"Tecnologías avanzadas de oxidación aplicadas a la desinfección de aguas. Estudio cinético"

MARISOL D. LABAS; ALEJANDRO TROMBERT; CARLOS A. MARTIN; ALBERTO E. CASSANO

Santa Fe

Congreso; XXIV Congreso Argentino de Química; 2002

Asociación Química Argentina y UNL

Los elevados niveles de contaminación microbiológica de fuentes de provisión de aguas, tanto superficiales como subterráneas, destinadas a ser procesadas para el posterior consumo humano, representan un problema de creciente gravedad. Los tratamientos de desinfección tradicionalmente utilizados para eliminar la presencia de microorganismos patógenos (bacterias, virus, hongos y parásitos) se basan en la acción germicida del cloro en sus diferentes variantes. A pesar de su probada efectividad, las inevitables reacciones del agente desinfectante con sustancias naturales contenidas en el agua (e.g., sustancias húmicas) generan subproductos, algunos de los cuales son tóxicos y presumiblemente mutagénicos. Esto motiva a que se incentive, desde los organismos de control, el desarrollo y utilización de métodos alternativos de desinfección.Dentro de las tecnologías posibles de utilizarse para reemplazar al cloro, están aquellas que utilizan radiación ultravioleta (sola o con la adición de agentes oxidantes) como fuente de energía de las reacciones de inactivación de microorganismos. Estas tecnologías (incluidas dentro de las denominadas Tecnologías Avanzadas de Oxidación) brindan un método de desinfección libre de efectos desagradables y dañinos a la salud humana. La radiación UV “germicida” (253.7 nm) es absorbida por el material genético de los microorganismos, formándose dímeros pirimidínicos que distorsionan el ADN, interfiriendo en el proceso de replicación de las bacterias por mecanismos aún no establecidos detalladamente.Al nivel de aplicación tecnológica, si bien existen actualmente en el mercado equipos que utilizan este tipo de procesos, sus parámetros de diseño y funcionamiento resultan puramente empíricos no existiendo todavía una base racional de conocimientos (cinética detallada de la desinfección, determinación a priori de “dosis mínimas”, etc.) que permitan el modelado y diseño de los equipos con base científica. Precisamente, para el diseño es indispensable disponer de una expresión cinética representativa del proceso.En este trabajo se presentan los resultados obtenidos mediante el modelado matemático y verificación experimental de la cinética de la inactivación de un contaminante microbiológico modelo (Escherichia coli, reconocido indicador de contaminación fecal) utilizando radiación UV. El dispositivo experimental utilizado está compuesto por un reactor cilíndrico (74.5 cm3 ) iluminado en ambas caras (cuarzo) por dos lámparas germicidas (Heraeus NNI 40) dotadas de reflectores parabólicos, una bomba peristáltica de recirculación y un reservorio (2000 cm3). La evolución de la concentración de Escherichia coli en función del tiempo se determina por recuento en placa (UFC/ml) utilizando placas específicas Petrifilm. El trabajo experimental se diseñó de manera de analizar el efecto sobre la cinética de las distintas variables relevantes (concentración de bacterias, velocidad de absorción de energía, concentración de oxígeno).Sobre la base de un esquema cinético se deriva la expresión matemática correspondiente, y se analizan los resultados experimentales utilizando un programa de optimización multiparamétrica no lineal para verificar la validez del modelo y obtener los valores de los parámetros cinéticos.