desinfección por luz ultravioleta
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Resumen: Una desinfección eficiente del agua mediante la irradiaciónultravioleta (UV) involucra la observación de diversos principios quepueden ser nuevos para los profesionales del tratamiento de agua. Elmétodo presenta tanto desafíos como ventajas, ya que no deja residuosquímicos en el agua de producto, pero sí requiere de un tratamientoprevio para reducir los sólidos suspendidos que podrían perjudicar latransmisión de la luz ultravioleta, debido a un efecto de sombra quepodría hacer que algunos contaminantes escapen de la desactivación. Endeterminadas longitudes de onda que producen ozono, la luz UV tambiénofrece propiedades de oxidación.
Existen algunos medios de desinfección mundialmente utilizados. Entreellos destacamos el cloro, la luz ultravioleta y el ozono. Las diferentes
formas de desinfección con cloro y derivados son las más utilizadasactualmente. Sin embargo, la luz ultravioleta y el ozono han avanzadonotablemente como medios de desinfección. En este artículo vamos aabordar la desinfección por rayos ultravioleta.
La luz ultravioleta constituye una parte del espectro electromagnético,con longitudes de onda entre 100 y 400 nanómetros (nm). Cuanto menorla longitud de onda, mayor la energía producida. Las lámparas másusadas de baja presión de vapor de mercurio tienen una longitud de ondade 253.7 nm. Por lo tanto, la banda de UV-C es la más apropiada para laeliminación de microbios. La banda de UV de vacío (UV-V),específicamente con una longitud de onda de 185 nm, es apropiada parala producción de ozono (O3). Las lámparas de luz ultravioleta y lasfluorescentes son similares.
La luz ultravioleta es producida como resultado del flujo de corrientea través del vapor de mercurio entre los electrodos de la lámpara. Laslámparas de baja presión de mercurio producen la mayoría de los rayoscon longitud de 253.7 nm. Esta longitud es muy próxima a la longitud de260 a 265 nm, la más eficiente para matar microbios.
La principal diferencia entre la lámpara germicida y la fluorescentees que la germicida es construida con cuarzo, mientras que en lafluorescente se usa vidrio, con una capa interna de fósforo que conviertela luz UV en luz visible. Colisiones entre electrones y átomos de mercurioprovocan emisiones de radiación ultravioleta, la que no es visible al ojohumano. Cuando estos rayos colisionan con el fósforo, éstos “fluorescen”y se convierten en luz visible. El tubo de cuarzo transmite el 93% de losrayos UV de la lámpara, mientras que el vidrio (vidrio blando) emite muypocos.
Desinfección por
Luz Ultravioleta
por Elio Pietrobon Tarrán
Resumo: Uma desinfecção eficiente da água utilizando-se a irradiaçãoultravioleta envolve a observação de diversos princípios que podem sernovos para os profissionais de tratamento de água. O método apresentadesafios e vantagens por não deixar resíduos químicos na água produzidae necessita de um tratamento prévio para reduzir os sólidos suspensosque poderiam prejudicar a transmissão de UV por um efeito de sombrapelo qual alguns contaminantes poderiam escapar da inativação. Emdeterminados comprimentos de onda que produzem ozônio, o UV tambémoferece propriedades de oxidação.
Existem alguns meios de desinfecção mundialmente utilizados. Dentreeles, destacamos o cloro, luz ultravioleta e ozônio. As várias formas
de desinfecção com cloro e derivados são as mais utilizadas atualmente.Entretanto, ultravioleta e ozônio têm avançado fortemente como meiosde desinfecção. Neste artigo vamos abordar a desinfecção por raiosultravioletas.
A luz ultravioleta faz parte do espectro eletromagnético comcomprimentos de onda entre 100 e 400 nanômetros (nm). Quantomenor o comprimento de onda, maior a energia produzida. As lâmpadasmais usadas de baixa pressão de vapor de mercúrio têm comprimentode onda de 253.7 nm. Portanto, a faixa do UV-C é a mais apropriadapara a eliminação de micróbios. A faixa de UV vácuo (UV-V),especificamente com comprimento de onda de 185 nm, é própria paraa produção de ozônio (O3). As lâmpadas de ultravioleta e fluorescentessão similares.
A luz ultravioleta é produzida como resultado de fluxo de correnteatravés do vapor de mercúrio entre os eletrodos da lâmpada. As lâmpadasde baixa pressão de mercúrio produzem a maioria dos raios comcomprimento de 253,7 nm. Esse comprimento é muito próximo docomprimento de 260 a 265 nm, que é o mais eficiente para matarmicróbios.
A principal diferença entre a lâmpada germicida e a fluorescenteé que a germicida é construída com quartzo, ao passo que afluorescente é com vidro, com camada interna de fósforo que convertea luz UV para luz visível. Colisões entre elétrons e átomos de mercúrioprovocam emissões de radiação ultravioleta, que não é visível ao olhohumano. Quando esses raios colidem com o fósforo, eles “fluorescem”e se convertem em luz visível. O tubo de quartzo transmite 93% dosraios UV da lâmpada ao passo que o vidro (vidro macio) emite muitopouco.
Desinfecção por
Luz Ultravioleta
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Cómo funciona la desinfección“Microorganismo” es un término amplio que incluye varios grupos
de gérmenes patógenos. Difieren en forma y ciclo de vida, pero sonsemejantes por su pequeño tamaño y simple estructura relativa. Loscinco grupos principales son virus, bacterias, hongos, algas yprotozoarios. Observando una célula básica de bacteria, nos interesa lapared de la célula, la membrana citoplasmática y el ácido nucleico.
El blanco principal de la desinfección mediante la luz ultravioleta esel material genético—el ácido nucleico. Los microbios son destruidospor la radiación ultravioleta cuando la luz penetra a través de la célula yes absorbida por el ácido nucleico. La absorción de la luz ultravioleta porel ácido nucleico provoca una reordenación de la información genética,lo que interfiere con la capacidad reproductora de la célula. Porconsiguiente, los microorganismos son inactivados por la luz UV comoresultado del daño fotoquímico que sostiene el ácido nucleico.
El ADN es una molécula en forma de doble hélice, compuesta debases nitrogenadas—adenina, timina, citosina y guanina (ver Figura 4).El ADN almacena toda la información necesaria para crear un ser vivo. Elgene es la unidad de ADN capaz de sintetizar una proteína. El cromosomaes una secuencia larga de ADN parecida a un hilo. El genoma es elconjunto completo de los genes de una especie.
La alta energía asociada a la corta longitud de onda (240 – 280 nm)
Como funciona a desinfecção“Microorganismo” é um termo amplo que inclui vários grupos de
germes que provocam doenças. Diferem em forma e ciclo de vida, massão semelhantes em seu pequeno tamanho e simples estrutura relativa.Os cinco maiores grupos são vírus, bactérias, fungos, algas eprotozoários. Focando-se numa célula básica de bactéria, interessa-nosa parede da célula, a membrana citoplasmática e o ácido nucleico.
O alvo principal que da desinfecção por luz ultravioleta é o materialgenético—ácido nucleico. Os micróbios são destruídos por ultravioletaquando a luz penetra através da célula e é absorvida pelo ácido nucleico.A absorção da luz ultravioleta pelo ácido nucleico provoca um rearranjoda informação genética, que interfere com a capacidade de reproduçãoda célula. Os microorganismos são portanto inativados pela luz UV comoresultado de um dano fotoquímico ao ácido nucleico.
O ADN é uma molécula em forma de dupla hélice composta de basesnitrogenadas—adenina, timina, citosina e guanina (ver Figura 4). O ADNarmazena todas as informações necessárias para a criação de um servivo. O gene é a unidade de ADN capaz de sintetizar uma proteína. Ocromossomo é uma longa seqüência de ADN parecida com um fio. Ogenoma é o conjunto completo dos genes de uma espécie.
A alta energia associada ao pequeno comprimento de onda (240 –280 nm) é absorvida pelo ARN e pelo ADN da célula. A máxima absorção
Figura 2. Espectro electromagnético (nm - nanómetros*)
100 400 800 * 1 nm = 10-9 metros
Microondas Ondas de radioInfrarojoLuz visibleUltravioletaRayos XRayos gamaRayos cósmicos
Rayos X UV vacío UV-C UV-B UV Luz visible
100 200 280 315 400 800* 1 nm = 10-9 metros
Figura 3. Escala expandida de radiación UV
Figura 1.
Salida Tubo de Cuarzo Lámpara ultravioleta
Entrada
Cámara de Reacción
Pánel deComando
▲
Figura 4. La doble hélice delADN-la cadena de vida.
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Absorción deÁcido nucléico
Inactivaciónde E. Coli
100
80
60
40
20
10
8
6
4
2
UNIDADES
RELATIVAS
240 260 280 300
Longitud de onda
10-2
10-3
10-4
10-1
1
Cantidades elevadas desólidos suspendidos o NTU
Dosis (%T Corregida)
Frac
ción
de
Sobr
eviv
enci
a
Cantidadesmedianas
Cantidadesbajas
es absorbida por el ARN y el ADN de la célula. La máxima absorción dela luz ultravioleta por el ácido nucleico, ADN, ocurre con una longitud deonda de 260 nm. La Figura 5 muestra la similitud entre la habilidad de laluz ultravioleta para destruir E. coli y la habilidad de las células de E. colipara absorber luz ultravioleta.
Observe que la emisión de luzultravioleta con una longitud deonda de 254 nm es muy cercana a lamejor condición de absorción de laluz por el ácido nucleico en la célula.Una célula que no puede serreproducida es considerada muertao inactivada, porque ya no semultiplicará.
Desinfección vs.esterilización
Esterilización es cuando seproduce la eliminación total depatógenos por debajo de un nivelde medición especificado. Laesterilización es definida como unareducción de contaminantes igual osuperior a 8 logs, 10-8, o el99.999999%.
Desinfección significa lareducción de la concentración depatógenos a niveles no infecciosos.La desinfección alcanza variosniveles de reducción:
1 log...10-1...90%2 log...10-2...99%3 log...10-3...99.9%4 log...10-4...99.99%5 log...10-5...99.999%
Parámetros de calidaddel agua
Para efectuar la desinfección deagua potable e industrial, debensatisfacerse ciertas condiciones:
• Filtro de partículas de 5micras, ya que los virus o bacteriaspueden no ser alcanzados cuandoexisten partículas.
• Dependiendo de la calidad delagua, podrán ser necesarios filtrosde carbón para la retención dematerial orgánico, para evitar queinterfiera en la transmisión de la luzultravioleta.
• Será necesario reducir losniveles de hierro y de manganeso a0.3 partes por millón (ppm) y 0.05ppm, respectivamente, y reducir ladureza por debajo de 100 ppm.
da luz ultravioleta pelo ácido nucleico, ADN, ocorre com um comprimentode onda de 260 nm. A Figura 5 mostra a similaridade entre a habilidadeda luz ultravioleta em destruir E. Coli e a habilidade das células do E. Coliem absorver luz ultravioleta.
Observe que a emissão de luzultravioleta com comprimento deonda de 254 nm é muito próximada melhor condição de absorção daluz pelo ácido nucleico com acélula. Uma célula que não pode serreproduzida é considerada morta,porque não mais se multiplicará.
Desinfecção vs. esterilizaçãoEsterilização é quando se dá
total eliminação de patogêniosabaixo de um nível de mediçãoespecificado. A esterilização édefinida como uma redução decontaminantes igual ou superior a8 logs, 10-8 ou 99,999999%.
A desinfecção é a redução naconcentração de patogênios paraníveis não infecciosos. Adesinfecção atinge vários níveis deredução.
1 log...10-1...90%2 log...10-2...99%3 log...10-3...99,9%4 log...10-4...99,99%5 log...10-5...99,999%
Parâmetros de qualidadeda água
Para efetuar a desinfecção deágua potável e industrial sãonecessárias certas condições paraa água:
• Filtro de partículas de 5micra, pois vírus ou bactériaspodem deixar de ser atingidosquando houver partículas.
• Dependendo da qualidade daágua, filtros de carvão poderão sernecessários para retirada dematerial orgânico, que interfere natransmissão da luz ultravioleta.
• Deve-se reduzir níveis deferro e de manganês para 0,3partes por milhões (ppm) e 0,05ppm, respetivamente, e durezaabaixo de 100 ppm. Ferro,manganês e dureza (cálcio emagnésio) podem precipitar-seno tubo de quartzo prejudicandoa transmissão da luz.
Figura 5
Figura 6
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40
30
20
10
0
DOSI
S DE
UV
75 80 85 90 95 %UVT
10
1
10-1
10-2
10
Frac
ción
Sob
revi
vien
te
-3
10-4
10 0 5 10 15 20 25 30 35 Dosis (mW seg/cm2)
-5
Hierro, manganeso y dureza (calcio y magnesio) pueden precipitarse enel tubo de cuarzo, lo que perjudicará la transmisión de luz.
Dado que los filtros de carbón y resinas pueden acelerar lamultiplicación de bacterias, los reactores de ultravioleta deben serinstalados al final de la línea, es decir, detrás de los mismos.
Dosificación de luz UVLa siguiente fórmula muestra la manera de calcular la dosificación
de luz UV:
Dosificación = Intensidad × Tiempo de Retención
Donde:
Dosificación, intensidad medidaen microwatt-segundos porcentímetro cuadrado (µWs/cm2).
El tiempo es medido ensegundos (s).
NOTA: 1,000 µWs/cm2 = 1 mWs/cm2 = 1mJ/cm2 (mWs = miliwatt-segundos; mJ = milijoules)
Factores que afectanla desinfección eficazcon UV
• Calidad del agua• Transmisión de luz UV• Sólidos en suspendidos• Nivel de orgánicos disueltos• Dureza total• Condición de la lámpara• Limpieza del tubo de cuarzo• Tiempo de uso de la lámpara• Tratamiento del agua antes
de aplicar luz UV• Flujo• Diseño del reactor
Estos factores están rela-cionados principalmente con laexposición de los contaminantes enel agua y la transmisión eficiente deluz UV para una activaciónadecuada. Los problemas incluyenel sombreado (cuando loscontaminantes pequeños sonofuscados por otros contaminantespresentes en el agua), incrustacióno decoloración del tubo de cuarzo,intensidad de la lámpara y flujos noadecuados.
Transmisión de luz UVLa transmisión de luz UV es
Como filtros de carvão e resinas podem agir como aceleradores demultiplicação de bactérias, os reatores de ultravioleta devem ser instaladosno final da linha, ou seja, após esses.
Dosagem de luz UVA fórmula a seguir representa como é calculada a dosagem de UV:
Dosagem = Intensidade x Tempo de Retenção
Onde:
Dosagem, intensidade medidaem microwatt-segundos porcentímetro quadrado (µWs/cm2).
Tempo é medido emsegundos (s).
NOTA: 1.000 µWs/cm2 = 1 mWs/cm2 = 1 mJ/cm2 (mWs = miliwatt-segundos; mJ = milijoules).
Fatores que afetam umadesinfecção eficaz com UV:
• Qualidade da água• Transmissão do UV• Sólidos suspensos• Nível de orgânicos dissolvidos• Dureza total• Condições da lâmpada• Limpeza do tubo de quartzo• Tempo de uso da lâmpada• Tratamento da água antes do UV• Vazão• Projeto do reator
Esses fatores estão rela-cionados principalmente com aexposição dos contaminantes naágua e a transmissão eficiente de UVpara uma ativação adequada. Osproblemas incluem o sombreamento(em que os contaminantes pequenossão ofuscados por outroscontaminantes presentes na água),incrustação ou descoloração do tubode quartzo, intensidade da lâmpadae fluxos inadequados.
Transmissão do UVA transmissão de UV é definida
como porcentagem da luz UV comcomprimento de 254 nm nãoabsorvida após passar através deuma espessura de água de 1 cm. A
Figura 7
Figura 8
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definida como el porcentaje de la luz UV con una longitud de 254 nm noabsorbida después de pasar a través de una espesura de agua de 1 cm. Latransmisión depende de los materiales disueltos y suspendidos en elagua (ver Figura 6). Las transmisiones reducidas disminuyen la intensidadde la luz en el agua, requiriendo, por lo tanto, un mayor tiempo deexposición para que el agua reciba una dosis apropiada.
La claridad visual del agua no es un buen indicador de la transmisión,ya que el agua que es clara para la luz visible puede absorber o comprimirla longitud de onda de la luz ultravioleta.
La mejor forma de medir la transmisión de luz ultravioleta en elagua es por medio de una pequeña muestra en un aparato llamadofotómetro, que mide específicamente la transmisión de la longitud deonda de 254 nm en el agua. El fotómetro informa el resultado enporcentajes. Por ejemplo, transmisión: 25%, 70%, 79%, 85%, 99%, etc.El impacto de la luz ultravioleta combinada con la transmisión UV-T semuestra en la Figura 7.
La Figura 8 ilustra una prueba práctica demostrando la relaciónentre la dosificación y ladesactivación de coliformesfecales de efluente.
Factores de diseño de undispositivo UV
La cámara de agua o elreactor debe ser diseñado de talmanera que asegure que todos losmicrobios reciban una dosissuficiente de exposición a la luzultravioleta. Si no, algunos rayosultravioleta experimentan elllamado “corto-circuito”, es decir,los microbios pasan por lacámara sin recibir una dosissuficiente de luz ultravioleta.Actualmente esas cámaras sondiseñadas de la misma forma queaviones y carros, es decir, sonprobadas en túnelesaerodinámicos.
Al diseñar los reactores seutilizan los sistemas CFD(computacional fluid dynamics—d i n á m i c a d e f l u i d ocomputacional). Estos sonprogramas que muestran cómodirigir el flujo de agua y latrayectoria de partículas a travésde la cámara, a fin de optimizar eldiseño.
Sin duda la prueba final conanálisis del agua antes y despuésdel proceso ultravioleta, variandoel flujo, la cantidad decontaminación antes y después dela luz ultravioleta, es lo que nosdará la indicación final delproducto.
120
100
80
60
40
20
0
Longitud de Onda (nm)
Pote
ncia
180
210
240
270
300
330
360
185nanômetros
253.7nanómetros
100
80
60
40
20
0
Longitud de Onda (nm)
Pote
ncia
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
Tabla 1. Reducción de coliformes fecales
Reducciones Log: 1 2 3 4 5Porcentaje de muerte: 90 99 99.9 99.99 99.999Dosis de la Fig. 8: 4 7 10 22 -Cuenta inicial de Cuenta final de microios por 100 mlmicrobios por 100 ml 100 10 1 - - - 1,000 100 10 1 - - 10,000 1,000 100 10 1 - 100,000 10,000 1,000 100 10 1 1,000,000 100,000 10,000 1,000 100 1010,000,000 1,000,000 100,000 10,000 1,000 100
transmissão depende de materiais dissolvidos e suspensos na água (verFigura 6). Transmissões reduzidas diminuem a intensidade da luz naágua, requerendo, portanto, maior exposição de tempo a fim de que aágua receba uma dose apropriada.
A claridade visual de uma água não é um bom indicador de suatransmissão, uma vez que a água que é clara para luz visível pode absorvero comprimento de onda da luz ultravioleta.
A melhor forma de medir a transmissão de luz ultravioleta na águaé fazer a medição com uma pequena amostra em um aparelho chamadofotômetro, que mede especificamente a transmissão do comprimento deonda de 254 nm na água. O fotômetro informa o resultado em termos deporcentagem. Por exemplo, transmissão: 25%, 70%, 79%, 85%, 99%,etc. Veja na Figura 7 o impacto da luz ultravioleta combinada com atransmissão UVT.
Veja a Figura 8, um teste prático, demonstrando relação de dosagemx inativação de coliformes fecais de efluente.
Fatores de projetode um UV
A câmara de água ou reatordeve ser projetada de tal forma queassegure que todos micróbiosrecebam uma dose suficiente deexposição à luz ultravioleta.Quando não projetados visando aesse padrão, alguns raiosultravioletas sofrem o que sechama “curto-circuito”, ou seja,micróbios passam pela câmarasem receber dose suficiente de luzultravioleta. Atualmente essascâmaras são projetadas da mesmaforma que aviões e carros, ouseja, testadas em túneis com fluxode ar.
No caso de reatores, noprojeto utilizam-se os sistemasCFD (computacional fluiddynamics—dinâmica de fluidocomputacional), ou seja,programas que mostram como seprocessa o fluxo de água atravésda câmara, mostrando inclusive atrajetória de partículas, para seotimizar o projeto.
Sem dúvida o teste final comanálises de água antes e após oultravioleta, variando-se vazão,quantidade de contaminaçãoantes e após o ultravioleta, é quenos dará a indicação final doproduto.
Tecnologia de lâmpadasBasicamente, dois tipos de
lâmpadas são utilizados em umprojeto de ultravioleta.
Figura 9
Figura 10
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Tecnología de lámparasBásicamente, se utilizan dos tipos de lámparas en un proyecto de
luz ultravioleta:1) Presión de mercurio baja2) Presión de mercurio medianaActualmente se utiliza un nuevo tipo de lámparas con baja presión
de mercurio: lámparas de baja presión y alta potencia (LPHO*). La ventajareside en la reducción del número de lámparas, lo que aumenta la potenciadel sistema y disminuye el costo.
A continuación se presenta una relación de microorganismos y ladosificación necesaria para su desactivación en un 90% y 99% (verTabla 2).
Ventajas en el uso y mantenimiento de luz UV:• No genera subproductos• No se necesitan tanques de contacto; apenas algunos segundos
son suficientes para la desinfección
1) Baixa pressão de mercúrio2) Média pressão de mercúrioAtualmente uma nova versão de lâmpadas com baixa pressão
de mercúrio está sendo utilizada: lâmpadas de baixa pressão egrande potência (LPHO*). A vantagem é na redução do número delâmpadas, aumentando a potência do sistema e diminuindo o custo.
Apresentamos abaixo (ver Tabela 2) uma relação demicroorganismos, bem como a dosagem necessária para sua inativaçãocom 90% e 99%.
Manutenção e vantagens no uso de radiação UV• Não gera subprodutos• Não necessita de tanques de contato; apenas alguns segundos são
suficientes para a desinfecção• Não oferece riscos ao usuário• A manutenção é muito simples, pois necessita apenas de troca
anual da lâmpada e limpeza do tubo de quartzo de tempos em tempos.Dependendo da qualidade da água, a limpeza é dispensável.
Tabla 2. Dosis de UV (mWs/cm2) para inactivación 1 Log o 2 Log de población microbiana
Microorganismos 1 Log 2 Log Ref* Microorganismos 1 Log 2 Log Ref*BACTERIAS VIRUSBacillus anthracis 4.5 8.7 MS-2 Coliphage 18.6 - 5Bacillus subtilis, esporas 12 22 F-específica bacteriophage 6.9 - 2Bacillus subtilis 7.1 11 Hepatitis A 7.3 - 5,6Campylobacter jejuni 1.1 - 5 Influenza virus 3.6 6.6 2Clostridium tetani 12 22 1 Polio virus 5.77 - 5,6Corynebacterium diphtheriae 3.4 6.5 1 Rotavirus 8.11 - 5,6Escherichia coli 3 6.6Klebsiella terrigena 2.6 - 5Legionella pneumophila 0.9 2.8 4Sarcina lutea 20 26.4 PROTOZOARIOSMycobacterium tuberculosis 6 10 Giardia lamblia 1.1 8.1 -Pseudomonas aeruginosa 5.5 10.5 6 Cryptosporidium parvum 2.5 21.7 -Salmonella enteritidis 4 7.6Salmonella paratyphi 3.2 - 3Salmonella typhi 2.1 - 5Salmonella typhimurium 3 6 ALGASShigella dysenteriae 2.2 4.2 Azul-verde 300 600 1,3Shigella flexneri (paradysenteriae) 1.7 3.4 Chlorella vulgaris 12 22 1,2Shigella sonnei 3 - 5Staphylococcus aureus 5 6.6Streptococcus faecalis 4.4 - 5Streptococcus pyogenes 2.2 - LEVADURAVibrio cholerae (V.comma) - 6.5 6 Saccharomyces cerevisiae 7.3 13.2 1Yersinia enterocolitica 1.1 - 5
* Referencias1. Legan, R.W., “UV disinfection chambers,” Water and Sewage Works, R56-R61, 1980.2. Jevons, C., “Ultraviolet systems in water treatment,” Effluent and Water Treatment Journal, J22: 161-162, 1982.3. Groocock, N.H., “Disinfection of Drinking Water by Ultraviolet Light,” J. Inst. Water Engineers and Scientists, 38(2), 163-172, 1984.4. Antopol, S.C., “Susceptibility of Legionella pneumophila to Ultraviolet Radiation,” Applied and Environmental Microbiology, 38, 347-348, 1979.5. Wilson, B., “Coliphage MS-2 as UV Water Disinfection Efficacy Test. Surrogate for Bacterial and Viral Pathogens,” presentado en la Conferencia de Tecnología de laCalidad del Agua, American Water Works Association, 1992.6. Wolfe, R.L., “Ultraviolet Disinfection of poTabla water: Current Technology and Research,” Environmental Science Technology, 24(6), 768-773, 1990.
• No presenta riesgos al usuario• El mantenimiento es muy
simple, pues necesita solamente unreemplazo anual de la lámpara ylimpieza del tubo de cuarzo de vez encuando. Dependiendo de la calidaddel agua, la limpieza puede no sernecesaria.
Otras aplicaciones de UVEfluentes: La gran ventaja del
uso de luz ultravioleta en efluentes esque no se agrega nada al agua, esdecir, cuando el efluente esdescargado en un cuerpo acuático, elagua está prácticamente libre decontaminantes; cumple con loslímites de microorganismos y notransmite subproductos nocivos almedio ambiente.
Descomposición de ozono: Condosificación apropiada, el procesoultravioleta transforma el ozono enoxígeno: 2O3 + UV254 = 3O2
Uso de luz UV para decloración:Dosis elevadas de ultravioleta, utilizándoselámparas de presión mediana, reducenlos niveles de cloro en el agua. Estasolución es utilizada cuando no esdeseable el uso de filtros de carbónactivado o de sodio metabisulfito.
Procesos de oxidaciónavanzada para efluentes
Reducción de COT (TOC*)—Carbono Orgánico Total: Otra aplicación importante de la luz ultravioletaes el uso en procesos de oxidación avanzada, utilizándose, por ejemplo,UV + H2O2 (peróxido de hidrógeno), UV + O3 (ozono) y UV + TiO2
(dióxido de titanio).Cuando se oxidan los efluentes de las industrias químicas,
farmacéuticas o cosméticas mediante los procesos enumerados arriba,se produce el radical OH*, que quiebra las cadenas complejas de efluentesy las transforma en subproductos más simples, y hasta en CO2 + H2O.
ConclusiónLa tecnología de luz ultravioleta de hoy puede ser aplicada en varias
áreas, y el desarrollo de nuevos productos con mayor poder dedesinfección y menor precio es actualmente el gran objetivo de losprincipales fabricantes.
Regresando al inicio de nuestro artículo—cloro, luz ultravioleta yozono, no considero que estas tecnologías sean concurrentes, sinocomplementarias. Los sistemas avanzados de tratamiento de agua potable,pura o ultrapura, muchas veces emplean las tres tecnologías en un mismoproyecto.
Creo que los productores de estas tecnologías deberían reunirsepara desarrollar un conjunto de sistemas de desinfección utilizando lastres tecnologías.
* Por sus sigl s en inglés.
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Tabla 3. Algunas Aplicaciónes de Desinfección por UV
Desinfección de Agua PotableMunicipal Hospitales
Uso Colectivo EscuelasCampamentos Asilos
Centros Recreativos Centros ComunitariosHoteles Residencial
Desinfección de EfluentesMunicipal Condominios
Residencial Industrial
ComercialAcuicultura HidroponíaLaboratorios AcuariosRestaurantes Bares
IndustrialFarmacéutica Bebidas
Eletrónica EnlatadosLácteos AlimentariaNaval Destilería
Petrolera TextilCosméticos Gráfica
Protección para otras tecnologías de tratamiento de aguaTecnologías de membrana (ósmosis inversa, ultrafiltración)
Resinas de deionizaciónFiltros de carbón activado
Aplicaciones de UV en AireRespiro de tanques
Aire comprimido estérilDuctos de aire acondicionado
Outras aplicações de UVEfluentes: A grande vantagem do
uso de ultravioleta em efluentes é quenada é acrescentado à mesma, ou seja,quando o efluente é despejado em umcorpo aquático, com isso a água estápraticamente isenta ou de acordo comos limites de microorganismos e semsubprodutos nocivos ao meioambiente.
Quebra de ozônio: O ultravioletacom dosagem apropriada transforma oozônio em oxigênio: 2O3 + UV254 = 3O2
Uso de UV para descloração:Dosagens elevadas de ultravioleta,utilizando-se lâmpadas de médiapressão, reduzem os níveis de clorona água. Essa solução é utilizadaquando não se deseja o uso de filtrosde carvão ativado ou sódiometabissulfito.
Processos de oxidaçãoavançada para efluentes
Redução de COT (TOC*)—Carbono Orgânico Total: Outraimportante aplicação de ultravioleta éo uso em processos de oxidaçãoavançada, utilizando-se, por exemplo,UV + H2O2 (peróxido de hidrogênio),UV + O3 (ozônio) y UV + TiO2 (dióxidode titânio).
Oxidando-se efluentes deindústrias químicas, farmacêuticas oucosméticas com os processos acima, é
produzido o radical OH* que quebra cadeias complexas de efluentes,transformando-as em subprodutos mais simples, ou mesmo em CO2 + H2O.
ConclusãoA tecnologia de ultravioleta hoje pode ser aplicada em várias áreas
e o desenvolvimento de novos produtos com maior poder de desinfecçãoe menor preço é atualmente o grande objetivo dos principais fabricantes.
Voltando ao início de nosso artigo—cloro, ultravioleta e ozônio,não considero essas tecnologias concorrentes, porém complementares.Os sistemas avançados de tratamento de água potável, pura ou ultrapura,muitas vezes empregam as três tecnologias em um único projeto.
Creio que os produtores dessas tecnologias deveriam-se reunirpara desenvolver um conjunto de sistemas de desinfecção utilizando astrês tecnologias.
* Por suas siglas em inglês.
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AgradecimientoEl autor quiere agradecer a Phil Carrigan, Bill Cairns, Gail Sakamoto y Bruce Laing, de Trojan Technologies Inc., de London, Ontario,
Canadá, por su ayuda en este artículo.
Acerca del AutorElio Pietrobon Tarrán es Director General de Tech Filter (Indaiatuba, São Paulo, Brasil), empresa miembro de la Water Quality Association
(WQA), fabricante de filtros y sistemas de tratamiento de agua y efluentes. También es miembro del Comité Consultivo de Asesores Técnicosde Agua Latinoamérica. Contacto: +55(19) 3894-6399, [email protected], www.techfilter.com.br
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