ES2821944T3 - Sistema y procedimiento de detección de crecimiento de biopelícula en sistemas de agua - Google Patents

Sistema y procedimiento de detección de crecimiento de biopelícula en sistemas de agua Download PDF

Info

Publication number
ES2821944T3
ES2821944T3 ES15776053T ES15776053T ES2821944T3 ES 2821944 T3 ES2821944 T3 ES 2821944T3 ES 15776053 T ES15776053 T ES 15776053T ES 15776053 T ES15776053 T ES 15776053T ES 2821944 T3 ES2821944 T3 ES 2821944T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
tube
fluid
measurement
dye
fluid system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES15776053T
Other languages
English (en)
Inventor
David F Vela
Adrian Denvir
Matthew C Holloway
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NCH Corp
Original Assignee
NCH Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NCH Corp filed Critical NCH Corp
Application granted granted Critical
Publication of ES2821944T3 publication Critical patent/ES2821944T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/008—Monitoring fouling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/50—Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
    • C12Q1/06—Quantitative determination
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/18—Testing for antimicrobial activity of a material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/1717—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with a modulation of one or more physical properties of the sample during the optical investigation, e.g. electro-reflectance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2206/00—Characteristics of a physical parameter; associated device therefor
    • A61M2206/10—Flow characteristics
    • A61M2206/11—Laminar flow
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/02—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
    • C02F2103/023—Water in cooling circuits
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/20—Prevention of biofouling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2307/00—Location of water treatment or water treatment device
    • C02F2307/14—Treatment of water in water supply networks, e.g. to prevent bacterial growth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/26—Inoculator or sampler
    • C12M1/267—Biofilm separators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00—Pipe-line systems
    • F17D1/08—Pipe-line systems for liquids or viscous products
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
    • G01N2021/3181—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths using LEDs
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N2021/6439—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" with indicators, stains, dyes, tags, labels, marks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid

Abstract

Sistema de detección para detectar crecimiento microbiológico en un sistema de fluido en circulación, comprendiendo el sistema de detección: un tubo que comprende una entrada y una salida, la entrada configurada para recibir una parte de fluido que fluye a través del sistema de fluido y la salida configurada para devolver la parte de fluido al sistema de fluido; una fuente de luz para dirigir luz a través del tubo; un inyector opcional para inyectar periódicamente colorante al fluido que fluye a través del tubo, el inyector dispuesto curso arriba de la fuente de luz; un sensor óptico configurado para detectar una emisión o transmisión de luz a través del tubo o desde el colorante opcional en el tubo; y un controlador configurado para controlar automáticamente la activación del inyector opcional, si está presente, y para recibir una señal del sensor óptico que indica una cantidad de crecimiento de biopelícula dentro del tubo; en el que el tubo está configurado para un flujo laminar del fluido a través de por lo menos una parte del tubo; y en el que el sistema de fluido en circulación es una torre de refrigeración o un sistema de calefacción.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y procedimiento de detección de crecimiento de biopelícula en sistemas de agua
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Campo de la invención
Esta invención se refiere a la detección y monitorización de formación de biopelícula dentro de sistemas antropogénicos de agua y otros fluidos para proporcionar información que ayude a controlar el funcionamiento y el tratamiento del agua u otro sistema de fluido.
2. Descripción de la técnica relacionada
Muchos sistemas antropogénicos de agua o fluidos, tales como torres de refrigeración y calefacción, son propensos al crecimiento de biopelículas. Las biopelículas contienen comunidades mixtas de bacterias que se adhieren a superficies, tales como paredes de tuberías, de componentes en el interior del sistema de fluido. Las bacterias en capas subyacentes de las biopelículas continúan reproduciéndose y crean un denso grupo de bacterias. A medida que se forman estas capas de biopelícula también se acumulan otros desechos inorgánicos y orgánicos, aumentando el tamaño y restringiendo flujo con el sistema de fluido y causando bloqueos, lo que puede resultar en un aumento costes de funcionamiento (tales como requerimientos de bombeo) y costes de mantenimiento para el sistema de fluido. Se conocen varios tratamientos químicos y biocidas que se añaden a dichos sistemas de fluidos para eliminar biopelículas y ayudar a controlar el crecimiento y la recolonización. Un tratamiento eficaz para eliminar las biopelículas y prolongar el tiempo antes de que los sistemas de fluidos se vuelvan a contaminar puede ahorrar cantidades significativas de dinero. Un tratamiento efectivo y completo puede ahorrar costes de trabajo y productos químicos de tratamiento reduciendo la frecuencia de tratamientos periódicos o reduciendo la cantidad de productos químicos necesarios para el mantenimiento rutinario y/o tratamientos periódicos. Dicho tratamiento también puede ahorrar costes de energía a través del funcionamiento de superficies de intercambio de calor limpias y reducir la cantidad de ciclos de purgado/reposición para eliminar el agua contaminada y reemplazarla por agua fresca.
Para controlar y tratar eficazmente biopelículas en sistemas de fluidos, es beneficioso poder controlar el crecimiento de biopelículas dentro del sistema de fluido. Algunos sistemas de fluidos se encuentran en un programa de tratamiento periódico sin ningún medio para detectar biopelículas, lo que resulta en un tratamiento del sistema de fluido cuando no se requiere. Esto puede ser costoso y puede resultar en daños innecesarios a componentes del sistema de fluido ya que muchos tratamientos de biopelícula son ácidos o corrosivos. Algunos sistemas de fluidos se basan en una inspección visual de los componentes para determinar la presencia de crecimiento de biopelícula. Esto puede dificultar la detección de la presencia de biopelículas en zonas del sistema de fluido que no pueden inspeccionarse fácilmente por medios visuales.
También es conocido utilizar un sistema de monitorización automatizado para controlar el crecimiento de biopelícula u otros tipos de contaminantes en un sistema de fluido. Por ejemplo, la publicación de la solicitud de patente de americana n° 2013/0344533 describe un biosensor de estructura de "andamio" con una mezcla de colorante/arcilla incrustada. Una parte de agua del sistema de fluido se retira y se introduce en un "depósito de humidificación" curso arriba del biosensor para obtener un flujo laminar sobre un biosensor de estructura de andamio. Si hay presentes microorganismos, existe una reacción con el colorante incrustado en el andamio y puede utilizarse una unidad de detección de señales para detectar un cambio de color. Los inconvenientes de dicho sistema de monitorización incluyen que la preparación de la mezcla de colorante/arcilla incrustada en el andamio del sensor es difícil y requiere la sustitución de toda la estructura del biosensor cuando se necesita un reabastecimiento. Además, parece que el flujo de agua de la muestra queda continuamente expuesto al colorante/arcilla mezcla, lo que haría que el colorante se consuma más rápidamente y aumente el tiempo y los costes de mantenimiento. Por último, parece que la muestra de agua se encuentra en una estructura de biosensor abierta donde podría contaminarse por contaminantes externos.
En la patente americana n° 7.190.457 se describe otro sistema y procedimiento de monitorización automatizado. El sistema descrito en la patente del '457 utiliza múltiples sondas ópticas para obtener señales que indican un crecimiento de biopelícula y pueden diferenciar entre bacterias en masa o suspendidas y crecimiento de biopelícula. El sistema en de la patente '457 puede utilizarse externamente al sistema de fluido, con una muestra aislada de fluido dispuesta en un sustrato representativo, tal como vidrio o metal, o puede utilizarse insertando directamente la sonda óptica en el fluido en circulación dentro del sistema de fluido. El inconveniente de la configuración externa es que requiere la extracción de muestras del sistema de fluido y no es tan preciso como una medición de fluido que pasa a través del sistema de fluido. Los inconvenientes de la aplicación directa son que requiere componentes impermeables y no aprovecha ninguna característica de flujo laminar en la zona donde se realiza la prueba.
El documento WO 01/49876 se refiere a un proceso para monitorizar poblaciones microbiológicas planctónicas y sésiles en un sistema de fluido industrial. G. Reggiani y otros, TRASAR Technology - A Review and Comparison Cooling Water Feed Control Automation, 2004, describe la tecnología Trasar. El documento WO 2013/134180 se refiere a un control de tratamiento de agua en sistemas de fluidos industriales. H. Blachere y otros, Biotechnology and Bioengineering, Vol. Xl, páginas 1005-1010 (1969) describen fotómetros de células de flujo. A. Funfak y otros, Journal Of Environmental Monitoring, 2011, 13, 410-415 describen una técnica de microfluidos a base de gotas para analizar concentraciones de múltiples reactivos.
Ninguna de las referencias conocidas de la técnica anterior describe un sistema de monitorización o detección de biopelícula cerrado para utilizarse en línea con un sistema de fluido en circulación que utilice un colorante que sea inyectable en el instante o cerca del instante en que se mide o se detecta un crecimiento de biopelícula, que no requiera una fuente de luz o componentes detectores ópticos impermeables, y que incorpore características de flujo laminar en la zona a analizar. Existe la necesidad de un sistema de monitorización simple que pueda añadirse fácilmente a sistemas de fluidos existentes y que sea capaz de monitorizar de manera automatizada y en línea el crecimiento de biopelícula y un control automatizado de parámetros operativos del sistema de fluido en respuesta al crecimiento de biopelícula detectado.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
El problema de la presente invención se resuelve en base a las reivindicaciones 1 a 23. Esta invención presenta un sistema y un procedimiento para detección y monitorización en tiempo real de formación de biopelícula en el interior de una torre de refrigeración o un sistema de calefacción, para proporcionar información para ayudar a controlar el funcionamiento y el tratamiento del agua u otros sistemas de fluidos. En particular, la presente invención presenta, en una realización, un sistema de detección para detectar crecimiento microbiológico en un sistema de fluido en circulación, comprendiendo el sistema de detección un tubo que comprende una entrada y una salida, la entrada configurada para recibir una parte de fluido que fluye a través de sistema de fluido y la salida configurada para devolver la parte de fluido al sistema de fluido, una fuente de luz para dirigir luz a través del tubo; un inyector opcional para inyectar periódicamente colorante al líquido que pasa a través del tubo, el inyector dispuesto curso arriba de la fuente de luz; un sensor óptico configurado para detectar una emisión o transmisión de luz a través del tubo o del colorante opcional en el tubo: y un controlador configurado para controlar automáticamente la activación del inyector opcional si está presente y para recibir una señal del sensor óptico que indica una cantidad de crecimiento de biopelícula en el interior del tubo; en el que el tubo está configurado para un flujo laminar del fluido a través de por lo menos una parte del tubo; y en el que el sistema de fluido en circulación es una torre de refrigeración o un sistema de calefacción. En otra realización, la presente invención presenta un sistema de detección para detectar crecimiento microbiológico en un sistema de agua en circulación, comprendiendo el sistema de detección una carcasa que comprende unas paredes y una cubierta que puede desmontarse o abrirse; un conector de entrada dispuesto en una primera pared de la carcasa, el conector de entrada configurado para recibir una parte del agua que fluye a través del sistema de fluido y para acoplarse a un primer extremo de un tramo de tubo de lumen estrecho; un conector de salida dispuesto en una segunda pared de la carcasa, el conector de salida configurado para acoplarse a un segundo extremo del tubo de lumen estrecho y devolver la parte de agua al sistema de fluido, una sonda de luz dispuesta dentro de la carcasa y configurada para pasar luz al tubo; un sensor óptico configurado para medir depósitos en el interior del tubo detectando transmisión de luz a través del tubo; un inyector opcional dispuesto curso arriba de la sonda de luz para inyectar periódicamente colorante al agua que fluye a través del tubo; y un controlador configurado para controlar automáticamente la activación del inyector opcional si está presente y para recibir mediciones del sensor óptico, en el que el sistema de agua en circulación es una torre de refrigeración o un sistema de calefacción. La presente invención presenta, además, un procedimiento para detectar crecimiento microbiológico en el sistema de detección de la presente invención, comprendiendo el procedimiento pasar una parte de fluido del sistema de fluido en circulación a través de un tubo de lumen estrecho que comprende una zona de medición; mantener un flujo laminar por toda la zona de medición; opcionalmente, inyectar periódicamente un colorante al fluido en el tubo curso arriba de la zona de medición; y producir una o más señales utilizando un fuente de luz y un sensor óptico conectado a un controlador; y convertir cada señal en una medición de un nivel de crecimiento microbiológico dentro de la zona de medición. La presente invención también presenta un procedimiento para detectar crecimiento microbiológico en el sistema de detección de la presente invención, comprendiendo el procedimiento desviar una parte de fluido del sistema de fluido a un tubo; crear un flujo laminar a través de una parte del tubo; opcionalmente inyectar un colorante al fluido en el tubo, curso arriba de la parte del tubo que un tiene un flujo laminar: y medir un nivel de material depositado en la parte del tubo dirigiendo la luz hacia la parte del tubo que tiene un flujo laminar, detectar una transmisión o emisión de luz a través o desde el tubo, generar una señal correspondiente a la transmisión o emisión; y convertir la señal en una medición que indique un nivel de material depositado en la parte de tubo; y en el que el tubo comprende una entrada curso arriba de la parte del tubo que tiene un flujo laminar para recibir la parte del fluido en circulación desde el sistema de fluido y una salida curso abajo de la parte del tubo que tiene un flujo laminar para devolver la parte del fluido en circulación al sistema de fluido. Un sistema de monitorización o detección de acuerdo a una realización preferida de la invención comprende un tubo de lumen estrecho a través del cual una parte de agua o fluido del sistema de fluido se desvía y fluye y a la cual inyecta periódicamente una cantidad de colorante bio-reactivo. El tubo de lumen estrecho pasa a través de un sensor que comprende una fuente de luz y un detector óptico que mide periódicamente una transmisión o emisión de luz correspondiente al crecimiento de un biopelícula en el interior del tubo. El uso de un tubo de lumen estrecho permite un flujo laminar a través de la zona de prueba o medición en el sensor, el cual se caracteriza por el caudal de agua u otro fluido a su velocidad máxima a través del centro del lumen y que es virtualmente cero en las paredes del lumen (la capa límite hidrodinámica). La física del flujo laminar permite la adhesión microbiana y la posterior formación de biopelícula en las paredes internas del tubo de lumen estrecho, resultando en un crecimiento de biopelícula en el sistema de monitorización o detección que corresponde al crecimiento de biopelícula o condiciones favorables para el crecimiento de biopelícula con el sistema de fluido. El crecimiento de biopelícula en el tubo de lumen estrecho crecería más rápido de lo esperado en la mayoría de las partes del sistema de fluido. Dependiendo del nivel de crecimiento de la biopelícula en el tubo de lumen estrecho, el sistema de monitorización y detección puede indicar cuándo las condiciones del fluido favorecen el crecimiento de biopelícula o pueden indicar que el crecimiento de biopelícula ya se está produciendo en el sistema de fluido. Por lo tanto, el sistema de monitorización y detección puede proporcionar una advertencia o indicación temprana de un posible problema de biopelícula en el sistema de fluido o la probable la existencia de una biopelícula real en el sistema de fluido.
De acuerdo con otra realización preferida de la invención, se inyecta periódicamente un bio-colorante reactivo en el tubo de lumen estrecho a través del cual pasa el fluido que se va a analizar. Un colorante preferido es la eritrosina, que enlaza selectivamente con células bacterianas. Sólo se inyecta colorante en el instante o cerca del instante en que se realiza una medición utilizando una fuente de luz y un detector óptico que detecta una transmisión o emisión de luz a través del tubo o del colorante en el interior del tubo. Esta configuración conserva la cantidad de colorante utilizada en el sistema. De acuerdo con otra realización preferida, el sistema de monitorización comprende un depósito de colorante para contener el colorante que se inyecta, una válvula de control que se abre y se cierra periódicamente para liberar una cantidad de colorante del depósito, y un inyector venturi que inyecta el colorante liberado a un tubo a través del cual pasa el fluido a analizar.
De acuerdo con otra realización preferida del sistema de monitorización, el fluido a analizar fluye a través del sistema de monitorización, se mide el nivel de crecimiento de biopelícula, y se devuelve el fluido al sistema de fluido. Durante operaciones normales del sistema de fluido y el sistema de monitorización, el fluido se retira continuamente del sistema de fluido, fluye a través del sistema de monitorización y vuelve al sistema de fluido. El fluido sólo se mide para la detección de crecimiento de biopelícula a ciertos intervalos, que pueden ser intervalos de tiempo predeterminados y previamente programados, cuando una medición o la diferencia entre dos mediciones se encuentra por encima de un umbral predeterminado, y/o cuando se realiza una entrada manual para iniciar una medición. El fluido que fluye continuamente a través del sistema de monitorización simula el fluido en circulación a través del sistema de fluido, dando la misma cantidad de tiempo para el crecimiento de biopelícula en el sistema de monitorización que en el sistema de fluido para lograr mediciones más precisas correspondientes al nivel de crecimiento de componentes en el sistema de fluido.
De acuerdo con otra realización preferida de la invención, el sistema de monitorización comprende una pluralidad de segmentos de tubos de lumen estrecho intercambiables. Preferiblemente, estos segmentos de tubos se encontrarían en un formato previamente cortado con conexiones rápidas para una fácil instalación y sustitución. De acuerdo con otra realización preferida, el sistema de monitorización comprende una carcasa que tiene unos conectores de compuerta de entrada y salida que pueden conectarse a los tubos o tuberías del sistema de fluido para permitir que una parte de fluido del sistema de fluido fluya a través del sistema de monitorización y se devuelva después al sistema de fluido. Los segmentos de tubos de lumen estrechos y los conectores de compuerta de entrada y salida presentan preferiblemente características de conexión rápida que permiten una fácil conexión de los componentes para permitir que el fluido fluya desde el sistema de fluido, a través del sistema de monitorización para la medición y se devuelva después al sistema de hidráulico, haciendo que la instalación y sustitución de los tubos sea fácil.
De acuerdo con otra realización preferida, un sistema de monitorización está configurado para detectar la transmisión o emisión de luz de una o más fuentes de luz a través del fluido que fluye por el tubo de lumen estrecho o desde un compuesto o colorante inyectado al líquido en el tubo de lumen estrecho utilizando uno o más detectores ópticos. Una fuente de luz y un sensor óptico están configurados respecto al tubo de lumen estrecho para medir la transmisión o emisión de luz a través del fluido en el tubo o desde el mismo. Los datos o señales del sensor o sensores ópticos indican un nivel de crecimiento de biopelícula dentro del tubo de lumen estrecho que corresponde a un nivel de crecimiento de biopelícula en varias partes del sistema de fluido.
De acuerdo con otra realización preferida, el sistema de monitorización comprende una pantalla y una interfaz de usuario que proporcionan información respecto al nivel de crecimiento de biopelícula medido o calculado y permiten al usuario introducir datos e instrucciones en el sistema de monitorización y/o en cualquier sistema de control para el sistema de fluido que está conectado (por conexión con cable o inalámbrica) al sistema de monitorización, tales como instrucciones para realizar una prueba de alta resolución o instrucciones para añadir productos de tratamiento al sistema de fluido.
De acuerdo con otra realización preferida, un sistema de monitorización comprende un controlador con capacidades de procesamiento que le permiten enviar y recibir señales, hacer cálculos, mostrar datos, almacenar datos y/o guardar datos en una tarjeta de memoria extraíble u otro dispositivo conectado, y procesar una o más pruebas que son seleccionadas por un usuario (tales como una prueba de baja o de alta resolución). Un controlador preferido está configurado para interactuar con una fuente de luz, un sensor óptico, un sistema inyector de colorante, y una pantalla e interfaz de usuario. De acuerdo con otra realización preferida, un controlador también es capaz de enviar automáticamente señales para alterar uno o más parámetros de funcionamiento del sistema de fluido, haciendo recomendaciones para alterar parámetros de funcionamiento y aceptar la introducción manual de cambios de parámetros y el envío de señales a otros dispositivos o equipos para llevar a cabo los cambios de entrada manual, con el fin de controlar el funcionamiento del sistema de fluido. La información proporcionada por el sistema de monitorización puede mostrarse en una pantalla en la carcasa del sistema de monitorización, lo que permite al usuario hacer cambios manuales al sistema de fluido en base a la información, como un ajuste manual de una válvula, para introducir manualmente instrucciones al medidor del sistema de detección que después se envían a otros dispositivos o equipos, o introducir manualmente instrucciones en un sistema de control electrónico para realizar cambios en el sistema de fluido en base a la información. La información también puede ser comunicada a un sistema de control, directamente (a través de una conexión enchufable) o mediante comunicación inalámbrica, a usuarios remotos (tales como supervisores u operarios remotos), para lograr un control automatizado del sistema de fluido. El sistema de control preferiblemente forma parte de un sistema de control más grande con numerosas configuraciones de electrónica aplicada y capacidad para comunicar datos del sistema de monitorización a ordenadores u otros instrumentos para controlar el funcionamiento de un sistema de fluido. Los parámetros de funcionamiento (tal como la tasa o cantidad de producto(s) de tratamiento añadido(s), agua "dulce" o fluido añadido, soplado, de alimentación u otros ajustes del sistema de fluido) pueden alterarse (tal como abrir o cerrar válvulas en el sistema de fluido, accionar bombas o mediante la adición manual de productos de tratamiento o químicos) si la información indica que se necesita un cambio, tal como si el valor calculado de crecimiento de biopelícula se encuentra fuera de un rango especificado o se encuentra por encima o por debajo de un valor umbral preestablecido. Además, pueden compararse valores calculados y la diferencia puede indicar la necesidad de alterar o activar automáticamente una alteración en parámetros de funcionamiento del sistema de fluido, lo que puede mejorar la precisión en el control del sistema de fluido.
De acuerdo con otra realización preferida, puede generarse una señal de alarma, tal como como una señal audible, una señal visual, o ambas, cuando una propiedad o valor se encuentra fuera de un rango determinado o por debajo o por encima de un valor preestablecido. La señal de alarma puede ser generada por el sistema de monitorización y puede comunicarse de manera inalámbrica a un sistema de control remoto para el sistema de fluido, una pantalla de ordenador, o un teléfono móvil o correo electrónico del usuario/supervisor. De acuerdo con todavía otra realización preferida, también pueden generarse señales de alarma adicionales cuando un nivel calculado de crecimiento de biopelícula se encuentra dentro de uno o más rangos o por encima o por debajo de uno o más valores preestablecidos para esa propiedad. Estas señales de alarma adicionales pueden avisar a un usuario cuando el nivel de biopelícula se aproxima a un valor que requeriría un cambio en un parámetro operativo (tal como un aumento o disminución del producto de tratamiento o biocida añadido al sistema de fluido) o cuando el valor se encuentra en un nivel crítico que requiere atención inmediata. Preferiblemente, las señales de alarma adicionales se distinguen entre sí de manera audible o visual.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
El sistema y el procedimiento de la invención se describen y se explican con mayor detalle en relación con los dibujos siguientes, en los cuales:
La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra un sistema para detectar crecimiento de biopelícula de acuerdo con una realización preferida de la invención;
La figura 2 es un diagrama simplificado de una pantalla externa/interfaz de usuario para un sistema de monitorización de acuerdo con la realización preferida;
La figura 3 es un diagrama de bloques que muestra una configuración de una prueba controlada de temperatura para varios sistemas de monitorización de acuerdo con una realización de la invención;
La figura 4 es una gráfica que muestra los resultados de un ensayo de viabilidad para determinar densidad de biopelícula en secciones de tubo de lumen estrecho en un experimento utilizando tres sistemas de monitorización de acuerdo con una realización preferida;
La figura 5 es una gráfica que muestra los resultados de un ensayo de viabilidad para determinar densidad de biopelícula en secciones de tubo de lumen estrecho en un segundo experimento usando tres sistemas de monitorización de acuerdo con una realización preferida;
La figura 6 es una gráfica que muestra los resultados de un ensayo de viabilidad para determinar densidad de biopelícula en secciones de tubo de lumen estrecho en un tercer experimento utilizando tres sistemas de monitorización de acuerdo con una realización preferida;
La figura 7 es una gráfica que muestra la salida de sensores ópticos en los tres los sistemas de monitorización utilizados en el tercer experimento que muestran un aumento de la señal correspondiente a un aumento del grosor de la biopelícula.
DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS
Haciendo referencia a la figura 1, se ilustra una realización preferida de un sistema de detección o monitorización de biopelícula 10 en forma de simple diagrama de bloques. El sistema de detección o monitorización de biopelícula 10 comprende preferiblemente una carcasa 12, un controlador 14, una carcasa del sensor 16, un depósito de colorante 18, una válvula 22, un venturi 26, un puerto de entrada 28, un puerto de salida 34, y opcionalmente un USB u otro tipo de puerto 28 para transmisión de datos recibidos por el controlador 14 de un sensor en el interior de la carcasa del sensor 16. El sistema de monitorización 10 también comprende preferiblemente una pluralidad de tubos o segmentos de conducto, tales como 20, 24, 30 y 32 que conectan varios componentes tal como se describe en detalle a continuación.
La carcasa 12 es preferiblemente una caja impermeable o resistente al agua que tiene una cubierta o puerta desmontable o que puede abrirse, la cual permite el acceso al interior de la carcasa 12, por ejemplo, para mantenimiento o reposición del colorante en el depósito de colorante 18. El controlador 14, la carcasa del sensor 16, el depósito de colorante 18, la válvula 22 y el venturi 26 están dispuestos todos preferiblemente dentro de la carcasa 12 para que queden protegidos de la exposición a agua u otro fluido del sistema de fluido u otros impactos ambientales. La carcasa 12 presenta también preferiblemente una estructura de soporte que permite montar o de otra manera acoplar firmemente el sistema de monitorización 10 a una estructura existente (tal como una pared) alrededor del sistema de fluido que se ha de analizar, preferiblemente cerca del punto donde se extrae una parte de fluido del sistema de fluido y se desvía al sistema de monitorización 10.
Parte del fluido que pasa por el sistema de fluido puede extraerse de una fuente de fluido de corriente lateral (como un estante de cupones, por ejemplo) o de una línea principal de circulación o flujo de fluido a través del sistema de fluido, representado en la figura 1 como línea 42, y desviarse al sistema de monitorización 10 a través de tubos (o tuberías) 44. El tubo 44 está conectado en comunicación hidráulica al puerto de entrada o conector de compuerta de entrada 28, que también está conectado directamente al inyector venturi 26. Alternativamente, el inyector venturi 26 podría estar conectado al puerto de entrada 28 mediante un tramo de tubería. En un lado curso abajo del inyector venturi 26 es el tubo o tubería 32, que es preferiblemente un tubo de lumen estrecho que tiene una alta relación entre el área de superficie interna y el volumen y configurado de manera que, a un caudal constante a través del tubo 32, la velocidad del fluido en movimiento varía desde prácticamente cero en las paredes del lumen (la capa límite hidrodinámica) hasta un caudal máximo a lo largo de la línea central del tubo 32. Más preferiblemente, el diámetro interno del tubo 32 es entre 1 mm y 20 mm, pero también pueden utilizarse otros tamaños. El tubo 32 pasa a través de la carcasa del sensor 16 y está conectado en un lado curso abajo de la carcasa del sensor 16 al puerto de salida o conector de compuerta de salida 36. El tubo 40 está conectado en comunicación hidráulica con el puerto de salida 36 para devolver el fluido del sistema de monitorización 10 a la línea 42 del sistema de fluido. El puerto de entrada 28 y el puerto de salida 36 y el inyector venturi 26 preferiblemente son roscados o tienen unos conectores de conexión rápida que permiten conectar o desconectar rápida y fácilmente los tubos. Aunque es preferible devolver el fluido analizado en el sistema de monitorización 10 a la misma fuente o línea 42 de la cual se extrajo el fluido, la tubería 40 puede conectarse a cualquier parte del sistema de fluido (preferiblemente curso abajo de donde se extrajo el fluido para su monitorización) para devolver el fluido al sistema de fluido. De esta manera, una parte del fluido del sistema de fluido fluye continuamente a través de sistema de monitorización 10 durante operaciones normales del sistema de monitorización 10 y el sistema de fluido. Pueden añadirse válvulas u otros mecanismos de control al tubo 44, el tubo 40, el puerto de entrada 28 y/o el puerto de salida 36 para restringir o detener el flujo de fluido al sistema de monitorización 10, sin restringir necesariamente el fluido de fluido circulación a través del sistema de fluido, si se desea.
En el interior de la carcasa 12 se dispone también preferiblemente un depósito de colorante 18. El depósito de colorante 18 preferiblemente contiene un colorante bio-revelador que indica la presencia de material biológico cuando se expone a la luz dentro de la carcasa del sensor 16. El colorante más preferido es la eritrosina, pero pueden utilizarse también otros colorantes, tales como una solución reveladora de placa dental, FDC verde número 3, FDC azul número 1, otros colorantes alimentarios y colorantes fluorescentes o una combinación de los anteriores. Para controlar la liberación de colorante del depósito de colorante 18 se utiliza preferiblemente una válvula 22 y a través de un inyector Venturi 26 se inyecta un colorante al fluido. La válvula 22 es preferiblemente una electroválvula, pero también pueden utilizarse otros tipos de válvulas. El depósito de colorante 18 está conectado preferiblemente en comunicación hidráulica con el tubo 20, que está conectado a la válvula 22 y el tubo 24 está conectado al inyector venturi 26.
Parte del fluido del sistema de fluido a analizar se desvía al sistema de monitorización 10 a través del tubo 44, tal como se ha descrito anteriormente. Periódicamente se inyecta colorante del deposito de colorante 18 al líquido que se va a analizar y después pasa a través de la carcasa del sensor 16 en el tubo 32. La carcasa del sensor 16 es preferiblemente un caja impermeable o resistente al agua que tiene una cubierta o puerta desmontable o que puede abrirse permitiendo el acceso al interior de la carcasa del sensor 16, tal como para mantenimiento o sustitución del tubo 32. En el interior de la carcasa del sensor 16 se encuentra una fuente de luz y un sensor o detector óptico, con el tubo 32 dispuesto entre la fuente de luz y sensor óptico en una configuración que permite la detección de propiedades ópticas, tales como fluorescencia del colorante eritrosina. Una fuente de luz en el interior de la carcasa del sensor 16 es preferiblemente un LED que emite luz en un rango de longitudes de onda de entre 545 y 570 nm. La detección se consigue utilizando un sensor de luz ambiental (foto transistor), que permite que pase corriente en proporción a la cantidad de luz que incide sobre la base, pasando la corriente por una red resistiva a una base de tensión de salida correspondiente. El controlador 14 procesará los datos de salida (o señal) del sensor de luz (o sensor óptico), el cual leerá y registrará en tiempo real a intervalos de tiempo programables para adquisición y evaluación dinámica de datos. Pueden utilizarse también otros sensores, tales como un fototransistor o fotodiodo, como sensor óptico dentro de la carcasa del sensor 16. También pueden utilizarse otros tipos de fuentes de luz, tales como láser, incandescente, infrarroja o luz ultravioleta, y otras longitudes de onda, con los correspondientes cambios en el sensor de luz tal como entenderán los expertos en la materia. El tubo 32, a través del cual pasa el fluido, puede insertarse en comunicación hidráulica en el inyector venturi 26 y el puerto de salida 36 y está configurado para pasar a través del sensor de manera que la luz de una fuente de luz pueda entrar en contacto con el fluido en el tubo 32 y ser detectada por un sensor óptico para obtener una lectura que indique el nivel de crecimiento de biopelícula dentro del tubo 32. Más preferiblemente, estos componentes están configurados de manera que la luz que pasa es dirigida al tubo 32 en una dirección sustancialmente perpendicular a la dirección del flujo de fluido a través del tubo 32. Una vez que una biopelícula crece dentro del tubo 32 a un nivel predeterminado, el tubo 32 puede retirarse del sistema de monitorización 10 y reemplazarse por un nuevo tubo 32 para comenzar el proceso de monitorización, tal como se describe más detalladamente a continuación.
En el interior de la carcasa 12 también se dispone preferiblemente un controlador o un microcontrolador 14. El controlador 14 está conectado a una pantalla externa/interfaz de usuario opcional 38, una válvula 22, la fuente de luz y el sensor óptico dentro de la carcasa del sensor 16, y un puerto USB opcional o puerto de datos 28, tal como se muestra en líneas discontinuas en la figura 1. El controlador 14 envía y recibe señales o datos desde los componentes conectados del sistema de monitorización 10. El controlador 14 envía una señal a la válvula 22 para abrirla y cerrarla con el fin de permitir inyectar periódicamente colorante al fluido dentro del tubo 32. El controlador 14 también envía señales a una fuente de luz dentro de la carcasa del sensor 16 para dirigir periódicamente luz al tubo 32, la cual es detectada o medida por un sistema óptico dentro de la carcasa del sensor 16. Ese sensor óptico envía entonces una señal o datos de nuevo al controlador 14, indicando el nivel, si lo hubiera, de crecimiento de biopelícula dentro del tubo 32. El nivel de crecimiento de biopelícula dentro del tubo 32 es indicativo de crecimiento de biopelícula en componentes del sistema de fluido. El controlador 14 envía información sobre las mediciones de crecimiento de la biopelícula a una pantalla externa/interfaz de usuario 38. En la carcasa 12 se disponen preferiblemente uno o más puertos de datos 28 y se conectan al controlador 14, para permitir que el sistema de monitorización 10 se conecte a otros dispositivos (tales como un ordenador o un servidor), a una fuente de alimentación externa, o para recibir tarjetas de memoria extraíbles. Uno o más puertos de datos 28 (tales como un puerto USB) permiten al controlador 14 enviar o recibir datos, tales como actualizaciones de software, instrucciones operacionales (tales como, por ejemplo, si debe realizarse una prueba o instrucciones de baja o alta resolución o datos relativos a un ajuste de un parámetro de funcionamiento del sistema de fluido en respuesta a la medición de biopelícula), y/o mediciones de crecimiento de biopelícula en base a señales del sensor óptico. Estos puertos interactuarían con el controlador 14 del sistema de monitorización 10 de acuerdo con procedimientos conocidos que entienden los expertos en la materia.
El controlador 14 tiene preferiblemente suficiente memoria para almacenar lecturas o mediciones del sensor óptico durante un período de tiempo. Un controlador preferido 14 tiene una memoria de sólo lectura programable y borrable eléctricamente (EEprom) de 256 bytes, almacenando cada byte 8 bits de información (número hexadecimal de 2 dígitos). Un convertidor analógico a digital en el controlador 14 es preferiblemente un módulo de 10 bits, por lo que cada medición tendrá 10 bits de información binaria. El controlador 14 y el sensor óptico en la caja del sensor 16 están configurados preferiblemente para permitir un funcionamiento en un modo de baja resolución (o estándar) y un modo de alta resolución. En el modo de baja resolución, la medición A/D se desplaza una serie de bits para ahorrar espacio en el chip para fines de registro de datos. Cuando se ejecuta en modo de alta resolución, la medición A/D se divide en 2 'celdas' de la EEprom, lo cual ocupa más espacio, pero se cuadruplica la resolución. Pueden utilizarse otras configuraciones y capacidades de almacenamiento con el sistema de monitorización 10, tal como entenderán los expertos en la materia. El controlador 14 puede funcionar con baterías, conectado a una fuente de alimentación externa (tal como corriente alterna), o ambas. La energía de la batería proporciona flexibilidad en la colocación del sistema de monitorización 10, ya que no sería necesario disponerlo cerca de una salida u otra fuente de alimentación.
Se dispone preferiblemente un monitor o pantalla externa/interfaz de usuario 38 en una cara exterior de la carcasa 12 en un lugar de fácil acceso para un usuario u operario. La pantalla externa/interfaz de usuario 38 comprende preferiblemente una pantalla 40 para proporcionar información sobre el funcionamiento del sistema de monitorización 10 y el nivel de crecimiento de biopelícula dentro del tubo 32. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 2, una representación visual de la formación de biopelícula que se muestra en la pantalla 46 puede incluir una barra que aumente de tamaño a medida que se detectan mayores depósitos y/o una indicación porcentual de crecimiento. La pantalla 46 también puede incluir un estado alfanumérico que indique un nivel de riesgo asociado al grado de crecimiento de biopelícula detectado, que puede parpadear si se alcanza un estado de alarma para indicar que se requiere atención o acción. El sistema de monitorización 10 también puede incluir una alarma audible o una serie de alarmas correspondientes a niveles crecientes de crecimiento de biopelícula detectados. La pantalla 46 también puede indicar el estado o la intensidad de la batería para el sistema de monitorización 10 (si funciona con batería), mostrar la fecha y la hora, y/o otra información relacionada con el sistema de monitorización 10, tal como una versión asociada al equipo o programación para el controlador 14. La pantalla externa/interfaz de usuario 38 también comprende preferiblemente una pluralidad de botones o mandos 48 que permiten a un operario introducir información y/o operar manualmente varios componentes del sistema de monitorización 10. Los botones o mandos 48 pueden ser alternativamente botones de tipo pantalla táctil incluidos en la pantalla 46. Los botones o mandos 48 (o pantalla táctil) permiten al usuario proporcionar entradas al sistema de monitorización 10, tales como la selección de la prueba concreta que se va a realizar (de baja o alta resolución), variar el tiempo del ciclo de medición, restablecer el sistema para un nuevo ciclo de monitorización, recuperación de datos almacenados de pruebas anteriores, o enviar datos electrónicos o comandos a otros dispositivos o componentes del sistema de fluido que se está analizando o un sistema de control que controla varios componentes del sistema de fluido. Junto con el controlador 14, la pantalla externa/interfaz de usuario 38 puede programarse para una variedad de funciones tal como entenderán los expertos en la materia.
Cuando el sistema de monitorización 10 está conectado a un sistema de fluido, una parte de líquido del sistema de fluido se desvía al sistema de monitorización a través de tubos 42 y hacia el tubo 32. Preferiblemente, el controlador 14 está previamente programado para iniciar periódicamente un ciclo de medición, completándose múltiples ciclos de medición dentro de cada ciclo de monitorización. Aunque pueden utilizarse otros tiempos del ciclo de medición, se prefiere un ciclo de una vez al día. Un ciclo de medición comienza con el controlador 14 enviando una señal para abrir la válvula 22 para permitir que el colorante del depósito 18 se inyecte al fluido a través del inyector venturi 26. La succión del inyector venturi 26 se activa cuando se abre la válvula 22, permitiendo que una pequeña cantidad de colorante se introduzca en el agua u otro fluido que fluya a la carcasa del sensor 16 a través del tubo 32. En el funcionamiento normal, la válvula 22 está abierta entre 1/2 segundo y 2 segundos una vez al día y en el modo no activado está cerrada, lo que impide la liberación involuntaria de colorante y fallo del sistema de monitorización 10 si se corta la corriente que va al sistema de monitorización 10. Durante el funcionamiento normal de un ciclo de medición, el controlador 14 encenderá una fuente de luz (LED) en la carcasa del sensor 16 durante aproximadamente 60 segundos y comprobará la tensión correspondiente en un sensor óptico dentro de la carcasa del sensor 16. Un convertidor analógico a digital toma la tensión analógica y la convierte en un valor hexadecimal digital de 10 bits y realiza comparaciones con una lectura de estado inicial. La primera lectura o medición durante un ciclo de monitorización se guarda como estado inicial o valor de comparación. A medida que la biopelícula crece en el tubo 32, la tensión del sensor aumentará, lo que provocará una mayor desviación del valor inicial. Con cada ciclo de medición, los resultados de la medición y/o comparación con la lectura inicial se muestran preferiblemente en la pantalla 46 y se almacenan en la memoria.
El controlador 14 también puede operar opcionalmente un ciclo de medición de alta resolución si se detecta biopelícula. Puede programarse previamente un ciclo de medición de alta resolución para que se ejecute automáticamente si se detecta biopelícula en un nivel predeterminado o puede ejecutarse manualmente seleccionando o activando un botón 48 en la pantalla externa/interfaz de usuario 38. Si una lectura o medición durante un ciclo de medición de operación normal indica la presencia de biopelícula en el tubo 32, el controlador 14 puede confirmar entonces la presencia de biopelícula realizando una prueba de alta resolución donde se realiza una lectura inmediatamente antes y después de que se haya introducido el colorante en el tubo 32. En condiciones de funcionamiento normales, el colorante no afectará a la variación de tensión en el sensor óptico; pero realizando una lectura de alta resolución será posible detectar pequeños cambios asociados a la variación de color del colorante de la biopelícula. Esta prueba de alta resolución puede utilizarse como etapa de confirmación para identificar una incrustación como biopelícula y no sólo como depósitos minerales. Los resultados de la prueba de alta resolución pueden visualizarse como los resultados de una prueba de funcionamiento normal en la pantalla 46 o pueden visualizarse por separado para distinguir entre los resultados de funcionamiento normal (baja resolución) y los resultados de alta resolución. Puede realizarse una o más pruebas de alta resolución en cada ciclo de monitorización.
Si algún resultado medido o calculado, comparación de resultados, diferencia en resultados, o desviación cae fuera de un rango predeterminado o preestablecido de valores deseados o se encuentra por encima o por debajo de un valor umbral predeterminado o preestablecido, entonces el sistema de monitorización 10 puede generar una alarma que indique que se requiere un ajuste o modificación de uno o más parámetros de funcionamiento del sistema de fluido. Una alarma puede ser visual, audible, o ambas, y puede comunicarse localmente en la carcasa 12 o remotamente a otro lugar, tal como una sala de control para el sistema de fluido o por correo electrónico o texto a un operario. Preferiblemente, en la pantalla 46 se muestra un mensaje de advertencia, tal como como un aumento del nivel de riesgo de "bajo" a "moderado" y, en última instancia, a "elevado" (aunque también pueden utilizarse otras palabras y niveles intermedios adicionales). A medida que la cantidad de incrustamiento aumenta durante un ciclo de monitorización la severidad del nivel de alerta también aumenta preferiblemente. Pueden utilizarse también alarmas audibles en lugar de, o junto con, los indicadores visuales de la pantalla 46. Más preferiblemente, se activa una alarma inicial dentro de un ciclo de monitorización cuando la diferencia entre la lectura del sensor y la lectura inicial alcanza una diferencia de aproximadamente un 15%. Preferiblemente se activan alarmas adicionales, de mayor nivel, cuando esa diferencia es de aproximadamente un 30%, un 50%, y un 65%.
Cuando se activa una alarma, esto indica que hay un crecimiento de biopelícula dentro del tubo 32 o que la cantidad de crecimiento de biopelícula ha alcanzado o ha superado un nivel predeterminado, que indica la presencia de crecimiento de biopelícula (y una cantidad similar de crecimiento de biopelícula) en otros componentes del sistema de fluido. Para mantener el sistema de fluido funcionando correctamente, es importante tratar el sistema de fluido para eliminar la biopelícula y ayudar a controlar el recrecimiento. Una alarma activada por el sistema de monitorización 10 indica que es necesario tomar medidas para ajustar uno o más parámetros de funcionamiento del sistema de fluido para tratar el crecimiento de biopelícula. Tales ajustes se realizan preferiblemente de manera automática cuando se detecta un crecimiento de biopelícula o cuando se detecta un cierto nivel de crecimiento de biopelícula, en respuesta a una señal de alarma del controlador 14. Más preferiblemente, el controlador 14 está configurado para iniciar automáticamente dichos ajustes enviando señales al sistema de control separado para el sistema de fluido o directamente enviando señales a componentes inteligentes dentro del sistema de fluido, tal como apertura o cierre de válvulas para liberar una dosis (o una serie de dosis) de biocida u otros productos de tratamiento en el sistema de fluido. Estos ajustes también pueden realizarse manualmente, entrándose manualmente en el sistema de monitorización 10 para comunicarlos a un sistema de control separado para que el sistema de fluido realice automáticamente los comandos de ajuste, o pueden introducirse manualmente en un sistema de control separado para el sistema de fluido y entonces realizarse automáticamente mediante ese sistema de control. Otros ajustes de los parámetros de funcionamiento pueden incluir alterar la cantidad de productos de tratamiento nobiocidas añadidos al sistema de fluido, regular la velocidad de extracción, regular la velocidad de reposición de agua dulce, aumentar o disminuir los caudales a través del sistema de fluido, u otros ajustes necesarios para eliminar biopelícula y ayudar a controlar el recrecimiento. El controlador 14 también envía preferiblemente un correo electrónico o un mensaje de texto a personal designado o estaciones informáticas si se activa una alarma y si se ha producido automáticamente cualquier ajuste operacional o dosificación del tratamiento.
El sistema de monitorización 10 también puede utilizarse para determinar la eficacia de los ajustes realizados en el tratamiento de la biopelícula. Al continuar monitorizando el nivel de biopelícula dentro del tubo 32, el sistema de monitorización 10 puede determinar si los ajustes de funcionamiento son suficientes para eliminar la biopelícula de componentes del sistema de fluido. Una vez que el nivel de biopelícula en el tubo 32 vuelve a cero o casi cero, se completa un ciclo de monitorización y comienza de nuevo un nuevo ciclo de monitorización. Alternativamente, la carcasa 12 y la carcasa del sensor 16 pueden abrirse, desconectar y retirar tubo 32 e insertar un nuevo tubo 32 para comenzar un nuevo ciclo de monitorización. El sistema de monitorización 10 también puede restablecerse manualmente para iniciar un nuevo ciclo de monitorización. Los ciclos de monitorización se repiten preferiblemente para monitorizar continuamente el crecimiento de biopelícula dentro del sistema de fluido.
Se probó una realización del sistema de monitorización 10 y el procedimiento de monitorización de crecimiento de biopelícula en varios rangos de temperatura para confirmar la eficacia del sistema de monitorización 10, así como para determinar el impacto de la temperatura sobre la propagación de biopelícula y correlacionar señales de salida del sensor óptico a una velocidad de crecimiento de biopelícula. Se conectaron en serie tres sistemas de monitorización idénticos (mostrados como 10A, 10B, y 10C en la figura 3) a un tambor de 30 galones de agua en circulación (para simular el sistema de fluido), tal como se muestra en la figura 3. El tambor de agua en circulación se inoculó con cultivos nocturnos de especies de Pseudomonas (5 mL) y especies de bacilos (5 mL) en TSB (caldo de soja tríptico). Cada sistema de monitorización comprende un controlador y una carcasa del sensor con una fuente de luz y una óptica, tal como se muestra en la figura 1. El tambor de 30 galones que contiene el agua latente bacteriana se mantuvo a una temperatura ambiente de aproximadamente 72°F y se utilizó para suministrar un flujo constante a través de todo el tubo de PVC (por ejemplo, tubo 44, 32, y 40) para los tres sistemas de monitorización 10A, 10B, y 10C. Entre el primer y el segundo sistema de monitorización (entre 10A y 10B) y entre el segundo y el tercer sistema de monitorización (entre 10B y 10C), respectivamente, se colocó un conjunto de baños de agua a una temperatura controlada de 80°F y 90°F. Los baños de agua se utilizaron para elevar la temperatura del agua que fluye a través del segundo y el tercer sistema de monitorización 10B y 10C para simular entornos de temperatura que pueden encontrarse en un sistema de torre de refrigeración del sector (como ejemplo de tipo de sistema de fluido con el cual podría utilizarse un sistema de monitorización de acuerdo con la invención). Se sumergieron unas secciones enrolladas de los tubos de PVC en los baños de agua a temperatura controlada para dar la solución interna que fluye en el interior del tubo un tiempo de permanencia suficiente para equilibrarse a la temperatura del baño mientras se encuentra en el interior de las respectivas zonas enrolladas, de modo que el agua introducida en el sistema de monitorización 10B estaba a aproximadamente 80°F y el agua introducida en el sistema de monitorización 10C estaba a aproximadamente 90°F.
Observando la hora y la fecha del comienzo del experimento, se bombeó cierta cantidad de la solución latente de bacterias a los sistemas de monitorización para llenar el tubo y se dejó que el agua quedara estancada durante casi 16 horas para iniciar el crecimiento de biopelícula en el tubo 32 dentro de cada sistema de monitorización. Se bombeó entonces agua continuamente a través de cada sistema de monitorización 10A, 10B, y 10C y se recicló de nuevo al tambor para una duración del ciclo de monitorización de 16 días. El controlador 14 en cada sistema de monitorización de este experimento operó 24 ciclos de medición por día durante 16 días (si bien también podría utilizarse otros períodos de tiempo para el ciclo de monitorización y cada ciclo de medición), recogiendo una medición de baja resolución del sensor óptico para cada ciclo de medición. Para este experimento no se llevaron a cabo pruebas de alta resolución. Se inyectó eritrosina como colorante en el tambor, en lugar de utilizar un depósito de colorante y un inyector venturi para cada sistema de monitorización 10A, 10B, y 10C. Para comparación con las lecturas de los sensores ópticos y para calibración de esas lecturas, se analizó un bioensayo y un análisis microscópico de secciones de los tubos de lumen estrechos 32 de cada sistema de monitorización. Se cortó una sección de la muestra de 2 cm del tubo de lumen estrecho 32 en cada sistema de monitorización (10A a temperatura ambiente, 10B a 80°F, y 10C a 90°F) y se aisló una sección delgada de cada sección de tubo para un análisis microscópico de campo claro. El tubo utilizado para el experimento era lo suficientemente largo como para permitir retirar las secciones para la prueba y el tubo se retiró en el transcurso del experimento.
Se realizó, además, una prueba de viabilidad en cada sección de tubo para determinar la densidad de biopelícula (Log10 CFU por cm2) en varios días entre los días 7 y 16 del ciclo de monitorización. Los resultados de esta prueba de viabilidad se muestran en la figura 4. Los tubos del sistema de monitorización 10C a 90°F mostraban un crecimiento inicial de biopelícula notablemente mayor, mientras que los tubos del sistema de monitorización 10A a temperatura ambiente y 10B a 80°F se controlaron de manera similar y se aproximaban a la misma densidad de celda el día 16 a un logaritmo. Se anotó la hora y la fecha de cada extracción de sección para comparación con los datos obtenidos del sensor óptico y se almacenó en el microcontrolador. Se encontró que las señales del sensor óptico se correlacionaban con el aumento del crecimiento de biopelícula para permitir la calibración de las señales de los sensores ópticos con la densidad de la biopelícula.
Se llevó a cabo otro experimento utilizando tres sistemas de monitorización 10A, 10B, y 10C. Cada sistema de monitorización era idéntico y comprendía un controlador, unos puertos de entrada y salida, un tubo de lumen estrecho, y una carcasa del sensor con una fuente de luz y un sensor óptico, similares a los mostrados en la figura 1. Este experimento no incluyó ninguna modificación de la temperatura y los sistemas de monitorización no estaban conectados en serie como en el experimento descrito anteriormente. Se añadió una solución estimuladora del crecimiento de biopelícula que contenía cultivos de especies de Pseudomonas (5 mL) y especies de bacilos (5 mL) en TSB (caldo de soja tríptico) al tubo (por ejemplo, el tubo 32) en cada sistema de monitorización y se dejó asentar durante 8 horas para iniciar el crecimiento de biopelícula. Se añadió un colorante revelador de biopelícula (eritrosina) a una solución de formación de biopelícula a una velocidad de 3 gotas por litro de solución. Para los propósitos de este experimento, el colorante no se inyectó al agua en circulación a través de un venturi tal como se ha descrito anteriormente respecto a la figura 1. Después de la iniciación de la biopelícula, el agua en circulación a temperatura ambiente (aproximadamente 72°F) se filtró con un filtro de carbón activado granulado y después se bombeó de manera continua a través del tubo de cada sistema de monitorización durante un ciclo de monitorización de 14 días. El controlador 14 en cada sistema de monitorización operó 14 ciclos de medición, uno por cada día del ciclo de monitorización (aunque también podrían utilizarse otros períodos de tiempo para el ciclo de monitorización y cada ciclo de medición), recogiendo una medición de baja resolución del sensor óptico para cada ciclo de medición. No se realizaron pruebas de alta resolución en este experimento. Para comparación con las lecturas del sensor óptico y para la calibración de esas lecturas, se analizó un bioensayo y un análisis microscópico de secciones del tubo de lumen estrecho 32 de cada sistema de monitorización. Se cortaron cinco-siete secciones de muestra cada una de 2 cm-3 cm del tubo de lumen estrecho 32 en cada sistema de monitorización y se aisló una sección delgada de cada sección del tubo para un análisis microscópico confocal y un análisis estereoscópico. El tubo utilizado para el experimento era lo suficientemente largo para permitir extraer las secciones para analizarlas y los tubos se retiraron durante el transcurso del experimento. Utilizando microscopía confocal y unos tintes fluorescentes de biopelícula especiales, se midió y se registró el grosor de la capa de biopelícula en los segmentos de tubos de PVC. Adicionalmente, se llevó a cabo una prueba de viabilidad en cada sección del tubo para determinar la densidad de biopelícula (Log10 CFU por cm2). Se anotó la hora y la fecha de cada extracción de sección para compararlo con los datos obtenidos del sensor óptico y se almacenó en el microcontrolador.
En la figura 5 se muestran los resultados del análisis de los tubos de este experimento de 14 días. Se llevó a cabo otro experimento con esta misma configuración y metodología para un ciclo de monitorización de 16 días. En la figura 6 se muestran los resultados del análisis del tubo de este experimento de 16 días. La figura 7 muestra la salida de los sensores ópticos (tensión) de los sistemas de monitorización 10A 10B, y 10C para el experimento de 16 días descrito anteriormente. Puede apreciarse que, a medida que el grosor de la biopelícula en el tubo aumenta, la señal de salida del sensor aumenta, lo que corresponde al aumento del recuento de bacterias y a los datos de grosor observados por el microscopio confocal.
Estos experimentos muestran que los sistemas de monitorización de acuerdo con realizaciones preferidas de la invención son capaces de colonización bacteriana y soportan crecimiento de biopelícula independientemente de la temperatura del influente, mientras que también se permitió que los sensores ópticos y los controladores de los sistemas de monitorización leyeran y controlaran con precisión la densidad de biopelícula con el tiempo. Además, el uso de tubos extraíbles 32 a través del sistema de monitorización permite un procedimiento medible para el bioensayo y una determinación de la densidad de celdas real, mediante eliminación y prueba, si se desea.
Las referencias que se dan aquí al cálculo o medición de un valor o propiedad pretenden incluir cualquier forma de medición directa, conversión de datos o señal, realización de un cálculo en base a uno o más puntos de datos o señales, o de otra manera comparar, interpretar, correlacionar, o manipular uno o más puntos de datos o señales.

Claims (23)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de detección para detectar crecimiento microbiológico en un sistema de fluido en circulación, comprendiendo el sistema de detección:
un tubo que comprende una entrada y una salida, la entrada configurada para recibir una parte de fluido que fluye a través del sistema de fluido y la salida configurada para devolver la parte de fluido al sistema de fluido;
una fuente de luz para dirigir luz a través del tubo;
un inyector opcional para inyectar periódicamente colorante al fluido que fluye a través del tubo, el inyector dispuesto curso arriba de la fuente de luz;
un sensor óptico configurado para detectar una emisión o transmisión de luz a través del tubo o desde el colorante opcional en el tubo; y
un controlador configurado para controlar automáticamente la activación del inyector opcional, si está presente, y para recibir una señal del sensor óptico que indica una cantidad de crecimiento de biopelícula dentro del tubo; en el que el tubo está configurado para un flujo laminar del fluido a través de por lo menos una parte del tubo; y en el que el sistema de fluido en circulación es una torre de refrigeración o un sistema de calefacción.
2. Sistema de detección de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además, un recipiente para contener colorante, en el que el recipiente está en comunicación hidráulica con el inyector.
3. Sistema de detección de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el inyector comprende un venturi y una válvula que se abre para permitir que fluya colorante desde el recipiente de colorante a través del venturi y hacia el tubo.
4. Sistema de detección de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el controlador está configurado, además, para activar un sistema de dosificación de tratamiento para dispensar una cantidad de una composición de tratamiento al sistema de fluido en circulación en respuesta a señales recibidas desde el sensor óptico.
5. Sistema de detección de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además, una interfaz de usuario conectada al controlador, mostrando la interfaz de usuario información que indica la cantidad de biopelícula dentro del tubo en base a señales recibidas del sensor óptico, y que tiene entradas que permiten a un usuario activar manualmente uno o más componentes del sistema de detección o del sistema de fluido a través del controlador.
6. Sistema de detección de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la fuente de luz está configurada para dirigir luz hacia el tubo en una dirección sustancialmente perpendicular a la dirección del fluido en circulación a través del tubo.
7. Sistema de detección para detectar crecimiento microbiológico en un sistema de agua en circulación, comprendiendo el sistema de detección:
una carcasa que comprende unas paredes y una cubierta desmontable o que puede abrirse;
un conector de entrada dispuesto en una primera pared de la carcasa, el conector de entrada configurado para recibir una parte de agua que fluye a través del sistema de agua y para acoplarse a un primer extremo de un tramo de un tubo de lumen estrecho;
un conector de salida dispuesto en una segunda pared de la carcasa, el conector de salida configurado para acoplarse a un segundo extremo del tubo lumen estrecho y para devolver la parte de agua al sistema de agua; una sonda de luz dispuesta dentro de la carcasa y configurada para pasar luz al tubo;
un sensor óptico configurado para medir depósitos dentro del tubo detectando transmisión de luz a través del tubo;
un inyector opcional dispuesto curso arriba de la sonda de luz para inyectar periódicamente colorante al agua que fluye a través del tubo: y
un controlador configurado para controlar automáticamente la activación del inyector opcional, si está presente, y para recibir mediciones del sensor óptico,
en el que el sistema de agua en circulación es una torre de refrigeración o un sistema de calefacción.
8. Sistema de detección de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende, además, una pluralidad segmentos de tubo de lumen estrecho intercambiables de longitud suficiente para que cada uno se acople en un primer extremo al conector de entrada y se acople en un segundo extremo al conector de salida, en el que un segmento de tubo es extraíble del sistema de detección después de acumularse un depósito dentro del segmento de tubo y sea reemplazado por un nuevo segmento de tubo.
9. Procedimiento de detección de crecimiento microbiológico en el sistema de detección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprendiendo el procedimiento:
pasar una parte de fluido del sistema de fluido en circulación a través de un tubo de lumen estrecho que comprende una zona de medición;
mantener un flujo laminar en toda la zona de medición;
opcionalmente inyectar periódicamente un colorante al fluido del tubo curso arriba de la zona de medición; y producir una o más señales utilizando una fuente de luz y un sensor óptico conectado a un controlador; y convertir cada señal en una medición de un nivel de crecimiento microbiológico en la zona de medición.
10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende, además, operar el sensor óptico en un modo de alta resolución cuando la medición del nivel de crecimiento microbiológico alcanza un umbral predeterminado, comprendiendo el modo de alta resolución:
tomar una primera medición con el sensor óptico inmediatamente antes de inyectar el colorante; y
tomar una segunda medición inmediatamente después de inyectar el colorante.
11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10 que comprende, además, comparar la primera y la segunda medición para confirmar que el depósito es un crecimiento microbiológico.
12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9 que comprende, además:
comparar una primera medición con una segunda medición o con un primer umbral predeterminado; y ajustar un parámetro de funcionamiento del sistema de fluido cuando la primera medición alcanza, supera, o se encuentra por debajo del primer umbral predeterminado o cuando la comparación de la primera y la segunda medición alcanza, supera o se encuentra por debajo del primer o un segundo umbral predeterminado.
13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el parámetro de funcionamiento aumenta o disminuye una dosis de biocida u otra composición de tratamiento añadida al sistema de fluido.
14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, en el que la dosis se aumenta o se reduce automáticamente mediante el controlador.
15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que las etapas de inyección de colorante opcional, producción de señales, y conversión de señales se llevan a cabo periódicamente a intervalos de tiempo predeterminados o en respuesta a una medición o a una entrada de un usuario.
16. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el colorante es colorante de eritrosina.
17. Procedimiento de detección de crecimiento microbiológico en el sistema de detección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, comprendiendo el procedimiento:
desviar una parte de fluido del sistema de fluido a un tubo;
crear un flujo laminar a través de una parte del tubo;
opcionalmente inyectar un colorante en el fluido del tubo, curso arriba de la parte del tubo que tiene un flujo laminar; y
medir un nivel de material depositado en la parte del tubo dirigiendo luz hacia la parte del tubo que tiene un flujo laminar, detectar una transmisión o emisión de luz a través del tubo o desde el mismo, generar una señal correspondiente a la transmisión o emisión; y convertir la señal en una medición que indica un nivel de material depositado en la parte de tubo; y
en el que el tubo comprende una entrada curso arriba de la parte del tubo que tiene un flujo laminar para recibir la parte del fluido en circulación desde el sistema de fluido y una salida curso abajo de la parte del tubo que tiene un flujo laminar para devolver la parte del fluido en circulación al sistema de fluido.
18. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17, en el que la etapa de medición y la etapa de inyección opcional se llevan a cabo periódicamente a intervalos de tiempo predeterminados o en respuesta a una o más mediciones o una entrada de usuario.
19. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 18, que comprende, además, confirmar que el material depositado en la parte del tubo es un crecimiento microbiológico cuando una o más de las mediciones periódicas alcanza o supera un umbral predeterminado mediante:
una medición de un nivel de material depositado en la parte del tubo inmediatamente antes de inyectar el colorante y de nuevo inmediatamente después de inyectar el colorante: y
una comparación de las mediciones tomadas antes y después de inyectar el colorante.
20. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17, que comprende, además, dosificar el sistema de fluido en circulación con una cantidad de biocida u otra composición de tratamiento cuando cualquier medición o comparación de dos o más mediciones alcanza, excede, o se encuentra por debajo de un umbral predeterminado.
21. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 20, en el que la dosificación se activa automáticamente mediante un controlador.
22. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que comprende, además, devolver la parte de fluido al sistema de fluido después de pasar por la zona de medición.
23. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17, que comprende, además, devolver la parte de fluido al sistema de fluido después de la etapa de medición.
ES15776053T 2014-04-09 2015-04-08 Sistema y procedimiento de detección de crecimiento de biopelícula en sistemas de agua Active ES2821944T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461977464P 2014-04-09 2014-04-09
PCT/US2015/024963 WO2015157442A1 (en) 2014-04-09 2015-04-08 System and method for detecting biofilm growth in water systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2821944T3 true ES2821944T3 (es) 2021-04-28

Family

ID=54264601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES15776053T Active ES2821944T3 (es) 2014-04-09 2015-04-08 Sistema y procedimiento de detección de crecimiento de biopelícula en sistemas de agua

Country Status (15)

Country Link
US (3) US20150291993A1 (es)
EP (1) EP3129326B1 (es)
JP (1) JP6655551B2 (es)
KR (1) KR102498027B1 (es)
CN (2) CN106163996B (es)
AU (1) AU2015243508B2 (es)
CA (1) CA2944204C (es)
ES (1) ES2821944T3 (es)
HU (1) HUE050767T2 (es)
MX (2) MX2016013195A (es)
PH (1) PH12016501832A1 (es)
PL (1) PL3129326T3 (es)
PT (1) PT3129326T (es)
SG (1) SG11201607829VA (es)
WO (1) WO2015157442A1 (es)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102197456B1 (ko) 2014-01-31 2020-12-31 비아비 솔루션즈 아이엔씨. 광학 필터 및 분광계
US10048127B2 (en) 2015-08-05 2018-08-14 Viavi Solutions Inc. Optical filter and spectrometer
US9945790B2 (en) 2015-08-05 2018-04-17 Viavi Solutions Inc. In-situ spectral process monitoring
CN105376532B (zh) * 2015-10-29 2018-06-26 杨亮 刚毛阵列生物膜监控系统及方法
FI20156009A (fi) * 2015-12-23 2017-06-24 Kemira Oyj Menetelmä ja laite kerrostumien muodostuksen valvomiseksi ja hallitsemiseksi
US20200003449A1 (en) * 2016-03-03 2020-01-02 Mitsubishi Electrict Corporation Air-conditioning apparatus
JP6188994B1 (ja) * 2016-03-03 2017-08-30 三菱電機株式会社 空気調和機
EP3472525B1 (en) * 2016-06-15 2021-05-05 Aeris Environmental Ltd Hvacr system and method for reducing the energy usage of an hvacr system
US10295489B2 (en) * 2016-09-12 2019-05-21 Ecolab Usa Inc. Deposit monitor
US10126284B1 (en) 2016-09-15 2018-11-13 Jentek Water Treatment, Inc. System and method for monitoring water treatment systems
CN107991471A (zh) * 2017-11-24 2018-05-04 吉林建筑大学 一种水-生物膜可见光照模拟实验装置
JP6865332B1 (ja) * 2018-04-23 2021-04-28 ノリア ウォーター テクノロジーズ，インコーポレイテッド リアルタイム膜表面監視方法及び装置
US11953458B2 (en) 2019-03-14 2024-04-09 Ecolab Usa Inc. Systems and methods utilizing sensor surface functionalization
GB2590391A (en) * 2019-12-16 2021-06-30 Angel Guard Ltd Plumbing fixture and methods of operation
CN116579762B (zh) * 2023-04-14 2023-10-20 广州林旺空调工程有限公司 一种冷却塔智慧运维平台

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5349874A (en) 1988-02-04 1994-09-27 Houseman Limited Method for microbiological monitoring
US5541056A (en) * 1989-10-10 1996-07-30 Aquasearch, Inc. Method of control of microorganism growth process
US5185533A (en) * 1991-09-03 1993-02-09 Nalco Chemical Company Monitoring film fouling in a process stream with a transparent shunt and light detecting means
US5716852A (en) 1996-03-29 1998-02-10 University Of Washington Microfabricated diffusion-based chemical sensor
US5948684A (en) 1997-03-31 1999-09-07 University Of Washington Simultaneous analyte determination and reference balancing in reference T-sensor devices
US6455031B1 (en) 1997-06-18 2002-09-24 David G Davies Methods and compositions for controlling biofilm development
US20020037260A1 (en) 1997-10-16 2002-03-28 Budny John A. Compositions for treating biofilm
US6311546B1 (en) * 1998-12-11 2001-11-06 Buckman Laboratories International, Inc. Biofouling monitor and methods to monitor or detect biofouling
US6329165B1 (en) 1999-12-30 2001-12-11 Nalco Chemical Company Measurement and control of sessile and planktonic microbiological activity in industrial water systems
US8548745B2 (en) * 2000-06-08 2013-10-01 The Regents Of The University Of California Visual-servoing optical microscopy
ITBO20000713A1 (it) * 2000-12-06 2002-06-06 Castellini Spa Apparecchiatura e motodo per il rilevamento di biofilm in condotti idrici di riuniti dentali
KR100416601B1 (ko) * 2001-06-30 2004-02-05 삼성전자주식회사 실린더형 커패시터를 포함하는 반도체 소자 및 그 제조 방법
US6793880B2 (en) 2001-07-13 2004-09-21 Minntech Corporation Apparatus and method for monitoring biofilm cleaning efficacy
US7691333B2 (en) 2001-11-30 2010-04-06 Fluidigm Corporation Microfluidic device and methods of using same
WO2003085379A2 (en) 2002-04-01 2003-10-16 Fluidigm Corporation Microfluidic particle-analysis systems
US7312085B2 (en) 2002-04-01 2007-12-25 Fluidigm Corporation Microfluidic particle-analysis systems
US6699684B2 (en) 2002-07-23 2004-03-02 Nalco Company Method of monitoring biofouling in membrane separation systems
CN1226200C (zh) * 2002-12-26 2005-11-09 上海交通大学 污水好氧生物膜处理装置
US7476363B2 (en) 2003-04-03 2009-01-13 Fluidigm Corporation Microfluidic devices and methods of using same
WO2005027714A2 (en) 2003-07-12 2005-03-31 Accelr8 Technology Corporation Sensitive and rapid biodetection
US7341841B2 (en) 2003-07-12 2008-03-11 Accelr8 Technology Corporation Rapid microbial detection and antimicrobial susceptibility testing
US7883622B1 (en) * 2003-09-23 2011-02-08 Barnes Ronald L Water treatment methods and systems using combinations of ozone and chlorine generators
US7190457B2 (en) 2004-01-13 2007-03-13 Echo Technologies, Inc. Real-time biofilm monitoring system
US20060257969A1 (en) 2005-05-16 2006-11-16 Peter Hug Methods for determining contamination of fluid compositions
EP1899451B1 (en) * 2005-05-24 2016-10-12 NewSouth Innovations Pty Limited Methods and compositions for regulating biofilm development
US20080318268A1 (en) 2005-07-22 2008-12-25 Merle E Olson Devices and Methods for the Selection of Agents with Efficacy Against Biofilm
US7905245B2 (en) 2005-09-30 2011-03-15 Siemens Water Technologies Corp. Dosing control system and method
GB0606788D0 (en) * 2006-04-03 2006-05-10 Ind Co Ltd Confocal microscopy
DE102006041347B3 (de) * 2006-09-01 2008-02-28 Rwo Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Detektion lebender Phytoplanktonzellen in Wasser
US20080076147A1 (en) * 2006-09-26 2008-03-27 Board Of Trustees Of Southern Illinois University Biofilm sampling device
US8980173B2 (en) 2007-01-29 2015-03-17 Nalco Company Systems and methods for monitoring and controlling corrosion in hot water systems
US7547397B1 (en) * 2007-12-13 2009-06-16 Shi-Ping Liu Particle-accelerating deposition and separation apparatus and method for turbid water
US8481302B2 (en) * 2008-11-03 2013-07-09 General Electric Company Total bacteria monitoring system
GB0823265D0 (en) 2008-12-20 2009-01-28 Convatec Technologies Inc Antimicrobial Composition
SG177635A1 (en) * 2009-07-17 2012-03-29 Klox Technologies Inc Combination of an oxidant, a photosensitizer and a wound healing agent for oral disinfection and treatment of oral disease
WO2011012311A1 (en) 2009-07-30 2011-02-03 Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung GmbH Methods and tests for screening bacterial biofilms
EP2295996B1 (de) * 2009-08-07 2011-09-28 Omicron electronics GmbH System zur Überwachung eines Transformators
EP2516666B1 (en) * 2009-12-22 2016-04-20 3M Innovative Properties Company Methods of detecting microorganisms and kits therefore
ES2632772T3 (es) 2011-03-07 2017-09-15 Mekorot Water Company Ltd. Procedimientos y dispositivos de manipulación de la bioincrustación
US20130233796A1 (en) * 2012-03-06 2013-09-12 Narasimha M. Rao Treatment of industrial water systems
US9752175B2 (en) 2014-01-06 2017-09-05 The Trustees Of Princeton University Systems and methods to detect biofilm streamer growth and their uses

Also Published As

Publication number Publication date
US20200224240A1 (en) 2020-07-16
EP3129326A1 (en) 2017-02-15
US20150291993A1 (en) 2015-10-15
CN110437990A (zh) 2019-11-12
CA2944204C (en) 2024-01-16
PT3129326T (pt) 2020-09-24
US11105730B2 (en) 2021-08-31
PH12016501832A1 (en) 2016-12-19
KR102498027B1 (ko) 2023-02-10
SG11201607829VA (en) 2016-10-28
MX2020010710A (es) 2020-11-06
CN110437990B (zh) 2023-06-27
US20220128453A1 (en) 2022-04-28
KR20160145085A (ko) 2016-12-19
JP2017517247A (ja) 2017-06-29
PL3129326T3 (pl) 2021-01-25
AU2015243508A1 (en) 2016-10-06
EP3129326A4 (en) 2017-10-11
HUE050767T2 (hu) 2021-01-28
EP3129326B1 (en) 2020-08-26
CN106163996A (zh) 2016-11-23
WO2015157442A1 (en) 2015-10-15
MX2016013195A (es) 2017-04-27
AU2015243508B2 (en) 2019-05-02
CN106163996B (zh) 2019-09-10
JP6655551B2 (ja) 2020-02-26
CA2944204A1 (en) 2015-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2821944T3 (es) Sistema y procedimiento de detección de crecimiento de biopelícula en sistemas de agua
CN101512321B (zh) 用于探测水中的活浮游生物细胞的方法和装置
CN110352344A (zh) 可现场部署的多路式取样和监测装置及细菌污染测量方法
CN107209117A (zh) 用于监测和控制工业流体的光电化学感测系统
US20170363544A1 (en) Sensor for monitoring for the presence and measurement of aqueous aldehyde biocides
CN102597743A (zh) 防污潜水式液体传感器和方法
CN101542281A (zh) 水质测量设备
EP1685400B1 (en) Fluid monitoring apparatus and method
KR101401015B1 (ko) 생태 독성 감시 장치 및 유지관리 방법
JP6216472B2 (ja) 試水中の微生物を決定する方法および装置
KR100663626B1 (ko) 발광미생물을 이용한 수질오염 자동 검사장치
KR101118030B1 (ko) 약수물 수질 관리 시스템
AU2017204090A1 (en) An apparatus and system for investigating properties of substrates and/or water bodies and a method of using same
WO2022269530A1 (en) Apparatus and system for measuring fouling parameters in a fluid
KR20150044158A (ko) 생태 독성 감시 장치 및 유지관리 방법
US20160061712A1 (en) Method and apparatus for monitoring biofouling activity
Schreppel et al. Biosensors Connect Nature and Technology
AU2016202772A1 (en) Water quality sensor
ITUB20152727A1 (it) Dispositivo e metodo per certificare il ciclo di vita di un prodotto biologico scelto nel gruppo consistente di ortaggi, frutta, carne o prodotto ittico di allevamento.
KR20150044154A (ko) 생태 독성 감시 장치 및 방법