Un sistema de limpieza y desinfección de piscinas.

Un aparato de limpieza y desinfección en línea para limpiar un líquido contenido en una masa líquida mediante laseparación de una porción del líquido de la masa,

la limpieza y desinfección de la porción de líquido y el retorno dela porción a la masa líquida, comprendiendo el aparato

a. dos células electrolíticas separadas, que incluyen una célula electrolítica de ionización que libera ionesque tienen un efecto alguicida y/o bactericida dentro del líquido y una célula electrolítica de oxidación queaumenta el potencial de oxidación reducción del líquido, y

b. al menos un medio de limpieza por ultrasonidos que introduce ondas sonoras en el líquido,en donde las células electrolíticas se proporcionan en el orden de la célula electrolítica de oxidación y lacélula electrolítica de ionización y el medio de limpieza por ultrasonidos montado entre ellas cuando se veen la dirección del flujo y en donde la célula de ionización, el medio de limpieza por ultrasonidos y la célulaelectrolítica de oxidación están configuradas para operar simultáneamente durante un período que permitelimpiar y desinfectar el líquido en ausencia de la adición de sal, cloro, ozono u otros productos químicos quepromueven la oxidación.

Un sistema de limpieza y desinfección de piscinas Campo de la invención.

La presente invención se refiere a piscinas, spas y elementos acuáticos y en particular a un método y un aparato para mejorar la limpieza y desinfección del agua contenida en piscinas, spas y elementos acuáticos.

Antecedentes de la técnica La limpieza y esterilización de las piscinas se realiza actualmente utilizando uno cualquiera o más mecanismos tales como la cloración salina del agua o la adición de cloro.

El documento US 6238546 B1 describe un aparato para el tratamiento de efluentes que incluye una cámara que tiene una entrada y una salida, una pluralidad de electrodos tipo plato y una fuente de energía eléctrica conectada a los electrodos. La pluralidad de electrodos tipo plato define una pluralidad de canales que se extienden dentro de la cámara. Cada uno de la pluralidad de canales aparece entre electrodos adyacentes. La pluralidad de electrodos está situada entre la entrada y la salida. El suministro eléctrico libera electricidad de una primera polaridad a un primer conjunto de una pluralidad de electrodos. El suministro eléctrico libera electricidad de una polaridad opuesta al segundo conjunto de electrodos. El aparato comprende también un dispositivo de ultrasonidos para tratar el efluente con ultrasonidos.

El cloro es un fuerte agente de blanqueo. Es peligroso. Los efectos secundarios de su uso pueden incluir ojos rojos, irritados, cabello seco y quebradizo, otitis del nadador, decoloración de los trajes de baño, piel seca con picores, y un pegadizo olor a cloro.

El cloro se absorbe a través de la piel. Algunos estudios han ligado el cloro con el cáncer, tensión arterial alta, anemia, cardiopatías, endurecimiento de las arterias, senilidad, ictus y otras enfermedades degenerativas. Los científicos han publicado que el cloro es una causa importante de la erosión de la capa de ozono de la tierra. Solamente aparece en la naturaleza de forma segura cuando se presenta en compuestos que son relativamente no reactivos.

Algunos de los problemas asociados con el uso del cloro han sido expuestos en las fuentes de publicaciones científicas tales como:

1. Aggazzotti, G., Fantuzzi, G., Righi, E., & Predieri, G. (1998) . Blood and breath analyses as biological indicators of exposure to trihalomethanes in indoor swimming pools. Science of the Total Environment, 217, 155-163.

2. Lindstrom, A.B., Pleil, J.D., & Berkoff, D.C. (1997) . Alveolar breath sampling and analysis to assess trihalomethane exposures during competitive swimming training. Environmental Health Perspectives, 105 (6) , 636-642, y

3. Drobnic, F., Freixa, A., Casan, P., Sanchis, J., & Guardino, X. (1996) . Assessment of chlorine exposure in swimmers during training. Medicine and Science in Sports and Exercise, 28 (2) , 271-274.

La cloración salina del agua es una técnica particularmente popular en la que la sal (sal de roca natural, pura) se disuelve en el agua de una piscina y después se somete a una electrolisis simple. Esta electrolisis usualmente tiene lugar en una cubeta de electrolisis en línea. La porción cloruro de la sal (cloruro de sodio) se transforma durante la electrolisis en un desinfectante eficaz, ácido hipocloroso, (HOCl) que tiene la capacidad de oxidar (matar) las bacterias, virus, algas y otros radicales de este tipo que podrían de otra manera crecer en el agua. Este proceso es reversible, de forma que no consume la sal, la cual simplemente se usa de nuevo una y otra vez.

El HOCl es el mismo desinfectante eficaz que podría resultar si el ‘cloro para piscinas’ se añadiera al agua – pero se utiliza para minimizar los compuestos de cloro potencialmente peligrosos y los efectos ‘químicos’ desagradables comúnmente asociados con la cloración manual – y sin necesidad de manejar compuestos químicos. No siempre se alcanza este objetivo.

La oxidación normalmente tiene lugar en una piscina cuando el agua y los contaminantes asociados a la misma se ven afectados por un oxidante químico añadido al agua y usado para oxidar los aceites y grasas corporales. Los oxidantes químicos aumentan el potencial de oxidación reducción (ORP) del agua en la piscina, pero tienen también sus desventajas. El potencial de oxidación reducción (ORP) es la extensión en la que un ion químico intercambia electrones, que llevan a cargas eléctricas, durante una reacción química.

Los oxidantes químicos son bastante caros ya que se deben comprar y añadir al agua de un modo continuo. Son conocidos también por tener serios problemas de salud con respecto a la toxicidad de compuestos químicos y efectos secundarios tóxicos probados de los sub-productos que incluyen cloraminas, trihalometanos y ozono.

La ionización es un método alternativo utilizado en la desinfección de piscinas. La ionización produce iones de cobre (alguicida) y iones de plata (bactericida) en el flujo de agua de las piscinas. La ionización no es tan efectiva como tratamiento autónomo para una piscina ya que requiere la adición de un oxidante con el fin de que sea efectiva. Un beneficio principal de la ionización son sus calidades residuales. Los iones de cobre y de plata no se ven afectados por el calor ni por la luz ultravioleta y permanecerán en el agua eficaces como desinfectantes durante semanas después de que el sistema se haya cerrado. A diferencia del cloro y del ozono, los iones de cobre/plata no se consideran tóxicos a los niveles requeridos para desinfectar el agua.

El ionizador moderno consiste en dos partes; el conjunto de electrodos que consiste en dos (o múltiplos de dos) barras de metal usualmente fabricadas de una aleación de cobre y plata y la unidad de control electrónico. Los electrodos usualmente se instalan en el sistema de filtración de la piscina. La unidad de control suministra el bajo voltaje extra necesario a través de los electrodos. La corriente resultante produce iones cargados positivamente de los metales constituyentes que se transportan a la piscina y llegan a formar parte de la química del agua de la piscina.

Los iones de plata actúan como un desinfectante y los iones de cobre actúan como un alguicida. Aunque estos iones matan algas y bacterias y proporcionan una cualidad residual medible, ellos requieren que esté presente un oxidante para la oxidación de los desechos orgánicos. La mayor parte de los fabricantes recomiendan el uso de cloro, pero también están disponibles oxidantes químicos distintos de cloro.

El ozono es uno de los desinfectantes y oxidantes disponibles más eficaces y una vez introducido en el agua empieza a actuar inmediatamente, matando bacterias y oxidando los desechos orgánicos. Como el ozono no es muy soluble en agua, el ozono se debe inyectar en el agua mediante un sistema de compresor o mediante un sistema venturi.

Sin embargo, como el ozono es también tóxico, todas las trazas se deben usar o separar antes de que una persona utilice la piscina. Como no puede haber residuos de ozono cuando se utiliza la piscina, se debe usar también alguna otra forma de desinfectante residual como cloro o bromo con el fin de proporcionar una protección continua cuando el generador de ozono sea desconectado.

Los ultrasonidos se utilizan también para limpiar las superficies, separar las escamas existentes, evitar la formación de escamas y ayudar en la desinfección del agua de la piscina ayudando a descomponer la cubierta protectora de la mayor parte de los organismos parasitarios comunes. La limpieza por ultrasonidos es el resultado de las ondas sonoras introducidas en el agua por medio de una serie de espirales enrolladas alrededor de una tubería que es parte del circuito de filtración. El sonido viaja a través de la tubería que lleva el agua y crea ondas de compresión y expansión en el líquido. En la onda de compresión, las moléculas del fluido se comprimen juntas fuertemente. A la inversa, en la onda de expansión, las moléculas son forzadas a separarse, creando burbujas microscópicas. Las burbujas sólo existen para una segunda escisión y contienen un vacío parcial mientras existen.

Cuando aumenta la presión de las burbujas, el fluido que rodea la burbuja entra en ella, colapsando las burbujas rápidamente. Cuando esto ocurre, se crea un chorro de líquido que puede desplazarse muy rápidamente. Ellas suben la temperatura hasta tanto como 5000 grados Celsius. Esta temperatura extrema, combinada con la velocidad del chorro de líquido proporciona una intensa acción de limpieza en un área mínima. Debido a la muy corta duración de la expansión de la burbuja y del ciclo de colapso, el líquido que rodea la burbuja absorbe rápidamente el calor y el área se enfría rápidamente.... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de limpieza y desinfección en línea para limpiar un líquido contenido en una masa líquida mediante la separación de una porción del líquido de la masa, la limpieza y desinfección de la porción de líquido y el retorno de la porción a la masa líquida, comprendiendo el aparato

a. dos células electrolíticas separadas, que incluyen una célula electrolítica de ionización que libera iones que tienen un efecto alguicida y/o bactericida dentro del líquido y una célula electrolítica de oxidación que aumenta el potencial de oxidación reducción del líquido, y

b. al menos un medio de limpieza por ultrasonidos que introduce ondas sonoras en el líquido,

en donde las células electrolíticas se proporcionan en el orden de la célula electrolítica de oxidación y la célula electrolítica de ionización y el medio de limpieza por ultrasonidos montado entre ellas cuando se ve en la dirección del flujo y en donde la célula de ionización, el medio de limpieza por ultrasonidos y la célula electrolítica de oxidación están configuradas para operar simultáneamente durante un período que permite limpiar y desinfectar el líquido en ausencia de la adición de sal, cloro, ozono u otros productos químicos que promueven la oxidación.

2. El aparato según la reivindicación 1, en el que la célula electrolítica de ionización comprende al menos dos partes, un conjunto de electrodos y una unidad electrónica de control, comprendiendo el conjunto de electrodos al menos un ánodo y un cátodo, al menos uno fabricado de una aleación de cobre y plata.

2. El aparato según la reivindicación 2, en el que la composición de la aleación es 85 % de cobre, 10 % de cinc y 5 % de plata.

3. El aparato según la reivindicación 2, en el que la fuente de energía eléctrica para la célula electrolítica de ionización está configurada para invertir la polaridad de las barras de los electrodos periódicamente.

4. El aparato según la reivindicación 1, en el que el medio de ultrasonidos comprende al menos dos antenas, enrolladas alrededor de una tubería a través de la cual fluye el líquido a ser limpiado, las dos antenas enrolladas alrededor de la tubería partiendo desde el mismo punto sobre la tubería, girando cada una de las antenas en direcciones opuestas alrededor de la tubería, una en dirección de las agujas del reloj y otra en dirección contraria a las agujas del reloj, siendo la distancia entre cada revolución de aproximadamente 75 mm.

5. El aparato según la reivindicación 5, en el que una fuente de energía eléctrica es capaz de suministrar una señal de frecuencia variable a cada una de las antenas.

6. El aparato según la reivindicación 6, en el que la frecuencia variable de la señal varía desde aproximadamente 15 kilohertzios con un aumento de 2 kilohertzios cada período de dos minutos, hasta 71 kilohertzios en un ciclo.

7. El aparato según la reivindicación 1, en el que los elementos del aparato están al menos en una formación parcialmente "en línea" en un bucle de tratamiento de líquido para un sistema de filtración de una piscina.

8. Un método de limpieza y desinfección para limpiar un líquido contenido en una masa líquida mediante la separación de una porción del líquido de la masa, la limpieza y desinfección de la porción de líquido y el retorno de la porción a la masa líquida, comprendiendo las etapas de

a. proporcionar una célula electrolítica de ionización que produce iones que tienen un efecto alguicida o bactericida dentro del líquido,

b. proporcionar al menos un medio de limpieza por ultrasonidos que introduce ondas sonoras en el líquido,

c. proporcionar una célula electrolítica de oxidación que aumenta el potencial de oxidación reducción del líquido,

en donde las células electrolíticas se proporcionan en el orden de la célula electrolítica de oxidación y la célula electrolítica de ionización con el medio de limpieza por ultrasonidos montado entre ellas cuando se ve en la dirección del flujo, y

d. operar la célula electrolítica de ionización, el medio de limpieza por ultrasonidos y la célula electrolítica de oxidación simultáneamente durante un período que permite limpiar y desinfectar el líquido en ausencia de la adición de sal, cloro, ozono u otros productos químicos que promueven la oxidación.

Figura 1