ESTERILIZACIÓN DEL AGUA POR LUZ ULTRAVIOLETA GERMICIDA

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¿Qué es luz ultravioleta?

Se entiende por luz ultravioleta como la porción del espectro electromagnético que se encuentra entre los rayos X y la luz visible (Wright,1990), esta tiene longitudes de onda entre 400 y 100 nm, y se origina a partir de transiciones electrónicas de las capas exteriores de los átomos. Esta inhibe a la acción bacteriana dando efectos sobre las proteínas y aminoácidos y puede provocar la muerte biológica, es utilizada mucho en la industria de alimentos para esterilizar el agua, para desinfectar áreas donde se realizan cultivos microbiológicos y desinfección de alimentos. Esto se da con longitudes de onda inferiores a los 290 nm (UVC)(Portero,2015).

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- Hidrodinámica

La Hidrodinámica es la parte de la física que estudia las propiedades y comportamientos de os líquidos en movimiento. Por lo tanto, existen dos tipos de líquidos: 1) Liquido ideal, que es aquel que una vez puesto en movimiento no pierde energía mecánica. No existen fuerzas de rozamiento (no conservativas) que se opongan a su desplazamiento. 2) Liquido real, es aquel en el que, al existir fuerzas de rozamiento, la energía mecánica no se conserva pues parte de ella se disipa en forma de calor. Aunque los líquidos no son ideales, el modelo del fluido ideal es una buena aproximación para el estudio del comportamiento mecánico de líquidos en circulación. (Anonimo, Hisrodinamica, 2009). Si bien nos damos cuenta, en esta investigación se habla sobre el agua en movimiento que debe ser desinfectada, por lo que debemos entender más o menos como los líquidos(agua) fluyen y cómo se comportan al hacerlo.

- Aplicación de la luz ultravioleta en los alimentos.

La principal aplicación de la luz ultravioleta en la industria alimentaria, es la desinfección o eliminación de microorganismos patógenos o de deterioro y metales pesados que este alimento pueda tener y que pueda afectar a la salud humana. Se la utiliza en las cervecerías, para desinfección de envases, en conservas, en productos lácteos, desinfección de aguas, entre otros. También es utilizado en los laboratorios de industrias alimentarias para eliminar los microorganismos que puedan afectar a los análisis microbiológicos de alimentos (Wright,1990).

- Importancia de la luz ultravioleta en los alimentos.

Es muy importante utilizar la luz ultravioleta en los alimentos ya que es un método muy fácil de utilizar, tiene ventajas y desventajas que se mencionaran luego, pero, es de gran importancia para los alimentos. Se dice que no es preciso utilizar en solidos o materiales que reflecten la luz ya que no lograría penetrar y eliminar todo microrganismo dentro del producto, por lo tanto, es importante utilizar en agua transparente para que de este modo eliminar por completo los microorganismos.

- Función de la desinfección por luz ultravioleta.

Para la desinfección del agua tenemos que tomar en cuenta la cinética deilnactivacion y el concepto de dosis uv, a menudo se dice que la cinética de inactivación microbiana por UV sigue la ley de Chick:

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Donde No es la concentración inicial de microbios previa a la aplicación de UV, N es el número de microbios que restan después de la exposición a la luz UV, I es la intensidad UV, t es el tiempo de exposición, y k es la constante del ritmo de inactivación microbiana. La dosis UV se define como el producto de la intensidad UV por el tiempo. La grafica 1 brinda una representación gráfica de la ley de Chick que muestra la inactivación como una función de la dosis UV aplicada. Una interpretación útil de la ley de Chick es que por cada incremento de 2,30/k en la dosis de UV se produce una reducción igual a una orden de magnitud en la población microbiana.

Grafica 1:

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Vamos a suponer que la concentracion inicial de microbios en un volumen de agua definido es de 3x106 Microbios/cm3, y toma un tiempo de exposicion de 6s, y se proporsiona una intensidad de 60 mWz/cm2 con una constante de inactivacion de 0.86 y vamos calcular cuantos microorganizmos permaneceran :

Datos

N0=3x106 Microbio/cm2

t=6s

I=60 mWz/cm2

K=0.86

Remplazamos:

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[pic 7]

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Por lo que en este caso vemos que se reducira completamente los tipos de bacterias que se tiene con dicha constante.

La dosis generada por las lámparas monocromáticas de arco de mercurio de baja presión se ha definido tradicionalmente como el producto de la intensidad a 254nm por el tiempo de exposición. No se incluye referencia alguna a la acción microbiana en este cálculo. En el caso de lámparas policromáticas de arco de mercurio de mediana presión, para la determinación de la dosis, se debe considerar la contribución de cada longitud de onda germicida, ponderada según el espectro de acción microbiana (Meulemans, 1986).La dosis germicida generada por una lámpara de presión mediana de arco de mercurio puede definirse como:

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Donde I(λ) es la salida de la lámpara de mediana presión dependiente de la longitud de onda, mientras que G(λ) es el espectro de acción del microbio que se va a detener la acción, dependiente de la longitud de onda. Dado que la dosis en desinfección UV tradicionalmente se cita para lámparas de arco de mercurio de baja presión, debe normalizarse el espectro de acción microbiana a una longitud de onda de 254nm en el valor de uno. Al normalizar el espectro de acción en uno, la dosis UV calculada para las lámparas de mediana presión resulta semejante a las dosis calculadas para las lámparas de arco de mercurio de baja presión. (Domínguez, 2016)

Se podrá ver el siguiente cuadro calculando una aproximada de la dosis UV necesaria según el microorganismo más común:

Tabla 1.

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