WO2013135923A1 - Dispositivo para la producción de desinfectante y de agua desinfectada mediante activación electroquímica de soluciones acuosas - Google Patents

Dispositivo para la producción de desinfectante y de agua desinfectada mediante activación electroquímica de soluciones acuosas Download PDF

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WO2013135923A1
WO2013135923A1 PCT/ES2013/000073 ES2013000073W WO2013135923A1 WO 2013135923 A1 WO2013135923 A1 WO 2013135923A1 ES 2013000073 W ES2013000073 W ES 2013000073W WO 2013135923 A1 WO2013135923 A1 WO 2013135923A1
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catholyte
water
cell
chamber
anolyte
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PCT/ES2013/000073
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Inventor
Antonio CUEVAS CUADRADO
Original Assignee
Un-One Sistems Technics, S.L.
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Definitions

  • the present invention relates to a device for the production of disinfectant and disinfected water, by electrochemical activation of aqueous solutions, comprising at least one electrochemical cell for an aqueous solution of NaCI in water without disinfection, into which the aqueous solution enters by an inlet and is subjected to the action of an electric field, and is separated into:
  • the catholytic and anolytic chambers are separated by a semipermeable membrane, but permeable to ions.
  • the claimed disinfectant is constituted by the resulting anolyte itself and the claimed disinfected water is produced by adding anolyte to the water without disinfecting.
  • ECAS electrochemical activation of Solutions
  • electrolytic process through a porous membrane of ceramic material, during which the water solution in metallic salt (especially , NaCI), subjected to an electric field, is separated into two flows.
  • An electric current between two poles of inert metal acts through the aqueous solution.
  • the result of treatment in the anode chamber is the anolytic fraction, or anolyte, which is a highly effective oxidant at low concentrations while, due to its efficacy at low concentration, it is not toxic to human health, the of animals or plants.
  • the catholytic fraction (the flow separated by the negative pole), or catholyte, has reducing properties, being a good catalyst for chemical reactions, crystal formation
  • WO2006043853A1 discloses a module of the type cited with an axial cylindrical anode and a cathode which is arranged in a coaxial position with respect to the anode.
  • a working chamber formed between the cathode and the anode is divided into cathode chambers and the anode by the same semi-permeable coaxial membrane.
  • a working reagent supply line is fixed to a base and the anode is provided with an axial cavity that is incorporated therein and connected to said working reagent supplying tube and anode chamber through channels.
  • the anode chamber is connected to an anolyte discharge pipe and the cathode chamber is connected to a catholyte discharge pipe.
  • EP1961706A1 (priority RU2297981) describes a module like the one in the previous document, in which the inner electrode compartment communicates directly with the water or solution inlet duct and the inner electrode takes the form of a solid wall
  • WO2009070056A1 (priority RU2367616), describes a variant of the above modules, of oblong cylindrical general conformation, in which the internal electrode is a solid internal cylinder and is screwed to a cover, the external electrode is a coaxial cylinder that acts as a wall external, and the semipermeable diaphragm is also a coaxial cylinder to the previous two intermediate. Between the diaphragm and the inner electrode an internal annular cavity fluidly communicated with inlet and outlet ducts of the water or aqueous solution is defined. An outer annular cavity is defined between the diaphragm and the outer electrode, provided with inlet and outlet pipe connections perpendicular to the axis.
  • WO2009105046A1 (priority SK50172008) describes an environmentally friendly disinfectant product, which is the result of the electrophysical decomposition of a solution of sodium chloride in water, containing 0.01 to 0.1% of active chlorine, 0.0001 at 0.0003% of chlorine dioxide, 0.1 to 0.2% of sodium chloride, and the rest being water, its oxidation-reduction potential is between 600 and 1200 mV and the pH between 2 and 11.
  • Source of the active chlorine is acid hypochlorous, sodium hypochlorite or molecular chlorine either individually or in the compounds.
  • This disinfectant may contain traces of oxidizing agents such as hydrogen peroxide, ozone, oxygen.
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) portability and performance in significantly higher anolyte production.
  • the purpose of the present invention is to provide a device for water disinfection that may have little weight to be easily transported to places of difficult access, with an anolyte richer in Cl ⁇ , to be used in areas with a shortage of water, and with low electricity consumption, for use in locations with limited resources of electricity production, all for example to be used in humanitarian actions, Explanation of the invention
  • the object of the present invention is a portable device for the production of disinfectant and disinfected water, of the indicated type, which is essentially characterized, according to the characterizing part of claim 1, because at least one of the cells have an external catholyte recirculation pipe at an inlet of the anolytic chamber, for the recirculation of a fraction of the catholyte. In this way, it is possible to lower electricity consumption and obtain a calcium-rich anolyte at the same time.
  • FIG. 1 is a schematic view in elevation and partial section showing a variant of a chemical electroactivation cell to be used in the device of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic view of an embodiment of a device according to the present invention incorporating the cell of FIG. 1 and which takes the form of a backpack, seen from the side;
  • FIG: 3 is a schematic front view of the backpack of FIG. 2, in which, for reasons of clarity, the cell of FIG. 1 is shown in a different position with respect to the cell of FIG. 2; and
  • FIG. 4 is a schematic view showing the operating mode of the preferred embodiment of the device of the present invention.
  • the single electrochemical cell 1 has an elongated general cylindrical shape, with four connections, two of input 2 and 23, and two of output 4 and 6, and comprises a cylindrical outer cathode 20, a coaxial cylindrical inner anode 21 and a semipermeable membrane 7. Between the cathode 20 and the membrane 7 a catholic chamber 3 is defined and between the membrane 7 and the anode 21 an anotitic chamber 5 is defined.
  • the cathode 20 is a cylindrical wall, covered by a surface of Titanium, which exerts the function of negative pole or cathode.
  • a solution 15 of CINa in water without disinfecting 14 enters through an inlet 2 to the catholic chamber 3, in which a low voltage electric field, but sufficient to break the bonds of Van der Wals of the molecules, dissociates water and salt 13 into the negative and positive ions Na + , CI " , H + and O 2 , in addition to other ionic species.
  • a flow of catholyte C is thus generated, containing ions positive, which exits through the exit of catholyte 4 and a flow of anolyte A, which contains the negative ions, and which exits through the exit of anolyte 6.
  • the anolyte A is oxidizing and has the characteristic of degrading the membranes of bacteria, viruses, fungi and fungal spores.
  • the anolyte A produced is the disinfectant device 1 whose production is claimed.
  • the catholyte C has properties
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) oxidizers and can be used as a detergent product.
  • the catholyte C (containing Na + and H + ), crosses the membrane 7 and leaves the catholic chamber 3 of the cell 1 through said catholyte outlet 4, towards a circulation pipe 8 to the anolytic chamber 5.
  • This Recirculation of the catholyte C is carried out, according to the invention, to reduce the electrical consumption and increase the capacity of generation of anolyte A per unit volume of the device 100, thus allowing devices with lower consumption and more portables.
  • the recirculation pipe 8 there is a three-way valve 9 that derives part of the flow of catholyte C towards the outside, for its extraction as a product of tails, and part for its recirculation to the anolytic chamber 5.
  • the recirculated portion of catholyte C " can be comprised between 2/5 and 4/5 of the total catholyte C produced, and enters the anolytic chamber 5 through an external inlet 23.
  • a second electrochemical reaction is thus obtained in which the negative oxygen ions are concentrated and chlorine, creating a more concentrated anolyte A flux, since oxygen and chlorine ions had already been obtained in the anolytic chamber 5.
  • cell 1 is incorporated in a backpack 19 with handles 27 for hanging on the back or drag (it could also be a suitcase or equivalent) determining the device 100 of the invention.
  • the device 100 is thus transportable by a single person with ease.
  • the device 100 could be complemented with wheels (not shown).
  • the device 100 comprises, among other additional elements, a submersible pump 10, a hose 20, dosing means 11 of salt 13 from a salt tank 12 to the stream of uninfected water 14, filters 16 prior to filtration of the uninfected water 14 prior to its entry into the electrochemical cell 1, an electrical power source for the generation of the electric field of the electrochemical cell 1 and the rest of the device's electrical or electronic devices, solar panels 17 and a battery 18.
  • the non-disinfected water 14 that is used for the generation of the oxidant anolyte A flow will be water from any effluent: well, river, pond, rainwater, etc.
  • Uninfected water 14 is captured by the 12V submersible pump 10, compatible with 24V power and connected to battery 18.
  • This battery 18 will be charged by solar collection by solar panels 17 (photovoltaic panels), although It can be connected to a mains through a power supply-transformer 26 (FIG. 4) that converts the existing voltage to 12V.
  • the 220V to AC to 12V DC converter is supplied with the machine by default.
  • the pump 10 pours the uninfected water 14 collected into a collapsible hose 20 and once the water has been collected without disinfecting 14, a proportion of between 10 and 20% of the flow rate collected (between 5 to 10 liters / hour), adjustable by means of a volumetric rotometer 24 (FIG. 3), it is diverted from the flow of the pump 10 towards a filtration process before mixing the uninfected water 14 with the sodium chloride, forming the solution 15, and passing to the cell electrochemistry 1 and generate the oxidant or anolyte flow A.
  • the disinfectant anolyte A can be dosed by means of a "Venturi" dispenser or by hydraulic actuation the disinfectant in the pipe 25 through which the uninfected water 14 captured with the submersible pump 10 passes, or added to a container in the appropriate proportions. A 45 minute contact will kill the microorganisms present in the water.
  • the electrical consumption of the device 100 is low and the total intensity it consumes does not exceed 6 amps (about 72 Watts). In the event that the submersible pump 10 works at 24 volts, the consumption will be greater and therefore, the batteries will be discharged before, but we will have greater flow during those hours. This means that a larger volume of water 14 can be disinfected in less time but that a greater number of solar panels 17 and accumulation batteries 18 will be required.
  • the weight of the machine will depend on the weight of the solar panels 17 and the batteries 18. As it is a device 100 designed to work even in places of difficult access, it must be transportable by a single person by means of the mobile
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) chila 19 with handles 27 (or equivalent) and for this it has been thought to incorporate foldable solar panels 17 (of those existing in the market, for example of 1, 4 kg. / unit) and lithium-ion batteries 18 (approximately 960 g. / unit) of 4.6 Ah capacity.
  • the filtration means consist of a filter in the pump 10, and successive or alternative filters 16 of 1 and 5 microns and a reverse osmosis (also supports ultrafiltration membrane). And its dry weight does not exceed 2 kg.
  • the equipment in cell 1 weighs about 3 kg. by the hydraulic actuator, mainly. Finally, the pump weighs 2.5 kg.
  • the weights and powers of the preferred embodiment, devised and constructed by the inventors are:
  • the total of about 16.20 kg makes it suitable for transport in a backpack.
  • the submersible pump 10 used is special (Shurflo®) for pumping by solar energy and the signal is stabilized by an electronic device that accompanies it.
  • Folding solar panels are specially designed for expeditions, as are the batteries (the ones used are from the Sunload brand).
  • the brine 13 is dosed from a reservoir 12 in a pro-
  • REPLACEMENT SHEET (Rule 26) portion equivalent to the desired final richness of the oxidant and taking into account that an excess of salt 13 will increase the conductivity and therefore also increase the electrical consumption in cell 1.
  • a standard salt dosing device can be used 11 (FIG. 2 and 3).

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Abstract

Dispositivo para la producción de desinfectante y de agua desinfectada mediante activación electroquímica de soluciones acuosas. Comprende una celda electroquímica (1) de tratamiento de una solución acuosa de cloruro sódico, que entra por una boca de entrada (2) y es sometida a la acción de un campo eléctrico, y es separada en un flujo de catolito (C), conteniendo iones positivos, y que sale de una cámara catolítica (3) de la celda (1), por una salida de catolito (4); y un flujo de anolito (A) desinfectante, con iones negativos, que sale de la cámara anolítica (5) por una salida de anolito (6). Las cámaras catolítica (3) y anolítica (5) están separadas por una membrana semipermeable (7), pero permeable a los iones. Una de las celdas (1) tiene una tubería de recirculación (8) exterior de catolito (C) a una entrada de la cámara anolítica (5), para la recirculación de una fracción del catolito (C).

Description

D E S C R I P C I O N
"Dispositivo para la producción de desinfectante y de agua desinfectada mediante activación electroquímica de soluciones acuosas"
Sector técnico de la invención
La presente invención se refiere a un dispositivo para la producción de desinfectante y de agua desinfectada, mediante activación electroquímica de soluciones acuosas, que comprende al menos una celda electroquímica para una solución acuosa de NaCI en agua sin desinfectar, en la que la solución acuosa entra por una boca de entrada y es sometida a la acción de un campo eléctrico, y es separada en:
- un flujo de catolito, conteniendo iones positivos, y que sale de una cámara catolítica de fa celda, por una salida de catolito; y
- un flujo de anolito desinfectante, con iones negativos, que sale de la cáma- ra anolítica de la celda, por una salida de anolito.
Las cámaras catolítica y anolítica están separadas por una membrana semipermeable, pero permeable a los iones. El desinfectante reivindicado está constituido por el propio anolito resultante y el agua desinfectada reivindicada se produce por adicción de anolito al agua sin desinfectar.
Antecedentes de la invención
La activación electroquímica de soluciones (ECAS, acrónimo de la expresión en inglés "Electrochemical Activation of Solutions") se basa en el proceso electrolítico a través de una membrana porosa de material cerámico, durante lo cual la solución de agua en sal metálica (en especial, NaCI), sometida a un campo eléctrico, se separa en dos flujos. Una corriente eléctrica entre dos polos de metal inerte actúa a través de la solución acuosa. El resultado de tratamiento en la cámara de ánodo es la fracción anolítica, o anolito, que es un oxidante altamente eficaz a bajas concentraciones al mismo tiempo que, debido a su eficacia a baja concentración, no resul- ta tóxico para la salud humana, la de los animales ni la de las plantas. Su ámbito de actuación se centra en la desinfección microbiológica, al degradar por oxidación las membranas de las bacterias, virus, hongos y esporas de los hongos. La fracción catolítica (el flujo separado por el polo negativo), o catolito, posee propiedades re- ductoras, siendo un buen catalizador de reacciones químicas, formación de crista-
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) les, etc., por lo tanto con propiedades detergentes.
A nivel molecular, lo que ocurre es que el campo eléctrico creado entre los dos polos es mayor que la energía de ios enlaces de puente de hidrógeno del agua, ven- ciendo las fuerzas de Van der aals, y atrayendo a sus respectivos elementos al polo eléctrico opuesto. El cloruro sódico, que actúa como electrolito, aumentando ei rendimiento de la electrólisis del agua, también rompe sus enlaces y se disocia en iones Na+ y CI". El diafragma permite el paso de los iones a! lado correspondiente de la membrana, concentrando los iones Na+ y H+ en el polo negativo y los iones 02 " y CI" y sus compuestos en el positivo. A la salida de las celdas electrolíticas y debido a la barrera que supone la membrana porosa, los dos efluentes están completamente separados. El catolito contiene compuestos de hidrógeno y sodio mientras que es anolito es una mezcla de compuestos inestables de oxígeno y cloro. Un punto importante es que el efecto de las soluciones ECAS es temporal. Tras un periodo de tiempo (entre varias horas y varias semanas) los productos de las soluciones ECAS de desactivan y se disocian en los productos iniciales. Esto explica que los productos ECAS son ambientalmente ecológicos. Para una mayor comprensión de esta tecnología, véase el artículo de CUEVAS, Antonio; VINOGRADOV, Dimitri; VINOGRADOV, Vladimir, "Activación electroquímica de soluciones acuosas (ECAS)". Rev. Ingeniería Química, N° 498, Ed. Reed Business Information, Madrid, España - Octubre 2011 , págs. 44 a 48. El documentos WO2006043853A1 , (RU20040130697), de Vinogradov, da a conocer un módulo del tipo citado con un ánodo cilindrico axial y un cátodo que está dispuesto en una posición coaxial con respecto al ánodo. Una cámara de trabajo formado entre ei cátodo y el ánodo está dividido en cámaras de cátodo y el ánodo por una misma membrana semi-permeable coaxial. Una tubería de suministro de reactivo de trabajo está fijado a una base y el ánodo está provisto de una cavidad axial que está incorporado en el mismo y conectado a dicho reactivo de trabajo suministrando tubo y la cámara del ánodo por medio de canales. La cámara del ánodo está conectado a una tubería de descarga de anolito y la cámara de cátodo está conectado a una tubería de descarga del catolito.
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) La patente EP1961706A1 (prioridad RU2297981) describe un módulo como el del documento anterior, en que el compartimento del electrodo interior comunica directamente con el conducto de entrada de agua o solución y el electrodo interior adop- ta la forma de una pared sólida
El documento WO2009070056A1 (prioridad RU2367616) , describe una variante de los anteriores módulos, de conformación general cilindrica oblonga, en que el electrodo interno es un cilindro interno macizo y se enrosca a una tapa, el electrodo externo es un cilindro coaxial que ejerce de pared externa, y el diafragma semipermeable es asimismo un cilindro coaxial a los dos anteriores intermedio. Entre el diafragma y el electrodo interior queda definida una cavidad anular interna comunicada fluidamente con conductos de entrada y de salida del agua o solución acuosa. Entre el diafragma y el electrodo exterior queda definida una cavidad anular exter- na, provista de conexiones de tubería de entrada y salido perpendiculares al eje.
Por último, el documento WO2009105046A1 (prioridad SK50172008) describe un producto desinfectante respetuoso con el medioambiente, que es el resultado de la descomposición electrofísica de una solución de cloruro sódico en agua, contenien- do 0,01 a 0.1 % de cloro activo, 0.0001 a 0.0003 % de dióxido de cloro, 0.1 to 0.2 % de cloruro sódico, y siendo el resto agua, su potencial de oxidación-reducción está comprendido entre 600 y 1200 mV y el pH entre 2 y 11. Fuente del cloro activo es el ácido hipocloroso, hipoclorito de sodio o cloro molecular ya sea individualmente o en los compuestos. Este desinfectante puede contener trazas de agentes oxidantes tales como peróxido de hidrógeno, ozono, oxígeno.
Aún siendo de una correcta funcionalidad, los anteriores dispositivos no están por completo exentos de inconvenientes. Normalmente, actualmente el consumo eléctrico aproximado para obtener una solución de un litro de fracción anolítica a 500 ppm de Cloro activo es de 10 Wh y el consumo de NaCI es de entre 3 y 8g. Ello requiere normalmente equipos de gran tamaño y escasa portabilidad para producciones de volúmenes elevados de anolito desinfectante, por lo que en la actualidad su uso queda muy restringido a utilizaciones hospitalarias, en laboratorios, en la industria agroalimentaria y en piscinas. Sería de desear un equipo que tuviera una
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) portabilidad y rendimiento en producción de anolito sensiblemente superiores.
La presente invención tiene por finalidad proporcionar un dispositivo para la desinfección de aguas que pueda tener poco peso para poder ser transportado fácilmen- te a lugares de difícil acceso, con un anolito más rico en Cl~, para poder ser empleado en zonas con escasez de agua, y con un bajo consumo eléctrico, para su empleo en localizaciones con recursos limitados de producción eléctrica, todo ello por ejemplo para ser empleado en acciones humanitarias, Explicación de la invención
A tal finalidad, el objeto de la presente invención es un dispositivo portátil para la producción de desinfectante y de agua desinfectada, del tipo indicado, que en su esencialidad se caracteriza, según la parte caracterizante de la reivindicación 1 , porque al menos una de las celdas tiene una tubería de recirculación exterior de catolito a una entrada de la cámara anolítica, para la recirculación de una fracción del catolito. De esta manera se permite bajar el consumo eléctrico y obtener un anolito más rico en calcio al mismo tiempo.
En las reivindicaciones 2 y sucesivas se dan a conocer realizaciones preferidas de la presente invención.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se hará la descripción de un modo de realización preferido, aunque no exclusivo, del dispositivo según la presente invención, para cuya mejor com- prensión se acompaña de unos dibujos, dados meramente a título de ejemplo no limitativo, en los cuales: la FIG. 1 es una vista esquemática en alzado y sección parcial que muestra una variante de una celda de electroactivación química a emplear en el dispositivo de la presente invención; la FIG. 2 es una vista esquemática de un ejemplo de realización de un dispositivo según la presente invención que incorpora la celda de la FIG. 1 y que adopta la forma de una mochila, vista de lado;
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) la FIG: 3 es una vista esquemática frontal de la mochila de la FIG. 2, en que, por motivos de claridad, la celda de la FIG. 1 se muestra en una posición diferente con respecto a la celda de la FIG. 2; y la FIG. 4 es una vista esquemática en que se muestra el modo operativo de la realización preferida del dispositivo de la presente invención.
Descripción de un modo de realización preferido
En los dibujos adjuntos puede verse la constitución y el modo operativo del dispositivo 100 para la producción de desinfectante A y de agua desinfectada D, potable, mediante activación electroquímica de soluciones acuosas 15, que comprende como elemento funcional central una celda electroquímica 1 para una solución acuosa 15 de NaCI en agua sin desinfectar 14.
En la FIG. 1 puede verse que la celda electroquímica 1 única tiene una forma general cilindrica alargada, con cuatro conexiones, dos de entrada 2 y 23, y dos de salida 4 y 6, y comprende un cátodo 20 exterior cilindrico, un ánodo 21 interior cilindrico coaxial y una membrana semipermeable 7. Entre el cátodo 20 y la membrana 7 queda definida una cámara catolítica 3 y entre la membrana 7 y ei ánodo 21 queda definida una cámara anotítica 5. El cátodo 20 es una pared cilindrica, recubierta por una superficie de Titanio, que ejerce la función de polo negativo o cátodo.
Una solución 15 de CINa en agua sin desinfectar 14 (entre 2 y 5 g/l de CINa) entra por una boca de entrada 2 a la cámara catolítica 3, en la que un campo eléctrico de baja tensión, pero suficiente para romper los enlaces de Van der Wals de las moléculas, disocia el agua y la sal 13 en los iones negativos y positivos Na+, CI", H+ y O2, además de otras especies iónicas. Se genera así un flujo de catolito C, conteniendo iones positivos, que sale por la salida de catolito 4 y un flujo de anolito A, que con- tiene los iones negativos, y que sale por la salida de anolito 6.
El anolito A es oxidante y tiene la característica de degradar las membranas de las bacterias, virus, hongos y esporas de hongos. El anolito A producido es el desinfectante el dispositivo 1 cuya producción se reivindica. El catolito C tiene propiedades
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) oxidantes y puede ser empleado como producto detergente.
El catolito C (conteniendo Na+ y H+), atraviesa la membrana 7 y sale de la cámara catolítica 3 de la celda 1 por la citada salida de catolito 4, hacia una tubería de re- circulación 8 a la cámara anolítica 5. Esta recirculación del catolito C se efectúa, según la invención, para reducir el consumo eléctrico y aumentar la capacidad de generación de anolito A por unidad de volumen del dispositivo 100, permitiendo así dispositivos con menor consumo y más portables. En la tubería de recirculación 8 hay una válvula de tres vías 9 que deriva parte del flujo de catolito C hacia el exte- rior, para su extracción como producto de colas, y parte para su recirculación a la cámara anolítica 5. La porción recirculada de catolito C" puede estar comprendida entre 2/5 y 4/5 del catolito C total producido, y entra en la cámara anolítica 5 por una entrada 23 exterior. Se obtiene así una segunda reacción electroquímica en la que se concentran los iones negativos de oxígeno y cloro, creando un flujo de anoli- to A más concentrado, pues ya se habían obtenido iones de oxígeno y cloro en ia cámara anolítica 5.
En las FIGS. 2 y 3 puede verse que la celda 1 está incorporada en una mochila 19 con asas 27 de cuelgue en espalda o de arrastre (también podría ser una maleta o equivalente) determinando el dispositivo 100 de la invención. El dispositivo 100 es así transportable por una sola persona con facilidad. Para incrementar la portabili- dad, el dispositivo 100 se podría complementar con unas ruedas (no mostradas).
El dispositivo 100 comprende, entre otros elementos adicionales, una bomba su- mergible 10, una manguera 20, medios de dosificación 11 de sal 13 desde un depósito 12 de sal 13 a la corriente de agua sin desinfectar 14, filtros 16 previos para la filtración del agua sin desinfectar 14 previamente a su entrada a la celda electroquímica 1 , una fuente de alimentación eléctrica para la generación del campo eléctrico de la celda electroquímica 1 y el resto de dispositivos eléctricos o electrónicos del dispositivo, placas solares 17 y una batería 18. En la FIG. 4 se muestra un equipo de control 22 de las placas solares 17, constituido, por ejemplo, por un "¡nverter".
El agua sin desinfectar 14 que se utiliza para la generación del flujo de anolito A oxidante será agua de cualquier efluente: pozo, río, estanque, agua de lluvia, etc.
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) Por lo que el dispositivo 100 podrá funcionar en cualquier lugar en el que haya la posibilidad de acceder a agua.
El agua sin desinfectar 14 es captada mediante la bomba sumergible 10, de 12V, compatible con alimentación a 24V y conectada a la batería 18. Esta batería 18 será cargada mediante la captación solar por placas solares 17 (paneles fotovoltai- cos), si bien podrá ser conectada a una red eléctrica mediante una fuente de alimentación-transformador 26 (FIG. 4) que convierta el voltaje existente a 12V. Se suministra con la máquina por defecto el convertidor de 220V en AC a 12 V DC.
La bomba 10 vierte el agua sin desinfectar 14 captada a una manguera 20 plegable y una vez captada el agua sin desinfectar 14, una proporción de entre el 10 y el 20% del caudal captado (de entre 5 a 10 litros/hora), regulable mediante un rotóme- tro aforado 24 (FIG. 3), es desviada del flujo de la bomba 10 hacia un proceso de filtración antes de mezclar el agua sin desinfectar 14 con el cloruro de sodio, formando la solución 15, y pasar a la celda electroquímica 1 y generar el flujo oxidante o anolito A.
El anolito A desinfectante se puede dosificar mediante un dosificador "Venturi" o por accionamiento hidráulico el desinfectante en la tubería 25 por donde pasa el agua sin desinfectar 14 captada con la bomba sumergible 10, o añadirla a un recipiente en las proporciones adecuadas. Un contacto de 45 minutos matará los microorganismos presentes en el agua. El consumo eléctrico del dispositivo 100 es bajo y la intensidad total que consume no supera los 6 amperios (unos 72 Wattios). En el caso de que la bomba sumergible 10 trabaje a 24 voltios, el consumo será mayor y por tanto, las baterías se descargarán antes, pero tendremos mayor caudal durante esas horas. Eso significa que se puede desinfectar un mayor volumen de agua 14 en menos tiempo pero que se precisará mayor número de paneles solares 17 y baterías de acumulación 18.
El peso de la máquina dependerá del peso de los paneles solares 17 y de las baterías 18. Como se trata de un dispositivo 100 pensado para trabajar incluso en lugares de difícil acceso, deberá ser trasporta ble por una sola persona mediante la mo-
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) chila 19 con asas 27 (o equivalente) y para ello se ha pensado en incorporar paneles solares 17 plegables (de los existentes en el mercado, por ejemplo de 1 ,4 kg. /unidad) y baterías 18 de ion-litio (aproximadamente 960 g. /unidad) de 4,6 Ah de capacidad.
Los medios de filtración consisten en un filtro en la bomba 10, y sucesivos o alternativos filtros 16 de 1 y 5 mieras de paso y una osmosis inversa (también admite membrana de ultrafiltración). Y su peso en seco no supera los 2 kg. El equipo de la celda 1 pesa alrededor de 3 kg. por la dosifícador de accionamiento hidráulico, prin- cipalmente. Por último, la bomba pesa 2,5 kg. En general, los pesos y las potencias de la realización preferida, ideada y construida por los inventores son:
Tabla I
Dispositivo Características Peso (kg)
Bomba sumergible 10 30W, 12V 2,50
Filtros 16 2,00
Celda electroquímica 1 36W a 12V 3,00
Paneles solares 17 62W, 3A 2,80
Baterías 18 6A , 4,6 Ah 2,90
Tubería, cable eléctrico
y estabilizador de señal 3,00
TOTAL Consumo 66W 16,20
El total de unos 16,20 kg lo hace apto para ser transportado en una mochila.
La bomba sumergible 10 empleada es especial (Shurflo®) para bombeo por energía solar y se estabiliza la señal mediante un dispositivo electrónico que la acompa- ña. Las placas solares plegables están especialmente diseñadas para expediciones, al igual que las baterías (las empleadas son de la marca Sunload).
En cuanto a la dosificación de la sal 13, una vez ha salido de la filtración mediante membranas 16 y previo al paso del agua sin desinfectar 14 por la celda de activa- ción electroquímica 1 , la salmuera 13 se dosifica desde un depósito 12 en una pro-
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26) porción equivalente a la riqueza final que se desea del oxidante y teniendo en cuenta que un exceso de sal 13 aumentará la conductividad y por tanto nos aumentará también el consumo eléctrico en la celda 1. Con tal finalidad puede emplearse un dispositivo de dosificación de sal estándar 11 (FIG. 2 y 3).
Se han realizado ensayos a muestras del desinfectante obtenido como el anolito del dispositivo 100 realizado, siguiendo el procedimiento indicado en la norma UNE-EN 13697 (04/2002), cuando la muestra está a una concentración del 100% (v/v). La misma poseía actividad bactericida sobre superficies para fines generales, después de 5 minutos de contacto y en condiciones limpias (concentración de albúmina bovina en el ensayo = 0,3 g/l), sí los organismos de ensayo son: Pseudomonas aeru- ginosa CECT 116 (ATCC 15442), Staphylococcus aureus CECT 239 (ATCC 6538), Enterococcus hirae CECT 4081 (ATCC 10541) y Escheríchia coti CECT 516 (ATCC 0536). La reducción de la viabilidad podría ser superior a 4 log10.
En el caso de organismos fúngicos, cuando la muestra estaba diluida en agua dura a una concentración del 100% (v/v), la misma poseía actividad fungicida sobre superficies para fines generales después de 15 minutos de contacto y en condiciones limpias (concentración de albúmina bovina en el ensayo = 0,3 g/l) si los organismos de ensayo son: Aspergillus brasiliensis CECT 2574 (ATCC 16404) y Candida albi- cans CECT 1394 (ATCC 10231). En este caso, la reducción de la viabilidad es superior a 3 íog10.
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26)

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1. - Dispositivo para la producción de desinfectante y de agua desinfectada, que comprende al menos una celda electroquímica (1) de tratamiento de una solución acuosa de un cloruro metálico en agua sin desinfectar, en la que la solución entra por una boca de entrada (2) y es sometida a la acción de un campo eléctrico, y es separada en:
- un flujo de catolito (C), conteniendo iones positivos, y que sale de una cámara catalítica (3) de la celda (1), por una salida de catolito (4); y
- un flujo de anolito (A) desinfectante, con iones negativos, que sale de la cámara anolítica (5) de la celda (1), por una salida de anolito (6),
estando separadas las cámaras catolítica (3) y anolítica (5) por una membrana semipermeable (7), pero permeable a los iones, caracterizado porque al menos una de las celdas (1) tiene una tubería de recirculación (8) exterior de catolito (C) a una entrada de la cámara anolítica (5), para la recirculación de una fracción del catolito (C).
2. - Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la tubería de recirculación (8) tiene una válvula de tres vías (9) para la extracción del catolito (C) no re- circulado como producto de colas.
3 - Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque la fracción de catolito recirculado (C) está comprendida entre 3/5 y 4/5 de la cantidad producida.
4 - Dispositivo según la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende medios de captación de agua de una fuente exterior de agua sin desinfectar (14).
5. - Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque dichos medios de captación de agua comprenden una bomba sumergible (10).
6. - Dispositivo según la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende medios de dosificación (11) de sal (13) desde un depósito (12) de sal a la corriente de agua sin desinfectar (14) para la producción de la solución (15) acuosa a tratar.
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26)
7.- Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende filtros (16) previos para la filtración del agua sin desinfectar (14) previamente a su entrada a la celda electroquímica (1).
8.- Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una fuente de alimentación eléctrica para la generación del campo eléctrico de la celda electroquímica (1) y el resto de dispositivos eléctricos o electrónicos del dispositivo (100).
9.- Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque dicha fuente de alimentación comprende placas solares (17).
10 - Dispositivo según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque dicha fuente de alimentación comprende una batería (18).
11.- Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una mochila (19), provista de asas (27), y de compartimientos adaptados para alojar la celda (1), la recirculación exterior (8) de catolito (C), y el resto de medios eventualmente comprendidos en el Dispositivo (100), para facilitar el transporte del mismo.
12 - Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una maleta, provista de compartimientos adaptados para alojar la celda (1), la recirculación exterior (8) de catolito (C), y el resto de medios eventualmente comprendidos en el dispositivo (100), para facilitar el transporte del mismo.
13.- Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho cloruro metálico es CINa.
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26)
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