Cubeta, instalación y procedimiento para la medida de coliformes totales y Escherichia coli basado en detección óptica para aplicaciones de control de calidad de aguas.

La invención se refiere a una instalación (100) y procedimiento para la medida de coliformes totales y Escherichia coli basada en detección óptica para aplicaciones de control de calidad de aguas, utilizando una cubeta (1) dotada de unos medios agitadores (5) y unos medios ópticos (7) de medición de parámetros físico-químicos del líquido contenido para medir la absorbancia y la fluorescencia de una muestra de agua mezclada con un reactivo líquido y así determinar la concentración de coliformes totales y Escherichia coli presentes en la muestra de agua. El procedimiento comprende además etapas previas y posteriores a la medición de desinfección y aclarado de la instalación para evitar contaminación entre mediciones

Cubeta, instalación y procedimiento para la medida de coliformes totales y Escherichia coli basado en detección óptica para aplicaciones de control de calidad de aguas.

Sector técnico de la invención

La invención tiene por objetivo un dispositivo y un procedimiento para la medida de coliformes totales y Escherichia coli basado en detección óptica para aplicaciones de control de calidad de aguas.

Antecedentes de la invención

La detección de la presencia de coliformes totales y específicamente de Escherichia coli (E. coli) es esencial para el control de aguas, tanto potable como de baño.

La Directiva 2006/7/CE clasifica la calidad de las aguas de baño en insuficiente, buena y excelente en función de varios parámetros, adquiriendo especial importancia la determinación de E. coli.

Por otro lado, el RD1620/2007 de reutilización de aguas de baño obliga al control de E. coli definiendo según la concentración de ésta y otros parámetros microbiológicos el uso que se puede dar al agua obtenida.

Para efectuar la determinación de la medida de coliformes totales y E. coli, son conocidos medios marcadores que permiten la detección de la presencia o ausencia, tanto de coliformes totales como E. coli, como por ejemplo el descrito en la patente EP1403378. Dicho medio al mezclarse con una muestra líquida que pudiera contener coliformes y/o E. coli permite, tras un periodo de incubación, constatar visualmente la presencia tanto de coliformes totales como de E. coli mediante la observación de cambios en la coloración de la mezcla. La presencia de coliformes totales se constata por un cambio en la coloración de la muestra mientras que la presencia de E. coli se constata por fluorescencia de la muestra al ser excitada mediante luz ultravioleta.

Es conocido el dispostivo descrito en el documento de patente US5518892 para determinar la presencia de coliformes totales y E. coli mediante el medio descrito en la patente EP1403378. Mediante dicho dispositivo se rellenan diferentes recipientes con una disolución de dicho medio con la muestra de agua a analizar y se dejan incubar a una temperatura alrededor de 35º durante 18 horas. Tras este tiempo se determina manualmente el número de muestras que presenta cambio de coloración y fluorescencia, determinándose estadísticamente la cantidad de coliformes totales como de E. coli.

Son conocidos también instalaciones, como la conocida con el nombre comercial de Colilert 3000, que automatizan el proceso descrito anteriormente para determinar la presencia o ausencia de coliformes totales y de E. coli que permiten, tras la introducción en una cubeta de la mezcla de un medio marcador disuelto con la muestra a analizar, realizar una lectura de la densidad óptica pasadas las 18 horas de incubación para determinar la presencia o ausencia de coliformes totales o de E. coli. Dichos dispositivos alternan etapas de medida con etapas de desinfección para evitar la contaminación entre muestras sucesivas.

Es un objeto de la presente invención dar a conocer un procedimiento y un sistema que permiten monitorizar simultáneamente la presencia o ausencia tanto de E. coli como de colifomes totales durante el tiempo de incubación para obtener resultados antes de las 18 horas preestablecidas por el medio descrito en la patente EP1403378 y cuantificar la concentración de los mismos sin necesidad de una posterior operación manual.

Explicación de la invención

La cubeta para la medida de coliformes totales y Escherichia coli basado en detección óptica para aplicaciones de control de calidad de aguas de la invención es de las que comprenden una entrada de llenado y una salida de rebose en su parte superior, y una salida de desagüe en su parte inferior, unos medios agitadores de la mezcla líquida contenida, un sensor de temperatura dispuesto en su interior y unos medios ópticos de medición de parámetros físico-químicos del líquido contenido dispuestos en el exterior de dicha cubeta y formados al menos por un elemento emisor óptico y un correspondiente elemento receptor óptico.

La cubeta en esencia se caracteriza porque es transparente al menos en la zona adyacente a dichos medios ópticos de medición, su cuerpo está formado de una sola pieza y desprovisto de juntas y porque los medios agitadores del líquido contenido comprenden un elemento tubular de entrada de aire desde el exterior de la cubeta que penetra en su interior, dotado en su embocadura externa superior de un tamiz para filtrar partículas mayores de 0,2 μm y de una pluralidad de orificios para favorecer la homogenización del líquido contenido por el efecto del aire expulsado a su través, estando además su extremo inferior abierto y dispuesto a un nivel superior al de los medios ópticos, de forma que dicho elemento tubular no interfiera con los medios ópticos de medición.

En una variante de la invención, la embocadura de la entrada de llenado se encuentra a un nivel por encima de la embocadura de la salida de rebose.

En otra variante de interés el extremo inferior abierto del elemento tubular está inscrito en un plano de un plano de corte que forma un ángulo de 55º a 65º respecto el eje longitudinal de dicho elemento tubular, favoreciendo la homogenización de la mezcla contenida en la cubeta.

Según otra característica, el sensor de temperatura está dispuesto en su parte inferior, y genera una señal de información para unos medios calefactores, externos a la cubeta, destinados a mantener el líquido contenido en ésta a una temperatura predeterminada.

De acuerdo con otra característica de la invención, los medios ópticos de medición de parámetros físico-químicos comprenden un primer módulo, de medición de la absorbancia, que comprende un primer emisor y un primer receptor; y un segundo módulo, de medición de la fluorescencia, que comprende un segundo emisor y segundo receptor, estando ambos módulos dispuestos en un plano transversal a dicha cubeta.

De acuerdo con otra característica, el primer receptor y el segundo receptor están dispuestos formando un ángulo de 90º, minimizando la interferencia cruzada que podría haber entre el primer y segundo módulo.

En una variante de la invención, el primer emisor emite una primera radiación cuya longitud de onda es de 405 nm y el primer receptor está adaptado para la recepción de una radiación con dicha longitud de onda, estando ambos enfrentados y aplicados en lados opuestos de la cubeta y el segundo emisor emite una segunda radiación cuya longitud de onda es de 365 nm y el segundo receptor está adaptado para recibir una radiación de fluorescencia cuya longitud de onda es de 450 nm, estando dicho segundo receptor dispuesto encarado al punto de la cubeta en que incide y se refleja dicha segunda radiación, generándose una fluorescencia debido a la radiación refractada y escapando dicha radiación reflejada a través de una apertura lateral del segundo módulo.

En otra variante, el segundo receptor está provisto de un filtro óptico cuya banda pasante está comprendida entre 430 y 500 nm.

Según otra característica de la invención, el segundo emisor está orientado respecto la cubeta de forma que el ángulo que describe la radiación emitida por dicho segundo emisor forma un ángulo de 90º con la radiación reflejada por dicha cubeta.

En otra realización de interés, el primer y segundo módulos están dotados con un respectivo primer y segundo receptores de referencia, orientados para recibir parte de la emisión del primer y segundo emisores a la misma longitud de onda.

La instalación para la medida de coliformes totales y Escherichia coli basado en detección óptica para aplicaciones de control de calidad de aguas de la invención en esencia se caracteriza porque comprende una cubeta de incubación; un conducto de distribución, conectado por unos medios de unión a la entrada de llenado de la cubeta de incubación y dotado de una pluralidad de conectores; un depósito de desinfectante, conectado a través de una bomba de desinfectante a un conector de desinfectante del conducto de distribución; un depósito de reactivo, conectado a través de una bomba de reactivo a un conector de reactivo del conducto de distribución; una entrada de muestras, conectado a través de una bomba de muestras a un conector de muestras del conducto de distribución; una bomba de...

1. Cubeta (1) de incubación para la medida de coliformes totales y Escherichia coli basada en detección óptica para aplicaciones de control de calidad de aguas, adaptada para contener una mezcla líquida de una muestra de agua con un reactivo líquido, comprendiendo la cubeta una entrada de llenado (2) y una salida de rebose (3) en su parte superior, y una salida de desagüe (4) en su parte inferior, unos medios agitadores (5) de la mezcla líquida contenida, un sensor de verificación de la temperatura (6) dispuesto en su interior y unos medios ópticos (7) de medición de parámetros físico-químicos del líquido contenido, dispuestos en el exterior de dicha cubeta y formados al menos por un elemento emisor (8) óptico y un correspondiente elemento receptor (9) óptico, caracterizada porque el cuerpo (42) de dicha cubeta es transparente al menos en la zona adyacente a dichos medios ópticos de medición, está formada de una sola pieza y desprovista de juntas, y porque los medios agitadores (5) del líquido contenido comprenden un elemento tubular (10) de entrada de aire desde el exterior de la cubeta que penetra en su interior, dotado en su embocadura (11) externa superior de un tamiz (12) para filtrar partículas mayores de 0,2 μm y de una pluralidad de orificios (13) para favorecer la homogenización del líquido contenido por el efecto del aire expulsado a su través, estando además su extremo inferior (14) abierto y dispuesto a un nivel superior al de los medios ópticos, de forma que dicho elemento tubular no interfiera con los medios ópticos de medición.

2. Cubeta (1) de incubación según la reivindicación anterior, caracterizada porque la embocadura de la entrada de llenado (2) se encuentra a un nivel por encima de la embocadura de la salida de rebose (3).

3. Cubeta (1) de incubación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque el extremo inferior (14) abierto del elemento tubular (10) está inscrito en un plano de un plano de corte que forma un ángulo comprendido entre 55º a 65º respecto del eje longitudinal de dicho elemento tubular (10).

4. Cubeta (1) de incubación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el sensor de verificación de la temperatura (6) está dispuesto en su parte inferior, y genera una señal de información para unos medios calefactores (15), externos a la cubeta, destinados a mantener el líquido contenido en ésta a una temperatura predeterminada.

5. Cubeta (1) de incubación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los medios ópticos (7) de medición de parámetros físico-químicos comprenden un primer módulo (16) de medición de la absorbancia, que comprende un primer emisor (161) y un primer receptor (162); y un segundo módulo (17) de medición de la fluorescencia, que comprende un segundo emisor (171) y segundo receptor (172), estando ambos módulos dispuestos en un plano transversal a dicha cubeta.

6. Cubeta (1) de incubación según la reivindicación anterior, caracterizada porque el primer receptor (162) y el segundo receptor (172) están dispuestos formando un ángulo de 90º.

7. Cubeta (1) de incubación según las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizada porque el primer emisor (161) emite una primera radiación (164) cuya longitud de onda es de 405 nm y porque el primer receptor (162) está adaptado para la recepción de una radiación con dicha longitud de onda, estando ambos enfrentados y aplicados en lados opuestos de la cubeta.

8. Cubeta (1) de incubación según las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizada porque el segundo emisor (171) emite una segunda radiación (175) cuya longitud de onda es de 365 nm y el segundo receptor (172) está adaptado para recibir una radiación de fluorescencia (178) cuya longitud de onda de 450 nm, estando dicho segundo receptor dispuesto encarado al punto de la cubeta en que incide y se refleja dicha segunda radiación, escapando la radiación reflejada (177) a través de una apertura (18) lateral del segundo módulo (17).

9. Cubeta (1) de incubación según una cualquiera de las reivindicaciones 5, 6 ó 8, caracterizada porque el segundo receptor (172) está provisto de un filtro óptico (174) cuya banda pasante está comprendida entre 430 y 500 nm.

10. Cubeta (1) de incubación según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizada porque el segundo emisor (175) está orientado respecto la cubeta de forma que el ángulo que describe la radiación emitida por dicho segundo emisor forma un ángulo de 90º con la radiación reflejada (177) por dicha cubeta.

11. Cubeta (1) de incubación según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizada porque el primer y segundo módulos (16, 17) están dotados de un respectivo primer y segundo receptores de referencia (163,173), orientados para recibir, respectivamente, parte de la primera y segunda radiación (165,179) a la misma longitud de onda.

12. Instalación (100) para la medida de coliformes totales y Escherichia coli basada en detección óptica para aplicaciones de control de calidad de aguas caracterizada porque comprende: