ToxMate, un avance tecnológico de ViewPoint, marca un punto de inflexión en la detección instantánea de microcontaminantes en aguas tratadas procedentes de plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas e industriales y de plantas de tratamiento de agua potable. Uno de los aspectos más destacados del sistema de medición es su control de temperatura extraordinariamente preciso, fruto de una estrecha colaboración con SMC.
Pero, ¿cuál es el proceso estándar actual? Los responsables de las depuradoras toman regularmente muestras de agua, que luego se envían a análisis fisicoquímicos. Este sistema presenta una serie de inconvenientes. En primer lugar, estos análisis selectivos sólo pueden detectar una selección limitada de microcontaminantes. Además, están sujetos a grandes retrasos, ya que no se realizan de forma continua, y a veces se necesitan varios días, o incluso semanas, para obtener resultados. El coste de estos análisis es también un obstáculo importante. Esta falta de reactividad es un problema grave: no sólo se detectan anomalías tras un lapso de tiempo considerable, sino que además sólo afectan a un número limitado de microcontaminantes. Es importante señalar que el agua procedente de fuentes como ríos o aguas subterráneas puede contener una gran variedad de microcontaminantes. A veces, la combinación de estas sustancias puede dar lugar a un efecto cóctel, que conduce a la formación de compuestos aún más nocivos
Una revolución en la evaluación de la calidad del agua con ToxMate
En el ámbito de la detección de microcontaminantes, ToxMate representa una auténtica revolución. ¿Cómo funciona esta extraordinaria innovación? Inspirado en la naturaleza, este invento se basa en la observación de que la fauna acuática es muy sensible a la contaminación humana. ToxMate analiza el comportamiento de tres especies de invertebrados acuáticos - gammarids, leeches y radix - presentes de forma natural en los medios acuáticos de agua dulce. Mediante una cámara de visión artificial, el dispositivo analiza su comportamiento en un flujo continuo. Como bioindicadores, estos organismos muestran de forma fiable y eficaz el nivel de contaminación del agua. Las pruebas in situ han demostrado la sensibilidad de ToxMate a las mezclas de sustancias, cuando los sensores fisicoquímicos convencionales se limitan a detectar parcialmente las moléculas presentes en el agua. Estos invertebrados modifican su comportamiento, como su posición o sus movimientos, en respuesta a la presencia de microcontaminantes. Un ejemplo obvio es que se alejen nadando, pero hay muchos otros. ViewPoint ha desarrollado una cartografía detallada de estos comportamientos, en relación con contaminantes específicos. Años de investigación en laboratorio, en colaboración con el INRAE, y el uso de ToxMate en diversos entornos han arrojado una cantidad considerable de datos. Estos datos ayudan a interpretar la presencia de muchos microcontaminantes en función de las reacciones de los organismos.
Comportamiento de invertebrados analizado mediante cámaras de visión
De aparato de laboratorio a equipo industrial de eficacia probada
De dispositivo de laboratorio a equipo industrial de eficacia probada En la actualidad, ToxMate se utiliza en plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas e industriales, así como para la purificación de agua potable. Frédéric Neuzeret, Director de Producción de ViewPoint, explica: "Nuestro objetivo era estandarizar las condiciones de análisis. Todos los parámetros tenían que ser completamente idénticos si queríamos interpretar correctamente el comportamiento de los invertebrados acuáticos". Había que superar una serie de retos, como los problemas de visión al utilizar luz infrarroja y el control de la temperatura del efluente en diferentes condiciones de muestreo.
ViewPoint implementó una solución con SMC para regular la temperatura del agua mediante un refrigerador con una tolerancia de 0,2º grados, para un caudal de aproximadamente 1l/minuto. Para garantizar una regulación tan precisa, no era posible medir la temperatura simplemente en el intercambiador de tubos, por lo que se decidió colocar sondas en el depósito para activar la potencia del enfriador de forma más adecuada y rápida. La temperatura en un depósito es estratificada, y las sondas permiten una medición más precisa de la temperatura para un control óptimo. La comunicación se realiza mediante MODBUS en RS-485.
Innovaciones técnicas y estrecha colaboración
Frédéric Neuzeret describe los antecedentes técnicos de su última innovación: "Para enfriar o calentar el agua bombeada a las piscinas, necesitábamos una enfriadora. Tras un profundo análisis del mercado, la solución de SMC se reveló como la mejor opción, no sólo por su incomparable compacidad, sino también por su excepcional fiabilidad. Lo que realmente diferenció a SMC fue su experiencia técnica y su apoyo en el desarrollo de una solución a medida. La robustez de la enfriadora resultó ser una baza importante, ya que garantizaba un rendimiento constante y fiable.
Además de estos importantísimos aspectos, la colaboración con SMC se centró en el diseño de un sofisticado y preciso sistema de control de temperatura en bucle cerrado. A continuación se desarrolló un sofisticado sistema de control de temperatura en bucle cerrado. Se basa en sondas remotas que indican la energía que necesita la enfriadora. El agua bombeada pasa por un intercambiador de calor tubular serpenteante antes de llegar a la cámara de pruebas, donde es analizada por cámaras de visión artificial. SMC realizó la modelización y los cálculos térmicos para diseñar prototipos de plástico y llegar a una solución perfectamente estable. "SMC fue muy reactivo. Especialmente cuando necesitábamos una adaptación del producto, ya que el refrigerador estándar sólo utilizaba sensores internos. SMC propuso muy rápidamente una solución de conexión a sensores remotos externos", concluye Frédéric Neuzeret.
El último elemento es la robustez del sistema frente al agua contaminada. Dependiendo de la aplicación, puede ser necesario el filtrado. Un filtrado excesivo producirá resultados parciales, mientras que un filtrado insuficiente puede provocar atascos. Las superficies en contacto con el agua también se han adaptado. Una solución que funcionaba era utilizar vidrio, pero su fabricación era compleja. Por ello, SMC propuso un intercambiador de acero inoxidable, reforzado con una capa de teflón, ya que el acero inoxidable 316 por sí solo no era suficiente, sobre todo para los residuos metálicos.
El impacto de ToxMate en el tratamiento del agua
El impacto de ToxMate en el sector del tratamiento del agua es innegable. Las alertas se activan cuando se detectan organismos que reaccionan a un efecto tóxico en el agua, relacionado con la presencia de microcontaminantes, sustancias medicinales o un cóctel de diferentes sustancias químicas. Las alertas ToxMate son prácticamente instantáneas y se consideran las más eficaces del mercado de estaciones de biomonitorización, ya que permiten una gestión reactiva de los picos de toxicidad.
Medir en tiempo real tiene obviamente un enorme valor añadido cuando se trata de mantener la calidad del tratamiento del agua. Pero más allá de eso, es el propio proceso industrial el que podrá controlarse de forma más eficaz y, en otras palabras, más económica. Las plantas de tratamiento de aguas ya están muy automatizadas y utilizan tecnología digital, pero aún carecen de información en tiempo real sobre la calidad del agua para optimizar el tratamiento. Sin duda, las cantidades de productos físico-químicos y el consumo de energía se reducirán considerablemente. Además, los análisis realizados junto con ToxMate pueden cuantificar la calidad de los lodos utilizados para esparcimiento agrícola, sin que supongan ningún riesgo para la salud. También ha permitido conceder exenciones de bombeo en periodos de escasez de agua, al demostrar la naturaleza no peligrosa de los productos vertidos. Evidentemente, esto es esencial para los fabricantes que quieren evitar paradas de producción.
Fácil integración y resultados fiables
La integración de ToxMate en las infraestructuras existentes es notablemente sencilla. Si se conocen los microcontaminantes objetivo, el proceso es aún más sencillo. Para las plantas de tratamiento de aguas residuales, el reto es mayor, debido a la variabilidad de las sustancias presentes en el agua. No obstante, los resultados obtenidos se convierten rápidamente en fiables, proporcionando a los operadores unos datos inestimables para el control de la calidad del agua en tiempo real. Este avance representa un importante paso adelante en la automatización y digitalización de las plantas de tratamiento de aguas, ofreciendo un mayor control y seguimiento de la calidad del agua, aspectos cruciales para optimizar la producción.
