ESTUDIO DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN DISPOSITIVO PARA LA DESINFECCION DE AGUA MEDIANTE RADIACIÓN ULTRAVIOLETA

RESUMEN

Según estadísticas de la secretaria de salud, en el departamento de Boyacá – Colombia para el año 2011 un 55,28% de los municipios no cuenta con agua apta para el consumo humano, lo cual se debe a la ausencia de tratamiento adecuado en los sistemas de abastecimiento de agua.

La investigación se enfoca en uno de los municipios con mayor índice de riesgo a la calidad del agua (IRCA) en el departamento, el cual, presenta para el año 2011 un 52,17% ubicándolo en un nivel de riesgo alto.

Con el ánimo de brindar alternativas de solución a tal inconveniente, se desarrolla un minucioso estudio a los diversos métodos de desinfección de agua tanto físicos como químicos. De tal estudio, se confirma que estos últimosson perjudiciales para el ser humano, debido a que la mayoría estos generan subproductos carcinógenos, por tal motivo se opto el empleode un método físicoa fin de solucionar el problema antes expuesto.

Uno de los métodos de desinfección física altamente efectivo pero no muy común es la radiación ultravioleta (UV), el cual actúa con una longitud de onda de 254nm, lograndoinactivar los microrganismos. Esta interviene la estructura del ADN de los mismos, inactivándolos y haciendo que no exista ningún riesgo de contagio. Por tal motivo sepretende diseñar y construir un equipo piloto de desinfección con lámparas de radiación ultravioleta, que sea práctico en la adquisición de sus materiales, ensamblaje y puesta en funcionamiento.

Tal equipo será ensayado y calibrado para remover microorganismos como E coli y coliformes, causantes de enfermedades de orden gastrointestinal en los pobladores de la región en estudio. Una vez comprobado su funcionamiento estará a disposición de los mismos, mediante un modelo de ensamblaje que les permita su fácil adquisición.

1. INTRODUCCIÓN

El sistema de tratamiento de agua potable, maneja una amplia gama de alternativas en sus procesos, de forma que permite el estudio de una gran variedad de opciones a la hora de implementar diversos métodos que optimizan su funcionamiento.

De esta forma en el amplio proceso de la desinfección, se hallan tanto alternativas químicas como físicas.

Dentro de las químicas el propósito es básicamente eliminar microorganismos haciendo reaccionar el agua con diferentes componentes químicos como por ejemplo: Cloro (en sus diferentes estados, solido, líquido o gaseoso), Bromo, Yodo, Permanganato de Potasio y Ozono entre otros.

Dentro de las físicas se busca principalmente inactivar los microorganismos atentando contra su ADN, aquí se encuentran opciones como: filtración por membranas (nano filtración, micro filtración, ultra filtración), desinfección solar y desinfección con radiación ultravioleta, entre otras.

Puesto que la desinfección mediante procesos físicos posee menor cantidad de consecuencias y/o efectos adversos a la salud humana, se plantea la opción de implementar en éste proyecto un método de desinfección física, basada en la eliminación de microorganismos presentes en el agua, a partir de la exposición de los mismos a la radiación ultravioleta.

Este método de desinfección con radiación ultravioleta se muestra con un grado alto de efectividad, debido a que además de inactivar los microorganismos afectando su ADN, no genera subproductos de la desinfección.

Así mismo se halla a partir del análisis de la información obtenida mediante la Secretaria de salud de Boyacá, acerca de los índices de riesgo a la calidad del agua en los diferentes municipios del departamento de Boyacá, que uno de los municipios que más impacto ha tenido en relación a éste aspecto en el departamento es el municipio de Santana.

Este municipio se halla ubicado en la provincia de Ricaurte en la zona norte del departamento de Boyacá, con una población de 7.349 habitantes. Por tal motivo se plantea dar una opción alternativa a la población del municipio en mención, estudiando, diseñando y construyendo, un equipo portable de desinfección de agua mediante radiación ultravioleta, que permita reducir el contenido de microorganismos presentes en el agua, optimizando su calidad y mejorando las condiciones de salubridad de la comunidad.

Tal proceso será llevado a cabo a través del muestreo y la experimentación con la calidad del agua, elaborando prototipos del equipo y sometiéndolos a pruebas periódicas, hasta que se logre obtener la calibración adecuada, para optimizar las condiciones del agua del municipio de tal forma que llegue a ser apta para el consumo humano.

2. ANTECEDENTES

Debido a la importancia que tiene el agua para la vida del ser humano, éste desde sus inicios se ha visto en la necesidad de consumirla de lagos y ríos. Debido al evidente aumento en la población mundial con el transcurso de los años, tal necesidad ha incrementado de forma que se comenzó a invertir gran cantidad de tiempo y dinero buscando la forma más adecuada para mejorar la calidad de la misma.

En el tratamiento de agua para consumo humano se emplean diversos procesos que buscan optimizar la calidad de la misma, éstos deben llevarse a cabo de la forma más adecuada y precisa.

Uno de los procesos con mayor importancia en tal tratamiento es el de desinfección, el cual,no es más que un proceso diseñado para reducir el número de microorganismos patógenos presentes en el agua. (American Water Works Asociation, 2002).

Ésta como se menciono puede ser química, en la cual los microorganismos son oxidados por el químico, muriendo progresivamente (Ponce, 2005); o física, la cual, se destaca principalmente por la naturaleza física de su funcionamiento ya que no requiere del uso de químicos que generan deseados (Rojas, 2008).

En el método de desinfección químico, el agente oxidante más empleado es el cloro; el cual fue uno de las primeros agentes implementados en los Estados Unidos en 1908 en Bubbly Creek, llegando a tratar para 1918 más de 1000 ciudades con un caudal total aproximado de 1,1x107 m3/día. Con el tiempo se introdujeron más desinfectantes químicos altamente efectivos, entre los se encuentran: las cloraminas empleadas por primera vez en Ottawa, Canadá y Denver, Colorado en 1917 y el amoniaco desarrollado un poco más tarde (American Water Works Asociation, 2002).

Aunqueéste métodose introdujo como uno de los más efectivos en la desinfección, se halló que sus agentes en ciertos periodos de tiempo y en reacción con ciertos compuestos, son capaces de generar subproductos que llegan a ser nocivos para la salud humana, acarreando consecuencias carcinógenas (Sarmiento, 2003).

Es aquí donde se descubre hacia la mitad de los años 70,

...