La bomba compacta de la serie 300 funciona con la precisión y fiabilidad necesarias y además elimina el peligro potencial de que los contaminantes plásticos provoquen resultados de medición imprecisos. El muestreo se realiza automáticamente a intervalos programados.
Aunque se han visto imágenes impactantes que han subrayado el problema de los residuos plásticos en los océanos, el problema de los microplásticos en aguas continentales ha pasado relativamente desapercibido. No obstante, las cantidades en aumento de partículas plásticas que tienen 5 mm o menos de tamaño son ahora comunes en lagos y ríos. Los domicilios privados están entre los principales responsables de ello debido principalmente a las partículas que se desprenden de las telas durante los ciclos de lavado. También las partículas desprendidas de cosméticos son problemáticas.
El proyecto de investigación PLASTRAT está coordinado por la Universidad Bundeswehr de Múnich y patrocinado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania (BMF), y su objetivo es evaluar el tamaño y la escala del problema.
Los retos del muestreo
"Una de las primeras tareas del PLASTRAT era desarrollar un método uniforme y comparable para tomar muestras de agua de plantas de tratamiento de aguas residuales", explica el catedrático doctor Christian Schaum, profesor de Ingeniería Sanitaria y Gestión de Residuos en la Universidad Bundeswehr de Múnich. Las muestras deben tomarse a intervalos periódicos para compensar las fluctuaciones a lo largo del día y garantizar así que las comparaciones sean adecuadas. El procedimiento debe excluir también el potencial de que la muestras se contaminen debido a otras partículas de plástico.
Los investigadores que trabajan en la planta de tratamiento de aguas residuales de Fellach en Holzkirchen, al lado de Múnich, desarrollaron un procedimiento de muestreo que tiene en cuenta estos criterios. Durante 24 horas una bomba suministra agua a un tanque de almacenamiento del cual se tomarán las muestras. A continuación el agua de este tanque de 1000 litros se agita para fomentar la homogeneización y crear una muestra mixta.
"La muestra se pasa posteriormente por una serie de filtros de multinivel con tamaños de poro de 50 y 500 μm para concentrar las partículas de microplástico", explica Natalie Wick, miembro del equipo del proyecto. "Los residuos del filtrado se analizan para ver cuántos restos de microplásticos quedan".
Una bomba que cumple muchos requisitos
Uno de los retos del desarrollo de este procedimiento fue la selección de la bomba óptima para el muestreo.
"Las muestras tenían que tomarse a la salida de la trampa de arena y a la salida de la zona de tratamiento secundario, y en diferentes plantas de tratamiento de aguas residuales", explica Wick. "Por lo tanto, la bomba tenía que ser ligera y versátil y al mismo tiempo robusta y fiable".
Además de los elevados niveles de precisión, el agua de muestra tenía que bombearse a veces en tanques que estaban a varios metros de altura sobre el nivel del agua. Por si esto fuera poco, la bomba tenía que tener funciones de dispensar agua a intervalos programables y ser capaz de aspirar agua de forma autónoma. Sin embargo, el requisito más importante surgió de la propia naturaleza del objeto investigado.
"Dado que queríamos investigar la presencia de partículas de plásticos en el agua era importante que las muestras no se contaminaran con otro plástico", explica Wick.
Para excluir esta posibilidad, los únicos plásticos que se podían utilizar eran silicona o teflón. Estos materiales no se encontraron en cantidades significativas en las muestras de aguas residuales y podían por lo tanto ser excluidos del proceso de análisis.
Ni obstrucciones ni contaminación
Rápidamente quedó claro que solo una bomba de tubo podría satisfacer esta larga lista de requisitos. Gracias a su sistema cerrado de bombeo peristáltico solo la manguera entra en contacto con el medio bombeado, en este caso la muestra de agua. Al contrario que otro tipo de bombas, como las que se basan en tecnologías centrífugas o de diafragma, una bomba de manguera no tiene hélices, juntas ni válvulas en la zona por la que pasa el medio bombeado. Este diseño previene la contaminación y, además, conforma una ruta de bombeo sin obstrucciones que implica que los atascos sean extremadamente improbables.
Las bombas de tubo son la mejor solución para la toma de muestras autónoma y continua a intervalos de 24 horas dado que son autocebantes y previenen de manera eficaz los daños que se podrían causar por un funcionamiento en seco. Además, la potente succión asume las posibles diferencias de altura entre el punto de toma de la muestra y el tanque de almacenamiento.
Precisa, programable y fácil de usar
"Ya habíamos tenido experiencias positivas con las bombas de tubo de Watson-Marlow en nuestros laboratorios", informa el profesor Schaum. Estos exitosos encuentros llevaron a la elección de una bomba encapsulada de tubo de la serie 300 de Watson-Marlow que posteriormente se utilizaría para suministrar 1000 litros de agua al tanque de muestreo durante 24 horas. La bomba extrae 5 litros de agua en cada uno de los 200 ciclos de muestreo y el transporte automático dura aproximadamente unos 2,5 minutos. La bomba se puede programar fácilmente para realizar un número establecido de procesos de dispensación con una cantidad concreta a intervalos de tiempo establecidos.
Gracias al cabezal abatible, el tubo o incluso todo el cabezal se puede cambiar en cuestión de minutos. En este proyecto se utilizó un tubo de silicona de alta calidad suministrado por Watson-Marlow para evitar que las muestras se contaminaran con partículas de plástico. Dado que la bomba y el tubo estaban fabricados por la misma compañía, eran perfectamente compatibles y capaces de alcanzar de manera fiable la precisión necesaria para el muestreo.
La bomba de tubo de la serie 300 de Watson-Marlow lleva ya funcionando más de dos años y "funciona de forma fiable y eficiente cuando tiene que tomar numerosas muestras en situaciones muy diferentes", termina diciendo Wick.