Desinfección por radiación laser

El Láser

El nombre "Láser" es una palabra formada por las iniciales de la frase "light amplification by stimulated emission of radiation" amplificación de luz por emisión estimulada de radiación. Un láser es un dispositivo que controla o dirige la forma en la que los átomos emiten energía en forma de fotones, transformando otras formas de energía en radiación electromagnética.

La unidad básica de la luz es llamada fotón. Cuando un átomo es estimulado por medio de un fotón de luz, pasa a un nivel de energía superior produciendo "absorción". Cuando el átomo regresa a su estado fundamental, emite una luz incoherente; denominada "emisión espontánea". Si este átomo fuese nuevamente bombardeado por un fotón de luz, igual al fotón que inicialmente lo estimuló, pasaría al nivel de energía superior, y al descender al estado original, formaría dos fotones de luz, que serán idénticos en longitud de onda, fase y coherencia espacial; esto se llama "emisión estimulada".

El estado de más baja energía se denomina estado fundamental (E0), y el resto son estados excitados. Cuando un fotón incide en un átomo en estado fundamental, excita un electrón proporcionándole una energía E = h.f = h.c/?. El electrón se promociona a un estado superior de energía.

El fotón incidente no cambia nada, como consecuencia del proceso de emisión estimulada. Como resultado del proceso, tenemos dos fotones idénticos generados a partir de un único fotón y un estado excitado. Por ello tenemos una amplificación, ya que ha aumentado el número de fotones.

La capacidad del Láser de concentrar una cantidad considerable de energía en una superficie muy pequeña, y su transformación en energía térmica en el interior del elemento receptor, permite adaptándole al cabezal terminal una lente divergente, tratar una determinada superficie en segundos, incidiendo únicamente sobre esa zona.

Aprovechando las excepcionales propiedades de la Radiación Láser en su interacción con la materia viva, al ser el aire y los líquidos medios de transmisión de la energía, permite depurar y desinfectar dichos medios, destruyendo los microorganismos en segundos, utilizando una potencia de emisión muy baja.

Procesos básicos de interacción Radiación – Materia.

• a) Absorción: en un sistema (átomo), con dos niveles de energía con energías E1 y E2, en presencia de radiación con frecuencia resonante con el salto de niveles (h = E2-E1), se produce la absorción de un fotón cuando el átomo es excitado pasando del nivel de energía E1 al de energía E2 (figura a).

• b) Emisión espontánea: un átomo decae de E2 a E1 y emite un fotón cuya frecuencia viene dada por h = E2- E1 (figura b).

• c) Emisión estimulada: el átomo estimulado por una energía resonante decae de E2 a E1 y se emite un fotón idéntico (misma frecuencia, polarización,…) al que estimuló el átomo (figura c).

La radiación láser está constituida por ondas electromagnéticas y se produce debido a los movimientos de vibración y rotación de los átomos y moléculas. El cuerpo humano percibe esta radiación en forma de calor.

Sus características intrínsecas son:

• 1. Monocromaticidad. Emite en un solo color. Ya que todos los fotones que la forman tienen idénticas longitudes de onda ? y frecuencias f.

• 2. Coherencia. Además de emitir un haz de luz monocromático, todos los fotones del haz de un láser emiten coherentemente en idéntica fase.

• 3. Direccionalidad: Debido a que los fotones del haz son idénticos en longitud de onda, fase y propiedades vectoriales, el haz que emite un láser es totalmente direccional (todos los fotones se comportan como sí provinieran del mismo punto) y muy intenso.

Ofrece ventajas importantes en comparación con otras tecnologías:

• Menor coste. Bajo consumo energético.

• Acción no ionizante.

• Impacto ambiental nulo.

• Gran duración de los equipos. Muy superior al UV.

• Escaso mantenimiento.

• Su aplicación no presenta riesgo laboral alguno, eliminándose los riesgos producidos por otros procesos de desinfección.

Por todo ello la presente tecnología, que en principio se calculaba sobre el agua, por ser un medio donde la Radiación Láser tiene una enorme capacidad de transmisión, se ha desarrollado y estudiado para otros sólidos y fluidos, tales como sangre, productos lácteos, huevo líquido, zumos, refrescos, vertidos contaminantes, y otros productos y gases, donde hasta la fecha actual, solamente calentando toda la masa del fluido (Procedimiento Pasteur), se podían esterilizar-pasteurizar casi todos los alimentos y bebidas líquidas que se preparan industrialmente y que se envasan con Nº de Registro Sanitario.

Con fecha 9 de junio de 2010 y publicación en el BOPI del día 22, la Oficina Española de Patentes y Marcas, ha concedido a DELAIR la Patente nº 200602528(7), "DISPOSITIVO PARA TRATAMIENTO Y DESINFECCION DE SÓLIDOS Y FLUIDOS MEDIANTE RADIACION LASER".

Investigación y desarrollo

El Laboratorio Agroalimentario EPTISA y el Centro de Tecnología Láser (C.T.L.) de Valladolid, han verificado y comprobado en varios ensayos la eficacia de la Patente "Dispositivo con láser para la depuración de aguas contaminadas". Las pruebas de comprobación han sido realizadas en el referido Centro de Tecnología Láser, sometiendo aguas contaminadas tomadas del Canal del Duero, de la EDAR y el Colector de Palencia a las radiaciones de luz coherente láser de las bandas de IR, utilizándose láseres de tipos diferentes.

Durante el mes de julio del 2.001, el Laboratorio ALCORA S.A., ha realizado los correspondientes análisis de aguas de la Presa de Navacerrada, sometidas a irradiación Infrarroja mediante un Láser de Nd:YAG facilitado por ROFIN BAASEL ESPAÑA.

En Diciembre de 2007 hemos realizado conjuntamente con DAM, las pertinentes pruebas en la Unidad de Ingeniería de Sistemas Láser, del Instituto Tecnológico AIDO de Valencia, que han sido analizadas por el Laboratorio ENAC (Análisis de Aguas, Lodos, Residuos y Suelos), para comprobar las características del sistema, así como su aplicación a la Desinfección de Líquidos. Las aguas residuales provenientes de la EDAR PINEDO de Valencia, previamente filtradas mediante una membrana de celulosa de 0,45 micras de poro, fueron recogidas en la EDAR, y llevadas en recipientes cerrados y debidamente aislados al Instituto Tecnológico AIDO, para ser sometidas a los correspondientes Tratamientos de Radiación mediante Láser Infrarrojo de CO2 de emisión continua y desprovisto de lente divergente, aplicándose distintas Potencias y Tiempos de exposición.

Las aguas procedentes de la EDAR (ARF), fueron sometidas a varias Potencias y Tiempos de radiación (T1, T2, T3, T4, T5 Y T6), con la finalidad de comprobar la eficacia máxima de la radiación Láser y el tiempo de exposición más satisfactorio.

Los resultados de estas pruebas se encuentran debidamente certificados por dichas Entidades.

Generador láser

Dispositivo que emite radiación de luz coherente, monocromática y constante mediante emisión estimada.

Medios de un Generador láser.

Cualquier láser, se compone de cinco partes básicas:

• 1. Un Medio activo o Amplificador óptico. Haz de luz coherente que entra por uno de sus extremos y se amplifica por medio de la emisión estimulada.. Consiste en un conjunto de átomos o moléculas que al ser excitados provocan la inversión de población (N2>N1. La luz láser es generada dentro del medio activo, que está confinado en la cavidad resonante y puede ser una sustancia:

• a. Sólida. Láser de Nd:YAG, Diodos,… En el láser de Nd:YAG el medio activo es un cristal de granate de itrio y aluminio (Y3Al5O12), conocido como YAG, dopado aproximadamente con un 1% de ión de Nd3+.

• b. Gaseosa. Láser de CO2, He-Ne,.. El medio activo es una mezcla gaseosa. En el de CO2 el medio activoestá constituido por una mezcla aprox. de 10% de CO2, 40% de N2 y 50% de He.

• c. Líquida y química. Tintes inorgánicos, colorantes,…

• 2. Un Mecanismo de excitación o Bombeo. Fuente de energía que excita los átomos moléculas para crear la inversión de población. Mecanismo que entrega energía al medio activo (térmica, eléctrica u óptica), destinado a producir la excitación de los átomos del medio activo o amplificador láser mediante luz. En la terminología láser, se conoce el proceso de estimular el medio de amplificación como "bombeo".

En los láseres de estado sólido (Nd:YAG), el bombeo del medio activo YAG, es de tipo óptico por medio de lámparas de flash (Xenón o Kriptón) o mediante otro láser de Diodo, siendo los fotones que emiten absorbidos por los átomos de la cavidad amplificadora, los cuales pasan de su estado base a uno excitado, produciendo inversión de población.

En los láseres de gas (CO2,….) y en los de semiconductor el bombeo es de tipo eléctrico, produciendo una intensa descarga eléctrica en los átomos que se encuentran en la cavidad amplificadora. Parte de la energía de los electrones de la descarga es transferida por colisiones electrón-átomo a los átomos contenidos en la cavidad, logrando que éstos pasen de su estado base a uno excitado, originando así la inversión de población.

• 3. Un Resonador óptico o Cavidad resonante. Elemento que contiene el medio activo. Cavidad en la que un haz de luz después de múltiples reflexiones en los espejos, se mueve en la dirección del eje de la cavidad y permanece en esa dirección si no ocurre ninguna perturbación exterior. Básicamente está formado por dos espejos altamente pulidos enfrentados y alineados, colocados a ambos extremos del medio activo, uno de reflexión total y el otro semi-reflectante (su reflectividad es del orden del 80%), la función es la de hacer rebotar hacia delante y atrás la radiación a través del medio activo para "retroalimentar el sistema", favoreciendo el proceso de amplificación (retroalimentación óptica) y dejando salir únicamente un porcentaje de energía presente en su interior. La retroalimentación obliga a cada fotón a pasar varias veces a través del medio activo, los fotones que pasan a través de un medio activo con una población inversa de electrones son amplificados por una emisión estimulada. Debido al mecanismo de retroalimentación, solo permanecerán en el medio activo los fotones que se muevan entre los espejos, lo que provoca la direccionalidad del haz de salida. La cavidad de resonancia óptica es un elemento de retroalimentación positiva que guía a los fotones viajando paralelos a su eje, adelante y atrás a través de su medio activo, permitiendo de esta forma una amplificación repetida y así potencialmente una salida más significativa.

En tales cavidades, la energía coherente de fotones se genera por la amplificación repetida, estando solamente limitado el total por el porcentaje de energía de entrada y la cantidad de energía de salida en el haz de luz láser.

• 4. Un Acoplador de salida, para permitir la salida de la radiación electromagnética del sistema láser por el espejo parcialmente reflectante situado en un extremo de la cavidad óptica.

• 5. Una Fuente de Alimentación conexionada a la red eléctrica. El conexionado del Generador láser a la red eléctrica se realiza mediante una Fuente de Alimentación, que consta de un puente rectificador a base de diodos que transforma la tensión trifásica de entrada en tensión continua en una batería de condensadores, cuya misión es la de almacén energético. Dicha fuente necesita para su producción una toma de corriente trifásica de 16 a 25 A y un sistema de refrigeración (toma de agua, etc.).

Lentes divergentes

Constituyen el sistema más seguro de la dispersión Láser, no causando ninguna pérdida en la calidad de la emisión. Solamente habrá que observar las dimensiones del diámetro del haz tras la dispersión.

Se utilizan para ampliar el campo de cobertura, distribuyendo el rayo láser, irradiando energía calorífica en espacios cerrados y abiertos a tenor de la masa contaminante a eliminar.

Las lentes divergentes pueden ser de: Seleniuro de zinc (ZnSe), Arseniuro de galio (GaAs), Fluorita (CaF2), Germanio (Ge), Cuarzo (SiO2) u otro material similar.

Su apertura variará a tenor de la superficie a tratar.

Pueden tener forma poligonal, cilíndrica o esférica.

El funcionamiento del láser puede ser descrito de la siguiente manera.

• 1. Con el bombeo del medio láser, la luz es emitida espontáneamente. Una pequeña fracción de esta luz ilumina dos espejos y es dirigida nuevamente hacia el medio de ganancia óptica y amplificada coherentemente, una y otra vez. Siempre que la ganancia total sea mayor que las pérdidas la señal se vuelve cada vez mayor. La inversión de población empieza entonces a disminuir, pues, cada vez más átomos preparados decaen por estimulación. Finalmente, la ganancia se torna igual a las pérdidas (saturación de la ganancia), y el láser entra en un régimen estacionario de oscilación. Considérese que el rayo láser se obtiene a la salida del oscilador, generalmente por transmisión parcial de la luz a través de uno de los dos espejos. Típicamente, la reflectividad de uno de los espejos es aproximadamente 100% mientras que el otro refleja aproximadamente el 80%, dejando pasar un 20% de la intensidad incidente. Hay láseres que solo entran en oscilación si la reflectividad de los espejos es superior a un 95% (HeNe), mientras que otros funcionan con solamente un 4% de realimentación (feedback).

• 2. Por el hecho de que la luz es reflejada entre espejos paralelos, la salida del láser se da, en general, en forma de un haz paralelo de luz, altamente colimado (muy paralelo), monocromático (pequeño ancho de banda) y coherente (una sola fase define la onda electromagnética emergente). La coherencia puede ser medida por la memoria que el láser tiene de lo que se emitió antes. Una lámpara incandescente emite luz blanca (varios colores), en varias direcciones, y sin relación de fase, dado que la emisión es toda espontánea debida a bombeo térmico (efecto Joule). En el caso del láser, por causa de la amplificación coherente y de la retroalimentación, la luz emitida en cualquier instante permanece en relación de fase con la luz emitida anteriormente durante un período considerable. Este período se llama "tiempo de coherencia", y es la medida de la memoria de fase del láser. Si multiplicamos este período por la velocidad de la luz se tiene la "longitud de coherencia" del láser. Si tomamos un haz de láser y lo dividimos en dos partes con un espejo semi-reflector y volvemos a unir las dos partes después de hacerlos recorrer un camino igual, aparecen franjas de interferencia siempre que la diferencia de caminos haya sido menor que la longitud de coherencia de la luz del láser, porque la relación de fase no se ha perdido.

• 3. La coherencia puede ser explorada en muchas otras aplicaciones, como una medida exacta de distancias muy pequeñas (<1um) y en discos compactos. La direccionalidad de los haces puede ser utilizada de innumerables maneras. Un láser puede ser utilizado para medir la altura de un edificio o de una grada. Un láser que desde Tierra ilumina la Luna diverge a un "spot size" de apenas algunos kilómetros. Un prisma reflejando la luz desde la Luna permite determinar la distancia Tierra – Luna con una precisión de 1m.

Proceso de emisión

El fenómeno de emisión del Láser esta determinado por la capacidad que tienen los fotones para estimular la emisión de otros fotones de la misma frecuencia y dirección.

Conforme la teoría Cuántica los átomos y moléculas tienen un nivel definido de energía y pueden pasar a otro nivel en saltos discontinuos. El cambio de energía necesario para un salto es producido por la absorción o emisión de una cantidad de energía electromagnética.

En una cavidad Láser los fotones quedan atrapados entre los espejos de sus extremos. Los fotones en su vaivén entre espejos chocan entre si generando mas fotones.

Cuando la cantidad es suficiente se produce una emisión a través de uno de los espejos que se ha fabricado un 10-20% menos denso que el otro.

Para producirse la luz Láser debe existir primero una "inversión de población". Esto es logrado por el cambio obtenido en el "medio amplificador", debido a la activación de la "fuente de energía", lo cual lleva a las moléculas del "medio activo" a un estado excitado. Se inician entonces los fenómenos de absorción, emisión espontánea y emisión estimulada, formándose una gran cantidad de fotones.

Una vez que comienza la salida de fotones, ellos se reflejan en todas las direcciones dentro del tubo o cavidad sellada donde se encuentra el medio activo amplificador, hasta que haya concentrado suficiente energía para pasar a través del extremo conformado por el espejo de reflexión parcial, y formar así la luz Láser.

Se entiende que la luz Láser es una forma de energía. Esta energía viene representada en Joules (J).

La potencia de un Láser viene expresada en vatios (W), y representa la cantidad de energía emitida en Joules por segundo. Un vatio de potencia es equivalente a un Joule de energía emitida en un segundo.

Potencia (W) = Energía (J) / Tiempo (seg.)

La luz Láser puede ser emitida de varias formas. Dependiendo del tipo de Láser, se puede emitir un rayo de onda "continua" o un rayo "pulsátil".

Un rayo de ondas continuas consiste en la estabilización de la energía emitida continuamente. Es decir, mientras el Láser esté activado, la salida del haz será constante.

Los Láser que emiten de forma pulsada logran un conjunto de pulsaciones repetidas en serie, ya que la energía es emitida en cortos estallidos; entre las pulsaciones no hay energía que se transmita. Estos pulsos se producen en unidades de tiempo. Este parámetro se mide en pulsos por segundo: p.p.s.

El tamaño del punto luminoso, o punto focal, representa el área de energía del Láser que se aplica al material que sirve de blanco. Se mide en centímetros cuadrados (cm2); también se expresa en términos del diámetro del área circular en micrones (&µ).

La densidad de la potencia es variable, más importante en la determinación del efecto que un Láser tiene sobre el material irradiado. Se calcula como la potencia, expresada en vatios (W), dividida por el tamaño del punto luminoso en centímetros cuadrados (cm2).

Densidad de potencia = Potencia (W) / tamaño del punto luminoso (cm2)

Parámetros importantes del láser

3. TIPO DE EMISION.

• a) PULSANTE. Cuando el láser es pulsante el rendimiento no es constante, lo que permite el uso de los términos de potencia (P) y potencia máxima (Pm). Si por ejemplo la potencia P es el 50% de la potencia máxima Pm, el láser es pulsante, y la formula de dosificación será:

• b) CONTINUA. Cuando el láser emite en onda continua, para un poder de 10 W se tiene:

TIPOS DE LASERES. Los láseres pueden clasificarse de diversos modos:

1. Por la naturaleza de su medio activo:

• Láseres de medio activo gaseoso: láseres de He-Ne, de CO2, de N2, de Excímeros.

• Láseres de estado sólido: cuyo medio activo consiste en un cristal dopado artificialmente con iones de otro material. Láser de Nd: YAG.

• Láseres de semiconductores: El medio activo está constituido por un diodo con una elevada concentración de impurezas.

• Láseres de colorantes: El medio activo es generalmente una solución alcohólica de sustancias orgánicas (colorantes).

2. Por su forma de emisión: Continuos o Pulsados.

3. Por la longitud de onda:

4. Por el mecanismo de Excitación: Descarga eléctrica, Inyección de corriente, Bombeo óptico, Químico.

Radiaciones ionizante y no ionizantes.

El Sol, como fuente de energía, es responsable directo de la vida sobre la Tierra en todas sus formas. La transmisión de la energía desde el Sol, donde se produce continuamente por fusión nuclear, hasta la Tierra se realiza mediante fotones o radiación. La atmósfera amortigua la radiación ultravioleta que correspondiendo a la banda más energética del entorno del espectro visible produciría quemaduras si actuara con mayor intensidad. Este es un primer ejemplo del equilibrio requerido para el desarrollo de la vida. Si bien necesitamos la radiación del Sol su exceso nos desintegraría. La dosis crítica de radiación ultravioleta la fija la capa de ozono atmosférica cuyo estado con tanta razón preocupa a una sociedad cada vez más consciente de este equilibrio frágil sobre el que descansa la posibilidad de vivir. 

Al encontrarse las moléculas que forman el organismo enlazadas por fuerzas electromagnéticas son susceptibles de romperse por fuerzas externas de la misma magnitud.

• Los fotones de alta energía, comprendida en el rango de órdenes de magnitud de 0,1 a 1 eV, son capaces de romper las moléculas ya que la energía del enlace químico está comprendida en el mismo intervalo.

Nota. 1 electrón-voltio, eV, es la energía que adquiere un electrón en un potencial de 1 voltio. La energía cinética con que se mueve una molécula de nitrógeno que forma parte del aire de nuestra habitación a 20 grados centígrados de temperatura es 0,026 eV.

• Los fotones con energía inferior a 0,1 eV no son capaces de romper los enlaces químicos y se denominan no ionizantes, ya que de la ruptura de los enlaces se deriva la formación de iones que son los átomos inicialmente enlazados tras separarse violentamente.

LEY DE PLANCK. La energía E de cada cuanto es igual a la frecuencia f de la radiación por la constante de proporcionalidad h de Planck

La energía E de un cuanto viene dada por:

La radiación gamma o los rayos X al ser ionizantes pueden producir efectos nocivos sobre los tejidos, pero debemos considerar que no basta la incidencia de fotones de alta energía para producir daños, es también preciso que el número de fotones sea suficientemente elevado. La dependencia del daño con el número de fotones o intensidad de la radiación permite hablar de dosis de tolerancia y dosis de seguridad incluso para las radiaciones altamente energéticas o ionizantes.

Efectos de la radiación láser

La desinfección mediante Emisión estimulada de Radiación es un proceso físico definido por la transferencia de energía electromagnética de una fuente generadora (láser) al material genético celular de un organismo contenido en un líquido o aire. Los efectos de esta energía son los de incapacitar la célula a reproducirse y eliminarla por calentamiento.

Las radiaciones consisten en fotones de distinta energía, dependiendo esta última de la frecuencia de los fotones. La formula que relaciona energía y frecuencia es:

El espectro electromagnético

La figura describe parte del espectro electromagnético.

Cada región del espectro tiene un nombre particular, al igual que su rango de longitudes de onda, frecuencias y energías.

Las radiaciones ionizantes, al interaccionar con el organismo, provocan diferentes alteraciones en el mismo, debido a la ionización provocada en los elementos constitutivos de sus células y tejidos. Esta acción puede ser directa, produciéndose en la propia molécula irradiada, o indirecta si es producida por radicales libres generados, que extienden la acción a otras moléculas.

El daño biológico producido tiene su origen a nivel macromolecular, en la acción de las radiaciones ionizantes sobre las moléculas de ADN (ácido desoxirribonucleico), que juegan una importante función en la vida celular. Esta acción puede producir fragmentaciones en las moléculas de ADN, o bien puede ocasionar transformaciones en la estructura química de las moléculas de ADN originando mutaciones.

Todas estas alteraciones en las moléculas de ADN provocan daños a nivel celular, e incluso la muerte de la célula.

Cada una de estas radiaciones tiene unas características peculiares que hacen que cuando entran en contacto con el cuerpo humano los efectos de cada una de ellas sean bastante distintos. Esas diferencias de comportamiento son consecuencia de la distinta frecuencia asociada a cada radiación.

Las radiaciones infrarrojas tienen menor frecuencia que las ultravioleta y, por ello, no son capaces de producir reacciones químicas; sus efectos, por tanto, son únicamente de carácter térmico.

Reutilización de aguas

La inquietud actual es la de buscar recursos hídricos alternativos disponibles para usos urbanos, agrícolas o de jardines, industriales, recreativos o ambientales.

La reutilización del agua es un elemento de desarrollo necesario, y la adecuada gestión de los recursos hídricos proporciona nuevas opciones para su utilización en agricultura, uso urbano e industria

Las posibilidades de reutilización de las aguas residuales tratadas son numerosas y variadas dependiendo del nivel de tratamiento a que se sometan, lo que determinará la calidad del efluente conseguido, destacando como destino mas frecuente, en la mayoría de los proyectos, el riego agrícola, por lo que la necesidad de reutilizar las aguas residuales se va incrementando cada vez más.

La agricultura en áreas áridas y semiáridas depende casi absolutamente del riego, y la demanda de agua para riego representa un porcentaje que supera en muchos casos el 80% de la demanda total de agua.

Los elementos presentes en las aguas residuales, que pueden limitar su uso en riego, son los siguientes:

• Sólidos en suspensión

• Escherichia coli

• Nematodos intestinales

• Turbidez.

Para ello es necesario encontrar un tratamiento terciario óptimo que garantice los aspectos higiénico-sanitarios de calidad adecuada para su reutilización según el uso requerido.

A este respecto las tecnologías actualmente existentes no son lo suficientemente eficaces, ya que en muchos casos se acude a la cloración, tratamiento que en presencia de compuestos orgánicos da lugar a la formación de trihalometanos u órgano-halogenados, de carácter cancerígeno, por lo que los cauces receptores no han de llevar vertidos superiores a 0,1 mg/I (100 &µm/I.).

El destino del agua reutilizada, riego de productos de consumo crudo, etc.., obliga a una alta exigencia de calidad sanitaria al efluente a obtener, lo que hace necesaria la incorporación de un tratamiento de desinfección o terciario, al agua procedente de la estación depuradora de aguas residuales.

En la elección del ozono como desinfectante a emplear, se han considerado diversas posibilidades con el fin de determinar el agente desinfectante más adecuado desde el punto de vista técnico -sanitario y económico.

El Ozono que se utiliza como desinfectante en general, por la facilidad con que desprende oxígeno, es un producto químico oxidante, al tratarse de un componente que se disocia en radicales libres reactivos. Oxida a los nitritos, sulfuros, sulfitos,…, pasándolos a nitratos y sulfatos, y deja el iodo libre en las disoluciones de yoduros. Fomenta cuando se combinan algunos subproductos de ozonización con procesos secundarios de desinfección la formación de Trihalometanos (THM), con un carácter marcado tóxico, mutagénico o cancerígeno.

La depuración de las aguas residuales urbanas, mediante adecuados tratamientos, permite reducir la presencia de agentes microbiológicos patógenos y de sustancias químicas nocivas. Ahora bien esta reducción, que no eliminación, ocasiona una situación de riesgo en caso de nueva utilización del agua, tanto para la población, como para los trabajadores expuestos.

Actualmente, a fin de reducir el número de lámparas, se está utilizando la Radiación Ultravioleta UV emitida por lámparas de mercurio de baja presión y alta potencia, pero su alto consumo eléctrico en relación con la Radiación Láser y el elevado coste de mantenimiento, requiere la búsqueda de métodos alternativos más económicos

Las aguas residuales, una vez que han recibido tratamiento secundario en la EDAR, son filtradas y reciben posteriormente un tratamiento terciario de desinfección mediante radiación UV, con el fin de eliminar los microorganismos presentes en el agua y hacerla apta para su reutilización.

En España, el 9 de diciembre de 2007 ha entrado en vigor el RD 1620/2007 (BOE 8/12/2007), para la reutilización directa de las aguas en función de los procesos de depuración, su calidad y los usos previstos.

En el Anexo I.A, se establecen los criterios de calidad (Valores máximos admisibles), que han de cumplir para su reutilización de acuerdo con los usos previstos.

Un proceso de filtración y posterior tratamiento terciario de desinfección con Radiación Láser en vez de Ozono o UV, resultaría:

• Menor consumo energético.

• Escaso mantenimiento.

• Gran duración de los equipos. Muy superior al UV.

• Menos costoso.

• Impacto ambiental nulo.

• No entrañaría riesgo alguno para la salud humana.