Evaluación de un proceso térmico - fotocatalitico para la desinfección de agua proveniente de fuentes naturales mediante el aprovechamiento de la energía solar

Evaluation of a thermal - photocatalytic process for the disinfection of water from natural sources by using solar energy

Se diseñó y construyó un colector solar de tipo cilindro parabólico (CCP) a pequeña escala de concentración media de energía, con el propósito de disminuir la concentración de coliformes totales y fecales presentes en el agua proveniente de fuentes naturales de abastecimiento mediante la aplicación de procesos térmicos y térmico-fotocatalíticos (TiO₂ Degussa P25) que hacen uso de la radiación solar. Los resultados de esta investigación permiten concluir que aunque la luz solar por sí sola tiene un efecto bactericida, el TiO₂ en presencia de radiación solar inactiva los coliformes más rápidamente empleando menores temperaturas comparada con el proceso térmico, lo que hace de este un método efectivo para el tratamiento del agua para consumo humano.

INTRODUCCIÓN

En América Latina y el Caribe las enfermedades de origen hídrico resultantes de la contaminación microbiológica de las aguas de consumo humano causan un gran impacto en la población. Particularmente en pequeñas comunidades y áreas rurales, la desinfección de agua con cloro es el único procedimiento disponible para obtener agua potable. Se han detectado en el agua potable clorada la existencia de subproductos generados por reacción del cloro con la materia orgánica natural (NOM), estos subproductos de la desinfección, llamados DBP (Desinfection By Products), son principalmente trihalometanos (THM),  ácidos haloacéticos y haloacetonitrilos. Los THM son potencialmente dañinos para la salud humana (mutaciones, cánceres, disfunción hormonal). Es por esto que se plantean nuevas alternativas de bajo costo para la desinfección del agua mediante el uso de energía solar, en aquellas comunidades rurales que cuentan con un buen potencial energético.

Entre las nuevas alternativas para la desinfección de agua cabe destacar el método térmico y el térmico­ fotocatalítico con TiO₂. En el primero, las altas temperaturas tienen un marcado efecto sobre todos los microorganismos; las células vegetativas mueren debido a la desnaturalización de las proteínas y la hidrólisis de otros componentes. En general puede afirmarse que la mayoría de las bacterias mueren entre los 40 y los 100ºC, mientras que las algas, protozoarios y hongos lo hacen entre los 40 y los 60ºC.

El método térmico no produce cambios físicos o químicos notables en el agua tratada. La latitud y la altitud geográfica, la hora, las nubes, la temperatura, la turbiedad de agua y el color; son parámetros que se deben tener en cuenta para una óptima desinfección utilizando radiación solar.

El término fotocatálisis incluye un proceso según el cual se produce una alteración fotoquímica de alguna especie química como resultado de la absorción de radiación por otra especie fotosensible que es, en este caso el catalizador.