ES2951584T3 - Dispositivo y método para detectar y analizar depósitos - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a un dispositivo para detectar depósitos en un área de reflexión dentro de un sistema que contiene líquido que comprende un transductor ultrasónico para emitir una señal de emisión ultrasónica hacia el área de reflexión y un primer medio de detección para detectar una señal de reflexión ultrasónica obtenida por reflexión del señal de emisión ultrasónica en el área de reflexión, en donde un segundo medio de detección está dispuesto en el área de reflexión, estando configurado el segundo medio de detección para detectar un tipo específico de depósito. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo y método para detectar y analizar depósitos
ANTECEDENTES
La presente invención se refiere a un dispositivo y un método para detectar y analizar depósitos.
Las plantas industriales, como las centrales energéticas, las acerías, las plantas de fabricación de pasta de celulosa o papel, generalmente comprenden medios para conducir o almacenar fluidos, por ejemplo, tuberías o contenedores de fluidos. Es un problema conocido que la materia orgánica e inorgánica se deposita en las paredes internas de estos medios para conducir o almacenar fluidos, por lo que una acumulación de depósitos de bioincrustaciones o incrustaciones bloquea al menos parcialmente el flujo a través de los medios conductores. De esta forma, los fluidos conducidos o almacenados pueden contaminarse. Esta es una ocurrencia no deseada que causa una serie de problemas operativos, tales como la obstrucción de los equipos, el uso ineficiente de productos químicos, el aumento de los costes de suministros, la pérdida de producción debido al tiempo de inactividad, la corrosión y la degradación de los productos debido al aumento de la cantidad de suciedad.
En principio, se puede distinguir entre depósitos de bioincrustaciones por un lado y depósitos de incrustaciones por otro lado. Los depósitos de bioincrustaciones son depósitos orgánicos que a menudo se presentan en forma de biopelículas en sistemas acuosos. Dichas biopelículas consisten sustancialmente en microorganismos, por ejemplo, bacterias, algas, hongos y protozoos. Por el contrario, los depósitos de incrustaciones que se producen a partir de materia inorgánica que se han identificado incluyen, por ejemplo, complejos de calcio (carbonato, oxalato, sulfato, silicatos), aluminio (silicatos, hidróxidos, fosfatos), sulfato de bario, sulfato de radio radiactivo y silicatos de magnesio.
Las plantas industriales generalmente comprenden múltiples unidades funcionales, como caldera, intercambiador de calor, condensador, mezclador, por ejemplo. Estas múltiples unidades funcionales están conectadas entre sí, en particular en serie y/o en paralelo, a través de tuberías de conexión y similares.
Un problema de los dispositivos conocidos para medir los depósitos de bioincrustaciones o incrustaciones en una planta industrial es que es difícil instalar dichos dispositivos de medición dentro de las unidades funcionales debido, por ejemplo, al espacio de instalación limitado o a temperaturas excesivamente elevadas dentro de las unidades funcionales. En consecuencia, los dispositivos se proporcionan normalmente en o dentro de las tuberías de conexión entre las unidades funcionales, aunque las temperaturas dentro de las unidades funcionales son regularmente más altas que en las tuberías de conexión, en particular cuando la unidad funcional comprende, por ejemplo, una caldera. Esto es desventajoso para la calidad de las mediciones porque las temperaturas más altas aumentan el crecimiento de bioincrustaciones, por lo que frecuentemente hay una mayor acumulación de depósitos dentro de las unidades funcionales que dentro de las tuberías de conexión. En consecuencia, los resultados medidos en los tubos de conexión se falsean y no se puede determinar con precisión el grosor de los depósitos en las áreas relevantes. Para evitar la acumulación de depósitos de bioincrustaciones y, en particular, el crecimiento de biopelículas, se añaden biocidas al fluido en cuestión como contramedidas. Los depósitos de incrustaciones se pueden eliminar agregando agentes de control de depósitos químicos basados en homopolímeros, copolímeros y terpolímeros de ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico y ácido aspártico. Además, los agentes de control de depósitos químicos pueden estar basados en fosfonatos orgánicos y sus derivados, así como en polifosfatos. La dosificación de estos biocidas y agentes de control de depósitos químicos debe realizarse con mucho cuidado y de forma conservadora porque son muy caros y suponen un peligro para la salud.
El documento WO 2009/141135 divulga un método y un dispositivo para una medición de alta precisión de una característica de un depósito de bioincrustaciones y/o incrustaciones dentro de un recipiente de fluido o de una característica de una parte de la pared dentro de un recipiente de fluido usando un transductor ultrasónico y detectando una señal ultrasónica reflejada por un área de reflexión proporcionada en una parte de la pared.
El documento US 2007/006656 divulga un sistema y un método para determinar parámetros de depósito dentro de un tubo de un sistema de calefacción industrial, detectando señales ultrasónicas reflejadas por un área del tubo. El documento JP 2002-277448 divulga un aparato de medición de grosor de incrustaciones que logra una evaluación no destructiva de los grosores de incrustaciones depositadas sobre la superficie interna de un objeto de inspección sin trabajo de corte o similar del objeto de inspección, detectando ondas ultrasónicas reflejadas por un área de dicha superficie.
El documento US 6.019.000 divulga un sistema que emplea la reflexión de ondas ultrasónicas para realizar mediciones in situ para determinar las propiedades de películas depositadas sobre sustratos en el transcurso de
diversas etapas de procesamiento o semiconductoras.
Poyet et al. (SPE Papers, XX, XX, n.° SPE74659, enero de 2002) divulga un método en tiempo real para la detección y caracterización de incrustaciones.
El documento US 2009/314445 divulga un método para monitorizar uno o más depósitos que incluyen depósitos microbiológicos sobre una superficie sumergida en un medio acuoso de un proceso.
RESUMEN
Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un método para detectar depósitos con el fin de permitir un tratamiento económica y ecológicamente mejorado del sistema portador de líquido. Por razones ecológicas y económicas, es deseable reducir al mínimo la dosificación de biocidas y/o agentes de control de depósitos químicos.
El objeto de la presente invención se logra mediante un sistema portador de líquido que comprende un dispositivo para detectar depósitos, en particular depósitos de bioincrustaciones y/o incrustaciones, en un área de reflexión dentro del sistema portador de líquido como se define en la reivindicación 1.
De acuerdo con la presente invención, de este modo es ventajosamente posible distinguir un tipo específico de depósito de otro tipo y cuantificar el tipo específico de depósito que ha sido detectado por el segundo medio de detección. En particular, el tipo específico de depósito puede ser depósito de incrustaciones o bioincrustaciones, depósito orgánico o inorgánico, depósito biótico o abiótico, depósito vivo o muerto. Un depósito se considera "viviente" o "vivo" cuando el depósito contiene organismos con procesos de señalización y autosuficiencia. De lo contrario, el depósito se considera "muerto" o "inanimado", si dichos procesos de señalización y autosuficiencia no son detectables, si dichas funciones han cesado y/o si los constituyentes del depósito carecen de dichas funciones. El primer medio de detección permite el análisis del depósito en el área de reflexión para caracterizar las propiedades físicas tales como la suavidad del depósito, extensión espacial del depósito en el área de reflexión paralela y perpendicular a la dirección de desplazamiento de la señal de reflexión. De este modo, es posible, de forma particularmente ventajosa, cuantificar el depósito. Adicionalmente, el segundo medio de detección permite la detección de un tipo específico de depósito, lo que significa que un tipo específico de depósito se distingue de otro tipo específico de depósito. En particular, aquí es posible detectar si el depósito está vivo, lo que significa que el depósito puede ser, por ejemplo, una biopelícula que consiste en organismos vivos, o muerto o inanimado, donde este último se refiere al menos a uno de los organismos muertos, bio-material inanimado u otras sustancias orgánicas o inorgánicas no vivas. La combinación del análisis de las propiedades físicas obtenidas del primer medio de detección con el análisis del segundo medio de detección, en particular en lo que respecta a la distinción del tipo específico de depósito de otros tipos de depósitos y/o su vitalidad, permite la caracterización del tipo específico de depósito. Dicha caracterización incluye, por ejemplo, la identificación y cuantificación del tipo específico de depósito. De este modo, los depósitos de bioincrustaciones y/o incrustaciones pueden detectarse de forma oportuna y fiable. El efecto combinado de detectar, tanto el tipo específico de depósito como las propiedades físicas del depósito, es que es posible realizar un tratamiento dirigido del sistema portador de líquido de modo que se cumplan ciertos requisitos sobre estándares de pureza en el sistema portador de líquido. En particular, el tratamiento del sistema portador de líquido se puede dirigir al depósito específico de modo que se evite eficazmente la acumulación de depósitos de bioincrustaciones, en particular el crecimiento de biopelículas. Adicionalmente, la ventaja de proporcionar al dispositivo tanto el primer medio de detección como el segundo medio de detección como se ha descrito anteriormente sobre un dispositivo con solo un segundo medio de detección es que es posible detectar un depósito también en el caso de que el depósito esté muerto. Con el tratamiento dirigido al depósito, por lo tanto, es posible realizar el tratamiento de una manera económica y ecológicamente eficaz. De este modo se puede mejorar la protección del medio ambiente, mientras que al mismo tiempo se pueden reducir considerablemente los costes de tratamiento del sistema portador de líquido. También, por razones ecológicas, es posible, de acuerdo con la presente invención, reducir al mínimo la dosificación de los biocidas y/o agentes de control de depósitos químicos.
En particular, la expresión "depósitos" en el sentido de la presente invención se refiere a cualquier tipo de depósitos y contaminantes orgánicos o inorgánicos que se producen en los sistemas portadores de líquido, como por ejemplo, circuitos, tuberías o contenedores. Se producen depósitos similares, por ejemplo, en forma de películas (también llamadas "bioincrustaciones"). Estos se forman principalmente en sistemas acuosos en la interfase con una fase sólida. En el caso de las películas causadas por microorganismos, estas consisten en una capa viscosa en la que se incrustan los microorganismos (por ejemplo, bacterias, algas, hongos y protozoos). Por regla general, estas películas contienen, además de los microorganismos, principalmente agua y sustancias poliméricas extracelulares exudadas por los microorganismos que, junto con el agua, forman hidrogeles y contienen otros nutrientes o sustancias. A menudo, las partículas se incluyen en la matriz viscosa resultante que se encuentra en el medio acuoso adyacente a la interfase. Las películas que se producen, por ejemplo, en la planta de fabricación de papel se caracterizan por contener una alta proporción de fibras, sustancias finas y pigmentos inorgánicos que se unen a la matriz orgánica. Estas películas típicamente van acompañadas de exopolisacáridos protectores ("limo", EPS) de fuentes microbiológicas y se producen en la interfaz de las superficies de estos equipos y las corrientes de agua de proceso. Adicionalmente, los contaminantes inorgánicos, tales como el carbonato de calcio ("incrustaciones") y los contaminantes orgánicos se depositan a menudo sobre dichas superficies. Estos contaminantes orgánicos se
conocen típicamente como "brea" (por ejemplo, resinas de la madera) y "pegajosos" (por ejemplo, colas, adhesivos, cinta adhesiva y partículas de cera).
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el segundo medio de detección es al menos uno de biosensor electroquímico, biosensor óptico, biosensor electrónico, biosensor piezoeléctrico o biosensor gravimétrico u otro biosensor. Un biosensor consiste típicamente en un transductor biológico o biotransductor, por ejemplo, que tiene un componente de biorreconocimiento tal como un receptor. El transductor biológico interactúa con un componente biológico tal como una célula viva de los depósitos. De este modo, es ventajosamente posible reconocer, por ejemplo, el tipo de depósito a través de la detección de la actividad electroquímica de los depósitos. De esta forma es posible determinar si el depósito comprende organismos vivos. A continuación, el transductor biológico genera una señal de detección, por ejemplo, una señal de detección de vitalidad que comprende información sobre si los depósitos contienen organismos vivos. En particular, la señal de detección de vitalidad se genera dependiendo de una interacción entre los depósitos y un receptor del transductor biológico. A continuación, la señal de detección es procesada adicionalmente por un sistema electrónico del biosensor. Así, es ventajosamente posible determinar un nivel de cobertura de los depósitos en el área de reflexión y/o determinar la vitalidad de los depósitos en el área de reflexión.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el segundo medio de detección está configurado para generar una señal de detección de vitalidad que comprende información de vitalidad sobre los depósitos. De esta manera, es ventajosamente posible determinar un nivel de cobertura de los depósitos en el área de reflexión y/o determinar la vitalidad de los depósitos en el área de reflexión, por lo que al mismo tiempo las propiedades físicas del depósito pueden analizarse usando el primer medio de detección. Por tanto, es ventajosamente posible distinguir un tipo específico de depósito de otros tipos de depósitos. Por ejemplo, es posible determinar si el depósito es un depósito vivo, por ejemplo, una biopelícula en el sistema portador de líquido. La información de vitalidad comprende información sobre si el tipo específico de depósito, en particular la biopelícula, comprende organismos vivos. La información combinada, las propiedades físicas de la biopelícula y si la biopelícula comprende organismos vivos, permite un tratamiento dirigido del sistema portador de líquido.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el dispositivo comprende una unidad de análisis configurada para determinar, en función de la señal de detección de vitalidad, un nivel de cobertura de los depósitos en el área de reflexión y/o la vitalidad de los depósitos en el área de reflexión. De esta manera, es ventajosamente posible operar el dispositivo en diferentes modos de funcionamiento. Por ejemplo, la unidad de análisis puede indicar el alcance de un nivel de cobertura de biopelícula dado en un modo de umbral, mientras que todo el desarrollo de la cobertura bacteriana en el área de reflexión puede monitorizarse en un modo de medición. Por lo tanto, es ventajosamente posible monitorizar una biopelícula en el sistema portador de líquido en tiempo real para permitir un tratamiento de limpieza oportuno del sistema portador de líquido dependiendo de la señal de detección de vitalidad.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el biosensor es un biosensor electroquímico configurado para generar la señal de detección de vitalidad dependiendo de una actividad electroquímica medida de los depósitos. De esta manera, es ventajosamente posible proporcionar una detección fiable de un tipo específico de depósito, tal como una biopelícula. En particular, de esta manera es ventajosamente posible determinar si la biopelícula está viva, es decir, comprende organismos vivos. De esta forma, es posible detectar el tipo específico de depósitos, en particular la vitalidad de los depósitos, con alta sensibilidad.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, la unidad de análisis está configurada para analizar la señal de reflexión con el fin de determinar si los depósitos están ubicados en el área de reflexión y/o de determinar el tipo y/o el grosor de una capa de depósitos en el área de reflexión. De esta manera, es ventajosamente posible medir las propiedades físicas de los depósitos, por ejemplo, si el depósito consiste en una materia comparativamente blanda o dura, en donde la blandura es cuantificada típicamente por el módulo de elasticidad. Las propiedades físicas de los depósitos en el área de reflexión se determinan mediante la evaluación de la señal reflectante en el dominio del tiempo del área de reflexión. Además, es posible medir la cobertura del depósito en el área de reflexión. La distancia medida se compara con una distancia de referencia que se ha medido en una etapa de medición de calibración inicial sin ningún depósito en el área de reflexión. Como alternativa, se puede emplear una unidad de medición de referencia para este fin. La diferencia entre la distancia medida y la distancia de referencia es una medida para el grosor del depósito. La ventaja adicional de proporcionar al dispositivo el primer medio de detección además del segundo medio de detección como se ha descrito anteriormente sobre un dispositivo con solo un segundo medio de detección es que es posible detectar un depósito también en el caso de que el depósito esté muerto.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el dispositivo tiene una primera unidad de medición que comprende el transductor ultrasónico y el primer medio de detección, en donde el dispositivo tiene una segunda unidad de medición que comprende el segundo medio de detección dispuesto en el área de reflexión, en donde en uso la primera unidad de medición y la segunda unidad de medición están conectadas de manera separable al sistema portador de líquido de tal manera que la primera unidad de medición y la segunda unidad de medición están situadas en lados opuestos del sistema portador de líquido. De esta manera, es ventajosamente posible proporcionar un dispositivo para la detección de depósitos de incrustaciones y/o bioincrustaciones que puede
emplearse de forma flexible en una amplia variedad de componentes de sistemas portadores de líquido, por ejemplo tuberías, en donde los costes de funcionamiento pueden reducirse considerablemente. Además, la conexión desmontable permite un fácil intercambio, por ejemplo, durante el mantenimiento del sistema portador de líquido o los componentes de detección.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el dispositivo tiene una primera unidad de medición de referencia que comprende un transductor ultrasónico adicional y un primer medio de detección adicional, en donde el dispositivo tiene una segunda unidad de medición de referencia que comprende un área de reflexión adicional y un segundo medio de detección adicional dispuesto en el área de reflexión adicional, en donde la unidad de análisis está configurada para determinar las propiedades de los depósitos en el área de reflexión dependiendo de la información de referencia proporcionada por la primera y/o segunda unidad de medición de referencia. De esta manera, es ventajosamente posible medir la distancia comparándola con una distancia de referencia que se mide en una etapa de medición de calibración usando la primera y/o segunda unidad de medición de referencia sin depósitos en el área de reflexión. La distancia real entre el transductor ultrasónico y el área reflectante cambia, por ejemplo, con la temperatura o la presión dentro del recipiente de fluido. Por lo tanto, la distancia actual entre el transductor ultrasónico y el área reflectante en el momento de la medición se puede definir con precisión mediante una distancia de referencia medida simultáneamente. En consecuencia, la medición del grosor de los depósitos no comprende un desplazamiento desconocido dependiendo de las condiciones operativas, como presión y temperatura. De esta forma, las propiedades físicas de los depósitos pueden determinarse con una sensibilidad comparativamente alta.
Otro objeto de la presente invención es un método para detectar depósitos de bioincrustaciones y/o incrustaciones en un área de reflexión dentro de un sistema portador de líquido como se define en la reivindicación 8.
De acuerdo con la presente invención, de este modo es ventajosamente posible combinar el análisis de las propiedades físicas obtenidas a partir del primer medio de detección con el análisis del segundo medio de detección. En particular, se puede hacer una distinción del tipo específico de depósito de otros tipos de depósitos, que puede incluir la vitalidad de los depósitos. La expresión vitalidad de los depósitos incluye la información de si los depósitos consisten en organismos vivos tales como bacterias. Así, es posible caracterizar el tipo específico de depósito, lo que incluye, por ejemplo, la identificación y cuantificación del tipo específico de depósito. Además, los depósitos de bioincrustaciones y/o incrustaciones pueden detectarse de forma oportuna y fiable. El efecto combinado de detectar, tanto el tipo específico de depósito como las propiedades físicas del depósito, es que es posible realizar un tratamiento dirigido del sistema portador de líquido de modo que se cumplan ciertos requisitos sobre estándares de pureza en el sistema portador de líquido. Adicionalmente, la ventaja de realizar las etapas de, tanto la determinación de las propiedades físicas de los depósitos como la detección o identificación de un tipo específico de depósito como se ha descrito anteriormente sobre un método en donde solo se detecta el tipo específico de depósito es que es posible detectar un depósito también en el caso de que el depósito esté muerto. El método de acuerdo con la presente invención permite la combinación de al menos dos métodos de medición diferentes para la detección de depósitos de incrustaciones y/o bioincrustaciones, en particular de dichos depósitos contenidos en una tubería de fluido del sistema portador de líquido. Esto permite una optimización del tratamiento de limpieza de las tuberías de fluido. De acuerdo con la segunda etapa, se pueden medir propiedades físicas tales como la cantidad determinada a partir del grosor de la capa de depósitos, donde en la tercera etapa se puede distinguir el tipo específico de depósito probado en la segunda etapa de otros tipos de depósitos en la tercera etapa. En particular, la segunda y tercera etapa pueden realizarse simultáneamente. Por lo tanto, se prefiere particularmente determinar si el depósito está vivo, es decir, comprende organismos vivos.
En la tercera etapa, la vitalidad de los depósitos se detecta mediante al menos uno de un biosensor electroquímico, un biosensor óptico, un biosensor electrónico, un biosensor piezoeléctrico, un biosensor gravimétrico u otro biosensor. De esta manera, es ventajosamente posible detectar características biológicas de los depósitos, en particular tales como si el depósito está vivo o muerto. En particular, es posible determinar si los depósitos contienen organismos vivos y/o qué tipo de organismos vivos están incluidos en los depósitos. Dicha información puede emplearse para realizar un tratamiento de limpieza específico de objetivo del sistema portador de líquido, reduciendo así la dosificación de biocidas y/o productos químicos usados durante el tratamiento de limpieza.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, la detección de vitalidad en la tercera etapa comprende una primera etapa de detección, en donde los depósitos son reconocidos por un transductor biológico del biosensor, una segunda etapa de detección, en donde se genera una señal de detección de vitalidad dependiendo de una interacción entre los depósitos y un receptor del transductor biológico, una tercera etapa de detección, en donde la señal de detección de vitalidad es procesada por una unidad de análisis con el fin de determinar un nivel de cobertura de los depósitos en el área de reflexión y/o de determinar la vitalidad de los depósitos en el área de reflexión. De esta manera, es ventajosamente posible determinar si los depósitos contienen organismos vivos y/o qué tipo de organismos vivos están incluidos en los depósitos. Dicha información puede emplearse para realizar un tratamiento de limpieza específico de objetivo del sistema portador de líquido, reduciendo así la dosificación de biocidas y/o productos químicos usados durante el tratamiento de limpieza.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, en el segundo medio de detección hay un
biosensor electroquímico, en donde en la tercera etapa una actividad electroquímica de los depósitos es medida por el biosensor y la señal de detección de vitalidad se genera dependiendo de la actividad electroquímica medida de los depósitos. De esta manera. es ventajosamente posible determinar un nivel de cobertura de los depósitos en el área de reflexión y/o determinar la vitalidad de los depósitos en el área de reflexión, analizándose al mismo tiempo las propiedades físicas del depósito. Por tanto, es ventajosamente posible distinguir un tipo específico de depósito de otros tipos de depósitos. Por ejemplo, es posible determinar si el depósito es un depósito vivo, por ejemplo, una biopelícula en el sistema portador de líquido. La información de vitalidad comprende información sobre si el tipo específico de depósito, en particular la biopelícula, comprende organismos vivos. La información combinada, las propiedades físicas de la biopelícula y si la biopelícula comprende organismos vivos, permite un tratamiento de limpieza específico de objetivo del sistema portador de líquido. De ese modo, la dosificación de biocidas y/o productos químicos usados durante el tratamiento de limpieza puede reducirse de forma eficaz.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, en la segunda etapa, la señal de reflexión es analizada por la unidad de análisis con el fin de determinar si los depósitos están ubicados en el área de reflexión y/o de determinar el tipo y/o el grosor de un capa de depósitos en el área de reflexión. De esta manera, es ventajosamente posible medir las propiedades físicas de los depósitos. Por ejemplo, es posible determinar con una medición de este tipo si el depósito consiste en una materia comparativamente blanda o dura. La blandura o la dureza se pueden cuantificar típicamente por el módulo elástico. Las propiedades físicas de los depósitos en el área de reflexión se determinan mediante la evaluación de la señal reflectante en el dominio del tiempo del área de reflexión. Las propiedades físicas de los depósitos se determinan dependiendo del tiempo de ejecución de la señal ultrasónica, la intensidad de la señal de reflexión y/o la frecuencia de la señal de reflexión con respecto a la frecuencia de la señal de emisión. La ventaja adicional de proporcionar al dispositivo el primer medio de detección además del segundo medio de detección como se ha descrito anteriormente sobre un dispositivo con solo un segundo medio de detección es que es posible detectar un depósito también en el caso de que el depósito esté muerto.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, en una cuarta etapa, el líquido del sistema portador de líquido se trata dependiendo de la vitalidad detectada de los depósitos, dependiendo del tipo y/o el grosor de una capa de depósitos en el área de reflexión y/o dependiendo de si los depósitos están ubicados en el área de reflexión. De esta manera es ventajosamente posible realizar un tratamiento del sistema portador de líquido dirigido al depósito de una manera económica y ecológicamente eficaz. De este modo se puede mejorar la protección del medio ambiente, mientras que al mismo tiempo se pueden reducir considerablemente los costes de tratamiento del sistema portador de líquido.
Estas y otras características, rasgos característicos y ventajas de la presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, tomada junto con los dibujos adjuntos, que ilustran, a modo de ejemplo, los principios de la invención. La descripción se proporciona únicamente a modo de ejemplo, sin limitar el alcance de la invención. Las cifras de referencia citadas a continuación se refieren a los dibujos adjuntos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 ilustra esquemáticamente un dispositivo para detectar depósitos de incrustaciones y/o bioincrustaciones de acuerdo con la presente invención.
Las figuras 2 a 4 muestran esquemáticamente varias realizaciones de un segundo medio de detección de un dispositivo de acuerdo con la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
La presente invención se describirá con respecto a realizaciones particulares y con referencia a ciertos dibujos, pero la invención no se limita a ellos sino únicamente por las reivindicaciones. Los dibujos descritos son solo esquemáticos y no son limitantes. En los dibujos, el tamaño de algunos de los elementos puede estar exagerado y no estar dibujado a escala con fines ilustrativos.
Cuando se usa un artículo definido o indefinido cuando se hace referencia a un sustantivo singular, por ejemplo, "un", "una", "el/la", esto incluye un plural de ese sustantivo a menos que se indique específicamente algo más. Además, los términos primero, segundo, tercero y similares en la descripción y en las reivindicaciones se usan para distinguir entre elementos similares y no necesariamente para describir un orden secuencial o cronológico. Debe entenderse que los términos así usados son intercambiables en las circunstancias apropiadas y que las realizaciones de la invención descritas en el presente documento son capaces de funcionamiento en secuencias distintas a las descritas o ilustradas en el presente documento.
En la figura 1, se ilustra esquemáticamente un dispositivo 1 para detectar depósitos de incrustaciones y/o bioincrustaciones 31 de acuerdo con la presente invención. El dispositivo 1 permite ventajosamente la detección de depósitos 31, en particular en tuberías de fluido 30, en sistemas portadores de líquido, en particular en circuitos de refrigeración de plantas industriales, como centrales energéticas, acerías, plantas de fabricación de pasta de
celulosa o papel. El líquido puede fluir a lo largo de una dirección de flujo 100 dentro de una tubería de flujo 30 del sistema portador de líquido. La detección de depósitos 31 puede incluir la medición de propiedades físicas de los depósitos 31 tales como densidad, blandura, en el sentido de módulo elástico, de los depósitos 31 así como la detección de tipos específicos de depósitos 31 tales como depósitos 31 orgánicos, inorgánicos, biológicos, no biológicos, vivos o muertos. Por tanto, el dispositivo 1 permite distinguir un tipo específico de depósito 31, tal como una biopelícula que comprende bacterias vivas u otros organismos, de otros depósitos 31, tales como depósitos inorgánicos 31 y, además, permite la determinación de propiedades físicas del tipo específico de depósito 31 al mismo tiempo.
El dispositivo 1 puede estar conectado de manera desmontable a una tubería de fluido 30 del sistema portador de líquido con el fin de detectar depósitos de incrustaciones y/o bioincrustaciones 31 en un área de reflexión 20 dentro de una tubería de fluido 30. El dispositivo 1 comprende un transductor ultrasónico 10 para emitir una señal de emisión ultrasónica 12 hacia el área de reflexión 20 y un primer medio de detección 10 para detectar una señal de reflexión ultrasónica 13 obtenida por reflexión de la señal de emisión ultrasónica 12 en el área de reflexión 20. El transductor ultrasónico 10 y el primer medio de detección 10 pueden estar incorporados en una unidad 10 o, como alternativa, consistir en unidades separadas, en donde una unidad está configurada para emitir la señal de emisión ultrasónica 12 y la otra unidad está configurada para detectar la señal de reflexión ultrasónica 13. Además, el dispositivo 1 comprende un segundo medio de detección 21 para detectar un tipo específico de depósito 31, en donde el segundo medio de detección 21 está dispuesto en el área de reflexión 20. Disponiendo el segundo medio de detección 21 en el área de reflexión 20 es ventajosamente posible detectar el mismo depósito 31, que es, en particular simultáneamente, sondeado por el primer medio de detección 10 mediante la detección de la segunda señal de reflexión 13 para determinar las propiedades físicas de los depósitos 31. El segundo medio de detección 21 está configurado en particular para generar una señal de detección que comprende información que permite la distinción del tipo específico de depósito 31 de otros tipos de depósitos 31. Por ejemplo, el segundo medio de detección 21 puede comprender un biosensor 21, en particular un biosensor electroquímico, un biosensor óptico, un biosensor electrónico, un biosensor piezoeléctrico, un biosensor gravimétrico y/u otro biosensor. En particular, el segundo medio de detección 21 o biosensor 21 está configurado para generar una señal de detección de vitalidad que comprende información de vitalidad sobre los depósitos. Adicionalmente, el dispositivo puede comprender una unidad de análisis 11 configurada para determinar, dependiendo de la señal de detección de vitalidad, un nivel de cobertura de los depósitos en el área de reflexión y/o la vitalidad de los depósitos en el área de reflexión. Es particularmente preferido de acuerdo con la presente invención que el segundo medio de detección 21 comprenda un biosensor electroquímico 21 configurado para generar la señal de detección de vitalidad dependiendo de una actividad electroquímica medida de los depósitos 31.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el segundo medio de detección 21, y en particular el segundo medio de detección adicional 21', están configurados para detectar si el depósito 31, en particular la biopelícula 31, está viva o muerta. Por ejemplo, el segundo medio de detección 21 comprende un biosensor que tiene un transductor biológico que genera una segunda señal de detección dependiendo de una interacción entre un receptor del transductor biológico y los depósitos 31, en particular los depósitos de biopelícula o bioincrustación. La señal de emisión ultrasónica 12 y la señal de reflexión 13 pueden analizarse, como alternativa, para determinar la velocidad del líquido en el sistema portador de líquido. La detección de las propiedades físicas, tales como la densidad, del depósito se basa en un análisis de la señal de reflexión 13, que se refleja desde el área de reflexión 20. En particular, los depósitos 31 en el área de reflexión 20 pueden cambiar la señal de reflexión 13, en particular el tiempo de ejecución, la intensidad y/o la frecuencia de la señal de reflexión 13, en comparación con la señal de emisión 12. Por lo tanto, es ventajosamente posible reconocer el tipo de depósitos 31, es decir, si los depósitos 31 comprenden depósitos 31 orgánicos o inorgánicos, biológicos o no biológicos, así como vivos o muertos. Esto permite la distinción de un tipo específico de depósito 31 de otros tipos de depósitos 31 y la determinación de la cantidad del tipo específico de depósito 31 al mismo tiempo.
Se prefiere de acuerdo con la presente invención que el dispositivo 1 tenga una primera unidad de medición de referencia que comprenda un transductor ultrasónico adicional 10' y un primer medio de detección adicional 10', y en particular una unidad de análisis adicional 11', en donde el dispositivo 1 tiene una segunda unidad de medición de referencia que comprende un área de reflexión adicional 20' y un segundo medio de detección adicional 21' dispuesto en el área de reflexión adicional 20', en donde la unidad de análisis 11 está configurada para determinar las propiedades de los depósitos 31 en el área de reflexión 20 dependiendo de información de referencia proporcionada por la primera y/o segunda unidad de medición de referencia. El transductor ultrasónico adicional 10' está configurado para emitir una señal de emisión ultrasónica adicional 12' hacia el área de reflexión adicional 20'. El primer medio de detección adicional 10' está configurado para detectar una señal de reflexión ultrasónica adicional 13' obtenida por reflexión de la señal de emisión ultrasónica adicional 12' en el área de reflexión adicional 20'. De esta forma, es ventajosamente posible medir la distancia entre el área de reflexión 20 y el transductor ultrasónico 10 comparándola con una distancia de referencia entre el transductor ultrasónico adicional 10' y el área de reflexión adicional 20'. El área de reflexión adicional 20' puede mantenerse así limpia de cualquier depósito 31, por ejemplo limpiando el área de reflexión adicional 20' con la señal de emisión adicional 12' emitida por el transductor ultrasónico adicional 10'. La distancia real entre el transductor ultrasónico 10 y el área de reflexión 20 cambia, por ejemplo, con la temperatura o la presión dentro de la tubería de fluido 30. Por lo tanto, la distancia entre el transductor ultrasónico 10 y el área de reflexión 20 en el momento de la medición se puede determinar con precisión
mediante la distancia de referencia medida simultáneamente descrita anteriormente. En consecuencia, la medición del grosor de los depósitos 31 no comprende un desplazamiento desconocido que depende de las condiciones operativas, como la presión y la temperatura, de modo que las propiedades físicas de los depósitos 31 puedan determinarse con una sensibilidad comparativamente alta.
En las figuras 2 a 4 se muestran esquemáticamente varias realizaciones de un segundo medio de detección de un dispositivo 1 de acuerdo con la presente invención. Preferentemente, las descripciones de las realizaciones descritas con referencia a las figuras 2 a 4 también se aplican al segundo medio de detección adicional 21'. Aquí, el segundo medio de detección 21 es un sensor de formación de imágenes químicas 21, que aquí también se denomina microfisiómetro 21 o sensor potenciométrico dirigible por luz (LAPS). Preferentemente, un sistema de formación de imágenes químicas basado en semiconductores 11, 21, que comprende una unidad de análisis 11 y/o el segundo medio de detección 21, está configurado para producir una señal de detección para la visualización de una distribución bidimensional de especies químicas 31 o depósitos 31 en contacto con una superficie de detección 203 del segundo medio de detección 21. Preferentemente, el sistema de formación de imágenes químicas 11, 21 está integrado en una tarjeta con chip, preferentemente una oblea.
En la figura 2, el segundo medio de detección 21 tiene una estructura de electrolito-aislante-semiconductor (EIS) que comprende un sustrato semiconductor 201 y un medio aislante 202 dispuesto sobre el sustrato semiconductor 201, en particular silicio. Preferentemente, se aplica un voltaje de corriente continua (CC) al sustrato semiconductor 201 mediante un medio generador de voltaje 214 a través de un electrodo de contacto 204', de modo que se induce una capa de agotamiento (no mostrada) en el sustrato 201. En particular, se ha descubierto que la capa de agotamiento depende de un potencial superficial en la superficie de detección 203, que varía con un valor de pH de una solución 200, preferentemente una solución de electrolito 200. El valor de pH es una medida de la concentración de hidrógeno o la concentración iónica de la solución de electrolito. En particular, la solución incluye las especies químicas, aquí también denominadas analitos 31 o depósitos 31, en contacto con la superficie de detección 203. Preferentemente, el segundo medio de detección 21 comprende un electrodo de referencia 204, que está en contacto con la solución 200 y el electrodo de contacto 204', que está en contacto con el sustrato semiconductor 201. Aquí, se lee una capacitancia de la capa de agotamiento en forma de fotocorriente 204'' (véase la figura 3), en particular una corriente alterna (CA). Aquí, la fotocorriente 204'' se induce en el sustrato 201 iluminando el sustrato semiconductor 201 con un haz de luz modulado 210 de un puntero de luz 209, preferentemente un láser 209. Aquí, el haz de luz modulado 210 es un haz láser 210. De esta forma, el potencial superficial y, por tanto, el valor de pH o la concentración iónica de la solución se determina midiendo la diferencia entre un primer potencial medido por el electrodo de referencia 204 y un segundo potencial medido por el electrodo de contacto 204'. Preferentemente, la fotocorriente medida 204'' se amplifica mediante un medio de amplificación 205 y se dirige a través de un medio de conversión de analógico a digital 206 a un medio informático 207.
Preferentemente, un haz láser enfocado 210 es generado por el medio óptico 211, en donde el medio óptico 211 está configurados para escanear la superficie de detección 203 o el área de detección 203. Preferentemente, la fuente de luz láser 209 se instala junto con el medio óptico 211, en particular una óptica de enfoque debajo de la plataforma del sensor. Aquí, el medio óptico 211 está configurado para posicionar el haz láser 210 en cada punto de luz 209'' en la superficie de detección 203. En el presente documento, el punto de luz 209'', que está iluminado por el puntero de luz 209, también se denomina punto de medición 209'' (véase la figura 4). Preferentemente, la posición del haz láser 210 sobre la superficie de detección 203 es controlada por un medio de control 208, que opera el medio óptico 211 dependiendo de una señal recibida del medio informático 208 y/o una señal de retroalimentación procedente del medio óptico 211.
Preferentemente, el medio informático 207 genera una señal de control de voltaje 213, que se convierte en particular a través de un medio de conversión de digital a analógico 212, para controlar el voltaje de CC generado por el medio de generación de voltaje 214. Preferentemente, el voltaje de c C aplicado y la posición del haz láser 210 se controlan ambos por el medio informático 207, en donde el medio informático 207 está configurado para llevar a cabo la medición de la fotocorriente 204'' de forma sincronizada. En particular, la fotocorriente 204'' se mide en cada punto de medición 209'' por separado, en donde preferentemente se genera un mapa de la distribución bidimensional de las especies químicas 31 sobre la superficie de detección 203 dependiendo de las mediciones separadas en cada punto de medición 209''. Se ha descubierto que la resolución espacial del sistema de detección 21, 11 depende de varios parámetros tales como el grosor de la placa de detección 202, 202' y la longitud de difusión de los portadores minoritarios en el semiconductor 203. Preferentemente, el segundo medio de detección 21 está configurado para resolver un patrón de líneas con una anchura de 1 a 10 micrómetros, preferentemente de 3 a 7 micrómetros, incluso más preferentemente de 5 micrómetros. Preferentemente, la velocidad de medición es de 100 píxeles por segundo.
Preferentemente, la superficie de detección 203 comprende un polímero y/o está provista de un material microestructurado. Preferentemente, el material microestructurado comprende silicio poroso, en donde se forman macroporos con un diámetro medio inferior a 10 micrómetros, preferentemente inferior a 5 micrómetros, incluso más preferentemente de aproximadamente 1 micrómetro. De este modo, es ventajosamente posible mejorar la adherencia de las células biológicas 31 sobre la superficie de detección 203 y/o permitir la medición continua del potencial superficial, el valor de pH y/o la concentración iónica de la solución 200 y/o un cambio del valor de pH en un medio de cultivo 200. Por lo tanto, además, es ventajosamente posible visualizar y/o cuantificar las actividades
bioquímicas de sistemas biológicos 31 dispuestos sobre la superficie de detección 203.
La figura 3 muestra una realización del segundo medio de detección 21 de un dispositivo 1 de acuerdo con una realización de la presente invención. Aquí, el segundo medio de detección 21 es un LAPS 21, preferentemente un sensor basado en efecto de campo 21, en particular un transistor de efecto de campo selectivo a iones (ISFET) o un sensor semiconductor de electrolito aislante. Aquí, el segundo medio de detección 21 tiene una estructura en capas que comprende una capa de sustrato 201, que comprende preferentemente un sustrato de silicio 201 de una oblea de silicio, en particular silicio con dopaje p, una capa aislante 202 que comprende medio aislante 202, preferentemente óxido de silicio, y un capa transductora 202' que comprende medio transductor 202', preferentemente TazOs. Aquí, un electrodo de contacto 204', preferentemente un contacto óhmico 204', preferentemente Al, está dispuesto en el lado trasero opuesto a la superficie de detección 203 a lo largo de una dirección perpendicular a un plano de extensión principal de la superficie de detección 203. Preferentemente, el electrodo de contacto 204' tiene forma de anillo. Aquí, el electrodo de contacto 204' proporciona una conexión eléctrica a la estructura en capas del segundo medio de detección 21. Preferentemente, el electrodo de contacto 204' está conectado eléctricamente a un electrodo de referencia 204, preferentemente un electrodo de unión líquida Ag/AgCI. Preferentemente, el electrodo de referencia 204 y el segundo electrodo 204' están conectados a un sistema electrónico de interfaz 11 o unidad de análisis 11 del sistema de formación de imágenes químicas basado en semiconductores, en donde el sistema electrónico de interfaz 11 está configurado para proporcionar una señal para operar el segundo medio de detección 21 y/o para leer una señal de sensor 204'', preferentemente una fotocorriente 204'', procedente del segundo medio de detección 21.
Preferentemente, el medio de transducción 202' del segundo medio de detección 21 está configurado para interacción electroquímica con un depósito 31 o analito 31 en la superficie de detección 203, en una solución en contacto con la superficie de detección 203 y/o inmovilizado por el medio de inmovilización 202''' (véase la figura 4) dispuesto en la superficie de detección 203. En particular, se crea un potencial superficial debido a la interacción electroquímica entre el medio de transducción 202' y el analito 31. Se ha descubierto que el potencial superficial depende de la concentración del analito 31 sobre la superficie de detección 203 y/o en la solución 200. Preferentemente, la fotocorriente 204'' se mide dependiendo de la posición de un punto de luz 209'' o punto de medición 209'' sobre la superficie de detección 203. De este modo es ventajosamente posible obtener una resolución espacial del depósito sobre la superficie de detección 203. Aquí, el segundo medio de detección 21 comprende una matriz de punteros de luz 209', preferentemente una matriz de diodos emisores de luz (LED) de radiación infrarroja (IR) 209', como el puntero de luz 209. En particular, la matriz de IR-LED 209' está configurada para dirigirse a diferentes regiones de detección o puntos de medición 209'' sobre la superficie de detección 203. Preferentemente, se usa una matriz de IR-LED IR 209' de 4 veces 4, creando así dieciséis puntos de medición 209'' sobre la superficie de detección 203.
De acuerdo con un primer modo de funcionamiento, los IR-LED se iluminan uno por uno en un modo por lotes que permite la medición de los 16 puntos de medición en una secuencia de temporización fija. De este modo, es ventajosamente posible proporcionar una implementación más simple con respecto a los requisitos de software y hardware. De acuerdo con un segundo modo de funcionamiento, se leen en paralelo varios puntos de medición. Preferentemente, cada IR-LED de la matriz de IR-LED 209' está asociado con un punto de medición 209'', en donde cada IR-LED emite luz modulada, en donde cada IR-LED está asociado con una frecuencia de modulación única de la luz modulada. Preferentemente, la fotocorriente 204'' se genera dependiendo de las fotocorrientes individuales que tienen diferentes frecuencias, que están asociadas con cada IR-LED. Debido al registro de la fotocorriente 204'', la información de todos los puntos de medición 209'' está ventajosamente disponible al mismo tiempo. Preferentemente, se usa un algoritmo de transformada rápida de Fourier para la separación de la fotocorriente 204'' en cada fotocorriente individual. De este modo es ventajosamente posible proporcionar una implementación simple del segundo medio de detección 21 en el dispositivo 1.
Preferentemente, el segundo medio de detección 21 es un sensor potenciométrico dirigible por luz (LAPS) o microfisiómetro 21 dispuesto en una tarjeta con chip, en donde la matriz de punteros de luz 209' está preferentemente integrada con la tarjeta con chip. De esta manera, es ventajosamente posible permitir una manipulación sencilla de diferentes chips sensores y un cambio sencillo del segundo medio de detección 21 del dispositivo 1 dependiendo del depósito 31 a medir. Por lo tanto, es ventajosamente posible proporcionar un dispositivo con un segundo medio de detección, en donde la integración de la configuración electrónica y mecánica del segundo medio de detección 21 en una sola unidad de tarjeta con chip da como resultado un diseño compacto con el beneficio de portabilidad y poco espacio requerido.
En la figura 4, se muestran cuatro puntos de medición 209'', que son generados por una matriz de punteros de luz 209', preferentemente la matriz de IR-LED 209', sobre la superficie de detección 203. Aquí, una capa fotorresistente 202'' está conectada con el medio de transducción 202' sobre la superficie de detección 203. Preferentemente, la capa fotorresistente 202'' comprende un polímero fotorresistente negativo basado en epoxi, preferentemente SU-8. Preferentemente, los pocillos 203' se crean en la capa fotorresistente 202'', en donde los pocillos 203' tienen preferentemente un tamaño de aproximadamente 6 veces 13 mm2. Preferentemente, los pocillos 203' se llenan con un medio de inmovilización 202''', preferentemente un gel 202''', en particular gel de poliacrilamida. Aquí, un primer pocillo de los pocillos 203' comprende solo el medio de inmovilización 202'" y un segundo pocillo de los pocillos 203'
comprende el medio de inmovilización 202..y un analito 31 o depósito 31. Por lo tanto, es ventajosamente posible proporcionar una configuración diferencial en chip del segundo medio de detección 21. Preferentemente, el primer pocillo de los pocillos 203' sirve como medio de detección adicional 21' para mediciones de referencia. Por lo tanto, es ventajosamente posible reducir las influencias externas a la medición, por ejemplo, la desviación del sensor, cambios de temperatura y/o de pH externos. Se ha descubierto que las influencias externas afectan a ambas áreas de la superficie de detección 203 dentro de los pocillos 203' y pueden compensarse mediante medición diferencial. Preferentemente, el medio de inmovilización 202'' comprende enzimas, células, bacterias y/o polímeros biofuncionalizados. Por ejemplo, el medio de inmovilización comprende un atrapamiento de matriz en gel para crear una distribución celular uniforme con una gran cantidad de células. Como alternativa, las células se inmovilizan mediante crecimiento adherente o inmovilización covalente. Aquí, por ejemplo, se usa gel de alginato, agarosa o poliacrilamida como matriz de gel en los pocillos 203'. Por lo tanto, es ventajosamente posible proporcionar un biosensor como un segundo medio de detección 21, que se basa en células vivas inmovilizadas sobre la superficie de detección 203 de un sensor potenciométrico dirigible por luz (LAPS) 21. Preferentemente, el segundo medio de detección 21 es sensible a las concentraciones de nutrientes metabolizados por bacterias, en particular debido a una acidificación extracelular. Preferentemente, el segundo medio de detección 21 o LAPS 21 se proporciona sobre un chip, en donde el LAPS está configurado para la medición diferencial de una concentración de nutrientes. Por lo tanto, es ventajosamente posible reducir las influencias externas mediante medición diferencial.
SIGNOS DE REFERENCIA
I dispositivo
10 transductor ultrasónico / primer medio de detección
I I unidad de análisis
12 señal de emisión ultrasónica
13 señal de reflexión ultrasónica
20 área de reflexión
21 segundo medio de detección
10' transductor ultrasónico / primer medio de detección adicional
11' unidad de análisis adicional
12' señal de emisión ultrasónica adicional
13' señal de reflexión ultrasónica adicional
20' área de reflexión adicional
21' segundo medio de detección adicional
30 tubo de fluido
31 depósitos
100 dirección de flujo
200 solución
201 sustrato
202 medio aislante
202' medio de transducción
202'' capa fotorresistente
202''' medio de inmovilización
203 superficie de detección
203' pocillo
204 electrodo de referencia
204' electrodo de contacto
204'' fotocorriente
205 medio de amplificación
206 medio de conversión de analógico a digital
207 medio informático
208 medio de control
209 puntero de luz
209' matriz de punteros de luz
209'' punto de medición
210 haz de luz
211 medio óptico
212 medio de conversión de digital a analógico
213 señal de control de voltaje
214 medio generador de voltaje
Claims (12)
1. Un sistema portador de líquido que comprende un dispositivo (1) para detectar depósitos (31) y un área de reflexión (20) dentro del sistema portador de líquido, comprendiendo el dispositivo (1) un transductor ultrasónico (10) para emitir una señal de emisión ultrasónica (12) hacia el área de reflexión (20) y un primer medio de detección (10) para detectar una señal de reflexión ultrasónica (13) obtenida por reflexión de la señal de emisión ultrasónica (12) en el área de reflexión (20), caracterizado por que el dispositivo (1) comprende además un segundo medio de detección (21) en donde el segundo medio de detección está dispuesto en el área de reflexión (20), estando configurado el segundo medio de detección (21) para determinar si los depósitos (31) comprenden organismos vivos, en donde el segundo el medio de detección (21) está configurado para generar una señal de detección de vitalidad que comprende información de vitalidad sobre los depósitos (31).
2. Sistema portador de líquido de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el segundo medio de detección (21) es al menos uno de biosensor electroquímico, biosensor óptico, biosensor electrónico, biosensor piezoeléctrico o biosensor gravimétrico, otro biosensor y/o sensor potenciométrico dirigible por luz (LAPS), en donde preferentemente el LAPS está integrado en una tarjeta con chip.
3. Sistema portador de líquido de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo (1) comprende una unidad de análisis (11) configurada para determinar, dependiendo de la señal de detección de vitalidad, un nivel de cobertura de los depósitos (31) en el área de reflexión (20) y/o la vitalidad de los depósitos (31) en el área de reflexión (20), en donde en particular el nivel de cobertura es una distribución dependiente de la posición de los depósitos sobre una superficie de detección (203) del segundo medio de detección (21).
4. Sistema portador de líquido de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el biosensor es un biosensor electroquímico configurado para generar la señal de detección de vitalidad dependiendo de una actividad electroquímica medida de los depósitos (31).
5. Sistema portador de líquido de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la unidad de análisis (11) está configurada para analizar la señal de reflexión (13) con el fin de determinar si los depósitos (31) está ubicados en el área de reflexión (20) y/o de determinar el tipo y/o el grosor de una capa de depósitos (31) en el área de reflexión (20).
6. Sistema portador de líquido de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo (1) tiene una primera unidad de medición que comprende el transductor ultrasónico (10) y el primer medio de detección (10), en donde el dispositivo tiene una segunda unidad de medición que comprende el segundo medio de detección (21) que se dispondrá en el área de reflexión (20), en donde la primera unidad de medición y la segunda unidad de medición están conectadas de manera separable al sistema portador de líquido de tal manera que la primera unidad de medición y las segundas unidades de medición están ubicadas en lados opuestos del sistema portador de líquido.
7. Sistema portador de líquido de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el dispositivo (1) tiene una primera unidad de medición de referencia que comprende un transductor ultrasónico adicional (10') y un primer medio de detección adicional (10'), en donde el dispositivo (1) tiene una segunda unidad de medición de referencia que comprende un segundo medio de detección adicional (21') dispuesto en un área de reflexión adicional (20'), en donde la unidad de análisis (11) está configurada para determinar las propiedades de los depósitos (31) en el área de reflexión (20) dependiendo de información de referencia proporcionada por la primera y/o segunda unidad de medición de referencia.
8. Método para detectar depósitos de bioincrustaciones y/o incrustaciones (31) en un área de reflexión (20) dentro de un sistema portador de líquido, que comprende una primera etapa de emitir una señal de emisión ultrasónica (12) hacia el área de reflexión (20) mediante un transductor ultrasónico (10), una segunda etapa de detectar una señal de reflexión ultrasónica (13) obtenida por reflexión de la señal de emisión ultrasónica (12) en el
área de reflexión (20) mediante un primer medio de detección (10) y una tercera etapa de determinar si los depósitos (31) comprenden organismos vivos mediante un segundo medio de detección (21) dispuesto en el área de reflexión (20), en donde en la tercera etapa se detecta la vitalidad de los depósitos (31) mediante al menos uno de un biosensor electroquímico, biosensor óptico, biosensor electrónico, biosensor piezoeléctrico, biosensor gravimétrico u otro biosensor.
9. Método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la detección de vitalidad en la tercera etapa comprende una primera etapa de detección, en donde los depósitos (31) en el área de reflexión (20) son reconocidos por un transductor biológico del biosensor, una segunda etapa de detección, en donde una señal de detección de vitalidad se genera dependiendo de una interacción entre los depósitos (31) y un receptor del transductor biológico, una tercera etapa de detección, en donde la señal de detección de vitalidad es procesada por una unidad de análisis (11) con el fin de determinar un nivel de cobertura de los depósitos en el área de reflexión (20) y/o de determinar la vitalidad de los depósitos (31) en el área de reflexión (20).
10. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 o 9, en donde el segundo medio de detección (21) es un biosensor electroquímico, en donde en la tercera etapa se mide una actividad electroquímica de los depósitos (31) mediante el biosensor electroquímico y se genera la señal de detección de vitalidad dependiendo de la actividad electroquímica medida de los depósitos (31).
11. Método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde, en la segunda etapa, la señal de reflexión (13) es analizada por la unidad de análisis (11) con el fin de determinar si los depósitos (31) están ubicados en el área de reflexión (20) y/o de determinar el tipo y/o el grosor de una capa de depósitos (31) en el área de reflexión (20).
12. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 11, en donde, en una cuarta etapa, el líquido del sistema portador de líquido se trata dependiendo de la vitalidad detectada de los depósitos (31), dependiendo del tipo y/o del grosor de una capa. de depósitos (21) en el área de reflexión (20) y/o dependiendo de si los depósitos (31) están ubicados en el área de reflexión (20).
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