DESINFECCIÓN CON LUZ ULTRAVIOLETA (UV)
Integrantes de Grupo: Culqui Culqui, Kevin Flores Mendoza, Alberto Núñez Dávila, Keren Jemima Ramírez Ruiz, Luis Miguel Sinti Salas, Sonia Bety
Aspectos generales
La radiación UV inactiva los microorganismos por la absorción de la luz, que causa una reacción fotoquímica que altera los componentes moleculares esenciales para la función de las células. Cuando los rayos de radiación UV penetran la pared celular del microorganismo, la energía reacciona con los ácidos nucleicos y otros componentes vitales de la célula, produciendo lesión o muerte de las células expuestas (EPA 815-R99-014, Abril 1999).
Las investigaciones disponibles concluyen que además de ser un método muy apropiado para la inactivación de microorganismos pequeños como bacterias y virus, dosis adecuadas de UV pueden inactivar con muy buena eficiencia protozoarios tales como Giardia y Cryptosporidium (DeMers y Renner, 1992, en EPA 815-R-99-014, Abril 1999)
La radiación ultravioleta pertenece al espectro electromagnético y está situada en la faja de 40 a 400 nm de longitud de onda, entre los rayos X y la luz visible (Koller 1952, en Daniel, 2001).
La división de la radiación UV puede ser clasificada en UV vacío (40-200 nm). UV-C (200-280 nm), UV-B (280-315 nm) y UV-A (315-400 nm) (EPA 815-R-99-014, Abril 1999; Daniel, 2001).
En términos de efecto germicida, el rango óptimo de UV se encuentra entre 245 y 285 nm (EPA 815-R-99-014, Abril 1999; Daniel, 2001).
En cambio, el material orgánico y la turbiedad pueden proteger a los microorganismos de las radiaciones, bajando la eficiencia del proceso, y con aguas duras puede ocurrir que sales poco solubles se depositen en el tubo que reviste las lámparas lo cual puede ser sumamente prejudicial (EPA 815-R-99-014, Abril 1999: Daniel, 2001).
La radiación de luz ultravioleta utilizada para inactivación de microorganismos usualmente es obtenida por medio de lámparas especiales, la gran mayoría compuesta por lámparas de vapor de mercurio ionizado, de baja y media presión. Esto significa que es necesario contar con energía eléctrica para poder implementar el proceso (Daniel, 2001).
Dosis de Radiación Ultravioleta
El grado de inactivación que puede lograrse está directamente relacionado con la dosis de radiación UV, calculada como: D=I*t D = Dosis de radiación UV (m1N•s/cmí, equivalente a mJouleslcm2) I = Intensidad (mW/cm2) t = Tiempo de exposición (s)
La fracción de organismos que sobreviven a la radiación es función de la dosis, de modo que, siendo N, y N el número de organismos antes y después de la radiación. N = N0 * f(D)
Para elevadas remociones la concentración remanente aparece como función de la dosis y la calidad del agua, y es Independiente de la concentración Inicial de microorganismos (EPA 815-R-99-014, Abril 1999).
Tchobanoglou4(1997, en EPA 815-R-99-014, Abril1999), sugiere la siguiente relación entre loti organismos coliformes que sobreviven y la dosis: N = f • Dn
La demanda del agua es medida con espectrofotómetro a la longitud de onda de 254 nm, con celdas de 1 cm, expresada como absorbancia UV-254 nm (EPA 815-R-99-014, Abril 1999). El porcentaje de transmitancia es determi¬nado en función de la absorbancia (A):
lo = Intensidad de radiación incidente I = Intensidad de radiación transmitida Porcentaje de transmitancia = 100. 10-A Tabla 5.3.1 Absorbancia y transmitancla para distintas fuentes de agua bruta (Fuen¬te: DeMers y Renner, 1992 en EPA 815-R-99-014, Abril 1999) Calidad de la
Absorbancia
fuente de agua
(1/cm)
Porcentaje de Transmitancia
Excelente
0,022
95
Buena
0,071
85
Regular
0,125
75
Inactivación de bacterias y virus con radiación UV
La mayoría de bacterias y virus requieren de bajas dosis de radiación ultravioleta, de 2 a 6 mW*s/cm2. son suficientes para inactivar 1.0 log
Otras referencias confirman 4 unidades Logaritmicas, para
inactivar poliovirus, Ecovirus y el virus
Coxsackie con una dosis de 4 Mw*s/ cm2.
Dosis comprendidas entre 21 a 36 mw*s/ cm2 logran inactivar 2 a 3 log de virus.
Dosis
de
6 a 15 mW*s/cm2 para
inactivar el virus de la hepatitis A,
provenientes
de aguas
subterráneas.
para inactivar 3 log de bacterias virus, incluyendo eschericha coli, estreptococos fecales, poliovirus y Reovirus, con dosis de UV superiores a 45 mW*s/cm2 en una longitud de onda de 254 nm.
Estudios
comparativos confirma
que los organismos virales Colifagos son
resistentes en comparación a los virus del hepatitis A. Poliovirus y Rotavirus
de
2 a
3 veces más
INACTIVACION DE PROTOZOARIOS CON RADIACION UV
La inactivación de estos microorganismos requiere de dosis mayores que a las necesarias para inactivar bacterias y virus.
Menos de 80% de inactivación de giardia se logra con dosis de 63 mw*s/cm2,
Para un porcentaje de :
1log se requiere una dosis de 82 Mw*s/cm2. 2log se requiere dosis de 121 mW*s/cm2. cantidad para inactivar 2log de guardia.
Estudios. Para para la inactivación de cryptosporidium parum. En 2 a 3 log de inactivación fueron logrados con una intensidad de 14,58 Mw/ cm2. durante un tiempo de exposición de 10 minutos.
Resientes estudios han demostrado que los sistemas convencionales, no presentan seguridad frente al parasito cryptosporidium parvum(dolor abdominal, náuseas y diarrea). E incluso en aquellos sistemas que logran reducir su turbiedad en 0.05 UNT. Los estudios efectuados sobre 82 plantas potabilizadoras de agua subterránea en los EE.UU. Reportan un riesgo de contraer criptosporidiosis de 52 infecciones por 100 habitantes/por año.
Subproductos de la radiación
UV
Escasa información existe en la literatura acerca de la generación de subproductos de la desinfección con luz ultravioleta
La radiación ultravioleta no inactiva por medio de reacciones químicas, ciertas investigaciones sugieren que se producen reacciones fotoquímicas con los ácidos ARN y ADN de los organismos.
la inactivación por radiación ultravioleta, la formación de subproductos de desinfección es mínima en comparación con los desinfectantes químicos, ozono, cloro, eje el exceso de cloro producto trihalometanos.
Otras referencias señalan que la luz ultravioleta tiene la capacidad de desinfectar sin producir cambios físicos o químicos considerables en el agua. Y que no se han identificado efectos directos adversos sobre la salud.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS D E LA DESINFECCION CON RADIACION UV Ventajas
Efectividad para inactivar gran variedad de bacterias y virus, con dosis pequeñas.
Mínimos riesgos de salud, por escaso o nula formación de subproductos.
Seguridad ningún producto químico
Bajos costos de implantación, operación y mantenimiento.
Corto tiempo de o, del orden de segundos, por lo que no es necesario la construcción de grandes tanques
Desventajas
Si se emplean dosis subletales, existen mecanismos de reparación internos del daño provocado al ADN de los organismos.
No confiere efecto residual
Materia orgánica disuelta o en suspensión, reduce la intensidad de radiación .
La radiación ultravioleta puede causar lesiones en los ojos y cáncer de piel.