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Desinfección con cloro

By 20 mayo, 2015Agua, Blog
cloro

DESINFECCIÓN CON CLORO

En esta ocasión queremos hablarles sobre algunos aspectos de la desinfección con cloro en el agua. Esperamos que el siguiente artículo sea de su utilidad.

El cloro es un elemento cuyo símbolo químico es “Cl”. Se identifica industrialmente como Cl2, que es la especie molecular en estado puro. Se produce y comercializa en tres formas: gas cloro, hipoclorito de calcio e hipoclorito de sodio.

El gas cloro es el Cl2 puro. En condiciones ambientales, es un gas de color amarillo-verde, muy tóxico, de un olor agresivo e irritante, y que se acumula en el piso ya que es 2.5 veces más denso que el aire. Se vende en cilindros a una presión suficiente para mantenerlo en estado líquido. Su toxicidad y el hecho de que se almacena a presión, hace indispensable una capacitación técnica para manejarlo de manera segura. Cuando se dosifica en agua, se disuelve en forma ácido hipocloroso (HOCl), que es conocido como “cloro activo”.

El hipoclorito de calcio es un sólido blanco, cuya fórmula química es Ca(OCl)2. Se produce en forma granular, de pelets o pastillas. Al disolverse en agua, libera cloro activo (HOCl). Aunque no es tan peligroso como el gas cloro, debe manejarse con las recomendaciones que señalan las hojas de datos de seguridad.

El hipoclorito de sodio es el NaOCl. Se comercializa en solución acuosa, por lo que ya está presente en forma de cloro activo. Se produce en concentraciones de hasta 15% en peso. El blanqueador que se usa en las casas es hipoclorito de sodio al 3-4%.

Desinfección de agua mediante cloración

La cloración es el método más común de desinfección de agua. El ácido hipocloroso (HOCl) se disocia reversiblemente en ión hipoclorito (OCl-), en una proporción que depende del pH del agua. El cloro activo es el conjunto de ambas especies. Es un oxidante que reacciona con muchos otros compuestos.

Demanda de cloro. Al adicionarse al agua, primero reacciona con los compuestos inorgánicos presentes en la mayoría de los cuerpos de agua, como el sulfuro de hidrógeno (H2S) y el fierro disuelto (Fe+2). En esta etapa aún no ocurre la desinfección. Al seguirse agregando cloro, este reacciona con el amoniaco y la materia orgánica presentes, para formar compuestos organoclorados, como son las cloraminas. Los compuestos recién formados, siguen realizando una acción desinfectante, aunque lenta.

Las reacciones anteriores forman parte de lo que se conoce como “demanda de cloro” del agua en cuestión. Una vez que se satisface esta demanda inicial, al agregar mayor cantidad de cloro, se empezará a acumular un residual de cloro que llevará a cabo el proceso de desinfección. El punto en el que se satisface la demanda de cloro inicial, se conoce como “punto de ruptura” de cloro.

cloración del agua editada

 

Referencia: http://cidta.usal.es/cursos/ETAP/modulos/curso/uni_06/u6c4s3.htm

Residuales de cloro. Básicamente existen dos tipos de residuales de cloro que pueden medirse en un agua clorada: el residual de cloro libre y el residual de cloro total. Si restamos el residual de cloro libre al residual de cloro total, obtenemos el residual de cloro  combinado. En otras palabras: el residual de cloro total es la suma del residual de cloro libre, más el residual de cloro combinado.

El residual de cloro libre incluye el ácido hipocloroso (HOCl) y el ión hipoclorito (OCl-). El residual de cloro combinado incluye las tres cloraminas que se forman al reaccionar el cloro libre con los compuestos de amoniaco en el agua: mono, di y tricloramina. Para desinfectar agua, el cloro combinado requiere hasta 100 veces el tiempo de contacto, o al menos 25 veces la concentración de cloro, para ser tan efectivo como el cloro libre.

Los municipios, para proveer agua potable segura, buscan mantener un residual de cloro libre superior a 0.2 mg/l en el punto más lejano de su red de tuberías de distribución de agua.

Dosis de cloro

La dosis de cloro debe ser suficiente para satisfacer la demanda de cloro y mantener un residual de cloro suficiente para inactivar o eliminar organismos patógenos. Varias propiedades físicas del agua afectan la eficiencia con la que el cloro desinfecta. Una es la temperatura, ya que la viscosidad del agua disminuye al aumentar la temperatura, con lo que se aceleran los procesos de difusión en la misma. Otra es el pH. Los mejores resultados ocurren a un pH inferior a 7.5, ya que al disminuir el pH, aumenta la proporción de ácido hipocloroso respecto al ión hipoclorito, y el primero es un desinfectante más eficaz. Otra es la turbidez (una medida de la materia suspendida), pues los organismos patógenos pueden encapsularse en ésta y protegerse de la acción del cloro. Para desinfectar agua turbia de manera eficaz, es necesario aumentar la dosis de cloro, extender el tiempo que los patógenos estarán expuestos a este químico, o ambas acciones.

Tiempo de contacto
Es el tiempo en que se permite que el cloro esté en contacto con el agua que se trata. Una desinfección apropiada puede requerir entre 10 y 60 minutos.

Tiempo de contacto requerido para inactivar 99.9% de Giardia,

con 0.6 mg/l de cloro libre residual

Temperatura del agua pH del agua
6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5
Tiempo de contacto requerido (minutos)
5ºC 100 120 143 171 204 244
10ºC 75 90 107 128 153 183
15ºC 50 60 72 86 102 122
20ºC 38 45 54 64 77 92

 

La dosis de cloro debe ser la suma de la demanda de cloro y el cloro residual deseado.

 

Bibliografía

 

AWWA, Back to Basics Guide to Disinfection with Chlorine, Denver, 1991.

 

http://cidta.usal.es/cursos/ETAP/modulos/curso/uni_06/u6c4s3.htm
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