REACTOR ELECTROLÍTICO PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA DESINFECTADA Y DESINFECTANTE

Sector técnico de la invención

El sector técnico de la invención es, dentro de la industria química, el de la purificación del agua y la producción de desinfectantes y, en general, para la síntesis de productos químicos por separación iónica, tal como por ejemplo medicamentos.

En concreto, la presente invención se refiere a un reactor electrolítico para desinfección de agua desinfectada y desinfectante, basado en celdas electrolíticas, mediante el tratamiento de al menos una salmuera de una primera sal metálica, por una boca principal de entrada de la celda y es sometida a la acción de campos eléctricos, siendo separada, por efecto de la electroactivación química del agua, en; un catolito, conteniendo cationes, o desinfectante, saliente de al menos una cámara catolítica; y un anolito, conteniendo aniones, o agua desinfectada, saliente de al menos una cámara anolítica,

Antecedentes de la invención

Como estado de la técnica más cercano cabe citar el documento WO2013135923 (A1 ), que describe un dispositivo para la producción de desinfectante y agua desinfectada por medio de la activación electroquímica de soluciones acuosas (tecnología conocida como ECAS). El dispositivo incluye una celda electroquímica para el tratamiento de una solución acuosa de cloruro de sodio, que entra a través de una boquilla de admisión y está sometida a la acción de un campo eléctrico. La celda separa la disolución en un flujo de catolito, o agua desinfectada, que contiene iones positivos, que sale de una cámara catolítica de la celda a través de una salida de catolito; y un flujo de de anolito desinfectante, con iones negativos, que sale de la cámara anolítica. Las cámaras anolítica y catolítica están separadas por una membrana semi-permeable que es permeable a los iones. La celda incluye un tubo exterior para la recirculación del catolito hacia una entrada de la cámara anolítica, para la recirculación de una fracción del catolito. Este dispositivo permite proporcionar un equipo para la desinfección de aguas de peso menor que las celdas electroquímicas ECAS de la técnica anterior, y puede ser transportada fácilmente a lugares de difícil acceso, incluso portadas en mochilas individuales, para poder ser empleado en zonas con escasez de agua, y con un bajo consumo eléctrico, para su empleo en localizaciones con recursos limitados de producción eléctrica, todo ello por ejemplo para ser empleado en acciones humanitarias.

No obstante su satisfactoria funcionalidad, un dispositivo según los principios de la anterior solicitud WO2013135923 (A1 ) presenta límites en cuanto a peso y rendimiento que los inventores desean superar.

Por tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar un un reactor electrolítico para desinfección de agua, mediante electroactivación química del agua, que permita fabricar dispositivos de menor tamaño y peso, y con un rendimiento mejorado en producción de agua desinfectada y desinfectante.

Explicación de la invención

A tal finalidad, el objeto de la presente invención es un dispositivo portátil para la producción de agua desinfectada y desinfectante, del tipo indicado al inicio, que en su esencialidad se caracteriza por la parte caracterizante de la reivindicación 1 .

En las reivindicaciones 2 y sucesivas se dan a conocer realizaciones preferidas de la presente invención.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se hará la descripción de un modo de realización preferido, aunque no exclusivo, del dispositivo para la producción de agua desinfectada y desinfectante, para cuya mejor comprensión se acompaña de unos dibujos, dados meramente a título de ejemplo no limitativo, en los cuales: la Fig. 1 es una vista esquemática en alzado y sección parcial que muestra una realización de un dispositivo para la producción de agua desinfectada y desinfectante según la presente invención; y la Fig. 2 es una vista en perspectiva y en explosión, que muestra externamente, y aproximadamente a escala, el dispositivo de la Fig. 1 .

Descripción detallada de una realización

En dichos dibujos puede apreciarse la constitución y el modo de funcionamiento del reactor electrolítico (100) para la producción de agua desinfectada y desinfectante de la presente invención. El sistema que utiliza es el de la electroactivación química del agua, también conocido como ECAS.

Primeramente es necesario formar una disolución del agua a tratar en una sal metálica (2) por ejemplo CINa (salmuera), que entra por una boca principal de entrada (13) del reactor. Allí la salmuera conteniendo el agua a desinfectar es sometida a la acción de campos eléctricos a través de diferentes ánodos (8, 8') y cátodos (9, 9') y es separada, por efecto de la electroactivación química del agua, en:

- un catolito (C1 , C2), conteniendo cationes, o desinfectante, saliente de al menos una cámara catolítica (3, 3'), a través de respectivas salidas (18 y 17), según se aprecia en la Fig. 1 ; y

- un anolito (A1 , A2), conteniendo aniones, o agua desinfectada, saliente de al menos una cámara catolítica (5, 5'), a través de respectivas salidas (19 y 17), según es de ver en la Fig.1 ..

Para ello, el reactor comprende 4 cámaras (3, 3', 5, 5') y sólo tres electrodos, pues, como se explicará, los cátodos (9 y 9') son uno sólo.

El reactor (100) comprende dos celdas electroquímicas (1 , 1 ') consecutivas, cada una de las cuales comprende a su vez:

- la primera celda electroquímica (1 ), una primera cámara anolítica (3) y una primera cámara catolítica (5), concéntricas y separadas por una primera membrana semipermeable (7), cuyo ánodo (8) está en el centro (10) del reactor (100), estando su cátodo (9) en un una pieza metálica concéntrica; y

- la segunda celda electroquímica (1 '), al menos una segunda cámara anolítica (3') y una segunda cámara catolítica (5'), concéntricas entre sí y separadas entre sí por una segunda membrana semipermeable (7'), cuyo ánodo (8') está en una parte metálica externa (1 1 ') del reactor electrolítico (100), y cuyo cátodo (9') coincide con el cátodo (9) de la primera celda electrolítica (1 ).

El reactor electrolítico (100) presenta un conducto (28), conectado a la salida (18) para la recirculación del primer catolito (C1 ) producido en la primera cámara catolítica (5') hacia la entrada (15) de la primera cámara anolítica (3).

En este caso, en la realización preferida, aunque no siempre, en el conducto (28) hay un primer mezclador (20), para mezclar el primer catolito (C1 ) recirculado, con una segunda sal y, eventualmente, con el segundo catolito (C2) producido en la segunda cámara catolítica (5') de la segunda celda electrolítica (1 '), que sale por la salida (17).

En efecto, aguas abajo de la salida (17) de la segunda cámara catolítica (5') existe una conducción (27), para recirculación del segundo catolito (C2) hacia la entrada (12) de la segunda cámara anolítica (3'). Esta conducción comprende un tramo (22) para introducir el segundo catolito recirculado (C2) en el primer mezclador (20), dónde se produce la mezcla del primer catolito recirculado (C1 ) con el segundo catolito recirculado (C2).

En la Fig. 1 se muestra que la conducción (27) comprende un lavador intermedio de H2 (4), para la eliminación del H2 (g) del segundo catolito (C2) recirculado.

Aguas abajo de la salida (16) de la segunda cámara anolítica (3') existe una conducción (26) para la recirculación del segundo anolito (A2) desde la segunda cámara anolítica (3') hacia la primera cámara catolítica (5). Interpuesto en este conducto (26) existe un segundo mezclador (21 ), para mezclar el segundo catolito (C2) recirculado, con una tercera sal (S3) disuelta en agua, formado una segunda salmuera que es introducida en la segunda cámara catolítica (5'). Las membranas semipermeables (7, 7') comprenden al menos dos capas superpuestas: una capa de catálisis y una y una capa de soporte, dotadas de elementos endurecedores, tales como por ejemplo, graféno, CO (óxido de grafeno); C02 (dióxido de grafeno); C02 (dióxido de grafito); dióxido de Al; dióxido de Zn, Ti, trazas de Iridio y/o trazas de rutenio,

En la Fig. 2 puede verse que en la realización ilustrada, el reactor electrolítico (100) tiene una forma general cilindrica, y los elementos son cilindricos tubulares ^* y están dispuestos concéntricamente alrededor del primer ánodo (8) y de adentro hacia afuera: primer ánodo (8), primera cámara anolítica (3), primera membrana semipermeable (7), primera cámara catolítica (5), cátodos (9, 9'), segunda cámara catolítica (5'), segunda membrana semipermeable (7'), segunda cámara anolítica (3'), y segundo ánodo (8'). El conjunto está montado sobre un eje (25) de soporte montado por sus extremos sobre tapas de cierre hermético (24).

Diferentes juntas de estanquidad (ver Fig. 2) sellan herméticamente cada una de las cámaras (3, 5, 3', 5') de las contiguas..

En la Fig 2 también se muestran los electrodos 23, 24) de alimentación eléctrica de al menos los ánodos (8, 8') y cátodo único (9, 9') de ambas celdas electrolíticas.

En una variante, cuya vista en alzado parcial y en corte coincide con la Fig. 1 , aunque no con la Fig. 2, que no se muestra, el reactor (100) tiene una forma general de un prisma de base poligonal, en el que los elementos son de sección poligonal, y están dispuestos concéntricamente alrededor del primer ánodo (8) y de adentro hacia afuera: primer ánodo (8), primera cámara anolítica (3), primera membrana semipermeable (7), primera cámara catolítica (5), cátodos (9, 9'), segunda cámara catolítica (5'), segunda membrana semipermeable (7'), segunda cámara anolítica (3'), segundo ánodo (8').

El reactor de doble celda electrolítica (1 , 1 ') según la invención, podría comprender una tercera celda electroquímica, en la que, alrededor del segundo ánodo (8') tiene dispuestos sucesivamente, una tercera cámara anolítica, una tercera membrana semipermeable, una tercera cámara catolítica y un tercer cátodo. El segundo ánodo (8') podría coincidir con el ánodo de la tercera celda electrolítica. Es importante indicar que, según apreciarán los expertos en la técnica, el reactor electrolítico (100) mde la presente invención, además de la producción de agua desinfectada y de desinfectante, también podría emplearse para la síntesis de productos químicos por separación iónica, de tal manera que el anolito (A1 , A2) pueda ser vehículo de otros productos, tales como por ejemplo medicamentos, etc.

En particular, los inventores han estado estudiando junto con investigadores del Centro de Investigación del Hospital Universitario de la Valí d'Hebrón (Barcelona, España) la viabilidad de fabricar un producto para el tratamiento de la enfermedad de Chagas (tripanosomiasis americana o Mal de Chagas-Mazz), empleando el anolito diluido (A1 , A2) y añadiendo medicamento asimismo electroactivado en alguna de las citadas etapas de adición en los mezcladores (20, 21 ).