumo de energa

c. Elementos de Calificacin y Evaluacin del Producto (Emisor o Lmpara)

i. Presentacin General o Especificaciones

Fabricante (del reactor y de las luces y los recintos de cuarzo, con la

direccin, telfono, fax, correo electrnico y nombre de la persona de contacto).

Posibilidad de flujo a tratar, metros cbicos por segundo (o por hora) Absorbancia UV (espectro completo de 210 a 320 nm), por centmetro

o por metro. Tipo de reactor, materiales, esquema, etc. Caudal nominal de 100% de transmitancia, metros cbicos por hora Caudal nominal a una absorbancia se indic anteriormente, los metros

cbicos por hora. Presin de agua admisible, pascal. Prdidas en la operacin nominal, pascal. Las variaciones admisibles en el flujo de agua, metros cbicos por

hora. Alimentacin en voltios y Hertz Tipo de conexin elctrica, norma aplicada El total de consumo elctrico, vatio-amperios Nmero de lmparas. Consumo de energa de una luz, vatios. El total de UV rendimiento de una lmpara (+ espectro), Watts. Absorbancia del material de la caja (espectro +), por centmetro o por

metro. Tiempo estimado de vida de las lmparas y material de la caja, en horas

Principio de mezclado (si procede)


Principio de monitoreo continuo Grado de automatizacin Dispositivo de limpieza y modo de operacin

Condiciones de alimentacin de agua (martillo de proteccin, etc.) Los requisitos de mantenimiento y recomendaciones Posibilidad de contrato de mantenimiento nmero y tipo recomendadas de piezas de repuesto Procedimientos de Parada y Encendido Mantenimiento de las condiciones durante los periodos de fuera de

servicio (largos y cortos).

ii. Garantas Operacionales

Garanta financiera Garanta del hardware Garanta de los componentes (si es diferente de hardware) Las obligaciones que deben cumplidas por el usuario

iii. Parmetros de Costos

Costos de Hardware de Reactor, por unidad. Costo de las lmparas, por unidad Costo de la caja de la lmpara, por unidad Costo del dispositivo de Monitoreo de UV, por unidad Costo de la proteccin hidrulica del sistema, por reactor o subunidad Costo de la automatizacin (si procede) Costo de montaje en obra Costo de la asistencia de puesta en marcha Costos y las condiciones de una investigacin piloto preliminar (en

una oferta base separada de la oferta principal)

iv. Referencias

Para instalaciones similares en operacin Para normas aplicables Para las evaluaciones de equipos similares realizados por organismos

oficiales Para certificaciones, ISO, CEN, la EPA (si son aplicables) Para las descripciones especficas en la literatura y las publicaciones

cientficas XI. CONCLUSIONES GENERALES

La desinfeccin con UV de agua potable ofrece muchas ventajas nicas y significativas. A diferencia de los desinfectantes qumicos, la UV no le agrega compuestos qumicos txicos al agua potable ni promueve la formacin de subproductos mutagnicos ni cancergenos. La UV no promueve la descomposicin por oxidacin de polmeros


microbianos que da como resultado la formacin de CAO que puede ocasionar la formacin de crecimiento de pelculas biolgicas en los sistemas de distribucin. La UV no deja sabores ni olores desagradables en el agua potable tratada. Mientras que un incremento en la dosis de desinfectantes qumicos genera subproductos de desinfeccin adicionales e impactos estticos, ningn impacto negativo en la calidad del agua puede ser asociado con una sobredosis de UV. El uso de UV elimina la necesidad de transportar, almacenar y manipular productos qumicos peligrosos. Los costos asociados con tales prcticas pueden agregar 30% al costo de desinfeccin cuando tales actividades son reguladas por normas como las del Uniform Fire Code (Cdigo Uniforme de Incendios) de los Estados Unidos. Este cdigo exige seguro contra accidentes, ventilacin y almacenamiento, as como instalaciones capaces de combatir una liberacin accidental de gas de cloro o un derrame de lquido custico. La desinfeccin UV es efectiva para una amplia variedad de virus y bacterias con un rango de dosis menor que en el caso del cloro o el ozono. A diferencia de los desinfectantes qumicos, las tasas de inactivacin microbiana por UV no dependen del pH ni de la temperatura. Si bien los quistes de protozoarios son resistentes a la desinfeccin UV usando lmparas de arco de mercurio de baja presin, los oocitos de Cryptosporidium no pueden ser inactivados con una dosis normal de cloro u ozono. En consecuencia, a menos que la investigacin actual sobre inactivacin de protozoarios por medio de lmparas de arco de mercurio de mediana presin pruebe lo contrario, la filtracin continuar siendo la solucin ms prctica para la remocin de quistes. Dado que la desinfeccin UV slo requiere tiempos de residencia cortos, los sistemas UV ocupan un rea menor que los de desinfeccin qumica. Los sistemas de desinfeccin UV son modulares, facilitando por lo tanto su expansin y mejoras. Los sistemas UV pueden disearse fcilmente para caudales pequeos y grandes, lo que los hace adecuados para su uso en casas as como en grandes plantas de tratamiento municipales. Los sistemas UV son de operacin y mantenimiento simple, con mnimo peligro de exposicin para los trabajadores. Los sistemas de desinfeccin UV incorporan sensores de monitoreo, controles electrnicos y sistemas de alarma, por lo que garantizan una entrega confiable de dosis al agua y garantizan la remocin de patgenos. Como resumen podemos tener las siguientes conclusiones: Tanto el agua potable y de transformacin de alta calidad puede ser desinfectado

por las tecnologas a rayos ultravioleta disponibles (UV). Lo mismo vale para tratar aguas residuales.

Es necesario contar de guas precisas al diseo de los equipos. Muy a menudo la informacin puesto a disposicin del cliente sigue siendo algo emprico y meramente comercial

Mediante la integracin de conocimientos y experiencia actuales, es posible ahora integrar las normas adecuadas para el diseo y los mtodos para la evaluacin del desempeo.


La eleccin de una determinada tecnologa y el desempeo de una determinada opcin de las lmparas UV son determinantes, en funcin del resultado esperado.

La seleccin de la lmpara es una cuestin determinante que depende de una aplicacin en particular.

El diseo adecuado de los reactores es un elemento para el xito del mtodo, a evaluar en cada caso.

En todos los casos, los datos esenciales sobre la calidad general del agua siguen siendo necesarias, tales como los slidos suspendidos totales, la transmitancia de la luz UV, la concentracin de oxgeno disuelto, turbidez, el contenido de hierro, y en general el balance inico.

Los Parmetros de Costos pueden ser muy dependientes del caso.

XII. BIBLIOGRAFIA

Ultraviolet Light in Water and Wastewater Sanitation Willy J. Masschelein Desinfeccin de Agua Residual Tratada mediante Luz Ultravioleta de Presin Media,

Alta Intensidad y Longitud de Onda Mltiple Ing. Guillermo Ortega Crdenas Desinfeccin de Agua por medio de luz ultravioleta Wright, H.B. y W.L. Cairns

Desinfeccion Por Uv[1]

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