CÁLCULOS DE LA LONGITUD

Los cálculos que se realizan a continuación no son necesarios conocerlos para poder realizar el filtro. Por tanto, una lectura rápida será suficiente. Si lo que deseas es calcularlo para otras medidas diferentes a las recomendadas, te sugerimos que uses la siguiente calculadora.

Calculador UV. Introduce las medidas que se solicitan en centímetros.
Dosis requerida = uWs/cm2.
Diámetro interior de tubo = centímetros.
Diámetro del fluorescente = centímetros.
Caudal del filtro = litros/hora.

Necesitarás un fluorescente con una potencia de vatios.
Avisos

Cálculo de la potencia real de radiación UVC

Hemos de calcular la eficacia real, ya que el tubo emite un 20% menos de radiación por el hecho de estar a 25°C (la temperatura del acuario) y no a 40°C como recomienda el fabricante (habría que poner una camisa de cuarzo al fluorescente y evitar el contacto con el agua). También hemos de tener en cuenta el desgaste del tubo, que ocasiona que el tubo emita un 15% menos de radiación al final de su vida.

Potencia real = 2/3 * Potencia

Cálculo de la intensidad media de radiación

La intensidad de radiación es la razón entre la potencia real del fluorescente y la superficie de irradiación. Tomaremos como superficie de irradiación la superficie lateral de un cilindro imaginario que tendrá como radio la suma del radio del fluorescente más 2/3 de la distancia entre el cristal y la pared interna del PVC. Esto lo hacemos para tener en cuenta la atenuación que sufre la radiación con la distancia. En la siguiente tabla proporcionamos una medición de la potencia a diferentes distancias.

Distancia	Acuario Dulce	Acuario marino
6 mm	46%	22%
12 mm	21%	7%
18 mm	4%	0%

Radio fluorescente: Rf = 1,3cm
Radio pared interna tubo PVC : Rt : 2,3cm
Longitud del fluorescente : h
Distancia entre cristal y pared interna: D = Rt - Rf
Radio cilindro imaginario: Rci = Rf + (D*2/3) = Rf + (Rt - Rf)*2/3 = 2/3Rt+1/3Rf = 1/3*(2Rt+Rf)
Superficie de radiación = 2*PI*h*Rci = 2*PI*h*1/3*(2Rt+Rf) = 2/3*PI*h*(2Rt+Rf)
Intensidad de radiación = potencia real / superficie de irradiación = (2/3*Potencia) / (2/3*PI*h*(2Rt+Rf)) = Potencia / PI*h*(2Rt+Rf)

Tiempo de exposición

El tiempo de exposición será el tiempo de estancia del agua dentro de la cámara de radiación, dependerá del caudal de agua que pase por ella y del volumen de la cámara.

Caudal: C
Longitud de la cámara y del fluorescente: h
Volumen del Tubo de PVC : Vt = PI * Rt^2 * h
Volumen del fluorescente : Vf = PI * Rf^2 * h
Volumen de la cámara Vc= Vt - Vf = (PI * Rt^2 * h) - (PI * Rf^2 * h) = PI*h*(Rt^2-Rf^2)
Tiempo de estancia t = Vc / C = (PI*h*(Rt^2-Rf^2)) / C

Dosis

La dosis recibida depende de dos factores: el tiempo de exposición y la intensidad de la radiación. La dosis de los aparatos comerciales es de 30000 uWs/cm2. Una dosis inferior resultaría ineficaz, ya que muchas bacterias tienen la facultad de reparar los daños que le produce la radiación UVC, por lo que deben ser destruidas antes de salir del filtro.

Dosis de radiación = Intensidad (I) * Tiempo de estancia (t)
Dosis = [Potencia / (PI*h*(2Rt+Rf))] * [(PI*h*(Rt^2-Rf^2)) / C]
Dosis = (Potencia*PI*h*(Rt^2-Rf^2) / (PI*h*(2Rt+Rf)*C)
Dosis = (Potencia*(Rt^2-Rf^2) / ((2Rt+Rf)*C)
Dosis*(2Rt+Rf)*C = Potencia*(Rt^2-Rf^2)
C = Potencia*(Rt^2-Rf^2) / Dosis*(2Rt+Rf)

Cálculos finales

Teniendo en cuenta las medidas especificadas en el proyecto pasamos a calcular el caudal máximo para cada fluorescente normalizado.

C = Potencia*(Rt^2-Rf^2) / Dosis*(2Rt+Rf)
C = Potencia*(2.3^2-1.3^2) / 0.03*(2*2.3+1.3)
C = Potencia*(3.6) / 0.177
C = 20.34 * Potencia

Lo que nos da los siguientes caudales máximos para cada fluorescente

2,5W = 51 cm3/s = 183 l/hora
3,5W = 72 cm3/s = 256 l/hora
4,6W = 94 cm3/s = 337 l/hora
7,0W = 142 cm3/s = 513 l/hora
8,0W = 163 cm3/s = 586 l/hora
11,2W = 228 cm3/s = 820 l/hora
14,6W = 297 cm3/s = 1069 l/hora

Cálculos realizados con la colaboración de Jesús Sierra Ordóñez

Actualizado el 1-abril-2001