Dispositivo de haz colimado BSH-03 CBD
El BSH-03CBD es una cámara de irradiación de haz colimado diseñada con precisión para la irradiación UV reproducible y dosimétricamente exacta de muestras líquidas. Con tres lámparas de amalgama UVC de 150 W, garantiza una fuente de radiación homogénea y de alta intensidad a 254 nm. El sistema se desarrolló a partir de los métodos estándar para la determinación de la fluencia y la dosis descritos en la literatura técnica según Bolton & Linden, Standardization of Methods for Fluence "UV Dose Determination in Bench-Scale UV Experiments" (2003), la metodología considerada la referencia en la investigación científica sobre desinfección UV.
El procedimiento se adoptó en la norma DIN 19294-1:2020-08, de modo que el BSH-03CBD puede utilizarse para determinar la tasa de fluencia media en la suspensión de esporas.
La inactivación debe realizarse en un BSH-03CBD de acuerdo con el anexo D de la norma DIN 19294-1:2020-08.
Las lámparas de amalgama se mantienen a temperatura de servicio durante todo el experimento; el tiempo de exposición viene definido únicamente por el obturador interno, que el UV-MAT regula hasta alcanzar la dosis objetivo. Por ello, la cámara puede abrirse durante el funcionamiento para cargar y descargar muestras sin que las lámparas se enfríen – la supervisión de seguridad excluye cualquier emisión de UV durante este proceso.
Por consiguiente, la cámara de irradiación BSH-03CBD es una solución fiable y precisa para la investigación científica y las aplicaciones industriales de la desinfección UV. Su construcción robusta, su seguridad y su manejo intuitivo la convierten en una herramienta indispensable en el tratamiento de aguas y el análisis químico.
Características principales del dispositivo de haz colimado UVC:
- El BSH-03CBD está equipado con tres lámparas de amalgama UVC de 150 W sin ozono. Estas lámparas garantizan una irradiación UV uniforme y de alta intensidad.
- La carcasa de protección cerrada blinda completamente la radiación UVC de las tres lámparas de amalgama.
- El área de irradiación de 60 × 40 cm admite placas de Petri suministradas por el cliente junto con agitadores magnéticos para suspensiones de esporas según la norma DIN 19294-1.
- Incorpora un sensor UV de referencia para el funcionamiento con control de la dosis.
- Un segundo sensor UVC permite una configuración sencilla del sistema.
- El UV-MAT Touch regula la irradiación mediante el sensor UVC de referencia y se desconecta al alcanzar la dosis objetivo.
- Puerta supervisada y con enclavamiento: los mecanismos de seguridad impiden la emisión de radiación UV cuando la puerta está abierta.
- La placa base con roscas permite medir el campo de irradiación y determinar el factor Petri según Bolton/Linden.
- Obturador neumático de placa: las lámparas de amalgama se mantienen a temperatura de servicio, y el tiempo de exposición viene definido únicamente por el obturador.
- Contador de horas de servicio – las lámparas de amalgama alcanzan una vida útil típica de 3000 a 5000 h.
- Los datos brutos y los informes breves (PDF) se almacenan mediante el software de PC suministrado, protegido con contraseña mediante una cuenta de administrador y una cuenta de operador.
¿BSH-03 CBD o BSM-03 CBD?
Con tres lámparas de amalgama UVC de 150 W, el BSH-03 CBD emite de forma prácticamente monocromática a 254 nm. Esto elimina la ponderación espectral del cálculo de la fluencia según Bolton y Linden y hace que la cámara sea adecuada tanto para determinar la tasa de fluencia media según la norma DIN 19294-1 como para experimentos de inactivación con una dosis UV definida. Con 550 W a 230 V y una vida útil de las lámparas de 3000 a 5000 h, es también la cámara más económica. Cuando se requiere la radiación policromática de una lámpara de mercurio de media presión – fotólisis, experimentos AOP, funciones de acción espectral – la BSM-03 CBD con su lámpara de mercurio de media presión de 1 kW es la variante adecuada.
La irradiación se realiza mediante lámparas UVC a 254 nm, de forma monocromática, de modo que la irradiancia medida puede convertirse en una fluencia sin ponderación espectral.
Antecedentes e información
El artículo «Standardization of Methods for Fluence (UV Dose) Determination in Bench-Scale UV Experiments» de James R. Bolton y Karl G. Linden (2003) presenta un procedimiento estándar básico para determinar la fluencia UV (dosis UV) en experimentos de laboratorio. El objetivo del artículo es estandarizar los métodos experimentales para la desinfección UV y garantizar la comparabilidad de los resultados científicos en el tratamiento de aguas.
La luz ultravioleta se ha consolidado como un método eficiente para inactivar microorganismos patógenos en agua potable y aguas residuales.
El mecanismo se basa en la absorción de la radiación UV por los ácidos nucleicos, lo que provoca la dimerización de las bases pirimidínicas y, por tanto, impide la replicación del ADN o del ARN. Las longitudes de onda en torno a 254 nm, como las emitidas por las lámparas de mercurio de baja presión, son especialmente eficaces.
En la bibliografía existen grandes diferencias en cuanto al diseño, la calibración y la ejecución de los experimentos UV. Entre otros aspectos, variaban el tipo de lámpara, la distancia a la muestra, la homogeneidad de la radiación y el cálculo de la dosis. Esta variabilidad dificultaba la comparación de las curvas dosis-respuesta y generaba incertidumbres en las aplicaciones normativas y en la implementación técnica de los sistemas de desinfección UV.
Bolton y Linden desarrollaron una metodología uniforme para determinar la fluencia, aplicable tanto a fuentes de luz UV monocromáticas (baja presión) como policromáticas (media presión) (BSM-03CBD), y propone una cámara de irradiación. El objetivo de la cámara de irradiación es lograr una irradiación homogénea y cuasi paralela de la superficie del agua, con el fin de garantizar una distribución uniforme de la fluencia.
El protocolo incluye:
- la construcción mecánica de la cámara de irradiación,
- la calibración de los instrumentos de medición,
- la corrección matemática de los parámetros de radiación,
- así como directrices sobre aspectos microbiológicos y de seguridad
Descripción del protocolo estándar:
La fluencia se define como el producto de la tasa de fluencia (E) y el tiempo de irradiación (t):
La medición se realiza con un radiómetro cuyo sensor se coloca a la altura de la superficie del agua. Para aumentar la precisión de la medición, se tienen en cuenta varios factores de corrección:
- Factor de reflexión: pérdida debida a la reflexión en la superficie del agua (~2,5 %)
- Factor de Petri: corrección de la falta de homogeneidad en la superficie de la muestra (debe ser > 0,9)
- Factor del agua: consideración de la absorción UV en el agua según la ley de Beer-Lambert
- Factor de divergencia: corrección del trayecto del haz que no es completamente paralelo
En el caso de las lámparas de media presión, también se tienen en cuenta el factor del sensor (sensibilidad espectral del detector) y el factor germicida (ponderación de las longitudes de onda).
Procedimiento de ensayo microbiológico
- Agitación: mezcla homogénea de la suspensión sin formación de vórtice.
- Irradiación con distintos valores de dosis
- Réplicas: al menos tres repeticiones por valor de dosis; realizar las curvas dosis-respuesta al menos dos veces.
- Aleatorización: orden aleatorio de la irradiación para minimizar los errores sistemáticos.
- Evaluación: cálculo de la reducción log10 de los microorganismos en función de la dosis y regresión lineal para determinar la sensibilidad UV.
El artículo define un protocolo completo y reconocido internacionalmente para estandarizar los ensayos de desinfección UV a escala de laboratorio.
Gracias a métodos de corrección precisos, requisitos de diseño definidos y directrices microbiológicas, ofrece la base para obtener resultados reproducibles y comparables en la determinación de las relaciones dosis-efecto de la fluencia UV.
El método de Bolton & Linden (2003) sigue siendo el estándar de referencia para los ensayos de laboratorio con sistemas de haz colimado y es fundamental para aplicaciones normativas como la DIN 19294, los ensayos de validación y el desarrollo de tecnologías industriales de desinfección UV.
Determinación de la tasa de fluencia: qué aporta el ensayo de haz colimado
El ensayo de haz colimado responde a una pregunta que ninguna medición en planta puede responder: ¿qué fluencia recibió realmente la muestra? Se mide la irradiancia en la superficie de la muestra y se corrige mediante cuatro factores: factor de Petri, factor de reflexión, factor de divergencia y factor de agua. Solo el producto de la tasa de fluencia corregida y el tiempo de exposición constituye una fluencia que puede compararse con la bibliografía y con la fluencia equivalente de reducción de un reactor.
El método subyacente de Bolton y Linden se describe en detalle más abajo, en «Background & Information», junto con el protocolo estándar. Cómo una fluencia determinada de este modo se integra en la validación de un reactor se explica en tratamiento de aguas con UV.
El BSH-03 CBD está diseñado para este ensayo: irradiación monocromática a 254 nm, una superficie irradiada definida, irradiancia medida y exposición controlada por dosis, de modo que un ensayo se establece como una fluencia y no como una lectura de cronómetro. Para ensayos policromáticos con lámpara de media presión, el BSM-03 CBD lo complementa.
Datos técnicos del dispositivo de haz colimado UVC
| Compartimento interior | 60 × 40 × 25 cm |
| Dimensiones | 130 × 62 × 76 cm |
| Peso | ~ 65 kg |
| Potencia absorbida | 550 W |
| Alimentación de red | 230 V, 6 A; 3 × 110/208 V, 8 A opcional |
| Temperatura de servicio | de 15 a 30 °C |
| Humedad | < 80 % sin condensación |
| Vida útil de las lámparas | de 3000 h a 5000 h, típico |
| Número de lámparas | 3 |
| Tipo de lámpara | lámparas de amalgama UVC de 150 W |
| sin ozono | sí |
| Temperatura de la muestra | Temperatura ambiente + ~ 1–2 °C |
| Control del obturador | Neumático, 4–6 bar |
| Refrigeración | 1 x DN 100 |
espectros de la cámara de irradiación BSH-03 CBD
Las tres lámparas de amalgama UVC emiten de forma prácticamente monocromática a 254 nm. Esa es la condición previa para determinar la fluencia según Bolton & Linden y DIN 19294-1: con una única línea no hay ponderación espectral sobre la absorción de la muestra, y el factor de Petri, el factor de reflexión y el factor de agua pueden calcularse para esa única longitud de onda. Las lámparas no generan ozono; una componente de 185 nm modificaría la fase gaseosa por encima de la muestra.
Equipos en detalle
Además del sensor de referencia UV integrado y del segundo sensor UVC, se aplica lo siguiente a los sensores de la cámara:
 | Sensores Los materiales adecuados confieren a los sensores una excelente estabilidad a largo plazo. Están calibrados con trazabilidad metrológica, pueden recalibrarse y se suministran con un certificado de calibración de fábrica o ISO 17025. |
El control de irradiación UV-MAT Touch
El UV-MAT Touch se maneja mediante una pantalla táctil capacitiva de alta resolución. Un procesador Cortex ARM garantiza la durabilidad y la posibilidad de actualización; se pueden instalar nuevas funciones in situ. El dispositivo y el software para PC son compatibles con Windows 10 y 11. Las irradiaciones de uno o varios canales se muestran de forma numérica y gráfica, junto con oscilogramas y los ajustes. Los parámetros se configuran directamente en el dispositivo y están protegidos mediante contraseña. Controla la irradiación a través del sensor de referencia UVC y se apaga una vez alcanzada la dosis teórica.
| Pantalla | pantalla táctil capacitiva, 5″ WVGA |
| Indicación en pantalla | irradiancia y dosis, vista de osciloscopio |
| Frecuencia de registro de datos | ajustable: de 1 s a 1 h |
| Periodo de registro | > 24 000 h |
| Interfaz de almacenamiento | 1 × memoria USB (hasta 32 GB) |
Números de pedido, alcance del suministro, accesorios y versiones
| Versión | Número de pedido |
|---|---|
| Dispositivo de haz colimado BSH-03CBD | 860915 |
El dispositivo de haz colimado genera un campo UVC paralelo para la determinación de la fluencia según Bolton.
| Versión | Número de pedido |
|---|---|
| UV-MAT Touch | 820930CH |
La cámara se controla mediante el UV-MAT Touch. Este mide la irradiancia a través del sensor de referencia UVC, se apaga una vez alcanzada la dosis objetivo y documenta la irradiación.
| Denominación | Número de pedido |
|---|---|
| Sensores de radiómetro | 814412 |
La cámara funciona con un sensor UV de referencia incorporado; un segundo sensor UVC facilita el ajuste y la medición del campo de irradiación. Otros rangos espectrales se indican en sensores de radiómetro.
| Denominación | Número de pedido |
|---|---|
| Lámpara de recambio | 860814H |
| Servicio | Número de pedido |
|---|---|
| Calibración | CAL254 |
| Calibración 17025 | 17025 |
CAL254 es la calibración del canal de medición a 254 nm; además ofrecemos calibración acreditada según ISO/IEC 17025.
Publicaciones que utilizan cámaras de irradiación UV
No mantenemos una bibliografía independiente para este dispositivo concreto; las publicaciones suelen mencionar la familia de productos, no el modelo. Aquí se enumeran los 10 trabajos más recientes en los que se utilizaron cámaras de irradiación UV.
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Las fichas técnicas están disponibles en alemán e inglés. La versión inglesa es la vinculante.
