estudio agua CQ-2007-1-231-236

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Revista CENIC Ciencias Químicas, Vol. 38, No. 1, 2007. 231 Recibido: 6 de noviembre de 2006. Aceptado: 16 de enero de 2007. Palabras clave: ozono, desinfección, agua embotellada, animales de laboratorio. Key words: ozone, disinfection, bottled water, laboratory animals. Impacto económico y calidad microbiológica de aguas tratadas con ozono Mayra Bataller Venta, Lidia Asela FernÆndez García, Eliet VØliz Lorenzo y Caridad `lvarez `lvarez. Centro de Investigaciones del Ozono, Apartado Postal 6414, Ciudad de La Habana, Cuba. Correo electrónico: [email protected] RESUMEN. Los objetivos del trabajo consistieron en evaluar el impacto econó- mico y la calidad microbiológica de aguas tratadas con ozono, tecnología que ha sido instalada en embotelladoras de agua, en instalaciones para la cría de ani- males libres de gØrmenes patógenos en el Centro Nacional de Producción de Animales de Laboratorio, el cual dispone de varios sistemas de tratamiento de agua con ozono, así como en las salas blancas del Centro de Ingeniería GenØtica y Biotecnología, donde se mantienen esos animales para la evaluación de dife- rentes medicamentos. Se aplica un procedimiento que permite estimar la dosis de ozono a aplicar y la concentración de ozono disuelto a la salida de la columna de contacto. Se comprobó que el empleo de una sola etapa de contacto resulta vÆlido en la prÆctica. La aplicación del ozono en el tratamiento de agua, tanto en las embotelladoras, como en las unidades de producción de animales de laborato- rio, tiene una elevada factibilidad tØcnico económica respecto a otros tratamien- tos y garantiza eficazmente la desinfección del agua. Los resultados indican que no se ha encontrado una vía de tratamiento adecuado para la eliminación de la contaminación microbiológica por Pseudomonas aeruginosa en las embote- lladoras, solo la aplicación del ozono al agua antes de envasar junto a la desin- fección de la línea de producción con agua que contiene una gran concentra- ción de ozono disuelta resulta satisfactoria. El mØtodo tradicional (tØrmico) que se emplea para el tratamiento del agua de beber de los animales de laboratorio resulta engorroso y muy costoso, mientras el costo de producción anual del tra- tamiento con ozono es alrededor de siete veces mÆs barato. ABSTRACT The objectives of the paper consited of the evaluation of the eco- nomic impact and the water microbiological quality, by applying ozone disin- fection. This technology has been installed in water bottled industry, as well as in facilities for the breeding of pathogenic germ-free animals located in the National Center of Laboratory Animal Production and in the Genetic and Bio- technology Engineering Center facilities, where the laboratory animals remain during different drugs evaluation. A procedure to estimate the applied ozone dose and the dissolved ozone concentration at the contact column exit was used. The use of a single contact stage in the practice was valid. The ozone applied in the water treatment as in the bottling of water, as in production units of labora- tory animals has a high economic and technical feasibility as compared to other treatments. Ozone guarantees efficient water disinfection. An appropriate treat- ment for the elimination of microbiological contamination for Pseudomonas aeruginosa in water bottled industry was not found. However, the water ozo- nization during the bottling process and sanitizing the plant lines, with a high dissolved ozone concentration, provides an adequate disinfection. The conven- tional thermic water treatment used for the consumption of laboratory animals is difficult and very expensive, being the annual production cost of the ozone treatment around seven times cheaper. INTRODUCCIÓN Dos aspectos han influido en el incremento de la aplicación del ozo- no como alternativa para la desinfec- ción de aguas respecto a la cloración. Uno corresponde a la formación de compuestos organoclorados debido a la reacción del cloro con la materia orgÆnica presente en el agua y el otro es el insuficiente poder de desinfec- ción que presenta este compuesto. 1 Es importante seæalar, que el trata- miento con cloro no garantiza la eli- minación de determinados tipos de microorganismos patógenos tales como los virus, Legionella, Pseu- domonas aeruginosa, Entamoeba histolytica, quistes de Giardia y Crystosporidium parvum, Mycobac- terium, etc. 2 En un estudio realiza- do por Liyanage 3 sobre inactivación de Giardia y Crystosporidium se re- salta la aplicación del ozono como la alternativa de desinfección mÆs efi- ciente. Por otra parte, la ozonización resultó la solución para el control de los brotes de Crystosporidium ocu- rridos en los œltimos aæos en Esta- dos Unidos y CanadÆ. 4,5 La seguridad de la ejecución de la etapa de desinfección de aguas destinadas a diferentes usos resulta muy importante para lograr la cali- dad microbiológica requerida. La eficiencia del proceso de des- infección con ozono depende en gran medida del diseæo del reactor, por lo que es necesario tener en cuenta la hidrodinÆmica, las condicio- nes de operación y los indicadores de calidad del agua. 6 En la desinfección

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  • Revista CENIC Ciencias Qumicas, Vol. 38, No. 1, 2007.

    231

    Recibido: 6 de noviembre de 2006. Aceptado: 16 de enero de 2007.

    Palabras clave: ozono, desinfeccin, agua embotellada, animales de laboratorio.Key words: ozone, disinfection, bottled water, laboratory animals.

    Impacto econmico y calidad microbiolgicade aguas tratadas con ozono

    Mayra Bataller Venta, Lidia Asela Fernndez Garca, Eliet Vliz Lorenzo y Caridad `lvarez`lvarez.

    Centro de Investigaciones del Ozono, Apartado Postal 6414, Ciudad de La Habana, Cuba. Correo electrnico:[email protected]

    RESUMEN. Los objetivos del trabajo consistieron en evaluar el impacto econ-mico y la calidad microbiolgica de aguas tratadas con ozono, tecnologa que hasido instalada en embotelladoras de agua, en instalaciones para la cra de ani-males libres de grmenes patgenos en el Centro Nacional de Produccin deAnimales de Laboratorio, el cual dispone de varios sistemas de tratamiento deagua con ozono, as como en las salas blancas del Centro de Ingeniera Genticay Biotecnologa, donde se mantienen esos animales para la evaluacin de dife-rentes medicamentos. Se aplica un procedimiento que permite estimar la dosisde ozono a aplicar y la concentracin de ozono disuelto a la salida de la columnade contacto. Se comprob que el empleo de una sola etapa de contacto resultavlido en la prctica. La aplicacin del ozono en el tratamiento de agua, tanto enlas embotelladoras, como en las unidades de produccin de animales de laborato-rio, tiene una elevada factibilidad tcnico econmica respecto a otros tratamien-tos y garantiza eficazmente la desinfeccin del agua. Los resultados indican queno se ha encontrado una va de tratamiento adecuado para la eliminacin de lacontaminacin microbiolgica por Pseudomonas aeruginosa en las embote-lladoras, solo la aplicacin del ozono al agua antes de envasar junto a la desin-feccin de la lnea de produccin con agua que contiene una gran concentra-cin de ozono disuelta resulta satisfactoria. El mtodo tradicional (trmico) quese emplea para el tratamiento del agua de beber de los animales de laboratorioresulta engorroso y muy costoso, mientras el costo de produccin anual del tra-tamiento con ozono es alrededor de siete veces ms barato.

    ABSTRACT The objectives of the paper consited of the evaluation of the eco-nomic impact and the water microbiological quality, by applying ozone disin-fection. This technology has been installed in water bottled industry, as well asin facilities for the breeding of pathogenic germ-free animals located in theNational Center of Laboratory Animal Production and in the Genetic and Bio-technology Engineering Center facilities, where the laboratory animals remainduring different drugs evaluation. A procedure to estimate the applied ozonedose and the dissolved ozone concentration at the contact column exit was used.The use of a single contact stage in the practice was valid. The ozone applied inthe water treatment as in the bottling of water, as in production units of labora-tory animals has a high economic and technical feasibility as compared to othertreatments. Ozone guarantees efficient water disinfection. An appropriate treat-ment for the elimination of microbiological contamination for Pseudomonasaeruginosa in water bottled industry was not found. However, the water ozo-nization during the bottling process and sanitizing the plant lines, with a highdissolved ozone concentration, provides an adequate disinfection. The conven-tional thermic water treatment used for the consumption of laboratory animalsis difficult and very expensive, being the annual production cost of the ozonetreatment around seven times cheaper.

    INTRODUCCIN

    Dos aspectos han influido en elincremento de la aplicacin del ozo-no como alternativa para la desinfec-cin de aguas respecto a la cloracin.Uno corresponde a la formacin decompuestos organoclorados debidoa la reaccin del cloro con la materiaorgnica presente en el agua y el otroes el insuficiente poder de desinfec-cin que presenta este compuesto.1

    Es importante sealar, que el trata-miento con cloro no garantiza la eli-minacin de determinados tipos demicroorganismos patgenos talescomo los virus, Legionella, Pseu-domonas aeruginosa, Entamoebahistolytica, quistes de Giardia yCrystosporidium parvum, Mycobac-terium, etc.2 En un estudio realiza-do por Liyanage3 sobre inactivacinde Giardia y Crystosporidium se re-salta la aplicacin del ozono como laalternativa de desinfeccin ms efi-ciente. Por otra parte, la ozonizacinresult la solucin para el control delos brotes de Crystosporidium ocu-rridos en los ltimos aos en Esta-dos Unidos y Canad.4,5

    La seguridad de la ejecucin dela etapa de desinfeccin de aguasdestinadas a diferentes usos resultamuy importante para lograr la cali-dad microbiolgica requerida.

    La eficiencia del proceso de des-infeccin con ozono depende engran medida del diseo del reactor,por lo que es necesario tener encuenta la hidrodinmica, las condicio-nes de operacin y los indicadores decalidad del agua.6 En la desinfeccin

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    con ozono el criterio de diseovirucida, junto al concepto deozonizacin verdadera obtenida delos resultados de Block7 se convirtien la base del diseo de la prcticainternacional de tratamiento deagua, que indica el empleo de doscmaras de contacto (como mnimo)en el que en la primera se introduceel 60 % del ozono total, mientras queen la segunda el 40 % restante y sedebe mantener una concentracin re-sidual de 0,4 mg/L durante 4 min .8

    En cuanto a la importancia rela-tiva entre el tiempo de contacto y laconcentracin de ozono residualexisten contradicciones. Sin embar-go, hay un consenso y se conocendiferentes resultados sobre lainactivacin de micobacterias,9 dediferentes especies de Pseudomonas,10 de quistes de Giardia,11 y de variasespecies de bacterias,12 que indicanque la clave de la eficiencia de ladesinfeccin con ozono est en elaumento de la concentracin resi-dual, con lo que se logra una inac-tivacin ms rpida. Esto no quieredecir que el proceso de desinfeccinsea independiente del tiempo decontacto, sino que en este proceso esms conveniente mantener una con-centracin de ozono residual eleva-da (mayor de 0,4 mg/L).8

    El ozono tiene potencialidadescomo alternativa eficiente para eltratamiento de aguas en los casosque se requiera de una gran calidadmicrobiolgica, as como para man-tener otros requerimientos especfi-cos de calidad. Teniendo en cuentaestas premisas, la ozonizacin se haaplicado en Cuba en objetivos eco-nmicos especiales como la indus-tria farmacutica, cra de animalesde laboratorio, la industria embote-lladora de aguas y el tratamiento deaguas residuales de gran riesgo bio-lgico, que procesan volmenes deagua relativamente pequeos. La in-troduccin de la tecnologa de trata-miento de desinfeccin de aguas conozono en cada instalacin requierede un estudio previo del problema,de una etapa de seleccin de los equi-pos, del montaje, ajuste de las con-diciones de operacin durante lapuesta en marcha y la evaluacincorrespondiente.

    Actualmente, ms de diez embo-telladoras en Cuba garantizan suproduccin con el beneficio de laaplicacin del ozono. Adems, seozoniza el agua de beber de anima-les libres de grmenes patgenos enel Centro de Produccin de Anima-les de Laboratorio (CENPALAB) y enel Centro de Ingeniera Gentica y

    Biotecnologa (CIGB). El objetivo deltrabajo consisti en evaluar los re-sultados del empleo de la tecnologade desinfeccin de aguas con ozonoen estos objetivos econmico socia-les, teniendo en cuenta el impactoeconmico y la calidad microbiol-gica del agua tratada.

    MATERIALES Y METODOSAspectos generales de la tecnologade desinfeccin de agua con ozono

    La fuente de abasto de agua enlas embotelladoras procede de aguassubterrneas (manantiales o pozos),en las instalaciones para agua debebida de animales de laboratorioprocede del acueducto y antes de laozonizacin el agua se filtra por car-bn activado para eliminar el clorolibre residual (Fig. 1). La ozonizacindel agua se realiza en una columnade burbujeo de acero inoxidable oPVC provista en su parte inferior deun difusor de vidrio poroso. El con-tacto gas-lquido en la columna serealiza continuamente y a contraco-rriente.

    El agua que sale de la columnacon una determinada concentracinde ozono disuelto pasa a un tanquede balance, de donde es bombeadapara su consumo. El tiempo de resi-dencia del agua en este tanque va-ra de acuerdo con su empleo. Elagua embotellada requiere el menortiempo posible que garantice, en elmomento de sellar la botella, unaconcentracin de ozono disuelto en-tre 0,2 a 0,3 mg/L, condiciones esta-blecidas por la International BottledWater Association.13 Mientras que, elagua destinada a la cra de anima-les de laboratorio requiere de untiempo en el tanque que garantice

    reducir la concentracin de ozono di-suelto por debajo de 0,05 mg/L antesde su empleo. Esto garantiza que elanimal no beba agua con ozono di-suelto y es una solicitud de los espe-cialistas en este tipo de animales. Entodas las instalaciones se requiere deun adecuado control de la concentra-cin de ozono disuelto en el agua enlos puntos siguientes: a la salida dela columna, antes de ser suministra-da a los animales y en las embote-lladoras cuando se sella la botella.Con la frecuencia establecida encada caso se realiza la desinfeccinde las tuberas y tanques con unagua que contiene una gran concen-tracin de ozono disuelto.

    El ozono empleado se produce apartir de aire u oxgeno en equiposde fabricacin cubana con una pro-duccin mxima de 20 g/h, modelosOZOCENIC y AQOZO de CIOZONO.Cuando el ozono se obtiene a partirde aire se emplea un secador. El ozo-no residual en el gas a la salida de lacolumna se descompone catalti-camente con el empleo de un des-tructor de ozono colocado en la partesuperior de la columna.

    Criterios de diseo general para latecnologa de desinfeccin de aguas

    Como criterios de diseo se tie-nen los siguientes: el empleo de unasola etapa de contacto o sea una co-lumna de burbujeo,14 el volumen tilde la columna representa el 90 % deltotal (considerando la expansinvolumtrica del lquido debido a laintroduccin del gas), la relacin al-tura/dimetro de la columna debeser la mayor posible, pero es impor-tante mantener un valor por debajode 15,15 para evitar el fenmeno de

    Fig. 1. Esquema general de la tecnologa de tratamiento de agua con ozono.

    1

    2

    6

    Agua Consumo6

    7

    6

    B

    B

    Aire

    Aire ozonizado

    A

    4

    7

    5

    5

    32

    1

    Salida de gas1- Filtro de carbn activado2- Secador de aire3- Ozonizador4- Columna de contacto5- Tanque de balance6- Destructor de ozono7- Filtro biolgicoA y B Vlvula solenoide

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    coalescencia de las burbujas, queafectara la eficiencia del contactodebido a la disminucin de la trans-ferencia de masa del ozono del gasal lquido. El volumen de la colum-na y su relacin altura-dimetro di-fieren para cada instalacin, el valorde esta relacin oscila entre 10 y 15.El tiempo de contacto entre el aguay el ozono se ajusta de 2 a 4 min paralas embotelladoras, y entre 4 y 10 minpara el agua destinada a la cra deanimales de laboratorio.

    Parmetros necesarios para el di-seo tecnolgico y la adecuacin dela tecnologa a una instalacin

    Para el adecuado diseo de la tec-nologa se necesita conocer del vo-lumen de agua a consumir en la ins-talacin, la calidad del agua a tratary dela requerida para su uso. Conesta informacin se define el volu-men de la columna y las condicio-nes de operacin en cada instalacin.Por otra parte, es necesario estimarla concentracin de ozono disueltoen el agua a la salida de la columnay la dosis de ozono a aplicar. La esti-macin de estos dos parmetros sedescriben a continuacin:

    Estimacin de la concentracinde ozono a la salida de la columna

    Si se considera que el pH perma-nece constante durante el proceso yque la reaccin del ozono con lassustancias es lo suficientemente len-ta, la velocidad total de disminucinde ozono disuelto puede expresarsecomo:

    (d CO3L / dt) = k CO3Ldonde:

    k = kOHCOH + kACA + kBCB + +kNCN

    La expresin (1) describe unacintica de pseudoprimer orden y esla base del mtodo desarrollado16

    para la determinacin de la cinticaglobal de consumo de ozono que serealiza en este trabajo. La concentra-cin de ozono a la salida de la colum-na se puede determinar a partir de laintegracin de la expresin de pseudo-primer orden (1) que queda como:

    ln CO3LS = ln CO3L k ts

    donde:CO3LS concentracin de ozono que

    debe tener el agua a la salida dela columna (mg/L).

    CO3L concentracin de ozono quedebe tener el agua transcurridos4 min desde su salida de la colum-na (0,4 mg/L).8

    ts tiempo de contacto despus de lasalida de la columna (4 min).8

    k constante cintica de consumode ozono disuelto (s1 ).

    Estimacin de la dosis de ozonoa aplicar

    Para la estimacin de la dosis deozono a plicar, se realizan las opera-ciones siguientes:

    Determinacin experimental dek.16

    Estimacin de la CO3LS por la ex-presin (2).Determinacin de la diferenciaentre CO3LS y la que tiene el aguatranscurridos los cuatro minutos,para as obtener el consumo deozono durante el paso de desin-feccin que equivale a un 40 %del total del ozono consumido du-rante el proceso, esto permite co-nocer el consumo de ozono en elpaso de oxidacin que equivaleal 60 % del consumo adems delos 0,4 mg/L a alcanzar.Considerando una eficiencia de

    contacto del 90 % se obtiene la dosisa aplicar al agua.

    La dosis de ozono aplicada (DA)en la prctica en cada instalacin sedetermina por la expresin siguiente:

    DA = (QG CO3ge)/QLdonde:QG caudal de gas (L/h).QL caudal de agua (L/h).CO3ge concentracin de ozono en el

    gas a la entrada de la columna(mg/L).En el anlisis estadstico se em-

    ple el paquete de programas Stat-graphics -Plus V. 5.0.

    Medicin de la concentracin deozono en el gas y en el agua

    La concentracin de ozono en elgas durante la calibracin del gene-rador de ozono fue determinada a256 nm en un espectrofotmetro mo-delo Ultrospec III Pharmacia, ascomo en un analizador Anseros du-rante la puesta en marcha y funcio-namiento. Este equipo Anseros seinstala en una derivacin de la tube-ra por donde se introduce la corrien-te gaseosa a la columna y reportaconstantemente en una pantalla laconcentracin de ozono en el gas.Por otra parte, la concentracin deozono disuelto en el agua se deter-mina por el mtodo del ndigo17 y di-rectamente con el empleo de unequipo modelo Dulcometer que seinstala en la tubera de salida delagua de la columna e indica la con-centracin en una pantalla.

    Anlisis microbiolgico de lasaguas

    En las embotelladoras los anli-sis microbiolgicos del agua se rea-lizaron con la frecuencia y control de

    microorganismos patgenos segnlas Normas Cubana para Agua de Be-bida Envasada NC: 1984 y NC 2:1996.18,19 Para el agua envasada espe-cficamente se analizan cinco mues-tras de cada lote. Para este estudioadems, se tomaron muestras deagua en diferentes puntos de la l-nea de produccin antes y despusdel tratamiento con ozono para la de-terminacin de mesfilos totales,coliformes totales y Pseudomonasaeruginosa.

    Por otra parte, en CENPALAB elcontrol de la calidad microbiolgicadel agua de bebida de los animaleses muy estricto.20 Para este estudio,se estableci un esquema de mues-tro de agua durante un mes en lospuntos siguientes: salidas del tan-que receptor, del filtro de carbn ac-tivado, de la columna, ydel tanquede balance y fregadero. Se determi-n el conteo total de mesfilos aer-bios, Pseudomona aureginosa, E.coli, Staphiloccocos aureus y Candi-da albicans.

    Los anlisis microbiolgicos delas muestras de agua en ambas tiposde instalaciones se realizaron deacuerdo con las tcnicas usuales re-portadas en los mtodos normaliza-dos.21

    RESULTADOS Y DISCUSINResultados de la aplicacin del ozo-no en el tratamiento de agua em-botellada

    Se apreci que las aguas de lasembotelladoras El Fraile y PeaAzulpresentaron las mayores k ylos menores tiempos de vida mediay al ser comparados estadsticamen-te con los valores del resto de lasembotelladoras se obtuvieron dife-rencias significativas (Tabla 1). Eltiempo de vida media correspondeal tiempo en que el valor de la con-centracin de ozono disuelto inicialse reduce a la mitad. Este resultadoindic que estas aguas eran las demenor calidad, ya que presentabanun mayor consumo de ozono, por loque requirieron una dosis de ozonoaplicada de 2 g/m3. El resto de lasplantas requiri una dosis de alrede-dor de 1 g/m3, que es la recomenda-da para garantizar la desinfeccin eneste tipo de proceso.13

    Se comprob que el procedimien-to para estimar la DA y la CO3LS es unaherramienta til, los cuales sirven dereferencia. En todas las instalacio-nes se aplica una dosis de ozonomayor que la calculada como uncriterio de seguridad, lo cual es unrequerimiento del cliente. De estaforma, se garantiza la calidad de la

    (1)

    (2)

    (3)

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    produccin con un riesgo mnimo,dado algn incremento eventualdel deterioro del agua a tratar. Sila calidad del agua tratada no cum-ple con la norma en algn momento,se deben reajustar las condicionesde operacin o se evala el funcio-namiento del sistema. En el casode El Fraile, la dosis aplicadaque se ajust result un poco menorque la calculada debido a limitacio-nes con la capacidad de generacindel equipo, no obstante, la calidaddel agua embotellada cumpli ycumple con los requisitos estable-cidos.

    Control de la calidad microbiolgi-ca del agua

    Despus de la puesta en marchade la tecnologa de tratamiento conozono en las diferentes embotella-doras, no se ha reportado por losclientes la presencia de Pseudomo-nas aeruginosa u otra bacteria en elagua envasada. Adems, el aguaembotellada mantiene su calidadmicrobiolgica por ms de seis me-ses, tiempo establecido por el cliente(Tabla 2). Se seleccion la embo-telladora El Copey debido a su ele-vada capacidad de produccin. Losresultados correspondientes a la

    determinacin de la calidad micro-biolgica del agua indicaron que elcriterio de emplear una sola etapade contacto es adecuado, as comotambin, la dosis ajustada aplicaday la concentracin de ozono residuala la salida de la columna.

    Impacto econmico de la aplicacindel ozono en el tratamiento de aguaembotellada

    Al igual que en otras embotella-doras, la presencia de la bacteriapatgena Pseudomonas aeruginosaen el agua envasada en El Copeyoblig a detener la produccin. La

    Tabla 1. Parmetros cinticos, concentracin de ozono disuelto y dosis aplicadas que requirieron las aguas de diferentesembotelladoras.

    nicalatsnI 01)EDk( 4

    01=nC SL3O

    1 C( SL3O2 )ED

    5=nAD 1 AD( 2 )ED

    5=nt( )

    s( 1- ) )L/gm( )nim(

    arrotoCaL 7,06,61 06,0 20,056,0 99,0 1,05,1 9,6

    yenaClE 4,14,21 45,0 40,006,0 38,0 2,03,1 3,9

    yepoClE 4,13,9 05,0 20,005,0 27,0 5,03,1 3,21

    luzAaeP 0,30,22 86,0 10,057,0 22,1 1,00,2 2,5

    amlaPaL 9,08,11 35,0 40,006,0 08,0 3,02,1 7,9

    eliarFlE 6,47,73 99,0 10,000,1 71,2 1,00,2 1,3

    arupatiV 4,08,9 15,0 50,056,0 57,0 6,02,1 8,11

    P-acitneG 3,13,6 64,0 20,005,0 16,0 2,05,1 3,81

    .mraFairtsudnI 3,06,8 94,0 30,006,0 96,0 5,00,1 4,31

    oretnoMogeiC 8,04,01 15,0 30,005,0 57,0 1,08,0 2,11

    selatroPsoL 7,07,6 74,0 20,007,0 46,0 1,08,0 2,71

    oramA 4,05,2 24,0 20,005,0 05,0 3,02,1 2,64

    oRledraniP 5,5 6,0 74,0 10.055,0 46,0 5.02,1 0,12

    CO3LS Concentracin de ozono disuelto en el agua a la salida de la columna. DA Dosis de ozono aplicada. 1 Parmetro estimado.

    2 Parmetro medido en la prctica. (t) Tiempo de vida media.

    artseuM oertseumedraguL C SL3O semrofiloCselatot

    latotoetnoC asonigurea.sP

    )L/gm( )Lm001/PMN( )Lm/CFU(

    aneraedortliF 9 001 7

    anmulocaledadartnE 9 001 7

    1 anmulocaledadilaS + 0 0 0

    arodanellaniuqM + 0 0 0

    adalletobmeaugA + 0 0 0

    aneraedortliF 9 051 5

    anmulocaledadartnE 9 051 5

    2 anmulocaledadilaS + 0 0 0

    arodanellaniuqM + 0 0 0

    adalletobmeaugA + 0 0 0

    NMP Nmero ms probable. UFC Unidades formadoras de colonias. (+) Presencia, () no presencia de concentracin deozono disuelto en el agua. El ensayo de cada muestra de agua se realiz por triplicado.

    Tabla 2. Anlisis microbiolgico del agua en la lnea de produccin y en el agua envasada en la embotelladora El Copeyque se corresponden con dos das de muestreo cercanos a la puesta en marcha.

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    aplicacin de medidas higinico sa-nitarias extremas, como lavado sis-temtico de la mquina llenadoracon disolucin concentrada y calien-te de hidrgenocarbonato de sodio,as como con disoluciones muy con-centradas de hipoclorito, la aplica-cin de la irradiacin al agua conlmparas de luz ultravioleta, las cua-les se instalaron entre el filtro debuja y la mquina llenadora, en laprctica, no eliminaron la presenciade Pseudomonas aeruginosa.

    Solo result satisfactoria la apli-cacin del ozono al agua antes deenvasar junto a una previa desinfec-cin de la lnea de produccin conagua con ozono disuelto. Por lo tan-to, en el anlisis econmico no sepudo comparar con ningn trata-miento alternativo que resultaseefectivo. Sin embargo, un anlisisdel costo marginal por fallo resulttil para tener un criterio econmi-co en cuanto a cifras y analizar la fac-tibilidad de la inversin del sistemade tratamiento con ozono. La afec-tacin econmica del productor, eneste caso de El Copey, por la no co-mercializacin del producto duran-te un mes estuvo en el orden de los25 500 $ US.

    Agua para consumo de animales li-bres de grmenes patgenos

    En las instalaciones del CIGB yCENPALAB la dosis aplicada de ozo-no es elevada si se compara con lade la prctica internacional para la

    desinfeccin de aguas (de 1 mg/L)(Tabla 3). El objetivo en este caso esgarantizar la esterilizacin del agua,as como mantener una concentra-cin de ozono disuelto elevada du-rante el recorrido del agua desde lasalida de la columna hasta el tanqueubicado dentro de las salas blancas.Se verific el empleo de una dosisde ozono elevada que garantizarauna concentracin de ozono residuala la salida de la columna mayor oigual que 0,9 mg/L . Por lo tanto, aun-que se parti de valores estimados,estos dos parmetros se ajustaron enla prctica teniendo en cuenta el con-trol de la calidad microbiolgica delagua tratada con ozono. Concentra-ciones menores no garantizaron losresultados adecuados.

    Control de la calidad microbiolgi-ca del agua tratada con ozono

    Los resultados del control de lacalidad microbiolgica del agua enlas diferentes unidades del CENPA-LAB y en el CIGB, indicaron que elempleo del criterio de una sola eta-pa de contacto es adecuado, ascomo la seleccin de una concentra-cin de ozono residual de 0,9 mg/La la salida de la columna de contac-to.

    Los anlisis microbiolgicos rea-lizados al agua en los diferentes pun-tos de muestro en una unidad deCENPALAB, durante un mes des-pus de la puesta en marcha de lostratamientos con ozono, demostra-

    ron la efectividad de este (Tabla 4).Se realizaron 21 muestreos en lospuntos posteriores al tratamientocon ozono, en los cuales no se de-tect la presencia de bacterias y le-vadura. Sin embargo, se detect lapresencia de mesfilos aerobios,Pseudomona aeruginosa, E. coli,Staphiloccocos aureus y de Candidaalbicans en puntos antes del trata-miento con ozono.

    Impacto econmico de la aplicacindel ozono en el tratamiento de aguapara animales de laboratorio

    Se realiz un anlisis econmi-co preliminar para un ao de tra-bajo. Se tuvieron en cuenta solo losindicadores especficos de cada tec-nologa para un consumo de aguade 2 m3/d . Se apreci que la tecno-loga que emplea el tratamientocon ozono implica un costo de pro-duccin de 2 018 $US/ao, mientrasque el del tratamiento trmico esde 14 236 $US/ao lo que demues-tra la ventaja econmica del trata-miento propuesto, al resultar elcosto de produccin anual alrede-dor de siete veces ms barato. Porltimo, el perodo de recuperacinde la inversin a partir del iniciode su ejecucin es de 1,43 aos,dado fundamentalmente por unaprovechamiento del 95 % de lascapacidades en el primer ao de ex-plotacin y por un costo de inver-sin ejecutado en el primer mes de15 000 $US.

    Tabla 3. Parmetros cinticos, concentracin de ozono disuelto a la salida de la columna y dosis aplicada al agua de beberpara animales libres de grmenes patgenos en las instalaciones del CIGB y CENPALAB.

    CO3LS Concentracin de ozono disuelto en el agua a la salida de la columna. DA Dosis de ozono aplicada. 1 Parmetro estima-

    do. 2 Parmetro medido en la prctica. t tiempo de vida media.

    nicalatsnI 01)EDk( 4

    01=nC SL3O

    1 C( SL3O2 )ED

    5=nAD 1 AD( 2 )ED

    5=nt

    s( 1- ) )L/gm( )nim(

    BGIC 5,13,31 55,0 30,009,0 29,0 4,00,6 7,8

    BALAPNEC 8,00,21 35,0 10,009,0 08,0 3,05,7 4,9

    Tabla 4. Resultados de los anlisis microbiolgicos realizados al agua en diferentes puntos de muestreoen una unidad de CENPALAB.

    Antes: muestreos a la salida del tanque receptor y a la salida del filtro de carbn activado. Despus: muestreosa la salida de la columna y a la salida del tanque de balance. (+) Presencia y () ausencia del microorganismo.

    otneimatarTonozonoc

    omsinagroorciM

    solifseMsoiborea

    asonigurea.sP iloc.E suerua.S snaciblaadidnaC

    setnA + + + +

    supseD

  • Revista CENIC Ciencias Qumicas, Vol. 38, No. 1, 2007.

    236

    CONCLUSIONESEl tratamiento conozono se logra

    la desinfeccin del agua y se alcanzauna calidad microbiolgica elevadacomo la requerida por las instalacio-nes de los objetivos econmico so-ciales estudiados. El criterio de unasola etapa de contacto ha demostra-do su validez en la prctica.

    La aplicacin del ozono en el tra-tamiento de agua, tanto en lasembotelladoras como en las unidadesde produccin de animales de labo-ratorio, es factible desde el punto devista tcnico econmico y tiene unimpacto econmico positivo al ga-rantizar la produccin de agua em-botellada con la calidad requerida ydisminuir los costos de produccinen la instalacin de tratamiento deagua para animales de laboratorio.

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    Tabla 5. Comparacin econmica del tratamiento con ozono y el trmico.

    onozonocadatartaugA ocimrtodotmleropadaziliretseaugA

    laicininisrevnI SU$ laicininisrevnI SU$

    onozoedserodarenegsoD 0008 sevalcotuasoD 00002

    otcatnocedsanmulocsoD 0002

    nicazitamotuaedsotnemelE 0005

    LATOT 00051 LATOT 00002

    launaotsoC SU$ launaotsoC SU$

    nicaicerpeD 0051 nicaicerpeD 0002

    otneiminetnaM 003 otneiminetnaM 004

    ocirtcleomusnoC 812 ocirtcleomusnoC 63611

    LATOT 8102 LATOT 63241