DISPOSITIVO SUMERGIBLE DE MUESTREO DE COMPUESTOS O SUSTANCIAS PRESENTES EN UN FLUIDO Y PROCEDIMIENTO DE MUESTREO DE DICHOS COMPUESTOS O SUSTANCIAS.

Dispositivo sumergible de muestreo de compuestos o sustancias presentes en un fluido y procedimiento de muestreo de dichos compuestos o sustancias. La presente invención se refiere a un dispositivo sumergible de muestreo de compuestos o sustancias presentes en un fluido y a un procedimiento de muestreo de dichas sustancias o compuestos que emplea por lo menos un elemento capaz de retener. Antecedentes de la invención Para llevar a cabo el seguimiento y control de la calidad de un fluido resulta imprescindible realizar muestreos que proporcionen datos fiables de las concentraciones promedio de las sustancias o compuestos muestreados que tengan en cuenta las fluctuaciones de concentraciones debidas a vertidos de corta duración. Para obtener datos promedio fiables se recurre al aumento de la frecuencia de muestreo o, en el mejor de los casos, al uso de tomamuestras automáticos y análisis de parámetros químicos en continuo. Sin embargo, estas medidas resultan costosas y, en muchos casos, ineficientes. Otra posible alternativa para obtener resultados representativos en el tiempo es el análisis de tejidos de organismos bioacumuladores (peces, bivalvos, et.). Sin embargo, además de la complejidad desde el punto de vista de su aplicación rutinaria, los datos obtenidos de este modo no permiten una estimación cuantitativa exacta, puesto que el organismo analizado se encuentra influenciado por múltiples variables, derivadas de su metabolismo y de las condiciones del entorno. Al objeto de superar las deficiencias de los sistemas anteriormente citados, se han desarrollado dispositivos o sistemas de muestreo de sustancias o compuestos presentes en un fluido, basados en dispositivos sumergibles que incorporan un elemento o material capaz de retener/acumular dichos compuestos o sustancias en función de la concentración y tiempo de muestreo, ya sea por fenómenos de absorción, adsorción, reacción, quelación, u otros mecanismos equivalentes. Entre los dispositivos sumergibles mencionados se encuentran aquellos en los que el elemento de retención de compuestos o sustancias está constituido por materiales empaquetados en lechos tipo columnas o filtros, a través de los que el fluido es impulsado por una bomba hidráulica de alto consumo energético. La patente ES 2011328 describe un dispositivo del tipo mencionado en el que el fluido es impulsado de forma activa hacia una o varias columnas de adsorción capaces de retener las sustancias a muestrear. Estos dispositivos presentan el inconveniente de que requieren el uso de bombas hidráulicas de alto consumo, capaces de suministrar una presión de fluido que compense la caída de presión debida a la resistencia del material del lecho o filtro que ocupa toda la sección de la columna o compartimiento por el que pasa el fluido. Dichos dispositivos requieren un consumo energético importante, por lo que, en la práctica, resultan poco útiles para tomar muestras durante periodos de tiempo prolongado y, además, poco prácticos de manejar, ya que el suministro energético suele ser por cable. Son conocidos otro tipo de dispositivos sumergibles que presentan la ventaja, respecto de los dispo- 2 ES 2 351 313 A1 2 sitivos citados en el párrafo anterior, de que no requieren el uso de fuentes de energía externa; son los llamados muestreadores pasivos, los cuales simulan el comportamiento de un organismo bioacumulador, captando el contaminante del medio de forma proporcional a la concentración y al tiempo de exposición. Estos dispositivos, al no requerir el uso de energía para su funcionamiento, presentan la ventaja de que pueden muestrear durante un periodo de tiempo muy prolongado, por lo que permiten la detección de valores de concentración de sustancias a niveles de traza (ng/L) al concentrar el contaminante durante dicho periodo de tiempo. En un muestreador pasivo, el elemento responsable de retener/acumular las sustancias o compuestos se halla dispuesto en el interior de una barrera limitante, cuya función principal es la de minimizar los efectos de las turbulencias del medio. En estos dispositivos las sustancias o compuestos a muestrear son transferidos por difusión desde la masa de fluido hasta la capa límite del material de retención dispuesto tras la barrera limitante, La cantidad acumulada permite posteriormente calcular la concentración promedio en el punto de muestreo. Los parámetros fundamentales que definen el comportamiento de un muestreador pasivo son la velocidad de acumulación y el tiempo de retardo. La velocidad de acumulación, también llamada, velocidad lineal de muestreo, es la cantidad de sustancias o compuestos acumulados por unidad de tiempo, la cual debe de ser calibrada a escala de laboratorio para cada tipo de sustancia o compuesto. El tiempo de retardo se define como el tiempo necesario para que el dispositivo se adapte ante un cambio en la concentración, debido a la presencia de la barrera limitante. Cuanto mayor sea la resistencia ejercida por la barrera limitante, menor influencia ejercerán las turbulencias, sin embargo, mayor será el tiempo de retardo del dispositivo y, por lo tanto, menor su sensibilidad. La situación ideal sería la de un dispositivo muestreador pasivo con un tiempo de retardo bajo y una alta velocidad lineal de muestreo. Sin embargo, en la práctica resulta imposible conseguir dicha situación ideal, por lo que los muestreadores pasivos existentes en el mercado son dependientes de las condiciones hidrodinámicas del medio al que se exponen, lo que presenta numerosos inconvenientes. Entre ellos, el hecho de que la velocidad de acumulación o cantidad de sustancia que se retiene por unidad de tiempo no se corresponde con el parámetro que se calculó en el laboratorio bajo unas condiciones simuladas de turbulencia. Ello obliga a calibraciones complejas y al empleo de patrones internos para corregir los resultados y minimizar los errores debidos al cambio en dicha velocidad de acumulación. Descripción de la invención El objetivo de la presente invención es resolver los inconvenientes mencionados, desarrollando un dispositivo de muestreo que presenta las ventajas de que es muy sensible, fiable y, además, muy fácil de manejar. También se refiere a un procedimiento de muestreo que es muy eficaz. De acuerdo con este objetivo, según un primer aspecto, la presente invención proporciona un dispositivo sumergible de muestreo de compuestos o sustancias presentes en un fluido, que comprende por lo menos un elemento capaz de retener dichos compuestos 3 o sustancias en función de la concentración y el tiempo de muestreo. El dispositivo se caracteriza por el hecho de que comprende un compartimiento para el paso de fluido en el que está dispuesto dicho elemento, medios de impulsión de dicho fluido a través de dicho compartimiento y medios para suministrar energía a dichos medios de impulsión, siendo la sección de paso de dicho compartimiento ocupada parcialmente por dicho elemento, de modo que dicho fluido fluye sustancialmente libre a través de dicho compartimiento, renovándose continuamente la masa de fluido que rodea dicho elemento. El dispositivo de la presente invención presenta la ventaja respecto de los dispositivos muestreadores pasivos del estado de la técnica de que es muy fiable y altamente sensible. La mayor sensibilidad se debe al hecho de que el elemento que retiene las sustancias o compuestos está dispuesto en el interior de un compartimiento hacia el que se impulsa el fluido de forma activa, por lo que la velocidad de acumulación de compuestos de dicho elemento no se ve prácticamente afectada por las turbulencias del medio. De este modo, no resulta necesario llevar a cabo calibraciones complejas y emplear patrones internos para corregir los resultados y minimizar los errores producidos por los cambios en la velocidad de absorción. Sin embargo, al ser continuamente renovada de forma activa la masa de fluido que atraviesa dicho compartimiento, el dispositivo es capaz de detectar cualquier cambio de concentración por muy corta duración que tenga, por ejemplo, al llevarse a cabo un vertido puntual de contaminantes, por lo que resulta también altamente sensible. Otra ventaja del dispositivo reivindicado radica en el hecho de que, a diferencia de los dispositivos muestreadores del estado de la técnica en los que el fluido es impulsado de forma activa a través de una columna o filtro de adsorción, el dispositivo reivindicado permite llevar a cabo muestreos de sustancias durante periodos muy prolongados de tiempo. Ello es debido al hecho de que requiere para su funcionamiento un consumo de energía muy bajo. En efecto, el dispositivo de la presente invención se ha diseñado de modo que el elemento capaz de retener sustancias o compuestos ocupa sólo parcialmente la sección de paso del compartimiento, por lo que dicho fluido fluye sustancialmente libre de obstáculos, con una pérdida de carga...

1. Dispositivo sumergible de muestreo de compuestos o sustancias presentes en un fluido, que comprende por lo menos un elemento (6) capaz de retener dichos compuestos o sustancias en función de la concentración y al tiempo de muestreo, caracterizado por el hecho de que comprende un compartimiento (2) para el paso de fluido en el que está dispuesto dicho elemento (6), medios (3) de impulsión de dicho fluido a través de dicho compartimiento (2) y medios (4) para suministrar energía a dichos medios (3) de impulsión, siendo la sección de paso de dicho compartimiento (2) ocupada parcialmente por dicho elemento (6), de modo que dicho fluido fluye sustancialmente libre a través de dicho compartimiento (2), siendo renovada continuamente la masa de fluido que rodea dicho elemento (6). 2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que la sección de paso de dicho compartimiento (2) ocupada por dicho elemento (6) es inferior al 50%. 3. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que dichos medios para suministrar energía comprenden un acumulador (4) de energía capaz de suministrar energía a dichos medios (3) de impulsión durante el tiempo de muestreo. 4. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que la capacidad de dicho compartimiento (2) es inferior a 0,1 L. 5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el que la capacidad de dicho compartimiento (2) es inferior a 0,050 L. 6. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que dichos medios de impulsión comprenden una bomba hidráulica (3) de bajo consumo, capaz de proporcionar un flujo constante de fluido en el interior de dicho compartimiento (2), preferentemente inferior a 6 L/h. 7. Dispositivo según la reivindicación 6, en el que dicha bomba (3) es peristáltica. 8. Dispositivo según la reivindicación 1, que comprende medios para medir en continuo la temperatura de dicho fluido durante por lo menos el tiempo de muestreo. 9. Dispositivo según la reivindicación 1, que comprende medios de adquisición y almacenamiento elec- 6 ES 2 351 313 A1 10 trónico de datos procedentes de los componentes de dicho dispositivo. 10. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que dicho fluido es agua. 11. Procedimiento para muestrear sustancias o compuestos presentes en un fluido, mediante por lo menos un elemento (6) capaz de retener dichos compuestos o sustancias en función de la concentración y el tiempo de muestreo, que comprende las etapas de: d) sumergir un dispositivo que comprende un compartimiento (2) para el paso de fluido, en el que está dispuesto dicho elemento (6), siendo la sección de paso de dicho compartimiento (2) ocupada parcialmente por dicho elemento (6), e) impulsar dicho fluido de forma constante a través de dicho compartimiento (2), durante un tiempo de muestreo predeterminado, siendo renovada continuamente la masa de fluido que rodea dicho elemento (6), f) recuperar dicho dispositivo, una vez finalizado el tiempo de muestreo, al objeto de extraer el elemento (6) alojado en dicho compartimiento (2), en el que se han acumulado las sustancias o compuestos a muestrear. 12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que el flujo de fluido circulante a través de dicho compartimiento (2) es inferior a 6 L/h y la capacidad de dicho compartimiento (2) inferior a 0,1 L. 13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que el flujo de fluido circulante a través de dicho compartimiento (2) es inferior a 1,2 L/h y la capacidad de dicho compartimiento (2) inferior a 0,02 L. 14. Procedimiento según la reivindicación 13 en el que dicho elemento (6) comprende un polímero capaz de retener compuestos orgánicos apolares. 15. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que el flujo de fluido en el interior de dicho compartimiento (2) se desarrolla en sentido vertical, desde una entrada dispuesta en la cara superior de dicho compartimiento hasta una salida dispuesta en su cara inferior. ES 2 351 313 A1 7 8 ES 2 351 313 A1 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA