Modelización integral del proceso de desinfección solar de agua: Descripción del viaje del fotón desde el sol hasta el patógeno y del sistema de reacciones mecanísticas de inactivación

• Autores: Ángela García Gil, Javier Marugán
• Localización: Ing-Nova, ISSN-e 2805-9182, Vol. 1, Nº. 2, 2022, págs. 227-234
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Comprehensive modeling of the solar water disinfection process: Description of the photon journey from the sun to the pathogen and the mechanistic inactivation reaction system
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    La falta de agua potable en regiones de bajos recursos sigue siendo un desafío hoy en día. Existen tratamientos de agua alternativos que son aptos para ejecutarlos de forma doméstica. Sin embargo, estos procesos siguen teniendo limitaciones que, al fin y al cabo, repercuten en la eficacia del proceso. La desinfección solar de agua o proceso SODIS es uno de estos tratamientos de agua domésticos, cuyo procedimiento estandarizado peca por ser ineficaz en la inactivación de virus y protozoos (al utilizar botellas de PET que corta la transmisión de radiación UVB), tener alto riesgo de recontaminación (al tener que utilizar numerosas botellas de tan solo 2 L) y por ser ineficiente en la producción de agua potable (al recomendar como mínimo 6 horas de exposición solar cuando en muchos casos este tiempo está sobreestimado). El desarrollo de modelos cinéticos que consideren de forma íntegra y rigurosa la influencia de todas las variables que intervienen en el proceso es esencial para optimizar los tiempos de exposición solar y maximizar la producción de agua potable. Este trabajo propone una metodología para la modelización integral del proceso de desinfección de agua teniendo en cuenta el transporte de la radiación desde el sol hasta el patógeno (y su atenuación por la atmósfera, el material del recipiente y la composición del agua) y de las reacciones mecanísticas de inactivación de diferentes patógenos (virus, protozoos y bacterias). Además, esta modelización contempla la ejecución del proceso SODIS en recipientes de alta capacidad, así como el empleo de materiales más adecuados para la fabricación de los recipientes SODIS.

  • English

    The lack of safe drinking water in low-income regions remains a challenge today. Alternative water treatments are available that are suitable for domestic use. However, these processes still have limitations that ultimately have an impact on the efficiency of the process. Solar water disinfection or SODIS process is one of these household water treatments, whose standardised procedure is ineffective in inactivating viruses and protozoa (by using PET bottles that cut the transmission of UVB radiation), has a high risk of recontamination (by having to use numerous bottles of only 2 L) and is inefficient in the production of safe drinking water (by recommending a minimum of 6 hours of solar exposure when in many cases this time is overestimated). The development of comprehensive kinetic models that rigorously consider the influence of all the variables involved in the process is essential to optimise solar exposure times and maximise safe drinking water production. This work proposes a methodology for the integral modelling of the water disinfection process, taking into account the transport of radiation from the sun to the pathogen (and its attenuation by the atmosphere, the material of the container and the composition of the water) and the mechanistic reactions of inactivation of different pathogens (viruses, protozoa and bacteria). In addition, this modelling envisages the execution of the SODIS process in large-volume containers, as well as the use of more suitable materials for the manufacture of SODIS containers.