desinfección solar por fotocatálisis: experiencias en méxico• que el estudiante, como usuario...
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Desinfección solar por fotocatálisis: experiencias en México
Erick R. Bandala, Arturo González, Silvia Gelover, Juan Matias Chacón, Daniel Portilla, Marta Millán,
Lorena Castillo, Teresa Leal
DESINFECCIÓN SOLAR
POR FOTOCATÁLISIS:
EXPERIENCIAS EN MÉXICO
Primera edición
Enero, 2012
Lima - Perú
© Erick R. BandalaArturo GonzálezSilvia GeloverJuan Matias ChacónDaniel PortillaMarta MillánLorena CastilloTeresa Leal
PROYECTO LIBRO DIGITAL
PLD 0540
Editor: Víctor López Guzmán
http://www.guzlop-editoras.com/[email protected] [email protected] facebook.com/guzlopstertwitter.com/guzlopster428 4071 - 999 921 348Lima - Perú
PROYECTO LIBRO DIGITAL (PLD)
El proyecto libro digital propone que los apuntes de clases, las tesis y los avances en investigación (papers) de las profesoras y profesores de las universidades peruanas sean convertidos en libro digital y difundidos por internet en forma gratuita a través de nuestra página web. Los recursos económicos disponibles para este proyecto provienen de las utilidades nuestras por los trabajos de edición y publicación a terceros, por lo tanto, son limitados.
Un libro digital, también conocido como e-book, eBook, ecolibro o libro electrónico, es una versión electrónica de la digitalización y diagramación de un libro que originariamente es editado para ser impreso en papel y que puede encontrarse en internet o en CD-ROM. Por, lo tanto, no reemplaza al libro impreso.
Entre las ventajas del libro digital se tienen:• su accesibilidad (se puede leer en cualquier parte que tenga electricidad),• su difusión globalizada (mediante internet nos da una gran independencia geográfica),• su incorporación a la carrera tecnológica y la posibilidad de disminuir la brecha digital (inseparable de la competición por la influencia cultural),• su aprovechamiento a los cambios de hábitos de los estudiantes asociados al internet y a las redes sociales (siendo la oportunidad de difundir, de una forma diferente, el conocimiento),• su realización permitirá disminuir o anular la percepción de nuestras élites políticas frente a la supuesta incompetencia de nuestras profesoras y profesores de producir libros, ponencias y trabajos de investiga-ción de alta calidad en los contenidos, y, que su existencia no está circunscrita solo a las letras.
Algunos objetivos que esperamos alcanzar:• Que el estudiante, como usuario final, tenga el curso que está llevando desarrollado como un libro (con todas las características de un libro impreso) en formato digital.• Que las profesoras y profesores actualicen la información dada a los estudiantes, mejorando sus contenidos, aplicaciones y ejemplos; pudiendo evaluar sus aportes y coherencia en los cursos que dicta.• Que las profesoras y profesores, y estudiantes logren una familiaridad con el uso de estas nuevas tecnologías.• El libro digital bien elaborado, permitirá dar un buen nivel de conocimientos a las alumnas y alumnos de las universidades nacionales y, especialmente, a los del interior del país donde la calidad de la educación actualmente es muy deficiente tanto por la infraestructura física como por el personal docente.• E l pe r sona l docente jugará un r o l de tu to r, f ac i l i t ador y conductor de p r oyec tos
de investigación de las alumnas y alumnos tomando como base el libro digital y las direcciones electró-nicas recomendadas.• Que este proyecto ayude a las universidades nacionales en las acreditaciones internacionales y mejorar la sustentación de sus presupuestos anuales en el Congreso.
En el aspecto legal:• Las autoras o autores ceden sus derechos para esta edición digital, sin perder su autoría, permitiendo que su obra sea puesta en internet como descarga gratuita.• Las autoras o autores pueden hacer nuevas ediciones basadas o no en esta versión digital.
Lima - Perú, enero del 2011
“El conocimiento es útil solo si se difunde y aplica” Víctor López Guzmán Editor
DESINFECCIÓN SOLAR POR FOTOCATÁLISIS: EXPERIENCIAS EN MÉXICO
Erick R. Bandala, Arturo González, Silvia Gelover, Juan Matias Chacón, Daniel Portilla, Marta Millán,
Lorena Castillo, Teresa Leal.
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. Paseo Cuauhnáhuac 8532. Jiutepec, Morelos 62550 México.
Tel./Fax: +52 7773293664. E-mail: [email protected].
INTRODUCCIÓN
El agua dulce es un recurso limitado. La proporción utilizable de agua dulce es menor al 1% del total y 0.01% de
toda el agua sobre la tierra (UNEP, 2002). La región de Latinoamérica pareciera ser rica en este recurso
renovable con más de 30% del total mundial. Sin embargo, tan sólo tres regiones hidrográficas (entre ellas la
región del Golfo de México) contienen el 25% del territorio de todo el subcontinente, son el hogar del 40 % de la
población y contienen solamente el 10% del recurso hídrico de la región (WWC, 2000).
En México, el problema del agua no es muy diferente de lo descrito antes. Mientras que la disponibilidad per
capita de agua en Europa es 8576 m3, 15369 m3 en Estados Unidos y Canadá y 5488 m3 en Africa, en nuestro
país el promedio anual es de únicamente 4986 m3. La cobertura nacional de sistemas sanitarios en de apenas
73% y este valor decrece a 50% en algunas regiones aisladas. Cada año, se generan 6.5 millones de metro
cúbicos de agua residual y solamente 21% de esta agua es tratada, lo que ha producido contaminación
generalizada del agua superficial y subterránea en todo el país. La principal causa de esta contaminación son las
descargas industriales, el uso excesivo de agroquímicos y la descarga de agua residual doméstica (INEGI, 2000).
Uno de los principales retos a los que nos enfrentamos en México, como en muchos otros países en desarrollo es
la contaminación del agua, especialmente la microbiana, que induce problemas de salud, sociales y económicos,
por las enfermedades de origen hídrico que acarrea. En este sentido, la carencia de agua microbiológicamente
segura representa un acuciante riesgo para la salud. Según datos de la Organización Mundial de la Salud, cada
año mueren casi tres millones y medio de seres humanos, en su mayoría niños, por enfermedades asociadas a las
diarreas que, frecuentemente, son originadas por la falta de servicios de conducción de agua, tanto para consumo
como de aguas residuales (Wegelin, 2000).
Tradicionalmente, el tratamiento para el control de la contaminación microbiana en agua para consumo humano
es la cloración. Sin embargo, en comunidades rurales o indígenas y en sitios alejados, tanto la falta de
disponibilidad de insumos, como de aceptación del agua clorada por las comunidades, hace que su uso no se
establezca propiamente, exponiendo a la población a una amplia variedad de cepas microbianas, que generan
enfermedades como el cólera, fiebre tifoidea, salmonelosis, shigelosis, amibiasis intestinal, hepatitis y giardiasis
(SNVE, 1998).
Seminario Internacional sobre Tecnologías Económicas para la Descontaminación y Desinfección de Agua
En el IMTA, a partir de 1998, se ha probado una alternativa para desinfección de agua, basada en el efecto
bactericida de la luz solar por la presencia de energía ultravioleta en el espectro. En el presente trabajo se relatan
las experiencias obtenidas a través de seis años de investigación en desinfección solar, los avances conseguidos y
las propuestas generadas durante este tiempo.
DESINFECCIÓN SOLAR
La radiación solar ha demostrado ser una técnica
eficiente en la inactivación y destrucción de
bacterias patógenas y virus en el agua. Este método
ha sido probado por diferentes instituciones y
países alrededor del mundo desde hace casi dos
décadas.
La desinfección solar (también llamada SODIS por
sus siglas en inglés), ha sido recomendada durante
el Día Mundial del Agua 2001 como un método
para mejorar la calidad microbiológica del agua a
escala doméstica.
El método consiste en exponer a la radiación solar
agua contenida dentro de botellas de plástico
transparente de 2 litros de capacidad, las
comúnmente utilizadas en las bebidas comerciales,
son adecuadas para usarse en la desinfección solar.
En días soleados, el tiempo de exposición requerido
generalmente es de más de cinco horas para
remover de manera completa (hasta cinco unidades
logarítmicas) los coliformes fecales presentes en el
agua, de acuerdo a estudios de laboratorio y campo
realizados por Martín Wegelin desde 1991.
METODOLOGÍA
La metodología empleada fue la siguiente:
validación en laboratorio de la eficiencia de la
desinfección solar en la remoción de contaminantes
microbiológicos bajo diferentes condiciones de
radiación solar y el uso de un concentrador solar;
buscar nuevos materiales reflejantes de uso común
y fácil adquisición para mejorar la eficiencia del
concentrador prototipo.
RESULTADOS
Con el propósito de aumentar la intensidad de
radiación o reducir el tiempo de exposición para la
desinfección solar, en 1999 personal del IMTA y
del CIE UNAM, desarrollaron un concentrador de
paredes planas con capacidad para tres botellas de
plástico de 2 litros (Martín et al, 2000). El primer
concertador fue construido con una estructura de
aluminio que permitía moverlo e inclinarlo para
tenerlo orientarlo en forma perpendicular al sol;
como material reflejante se usaron espejos de
vidrio. Por la geometría de este concentrador, su
capacidad ideal esperada sería la concentración de 3
soles. Después se construyó un prototipo que
pudiera ser adecuado para las comunidades rurales.
Este concentrador consta de una base de madera de
55 cm x 55 cm, cuatro aletas planas también de
madera de 35 cm x 35 cm cada una forrada de papel
aluminio comercial o el proveniente de envolturas
de papas fritas, y ocho triángulos de madera para
dar una inclinación de 60° a las aletas respecto a la
horizontal (Figuras 1A y B).
En ese estudio se evaluó la remoción de virus,
bacterias coliformes y Vibrio cholerae bajo diversas
condiciones de exposición al sol y calidad del agua.
La desinfección solar puede llevarse a cabo
utilizando bolsas o botellas de refresco de plástico
transparente de dos litros de capacidad, colocadas
sobre un material reflejante. Lo resultados
mostraron que para la reducción de hasta 105
Seminario Internacional sobre Tecnologías Económicas para la Descontaminación y Desinfección de Agua
coliformes totales como NMP /100 mL, en el
primer caso se requieren aproximadamente cuatro
horas de exposición, mientras que en el segundo se
necesitan seis horas, dependiendo de la intensidad
de la radiación solar.
A B
Figura 1. A. Sistema de captación solar utilizado para las pruebas de desinfección. B. Esquema del captador
solar utilizado.
El uso de botellas de plástico, aunque menos
eficiente, permite asegurar un mejor control del
agua tratada y evitar su recontaminación. Bajo este
principio, en el estudio mencionado se diseñaron y
construyeron concentradores solares de paredes
planas que permitieron disminuir el tiempo de
exposición requerido cuando se utilizan las botellas
Los resultados obtenidos en este mismo estudio a
nivel laboratorio mostraron que utilizando los
concentradores solares se puede disminuir hasta 105
coliformes totales medidos como NMP/100 ml; 106
Unidades Formadoras de Placa Viral (vacuna triple
de polio) y 103 Unidades Formadoras de Colonias
de Vibrio cholerae, con niveles de radiación
promedio arriba de los 700 W/m2 durante al menos
cuatro horas de exposición. Los coliformes fecales
medidos como Escherichia coli son más sensibles a
la radiación y con niveles por arriba de los 500
W/m2 es suficiente para eliminarlos completamente.
En cuanto a los coliformes totales, el tiempo puede
reducirse hasta dos horas cuando: la intensidad de
radiación es elevada, el concentrador se mueve con
la posición del sol y la botella tiene el fondo negro.
Los materiales reflectivos conseguidos y estudiados
fueron: láminas lisas galvanizada (calibre 24) y de
aluminio (calibre 26 y 22); papel aluminio
doméstico de tres marcas; plásticos aluminizados y
metalizados (usados para envoltura de regalos y
alimentos); papel metalizado (para envoltura de
regalos); y cinta autoadherible 100% aluminio de 5
cm de ancho (usada para aislamiento térmico en
sistemas de refrigeración). Las reflectancias
promedio medidas en los rangos de 200 a 700 y 300
a 540 nm para los diferentes materiales se muestran
en la Tabla 1. El comportamiento de la reflectancia
en función de la longitud de onda para algunos de
los materiales estudiados se aprecia en la Figura 2.
Seminario Internacional sobre Tecnologías Económicas para la Descontaminación y Desinfección de Agua
Tabla 1. Reflectancias promedio en (%) de diferentes materiales.
En la gráfica de la figura 2, se puede observar que
los materiales más reflectivos en el rango de la
radiación UV (300 – 540 nm) son el papel
metalizado y los plásticos metalizados y
aluminizados empleados para envolver regalos o
alimentos (papas fritas y galletas, entre otros),
seguido del papel aluminio y de la cinta de
aluminio.
Figura 2. Gráfica de reflectancias de los materiales de estudio.
En las figuras 3 y 4 se presentan los resultados
relativos a la desactivación de coliformes totales
mediante desinfección solar. Es necesario hacer la
aclaración que estos microorganismos son más
sensibles a la radiación solar que los coliformes
totales. Las Figuras 3 y 4, muestran las curvas de
decaimiento horario de los coliformes totales
durante las pruebas de desinfección solar. La figura
3A muestra los resultados comparativos de la
botella central para tres materiales reflectivos:
papel aluminio, papel metalizado y lámina
galvanizada. La figura 3B presenta también los
resultados comparativos para los dos mejores
materiales: papel y cinta de aluminio. El
decaimiento bacteriano usando el colector solar
forrado con cinta de aluminio aparece en la figura
4.
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A B
Figura 3A. Desactivacion de bacterias coliformes totales en la botella central del captador solar para varios
materiales reflectivos. B. Desactivación de coliformes totales utilizando los dos materiales con las mejores
propiedades reflectivas.
Figura 4. Desactivación de coliformes totales utilizando cinta de aluminio como material reflectivo en función
de la posición de la botella en el sistema de captación solar.
DESINFECCIÓN SOLAR FOTOCATALÍTICA
Para el caso de los experimentos de desinfección
fotocatalítica, se probaron simultáneamente la
eficiencia de la exposición directa, la adición de
dióxido de titanio como catalizador en suspensión
en dos concentraciones, así como la adición de
catalizador depositado en una matriz en dos
cantidades diferentes.
Para cada experimento se elaboraron muestras de
agua inoculada artificialmente con cepas de
Escherichia coli a una concentración de 109
UFC/100 ml. Se trasvasaron alícuotas a botellas de
plástico esterilizadas. Las botellas se colocaron en
los concentradores y se expusieron al sol por un
tiempo definido, tras el cual se tomaron muestras
para el análisis del contenido de coliformes fecales
en cada una de ellas. Para el caso del dióxido de
titanio en suspensión, se probó la fotocatálisis
heterogénea a dos concentraciones: 50 y 250 mg/l.
Para el caso del dióxido de titanio depositado, se
probaron dos cantidades del catalizador depositado
Seminario Internacional sobre Tecnologías Económicas para la Descontaminación y Desinfección de Agua
en matriz de vidrio borosilicato por la técnica de
sol-gel.
La técnica de deposición consiste en elaborar un gel
de dióxido de titanio por hidrólisis en frío, tras lo
cual se depositan las películas delgadas en cilindros
de vidrio de borosilicato de 6 mm de diámetro
externo y 6 mm de largo. Se realizan tres
inmersiones de las piezas de vidrio, sinterizando en
aire a 500°C por diez minutos entre cada una de
ellas y durante una hora tras la última. La
concentración del dióxido de titanio en las piezas
de vidrio fue determinada midiendo el grosor de la
película por la técnica de rayos X y corresponde a
una suspensión de 0.75 y 2.2 mg/l, de acuerdo con
Gelover y Jiménez (2001).
El tiempo de exposición al sol fue entre una y
cuatro horas, dentro de los mismos concentradores
planos descritos antes, inclinados 19° con respecto
a la horizontal, valor de la latitud local.
RESULTADOS
Para la desinfección solar directa, la exposición a la
irradiación de cuatro horas de las botellas, elimina
toda presencia de coliformes fecales, a una
concentración inicial de 109 UFC/100 ml. A
tiempos menores de exposición, como dos horas o
90 minutos, la remoción es igualmente efectiva.
Cuando el tiempo de exposición disminuye a sólo
sesenta minutos, la remoción es de 99.9997% lo
que equivale a seis órdenes de magnitud.
Tabla 2. Eficiencia de desinfección solar a diferentes tiempos de exposición (Leal et al., 2002).
Experimento 1 2 3 4
1 hora 1.5 horas 2 horas 4 horas
Recrecimiento
de 1 Condiciones experimentales*
Coliformes fecales UFC/100 ml
Sol 3300 MLD MLD MLD 24
Sol + TiO2 50 mg/l 95000 - 119 MLD 267
Sol + TiO2 250 mg/l Incontables 12000 11 MLD
Sol + TiO2 depositado 0.75 mg/l 9 - MLD - MLD
Sol + TiO2 depositado 2.2 mg/l 1 MLD MLD - MLD
TiO2 0.1 % sin sol - - - Incontables -
*Concentración inicial 109 coliformes fecales medido como UFC/100 ml. MLD = Menor al límite de detección
del método.
CONCLUSIONES
La desinfección solar es una opción de bajo costo y
fácil aplicación, adecuada para comunidades rurales
que no tienen acceso a agua limpia y rechazan o no
aplican otros métodos de desinfección de agua
como la cloración y la ebullición.
La desinfección solar es efectiva y puede remover
totalmente los coliformes fecales y totales en menos
de 4 horas, con niveles de ambos de hasta 105
como NMP/100 m en el agua cruda.
El uso de dióxido de titanio depositado representa
una alternativa real para la desinfección solar en
condiciones de insolación un tanto adversas, pues
una hora de exposición a los rayos solares es
suficiente para disminuir la presencia de coliformes
fecales en ocho órdenes de magnitud, al menos cien
veces mejor que cualquier otro método probado. El
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uso del catalizador en forma de depósitos en vidrio
permite una remoción sencilla y rápida de este
producto, una vez que ha finalizado el tratamiento,
amén de que posibilita el reúso del mismo.
La aplicación de esta tecnología deberá ser probada
hasta conocer las condiciones de frontera. El hecho
de que amplíe la gama de posibilidades de
aplicación en cuanto a sitios con menor incidencia
de rayos solares o condiciones meteorológicas
adversas, permitiría el uso de esta tecnología en
zonas rurales montañosas, donde frecuentemente se
carece de infraestructura hidráulica. Por otro lado,
será necesario probar la eficiencia de esta
tecnología en un reto bacteriano, acorde a la NOM-
180-SSA1-1998 y demostrar la eficiencia en la
remoción de coliformes totales o mesófilos
aerobios.
Es necesario que se continúen pruebas de
funcionamiento y eficiencia con otras posibilidades
tanto con coadyuvantes de la oxidación, como con
otras formas de depósitos de óxido de titanio.
Asimismo, se recomienda que se pruebe la
eficiencia de desinfección con otros organismos
comunes en el medio rural, como parásitos e
incluso virus, para medir la eficiencia sobre otros
organismos, antes de proceder a pruebas piloto en
campo.
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen el apoyo económico por
parte de los proyectos IMTA TC0202, así como
OEA AR/327/01. Se reconoce también el apoyo de
la Comunidad Europea a través del proyecto
SolWater para la realización de estos trabajos.
BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA
Gelover, S. y A. Jiménez. 2002. Inmovilización del
catalizador TiO2 y su uso en la degradación
fotocatalítica de contaminantes orgánicos en agua.
Memorias del XXV Semana Nacional de Energía
Solar. San Luis Potosí, S.L.P. 1 a 5 de octubre.
Instituto Nacional de Estadistica Geografia e
Informatica (INEGI). 2002. Censos Económicos
1999/ Censo de captación, tratamiento y suministro
de agua 1999.
Leal T., M. Millán, S. Gelover, E.R. Bandala. 2002.
Desinfección de agua por fotocatálisis solar.
Memorias del XVIII Congreso Nacional de
Hidráulica. Monterrey, Nuevo Leon, México. p. 45-
50.
Martín, A., J.E. Cortés, A. González y O. Fonseca.
2000. Viabilidad técnico y social de la desinfección
solar. Informe final de actividades TC2021.
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua.
Morelos, México.
Sistema Nacional de Vigilancia Epidemiológica,
1998. Secretaría de Salud. México.
United Nations Environmental Program (UNEP).
2002. Global environmental outlook 3 (GEO-3).
EartPrint Press, Hertfordshire, England.
Wegelin, M. 2000. EAWAG News, 48, 11-12,
Setiembre
Water World Council (WWC). 2000. Water in the
Americas for the twenty first century. Roundtable
Meeting of the Americas, July 26-28, 2000.
Montreal, Canada.
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ErickErick R. BandalaR. BandalaInstituto Mexicano de Tecnología del AguaInstituto Mexicano de Tecnología del Agua
El El agua agua en elen el mundomundo
•• Solo 2.5% delSolo 2.5% del agua disponible agua disponible en elen el mundo mundo no no es saladaes salada..
•• Dos Dos tercios tercios de de estaesta se se acumulan acumulan en en glaciares glaciares y y capas capas de de hielohielo..
•• Del Del tercio restantetercio restante, el 20% se , el 20% se localiza localiza en en áreas remotasáreas remotas..
•• Tres cuartosTres cuartos del 80% del 80% restante ocurre restante ocurre en forma de en forma de tormentas severastormentas severas..
•• El El volumenvolumen utilizable de utilizable de agua dulce esagua dulce es unun sextosexto del 1% del del 1% del total deltotal del líquidolíquido deldel planetaplaneta..
El El problemaproblema deldel agua agua en en MéxicoMéxico
•• La La cobertura nacional cobertura nacional de de agua agua potable potable eses del 87% y la del 87% y la de de alcantarillado alcantarillado 73%.73%.
•• 13 13 millones millones de de habitantes carecen habitantes carecen de de agua agua potable y 27 potable y 27 de de alcantarilladoalcantarillado..
•• La La situación situación en en medio medio rural se rural se estima estima en 65 y 33%.en 65 y 33%.
•• La La descarga descarga de de agua agua residual industrial genera residual industrial genera tres tres millones millones de de toneladas toneladas de DQO, solo el 21% de DQO, solo el 21% recibe recibe tratamientotratamiento..
Enfermedades hidrotransmisiblesEnfermedades hidrotransmisibles
Tasas para las cuatro principales enfermedades hidrotransmisblesTasas para las cuatro principales enfermedades hidrotransmisbles..
Enfermedades hidrotransmisiblesEnfermedades hidrotransmisibles
• Los costos por atención médica de enfermedades diarréicas hidrotransmitidas
van desde USD 4.0 hasta USD 70.
• Los parasitos hidrotransmitidos afectan entre el 8 y 55% de las familas y
causan pérdidas a la economía familiar equivalente entre 2 semanas y 2 meses.
• Validado en laboratorio y en 3 comunidades rurales de México.
• La desinfección es factible si la energía de radiación incidente es mayor a 3000 W-h/m2 (intensidad > 700 W/m2 por mas de 4 horas).
• Desarrollo IMTA-UNAM: concentrador solar reduce el tiempo de exposición de 6 a 4 horas para remoción del 99.99% de coliformes totales.
Desinfección solar
Desinfección solar
• Tecnología de bajo costo y fácil aplicación para comunidades pobres o ailadas.
• Tiempo de exposición: 6 horas para remoción del 99.9% de virus ybactreias
• Colector solar: para desinfectar 6 litros de agua por día.
• Materiales: madera, papel aluminio doméstico y tres botellas de pet.
• Geometría: base de 55cm x 55cm, cuatro aletas de 35 cm x 35 cm cada una y ocho triángulos de 60°.
Desinfección solar
Reflectividad de varios materiales utilizados para las pruebas de desinfección
Desinfección solar
Desinfección solar
GráficaGráfica de de radiación útil utilizando plástico metalizadoradiación útil utilizando plástico metalizado
Desinfección solar
Gráfica comparativa de radiación útil para diversos materiales
Desinfección solar
Gráfica de radiación útil con cinta de aluminio
Desinfección solar
Decaimiento de coliformes totales usando diferentes materiales reflejantes
Desinfección solar
Decaimiento de coliformes totales usando cinta y papel aluminio como superficie reflejantes.
Desinfección solar
Decaimiento de coliformes totales usando el colector solar de cinta de aluminio
Desinfección fotocatalítica solar
Desinfección fotocatalítica solar
Desinfección fotocatalítica solar
Experimento 1 2 3 41 hora 1.5 horas 2 horas 4 horas
Recrecimientode 1Condiciones experimentales*
Coliformes fecales UFC/100 mlSol 3300 0 0 0 24Sol + TiO2 50 mg/l 95000 - 119 0 267Sol + TiO2 250 mg/l Incontables 12000 11 0Sol + TiO2 depositado 0.75mg/l
9 - 0 - 0
Sol + TiO2 depositado 2.2mg/l
1 0 0 - 0
TiO2 0.1 % sin sol - - - Incontables -*Concentración inicial 109 coliformes fecales medido como UFC/100 ml
1.00E-01
1.00E+01
1.00E+03
1.00E+05
1.00E+07
1.00E+09
0 1 2 3 4
Tiempo (h)
Col
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cale
s U
FC/1
00 m
lSol + TiO2 depositado 0.75 mg/lSol + TiO2 depositado 2.2 mg/lSol Sol + TiO2 50 mg/lSol + TiO2 250 mg/l
Desinfección fotocatalítica solar
Conclusiones
•• La La desinfección desinfección solar solar es una opciónes una opción de de bajo costo bajo costo y y fácil aplicación fácil aplicación adecuada adecuada para comunidades ruralespara comunidades rurales..
•• Es Es efectiva efectiva en la en la eliminación eliminación de de coliformes fecales coliformes fecales y y totales totales en en menos menos de 4 de 4 horas horas de de irradiaciónirradiación con con niveles niveles de de hasta hasta 101055 nmpnmp/100 /100 mL mL en en agua crudaagua cruda..
•• La La cinta autoadherible cinta autoadherible de de aluminio parecealuminio parece ser elser el mejor mejor material material reflejante reflejante probadosprobados, , por que tienepor que tiene mayor mayor durabilidad durabilidad y y facilita facilita la la construcciónconstrucción..
•• El El uso uso de de concentradores solares aumentó concentradores solares aumentó la la raidación útil dentro raidación útil dentro de de las las botellas hasta botellas hasta 2.25 2.25 veces respecto veces respecto a una un testigotestigo, , dependiendo dependiendo de la de la posición posición de la de la botella botella y la y la horahora deldel díadía..
ConclusionesConclusiones
•• El El uso uso de de dióxido dióxido de de titanio depositado es una alternativa titanio depositado es una alternativa real real para para la la
desinfeccióndesinfección. . Una hora Una hora de de irradiación disminuyó los coliformes fecales cien veces irradiación disminuyó los coliformes fecales cien veces
mejormejor que cualquier otro método probadoque cualquier otro método probado..
• El uso de TiO2 en suspensión no generó resultados similares al inmobilizado
probablemente debido a efecto de sobreamiento producido por el catalizador.
• Se debe continuar trabajando en el tema pues a pesar de estos resultados
promiosrios, hay muchos otros donde las tendencias no son tan claras.
AgradecimientosAgradecimientos
Proyecto SolWATER
Proyecto OEA AR/327/01
Proyecto IMTA TC-0202
X Simposio Peruano de Energía Solar Seminario Internacional sobre Tecnologías Económicas para
la Descontaminación y Desinfección de Agua Cusco, 17 al 22 de noviembre de 2003
Seminario Internacional Energía Solar, Medio Ambiente y Desarrollo
Cusco, 26 - 27 de abril de 2004
Ministerio de Industria y Turismo
Municipalidad Provincial del Cusco
Ministerio de Energía y Minas
Asociación Peruana de Energía Solar
(APES)
Universidad Nacional San Antonio Abad del
Cusco
Editado por: Manfred Horn
Juan Rodriguez
Patricia Vega
Auspician Salir
Universidad Nacional de Ingeniería