DESCRIPCIÓN

Objeto de la invención

La presente invención se refiere, como su propio nombre indica, a un dorador electrolítico del tipo de los utilizados en piscinas para la desinfección del agua del vaso. Más concretamente, dichos doradores, que también reciben el nombre de “doradores salinos”, son los encargados de, a partir de sal común, la generación de cloro para mantener el agua de la piscina en condiciones óptimas para su uso.

Más concretamente, el dorador de la invención cuenta con medios para eliminar la formación de depósitos de cal (carbonatos/hidróxidos de Ca/Mg) en sus electrodos sin necesidad de recurrir a la inversión de polaridad de los mismos.

Asimismo, la invención también se refiere a un método de limpieza de un dorador salino para eliminar los depósitos de cal que permite, de forma económica, eficiente y autónoma, un óptimo funcionamiento y mantenimiento del mismo, reduciendo al mínimo la necesidad de intervención humana.

Antecedentes de la invención

Es conocido que en la industria electroquímica se puede generar cloro a partir de la electrólisis de sales de cloruro (llamado cloración salina). Este proceso está siendo ampliamente utilizado en muchos procesos industriales y campos de la técnica vahados tales como el tratamiento de residuos, la sanidad, la agricultura, etc.

En los últimos años, uno de los campos en los que se utiliza cada vez más la cloración salina es en la desinfección/tratamiento del agua de las piscinas, donde tiene ventajas significativas sobre las viejas técnicas de dosificación directa del cloro en el agua (cloro liquido o sólido), tanto a nivel de seguridad en la manipulación, ahorro de agua y calidad de agua debido al plus de la oxidación anódica de materia orgánica, así como a la destrucción de cloraminas en el cátodo.

Concretamente, los doradores salinos del tipo al que se refiere la invención incluyen una célula de electrólisis o célula electrolítica para electrolizar sales de cloruro disueltas en el agua. Las reacciones cátodo/ánodo que se producen en un dorador salino (electrólisis de sales de cloruros en cámara sin separación) son las siguientes:

En el cátodo o polo negativo se produce hidrógeno gas e hidróxido dando al cátodo un pH alto en superficie que es responsable del depósito carbonato/hidróxido Ca/Mg (incrustaciones “calcáreas”) que terminan bloqueando el paso de flujo entre el cátodo-ánodo de la célula, lo que provoca la baja eficiencia en producción en cloro, así como el deterioro de los electrodos y hace necesario su limpieza frecuente. De la forma:

2 H ₂ O + 2 e’ - H ₂ + 2 OH'

Agua — > Hidrógeno (gas) + Iones oxhidrilo

Por otro lado, en el ánodo o polo positivo se dan dos reacciones competitivas que se producen al mismo tiempo: la electrólisis de cloruro para dar cloro y la de agua para dar oxígeno gas y protones dando un carácter ácido a la superficie (al ser el ánodo ácido en el caso de inversión de polaridad el electrodo se limpia de calcificaciones al acidificar y disolver los carbonatos/hidróxidos de Ca/Mg). De la forma:

2 H ₂ O ^ O ₂ + 4 H ⁺ + 4 e'

Agua — > Oxígeno (gas) + protones

Sal común — > Cloro + Iones sodio

En el seno de las cámaras de electrólisis sin separación física entre ánodo y cátodo tendrá lugar la formación de hipocloroso/hipoclorito en función del pH del medio. Este tiene propiedades desinfectantes, así como oxidantes (mineralización materia orgánica). El correcto tratamiento del agua requiere no solo eliminar patógenos y prevenir contagios persona-persona (agua desinfectada y desinfectante con efecto residual) sino también capacidad de “destrucción” de materia orgánica (idealmente oxidación a CO2 y H2O). De la forma:

Cloro + Iones oxhidrilo — > Ácido hipocloroso + cloruros

Adicionalmente la electrólisis supone un plus en el tratamiento al realizar también en paralelo oxidación anódica de materia orgánica (extra de oxidación/mineralización) y reducción catódica de cloraminas (subproducto perjudicial del cloro libre con nitrógeno orgánico procedente de la contaminación de bañistas fundamentalmente por sudor, orina, cremas solares, etc). Las cloraminas están reguladas a un nivel máximo de 0.6mg/L, lo que suele ser un reto en piscinas públicas con gran afluencia.

Para evitar el colapso del canal cátodo-ánodo por formación y crecimiento de incrustaciones en el pasado, este problema se solucionaba limpiando periódicamente la celda con la ayuda de un ácido pH minus, también conocida como limpieza química, que requería que los consumidores desmontaran los electrodos para introducirlos en un contenedor con dicho ácido. Otro método de limpieza conocido, descrito en el documento WO201132212, proporcionaba una solución mecánica al problema de eliminación de incrustaciones del cátodo. Es decir, la incrustación se raspaba físicamente de la superficie del cátodo.

Ambos métodos, sin embargo, necesitaban pues de la intervención directa del usuario y, además de ser laboriosos y complejos, podían incluso entrañar algún riesgo o dañar el electrodo físicamente, lo que obviamente generalmente generaba rechazo y no resultaban aceptables.

Así, como alternativa a estos sistemas, surgieron otros en los que se automatizaba dicha limpieza química proporcionando medios para que la misma se produjese dentro de la cámara electrolítica del dorador, sin necesidad de desmontar los electrodos ni de realizar ninguna operación manual de limpieza. Para ello, se detenía el flujo de agua dentro de la cámara electrolítica, se cerraban sus salidas para aislar el líquido de su interior y se suministraba en su interior un cierto volumen de ácido pH minus, agitando después durante un tiempo determinado el interior con el fin de poner el agente de limpieza o pH minus en contacto con los electrodos. Una vez finalizado el proceso, se abrían las salidas y se ponía de nuevo en funcionamiento el flujo de agua, devolviendo la mezcla de agua ácida, incluido el calcio disuelto, a la piscina, lo cual no suponía un problema por el pequeño volumen que esta representaba frente al contenido en el vaso. Un ejemplo de este método puede encontrarse en el documento WO201085847.

No obstante, si bien este método solucionaba los problemas del manejo manual por parte de los usuarios y de alguna forma automatizaba el proceso de limpieza de electrodos, adolecía sin embargo de importantes inconvenientes. En primer lugar, que el proceso de limpieza necesitaba de un sistema de control dedicado en exclusiva, costoso y de cierto volumen que por un lado encarecía el costo del conjunto y, por otro, hacía difícil su utilización en instalaciones ya existentes, pues la entrada del agente de limpieza se llevaba a cabo en una abertura específica de la tapa del reactor. Es decir, que necesitaba de agitaciones mediante un circuito auxiliar formado por válvulas by-pass y de una recirculación con bomba, solo asumibles en doradores industriales para piscina publica, resultando por lo tanto una instalación aparatosa, costosa y que además supone la manipulación del ácido para llenar tanques o reservónos con el riesgo ya descrito.

En segundo lugar, el sistema de agitado utilizado poniendo en conectado los electrodos sin flujo para generar burbujas de Hidrógeno/Oxigeno que moviesen el agua de la cámara es un proceso lento y conocido de escasa eficacia. Concretamente, la mezcla de gas H2/O2 generado al unísono en cátodo/ánodo, además de poco efectivo (agitación pobre) forma un volumen de mezcla H2/O2 explosiva que puede ser de riesgo si se mantiene muchos minutos la electrólisis debido a que no hay recirculación y se acumula una bolsa de gas a presión.

Por último, pero no menos importante, el mencionado sistema de control de suministro del agente de limpieza o pH minus recogido en dicho documento describe un ciclo de limpieza consistente en suministrar una cantidad fija de pH minus, agitar el interior de la cámara y reposar de forma alterna también durante un tiempo fijo, sin que dichos tiempos, ni de aporte de pH minus ni de agitación ni de limpieza, obedecieran a ningún parámetro relacionado con la cantidad de depósitos de cal acumulados en los electrodos. Es decir, se trata de un método que aplica un método de limpieza general sin valorar ningún parámetro externo tal como la dureza del agua, la temperatura, el tipo y tamaño de los electrodos, etc. Por lo tanto, la eficiencia de este método resulta claramente cuestionable por cuanto los tiempos indicados no resultan útiles para una gran mayoría de situaciones y condiciones particulares. Por último, siguiendo dicho sistema no hay seguridad a la hora de conocer si el tratamiento ha sido o no efectivo y, en consecuencia, insuficiente, lo que supone tener que realizar un ajuste manual de los valores de consigna de la limpieza de manera continua.

A la vista de dichos inconvenientes, en los últimos años se ha recurrido a la técnica alternativa de la inversión de polaridad en los electrodos, también llamada autolimpieza electródica, que básicamente consiste en someter los electrodos a una inversión de polaridad cíclica, alternando su uso como cátodos y como ánodos. De esta manera, el depósito de sales de calcio que se deposita sobre la superficie de un electrodo bajo operación catódica (pH superficie básico “NaOH” -> incrustaciones), se disuelve durante la operación posterior como ánodo (pH superficie ácido “HCI” -^limpieza incrustaciones), cuando el ambiente de reacción tiende a ser acidificado:

HNaCO3 + CI2Ca + NaOH -> CaCO3 + H2O + 2NaCI: incrustación en el cátodo

CO3Ca + 2HCI -> H2CO3 + CI2Ca: limpieza ánodo

Sin embargo, por un lado, este sistema no es perfecto pues no resuelve bien la disolución de incrustaciones en los bordes de los electrodos, típicamente láminas de 1mm, y aún peor cuando el electrodo no tiene recubrimiento de activación (óxidos de rutenio, iridio, etc), como por ejemplo en la zona de los bordes, aristas vivas o zonas donde se suelda el contacto cátodo - ánodo, Esto hace que en la práctica existan zonas de “pobre limpieza” que obligan, transcurridas cierto tiempo, a realizar una limpieza manual química con pH minus. Dichas zonas son las denominadas zonas “no auto-limpiables”. Por otro lado, además, el sistema de inversión de polaridad o autolimpieza electródica presenta otro inconveniente aún mayor. Concretamente, la operación de inversión de polaridad en electrodos de Ti activado implica una vida útil operativa inferior en comparación a un electrodo sin inversión de polaridad (polaridad fija). Suponiendo tiempos de vida 2 o 3 veces inferiores y, por lo tanto, resultando electrodos de mayor coste (aproximadamente el doble que el coste de electrodo con polaridad fija para el mismo número de horas de trabajo). A esto, además, se añade la situación extremadamente alcista de los mercados de materias primas, como por ejemplo los metales usados en la activación del titanio (Ru, Ir, Pt, etc.), que ha supuesto duplicar o incluso triplicar el costo en los últimos años.

A estos métodos se añade también como solución parcial, que no soluciona el problema de la calcificación pero lo reduce ligeramente, el descrito en la solicitud de Patente Europea N° 12840325.0 de este mismo solicitante, donde para conseguir dicha “minimización” de depósitos de cal se sitúa la inyección del pH minus utilizado para el control del pH del agua del vaso en una posición inferior de la cámara electrolítica de tal forma que recorra los electrodos en toda su longitud cuando el agua está en circulación. Sin embargo, dicho aporte de pH minus, por un lado, se realiza sólo de forma puntual para corregir el pH del agua del vaso, por lo que resulta insuficiente para la limpieza de los depósitos y, por otro, su paso por los electrodos se produce a cierta velocidad, lo que impide que actúe de forma eficaz sobre los mismos.

Descripción de la invención

La presente invención propone tanto un nuevo dorador salino como un método de limpieza que resuelven los inconvenientes del estado de la técnica antes mencionados, especialmente el elevado coste de los electrodos en la opción de inversión de polaridad y la ineficacia de las zonas no autolimpiables que requieren de alguna limpieza manual durante la temporada de piscina, en especial en aguas duras.

Como es conocido por la figura 1 , los doradores salinos se sitúan dentro del circuito de tratamiento de agua de la piscina, generalmente situados en un cuarto o habitáculo en el que también se encuentran el resto de elementos necesarios para el mantenimiento como son el filtro, la válvula selectora multivía asociada a dicho filtro, la electrónica de control, etc. Más concretamente, lo habitual es que el agua de la piscina salga del vaso a través de los “skimmers” (comúnmente designados así por su terminología anglosajona), arrastrando con ella suciedad y partículas de gran tamaño tal como hojas, papeles, insectos, etc., que se quedan en el cesto o filtro de dicho skimmer, fluyendo a continuación el agua a través de una tubería o canalización con ayuda de una bomba hasta, pasando por la válvula multivía, llegar a un filtro de arena, en donde se realiza el filtrado de partículas y suciedad de pequeño tamaño, pasando a continuación de nuevo a través de la válvula multivía hacia un conducto que da entrada al dorador y donde, una vez tratada, es llevada por otro conducto de salida de nuevo al vaso de la piscina cerrando el ciclo de limpieza y desinfección.

Así, la operación de cloración salina y por consiguiente la electrólisis, se produce de forma constante y continua dentro del dorador siempre que haya flujo de agua en su interior, teniendo dicho flujo una velocidad de paso que permite, por un lado, una evacuación apropiada de los gases de Hidrógeno/Oxígeno producidos por la electrólisis y, por otro, la generación de las concentraciones de cloro activo necesarias para el tratamiento del agua, que como se ha dicho es devuelta al vaso.

Por otro lado, como también es conocido, la electrólisis que se lleva a cabo en los procesos de cloración salina para la desinfección del agua de piscinas tiene como consecuencia un aumento del pH que hay que regular, siendo los valores típicos óptimos para desinfección y tratamiento los situados entre 7.0 y 7.8. Así, para asegurar que el agua del vaso permanece en sus valores de pH dentro de dichos límites, es necesario tanto medir el valor, como adicionar un ácido pH minus de manera continuada, formado generalmente por ácido clorhídrico o sulfúrico.

Es decir, que las instalaciones de mantenimiento del agua de piscinas basados en la utilización de la electrólisis para la desinfección del agua y que no recurren a la técnica de inversión de polaridad de los electrodos necesitan dos aportes de ácido pH minus diferentes, pues por un lado necesitan compensar el aumento del pH del agua del vaso debido a la electrólisis y, por otro, evitar la formación de depósitos de cal en sus electrodos. Esto es así pues, como ya se explicó, la cantidad de ácido pH minus aportada para el control del pH del agua del vaso de la piscina resulta totalmente insuficiente para limpiar los depósitos de cal de los electrodos debido, tanto a que la cantidad aportada para dicho control es muy pequeña como a que, debido a la velocidad de paso del flujo de agua por dichos electrodos, no se permite que el ácido actúe sobre los depósitos de cal el tiempo suficiente como para que estos sean eliminados.

Por ese motivo, en el tipo de instalaciones como la descrita en esta invención es necesario que la limpieza de los electrodos se realice cuando no exista flujo, aprovechando, por ejemplo, los periodos inactivos de la piscina por la noche, de manera que pueda cerrarse o aislarse el dorador para poder suministrar una cantidad suficiente de ácido pH minus y que ésta quede dentro de dicho dorador actuando sobre ellos el tiempo necesario.

Una vez realizada dicha limpieza, que durará un tiempo determinado en fundón de la cantidad de depósitos, lo cual a su vez es consecuencia de la dureza del agua, de la temperatura, de las características de los electrodos, etc., el dorador volverá a abrirse y el agua contenida en su interior, que llevará disueltas las sales y el ácido pH minus no consumido, será devuelta al circuito y, por ende, a la piscina, donde ni la cantidad de dichas sales ni de dicho ácido pH minus afectarán de forma significativa a los valores del agua contenida en el vaso por la diferencia en volumen entre éste y el dorador, que en el caso de piscinas residenciales suele ser por encima de 15.000 litros en el vaso y, en el caso del dorador, del orden de solo un litro.

Sin embargo, al contrario que el estado de la técnica descrito, tanto el dorador como el método recogidos en la presente invención permiten llevar a cabo las referidas tareas de limpieza de los depósitos de cal de los electrodos de una manera óptima en términos de eficiencia, automatización, rapidez y comodidad para el usuario a la vez que, gradas al mismo, se rebaja el elevado coste de este tipo de dispositivos por no basarse en la técnica de inversión de la polaridad de los electrodos, que como se vio anteriormente, viene últimamente lastrada en términos económicos por el elevado precio de los metales nobles que forman el Ti activado (Ru, Ir, Pt, etc.) y su alto contenido requerido por cm2.

Por otro lado, el dorador de la presente invención cuenta con la ventaja añadida de que el sistema por medio del cual se inyecta el ácido pH minus para la limpieza de los depósitos de cal depositados sobre los electrodos, es el mismo que el que se utiliza para dosificar al agua de la piscina con el fin de regular el pH de la misma (situarlo en valores de pH entre 7 - 7.8). Dicho de otro modo, que los mismos medios usados para mantener el pH de la piscina en los valores adecuados (pH 7 - 7.8) se utiliza para realizar la limpieza química de electrodos.

Por lo tanto, al contrario que en el estado de la técnica en donde es necesario un sistema diferente para la inyección del ácido pH minus para el control del pH del agua de la piscina y para la limpieza del dorador, la presente invención permite que ese doble modo de aporte de dosificación de ácido pH minus se lleve a cabo a través de los mismos elementos, con el consiguiente ahorro de costes y simplicidad estructural y funcional.

Para ello, el dorador salino de la invención comprende:

Una cámara que define un espado interior para el tratamiento del agua de la piscina mediante cloración salina;

Un conjunto de electrodos que, al ser conectados a una fuente de corriente continua (CC), son susceptibles de electrolizar las sales de cloruro disueltas en el agua;

Una entrada de agua a la cámara;

Una salida de agua de la cámara;

Un sistema de retención del agua en el interior de la cámara;

- Al menos un dispositivo de agitación para remover el agua del interior de la cámara;

- Al menos un sensor o medidor del pH del agua; y

- Al menos un punto de inyección de ácido pH minus en el interior de la cámara;

Donde, como parte esencial de la invención se tiene que el medidor del pH del agua se sitúa dentro del espacio definido por la cámara del dorador (1) y el sistema de retención (15) del agua en su interior.

Es decir, que el medidor del pH se encuentra situado dentro de la cámara del dorador cuando actúa el sistema de retención o, dicho de otro modo, que se encuentra situado en un lugar tal que, cuando se interrumpe el flujo de agua a través del dorador y el sistema de retención retiene el agua dentro de la cámara, permite realizar la medida del pH del agua que se encuentra retenida en dicho interior de la cámara.

De esa forma, durante la operación normal de la piscina, con presencia de flujo de agua dentro de la cámara por estar en marcha la cloración, dicho sensor tomará las medidas correspondientes al valor del pH del agua de la instalación, que como es lógico es el agua presente en el vaso de la piscina y destinada al baño y que puede ser de decenas de metros cúbicos.

Sin embargo, cuando la cámara se encuentra cerrada por acción del sistema de retención de agua de la invención, dicho sensor o medidor de pH tomará las medidas correspondientes al valor del pH del agua contenida y retenida en el interior de la cámara, siendo posible, de esa forma, la monitorización del nivel de pH durante la operación de limpieza de los electrodos, que en este caso apenas alcanza unos pocos litros (típicamente 1 o 2 litros).

Esta medida del pH permitirá realizar un aporte o inyección de ácido pH minus en cantidad y tiempo suficientes para asegurar la completa limpieza de los electrodos. Dicho de otra forma, al controlar el nivel de pH del interior de la cámara cerrada del dorador, podrá comprobarse cuánto y cómo varía dicho pH y estimar en qué medida se ha consumido el ácido pH minus inyectado al ser neutralizado por las incrustaciones, lo que permitirá también calcular su total disolución. Así, el poder realizar una monitorización continua del nivel de pH evitará tener que inyectar una cantidad de ácido pH minus fija como hasta ahora se hacía en el estado de la técnica, que bien podría ser excesiva o bien insuficiente en función de la dureza del agua, temperatura, tamaño de los electrodos o tiempo desde la última limpieza. Al contrario, el dorador de la presente invención podrá aportar una primera dosis inicial y, tras un periodo de tiempo, comprobar si aún quedan incrustaciones y, en el caso de ser así, aportar una nueva cantidad de ácido pH minus que bien puede ser igual a la inicial o bien menor, realizando tantas iteraciones sean necesarias con el fin de aportar una cantidad de ácido pH minus proporcional y ajustada a la cantidad de depósitos de cal existentes en los electrodos.

De tal forma, cuando ya no hay incrustaciones se observará que el pH de la cámara se mantiene bajo y en un nivel constante. Esto permite conocer que ya no hay consumo de ácido y por tanto que no quedan más incrustaciones. Es decir, se produce la reacción:

O lo que es lo mismo:

Carbonato cálcico + ácido clorhídrico = ácido carbónico + cloruro de calcio soluble.

Por otro lado, de cara a lograr una limpieza eficiente de los electrodos por medio del ácido pH minus, el dorador salino de la invención comprende al menos un dispositivo de agitación del agua de su interior cuando la cámara se encuentra cerrada gracias al sistema de retención. Esto facilita que la mezcla limpiadora se distribuya de forma homogénea llegando a todos los puntos de los electrodos y acelerando el proceso de limpieza de forma considerable respecto a la no agitación (del orden de hasta 3 o 4 veces).

Además, el dorador de la invención se encuentra conectado a unos medios de procesamiento y control encargados, a través del correspondiente software o código de control, de ordenar al sensor o medidor del pH del agua la lectura y, con los resultados de pH obtenidos en la medida y una serie de variables predefinidas, alimentar un algoritmo de control interno para obtener como resultado una señal de control para comandar una bomba de inyección de ácido pH minus y que éste suministre la cantidad necesaria al punto de inyección en función de si dicho aporte se realiza para corregir el aumento de pH en el agua del vaso de la piscina o para realizar la limpieza de los depósitos de cal de los electrodos. En este último caso, además, dichos medios de control serán los encargados de detener el flujo de agua de tal forma que la misma pueda quedar retenida en el interior de la cámara del dorador por la acción del sistema de retención. Igualmente, dichos medios de control accionarán el dispositivo de agitación, permitiendo que estos últimos puedan vahar su velocidad y alternar fase de marcha / paro según mejor convenga para la operación de limpieza de los electrodos.

Por otro lado, la invención se extiende también un método de limpieza de un dorador salino de forma que sea posible eliminar de forma eficiente las incrustaciones (carbonatos-hidróxidos Ca/Mg) sobre los electrodos. Como se dijo anteriormente, en el estado de la técnica actual, es conocido utilizar un agente limpiador tal como un ácido pH minus para eliminar dichos depósitos. No obstante, los métodos ya conocidos consisten en suministrar una cantidad fija de pH minus a la cámara, remover o agitar la mezcla para su dispersión y, posteriormente, dejarla en reposo para facilitar que actúe. Este ciclo, puede repetirse vahas veces hasta que se considera que los depósitos se han eliminado o reducido lo suficiente, lo cual puede ocurrir bien por observación directa o bien porque se haga una estimación de tiempo en base a experiencias anteriores. Es decir, que no se establece un método sistemático y ajustado a las particularidades de cada caso, por ejemplo, la dureza del agua, la temperatura ambiente, el tipo y tamaño de los electrodos, etc.

Sin embargo, el método de la presente invención resuelve estos inconvenientes y permite una limpieza total de los electrodos al mismo tiempo que ajusta el tiempo y la cantidad de ácido pH minus para cada limpieza sin necesidad de intervención del usuario o sin necesidad de tener un conocimiento previo de la instalación, lo que redunda en una limpieza más eficiente, sencilla y autónoma, lo que significa que podrá ser utilizado para un sinfín de instalaciones sin importar el ámbito geográfico de las mismas.

Concretamente, el método de la invención se basa, principalmente, en la medición continua del pH del agua contenida en el interior de la cámara del dorador durante la fase o modo de limpieza de los electrodos. Como se dijo anteriormente, al controlar el nivel de pH del interior de la cámara cerrada del dorador, podrá estimarse en qué medida se ha consumido el ácido pH minus que ha sido inyectado en su interior para disolver los depósitos, lo que permitirá también estimar si sigue habiendo incrustaciones depositadas en los electrodos y, por lo tanto, si es necesaria una adición de una nueva cantidad de ácido pH minus.

Asimismo, el método de la invención, además de facilitar una limpieza automática de los electrodos, permitirá ajustar la cantidad de ácido pH minus que se adiciona a la cámara del dorador, es decir, que podrá graduarse la cantidad inyectada de éste en función de la cantidad estimada de depósitos de cal que aun queden por eliminar. De esta forma, por ejemplo, se podrá aportar una primera dosis inicial y, tras un periodo de tiempo, comprobar si aún quedan depósitos y, en el caso de ser así, aportar una nueva cantidad de ácido pH minus que bien puede ser igual a la inicial o bien menor, realizando tantas iteraciones como sean necesarias con el fin de aportar una cantidad de ácido pH minus proporcional y ajustada a la cantidad de depósitos de cal existentes en los electrodos.

Para ello, el método de limpieza de un dorador salino de la invención comprende los siguientes pasos:

Llenar de agua la cámara del dorador salino;

- Cerrar la cámara del dorador salino de forma que el agua quede retenida en su interior y situar al menos un medidor de pH en su interior;

- Adicionar una cantidad de ácido pH minus en el interior de la cámara y agitar la mezcla continuamente mientras dure la operación de limpieza para que ésta se distribuya de forma homogénea;

- Medir de forma continua el valor V del pH de la mezcla alojada en el interior de la cámara de tal forma que: o Si se comprueba que el valor V del pH de la mezcla es igual o superior a un valor de referencia Vref prefijado se adiciona una nueva cantidad de ácido, pues significa que aún quedan restos de carbonato por disolver; o Si se comprueba que el valor V del pH de la mezcla es menor al valor de referencia prefijado Vref entonces se comprueba la evolución en el tiempo del valor V del pH de la mezcla de forma que:

■ si entre dos instantes de tiempo t1 y t2 consecutivos el valor V del pH de la mezcla es constante, se da por finalizada la limpieza, parando la agitación de la mezcla y abriendo de nuevo la cámara del dorador; o

■ si entre dos instantes de tiempo t1 y t2 consecutivos el valor V del pH de la mezcla sufre un aumento, se adiciona una nueva cantidad de ácido, pues significa que aún quedan restos de carbonato por disolver.

Como puede comprobarse, este método garantiza la disolución de los depósitos de cal de forma completamente automática e independiente de las condiciones externas, no necesitando la intervención humana.

Por otro lado, como ya se dijo, el método de la invención también permite que los sucesivos aportes de ácido pH minus que se realicen sean proporcionales a la cantidad de depósitos de cal restantes en la cámara del dorador pues, en el caso de que el sistema determine que es necesario un nuevo aporte de ácido pH minus, la cantidad será diferente en el caso de que éste se adicione por estar el valor V del pH de la mezcla por encima del Vref prefijado que en el caso de que, aunque esté por debajo, sigue habiendo un aumento entre los dos valores de tiempo medidos t1 y t2, pues eso significa que el ácido pH minus se sigue consumiendo, aunque en este caso ya a una velocidad menor y, por lo tanto, no será necesario aportar la misma cantidad que si el valor V del pH de la mezcla está por encima del Vref prefijado.

Es también importante señalar que el valor Vref prefijado debe ser tal que asegure que el carbonato se disuelve a una velocidad aceptable. Es decir, que si el valor Vref se establece en un valor muy alto, por ejemplo un valor superior a un pH 4, eso significaría que la mezcla está muy poco acidificada y, por lo tanto, que aunque los depósitos de carbonato pudieran llegar a desaparecer, tardarían bastante tiempo en hacerlo, del orden de 8 horas o más, lo que, además de suponer un gasto energético, tendría tener como consecuencia la interrupción del normal funcionamiento de la piscina.

Breve descripción de las figuras

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de dibujos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una figura esquemática de una instalación para el tratamiento del agua de piscinas basada en la cloración salina según el Estado de la Técnica actual.

Figura 2.- Muestra una figura esquemática del dorador de la presente invención conectado a una instalación para el tratamiento de agua de piscinas.

Figura 3.- Muestra una vista seccionada en perspectiva del dorador de la invención en donde se aprecian los principales elementos.

Figura 4.- Muestra una vista seccionada en alzado del dorador de la invención de la Figura 3.

Figura 5a.- Muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de realización del dispositivo de agitación utilizado para homogeneizar y distribuir uniformemente la solución limpiadora en el interior del dorador.

Figura 5b.- Muestra una vista esquemática del recorrido del agua dentro de la cámara del dorador cuando se pone en funcionamiento el dispositivo de agitación.

Figura 6.- Muestra una gráfica en la que se muestra de forma esquemática una recta que representa el valor V del pH del agua del interior de la cámara del dorador durante un tiempo determinado y para un ejemplo de aplicación del método de la invención.

Realización preferente de la invención

A la vista de las mencionadas figuras y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.

Concretamente, en la figura 1 se muestra una figura de una instalación para el tratamiento del agua de piscinas basada en la cloración salina según el Estado de la Técnica actual.

En ella se aprecia la posición que en dicha instalación, que como se dijo suele encontrarse confinado en un habitáculo adecuado, ocupa el dorador en cuya cámara interior (1) aloja los electrodos (2) (no representados) encargados de realizar la electrólisis. Igualmente, se aprecian el filtro (3), la válvula selectora multivía (4) asociada a dicho filtro (3), la electrónica o medios de control (5), el cuadro de alimentación eléctrica (6), el depósito de ácido pH minus (7), la bomba dosificadora (8) de dicho ácido y la bomba de filtración (9) encargada de mantener el flujo de agua en el circuito, que como también se comentó, llega del vaso de la piscina después de salir por los “skimmers”. Además, en dicha figura se observa cómo por acción de la bomba de filtración (9) el agua que viene de la piscina entra en el circuito de desinfección y limpieza fluyendo a través de una primera tubería succión (10), donde pasa por la válvula selectora multivía (4) que la da entrada al filtro (3), de donde sale, pasando de nuevo por dicha válvula selectora multivía (4) hacia una segunda tubería (11) que la lleva hasta la cámara (1) del dorador, donde es tratada y de nuevo llevada por un conducto de salida de nuevo al vaso de la piscina cerrando el ciclo de limpieza y desinfección.

Por otro lado, en dicha figura se observa de forma específica cómo dichos medios de control (5) se encuentran conectados tanto al dorador como al depósito de ácido pH minus (7) como a la bomba dosificadora (8) de dicho ácido, el cual es inyectado al interior de la cámara (1) del dorador a través de un punto de inyección (12) situado en la segunda tubería (11) Asimismo, se observa cómo en ese mismo punto la instalación comprende un medidor de pH (13) y, adicionalmente, un sensor ORP (14) para medir el potencial redox, es decir, la capacidad del agua presente en la instalación para oxidar contaminantes.

No obstante, como ya se explicó en el apartado anterior, este tipo de instalaciones del estado de la técnica de la figura 1 solucionan la presencia de depósitos de cal en los electrodos bien invirtiendo la polaridad, lo cual da origen a los problemas antes mencionados, o bien sin inversión de la polaridad pero incorporando un segundo dispositivo de inyección de ácido pH minus (no representado) en el interior de la cámara (1) del dorador, lo que supone proporcionar medios de cierre del mismo con el fin de que la solución limpiadora actúe durante un tiempo en la cámara (1), pero también con los inconvenientes antes mencionados derivados de no realizar una medición del pH de forma continua y controlada.

Sin embargo, de cara a obtener las ventajas descritas en el apartado anterior, y según puede apreciarse en el ejemplo de realización de las figuras 2 a 5, el dorador salino de la invención comprende:

Una cámara (1) que define un espado interior para el tratamiento del agua de la piscina mediante cloración salina;

Un conjunto de electrodos (2) situados dentro de la cámara (1) que, al ser conectados a una fuente de corriente continua (CC), son capaces de electrolizar las sales de cloruro disueltas en el agua;

Una entrada de agua a la cámara (T);

Una salida de agua de la cámara (1”);

Un sistema de retención (15) del agua en el interior de la cámara (1);

- Al menos un dispositivo de agitación (16) para remover el agua del interior de la cámara (1);

- Al menos un punto de inyección (12) para inyectar un ácido pH minus en el interior de la cámara (1); y

- Al menos un medidor de pH (13) para medir el pH del agua;

En donde, según un ejemplo de realización preferente, el medidor del pH (13) del agua se sitúa dentro del espacio definido por la cámara del dorador (1) y el sistema de retención (15) del agua en su interior.

Es decir, que el medidor del pH (13) se encuentra situado dentro de la cámara (1) del dorador cuando actúa el sistema de retención (15) o, dicho de otro modo, que se encuentra situado en un lugar tal que, cuando se interrumpe el flujo de agua a través del dorador y el sistema de retención (15) retiene el agua dentro de la cámara (1), permite realizar la medida del pH del agua que se encuentra retenida en dicho interior de la cámara (1).

Por otro lado, según una posible realización, mostrada en las figuras 2 a 4, el sistema de retención (15) de agua en el interior de la cámara (1) estará formado por sendas válvulas antirretorno o de retención, las cuales son susceptibles de permitir el flujo durante el normal funcionamiento del dorador (durante las operaciones habituales de filtración, desinfección y electrólisis), es decir, ceder el paso ante el empuje del flujo, pero cerrarse cuando se interrumpa dicho flujo, impidiendo la salida del agua de la cámara (1) para que pueda llevarse a cabo la limpieza de los electrodos (2) (modo limpieza).

Concretamente, estas dos válvulas se sitúan, respectivamente, en la entrada de agua a la cámara (T) y en la salida de agua de la cámara (1”) que, como puede verse en el ejemplo de realización mostrado en las figuras en donde el dorador cuenta con forma cilindrica, pueden estar constituidas por sendos tramos de conducción o tuberías transversales a dicha cámara (1) alineadas entre sí. No obstante, según otra posible realización, no representada, dichas entrada y salida podrían estar también formadas por tuberías situadas a alturas diferentes del dorador sin necesidad de estar alineadas, o bien situadas en la misma cara del dorador, y/o incluso situadas, una o las dos, de forma longitudinal u oblicua respecto al dorador.

Así, para el ejemplo mostrado en las figuras 2 a 4, el espado interior definido por la cámara (1) del dorador no tiene por qué limitarse al espado delimitado por la forma geométrica del dorador, en este caso un cilindro, sino que se extiende al espado interior definido por la entrada y salida de agua de la cámara (T, 1”), en este caso sendas tuberías transversales, hasta el punto de que delimitan las válvulas antirretorno del sistema de retención (15) del agua.

Por lo tanto, el medidor de pH (13) no tendrá que estar necesariamente situado dentro del espacio geométrico definido por el cuerpo del dorador, sino que podrá estarlo en el espacio interior (1) definido por la cámara cuando esta se encuentra cerrada por la acción del sistema de retención (15), lo que, como se ha dicho, también se extiende al definido por la entrada y salida de agua de la cámara (T, 1”).

Esto es, además, aconsejable, pues se ha comprobado experimentalmente que la medida del medidor de pH (13) puede verse afectada por el campo eléctrico creado por los electrodos, arrojando valores que podrían variar en función de que estos se encuentren en funcionamiento (realizando la electrólisis) o en reposo (sin realizar electrólisis), por lo que según la realización mostrada en las figuras, este se sitúa, junto con cualquier otro tipo de sensor, por ej. el ORP, en el punto más alejado posible de los electrodos, es decir, dentro de la entrada y/o salida de agua de la cámara (T, 1”) hasta el límite con el sistema de retención del agua (15).

Así, para asegurar que la medida del valor de pH en la cámara aislada es correcta y no se ve afectada por dicho campo, una solución consiste en mantener el medidor de pH (13) alejado de los electrodos, o bien utilizar una pantalla que ponga a la sonda, al bulbo, en zona de “sombra” del campo.

En el caso de la primera solución, para conseguir dicho alejamiento, se propone que la válvula anti retorno de bien la entrada (‘1) o la salida (1”) se sitúen más alejadas respecto de la cámara (1) del dorador que la otra, de forma que se pueda situar en ella el medidor de pH (13) para que éste quede situado en un punto más alejado. En este sentido, en las figuras 2 a 4 puede verse un ejemplo de realización en el que, para asegurar una distancia suficiente entre el medidor de pH (13) y los electrodos éste es situado dentro de la entrada (T), pero haciendo que el sistema de retención se encuentre más alejado que en el caso del situado en la salida (1").

Por otro lado la válvula antirretorno que usamos para aislar la cámara 1 se trata de una opción preferente pero no limitante y otras opciones de diseño válvulas antirretorno pueden ser igualmente usadas (muelle, clapeta oscilante, piston, retención de bola, etc.)

Por otro lado, en la figura 5a se muestra una posible realización de la invención del dispositivo de agitación (16), que en este caso se trata de un agitador magnético, por ejemplo, un agitador en forma de hélice o barra de accionamiento magnético, pero no se descarta que pueda ser de cualquier otro tipo.

No obstante, como ya se dijo, este dispositivo facilita que la mezcla limpiadora (ácido pH minus) se distribuya de forma homogénea llegando a todos los puntos de los electrodos (2) y acelerando la disolución de la cal al renovar rápidamente en su superficie el pH acido, por lo que dicho dispositivo debe garantizar una circulación del agua en el interior de la cámara tal que no sólo reparta la misma por la superficie de los electrodos, sino que recorra el espacio en el cual se encuentra el punto de inyección (12) del ácido pH minus con el fin de que lo empuje y reparta homogéneamente por toda la cámara (1) del dorador tal y como se muestra en la figura 5b.

Por último, el dorador de la invención adicionalmente comprende medios de procesamiento y control (5) que gobiernan su funcionamiento y que son los encargados, a través del correspondiente software o código de control, de activar el medidor de pH (13) y, con los resultados de pH obtenidos en la medida y una serie de variables predefinidas, alimentar un algoritmo de control interno para obtener como resultado una señal de control para comandar a la bomba dosificadora (8) de ácido pH minus e inyectarlo a través del punto de inyección (12) al interior de la cámara (1) en tiempo y forma óptimos tanto para para corregir el aumento de pH en el agua del vaso de la piscina durante el funcionamiento normal de la misma como para realizar la limpieza de los depósitos de cal de los electrodos (2).

Estos medios de procesamiento y control (5), podrán comprender a su vez los necesarios módulos de comunicaciones inalámbricas para que el usuario pueda programar, controlar y/o vigilar el proceso en remoto, sin necesidad de encontrarse físicamente en el habitáculo donde se encuentre el dorador. Por otro lado, en la presente invención se propone también un método de limpieza de un dorador salino sin inversión de polaridad, que comprende los siguientes pasos:

Llenar de agua la cámara (1) del dorador salino;

- Cerrar la cámara (1) del dorador salino de forma que el agua quede retenida en su interior y situar al menos un medidor de pH (13) en su interior;

- Adicionar una cantidad de ácido pH minus en el interior de la cámara (1) y agitar la mezcla continuamente mientras dure la operación de limpieza para que ésta se distribuya de forma homogénea;

- Medir de forma continua un valor V del pH de la mezcla alojada en el interior de la cámara (1) de tal forma que: o Si se comprueba que el valor V del pH de la mezcla es igual o superior a un valor de referencia Vref prefijado se adiciona una nueva cantidad de ácido, pues significa que aún quedan restos de carbonato por disolver; o Si se comprueba que el valor V del pH de la mezcla es menor al valor de referencia prefijado Vref entonces se comprueba la evolución en el tiempo del valor V del pH de la mezcla de forma que:

■ si entre dos instantes de tiempo t1 y t2 consecutivos el valor V del pH de la mezcla es constante, se da por finalizada la limpieza, parando la agitación de la mezcla y abriendo de nuevo la cámara (1) del dorador;

■ si entre dos instantes de tiempo t1 y t2 consecutivos el valor V del pH de la mezcla sufre un aumento, se adiciona una nueva cantidad de ácido, pues significa que aún quedan restos de carbonato por disolver.

Por otro lado, como ya se dijo, el método de la invención también permite que los sucesivos aportes de ácido pH minus que se realicen sean proporcionales a la cantidad de depósitos de cal restantes en la cámara del dorador.

Esto puede verse claramente en el ejemplo de realización mostrado en la figura 6, donde se aprecia cómo tanto en los momentos tO y t1 el valor V del pH de la mezcla está muy por encima del valor de referencia prefijado Vref, por lo que haría falta adicionar una cierta cantidad de ácido pH minus, por ejemplo 30 ml HCI al 20%, pero en el momento t2 el valor V del pH está sólo ligeramente por encima del valor de referencia prefijado Vref., por lo que podría adicionarse una menor cantidad, por ejemplo, 10 mi HCI al 20%, suficiente para terminar de disolver el carbonato.

En dicha gráfica también se aprecia cómo un aumento del valor V del pH de la mezcla entre dos tiempos, por ejemplo, t1 y t2, lo cual supone un nuevo aporte de ácido pH minus, se traduce en dicha gráfica en que la recta que representa el valor V del pH de la mezcla en el interior de la cámara (1) del dorador presenta una pendiente positiva, es decir, que hay un aumento de dicho valor V por estar consumiéndose el ácido pH minus presente en la mezcla al disolver los depósitos de cal.

Siguiendo con el ejemplo de realización preferente de la invención, ya se comentó anteriormente la necesidad de fijar el valor de referencia Vref de tal forma que se asegure la disolución del carbonato depositado en los electrodos del dorador en un tiempo razonable a efectos de consumo y que no interfiera en el normal funcionamiento de la piscina. A este respecto, se han realizado numerosos ensayos y se ha determinado que los valores óptimos en los que fijar el valor de referencia Vref del pH para llevar a cabo el método de la invención están entre 1 ,5 - 3.

Así, siguiendo el método de la presente invención, es posible además adaptar los ciclos de limpieza del dorador a las necesidades o conveniencia de cada usuario.

Por ejemplo, es posible establecer una rutina de limpieza consistente en la aplicación diaria del ciclo de limpieza descrito en el método de la invención, es decir, aplicar el método de limpieza del dorador después de que el mismo haya estado dando servido a una piscina durante todo un día o, dicho de otro modo, en el caso de que haya estado trabajando 7 horas, pues el proceso de electrólisis no se produce durante todo el tiempo que la piscina está en servido. En ese caso, lógicamente, el ciclo de limpieza tendrá una duración muy corta que, según los ensayos realizados estará en 0,5 horas y habiéndose suministrado una cantidad total aproximada de 4 a 5 ml de HCL al 20%.

Por el contrario, según otra posible forma de aplicación del método de la invención, el usuario podría querer aplicar el método de la invención y con ello el ciclo de limpieza del dorador solamente una vez a la semana, lo que supondría que el dorador habría estado funcionando 49 horas (7dias x 7hr /día). En este caso, también lógicamente, al haberse acumulado más depósitos de cal en los electrodos del dorador que en el ejemplo anterior, el ciclo de limpieza resultaría más largo, concretamente, según los ensayos realizados, de 1 ,5 horas habiéndose suministrado una cantidad total aproximada de 20 a 30 ml de HCL al 20%.

Es decir, que si aplicando el ciclo de limpieza una vez por semana se consumen de 20 a 30 mi de HCL al 20%, al hacerlo de forma diaria esto supone 7días x 4 a 5 ml/día a la semana, lo que daría un total de 28 a 35 mi de HCL al 20%. Cantidades de ácido pH minus gastadas que, como puede verse, son muy similares en ambos casos.