CLORO VERSUS OZONO

El cloro es un elemento químico del grupo de los halógenos, al igual que el flúor, el bromo, el iodo y el astato. En la naturaleza se encuentra normalmente en forma de gas formando moléculas bivalentes de cloro (Cl2)
Fue descubierto por el químico sueco Carl Cheele en 1774 y el nombre de cloro se lo puso Humphry Davy palabra derivada de un vocablo griego que significa verde, en honor al color verde pardoso de este gas.
Puede convertirse en líquido a –35º C, resulta por tanto fácilmente licuable por lo cual se suele transportar en estado líquido mediante botellas presurizadas.
Como compuesto, en la naturaleza lo podemos encontrar en gran cantidad formando parte de la sal común o cloruro sódico (NaCl), que en estado acuoso se encuentra disociado en sus iones Cl- y Na+
El cloro resulta un desinfectante bastante eficaz y económico para el tratamiento y potabilización de aguas, ya sea aportado en forma gas disolviéndolo en el agua o bien aportándolo como hipoclorito sódico, hipoclorito cálcico o como derivados del cloroisocianutato.
Sin embargo, el aporte de cloro reacciona con la materia orgánica del agua formando una serie de compuestos derivados del cloro que pueden resultar muy molestos y malolientes. De estos compuestos, los más perjudiciales son los llamados trihalometanos, de carácter cancerígeno para la salud humana. De todos ellos el más importante es el triclorometano o cloroformo (CHCl3), que tradicionalmente era usado como analgésico pero dejó de utilizarse debido a su toxicidad. Estos compuestos tóxicos traen asociados riesgos de cáncer de colon y vejiga y daños en el riñón y en el hígado. También pueden formarse otros subproductos perjudiciales como compuestos orgánicos volátiles, cloritos, ácidos cloroacéticos o cloruro de cianógeno.

OZONO

¿Quién no ha oído alguna vez hablar del agujero de la capa de Ozono? Sin duda que a cualquiera de nosotros nos da una idea de que el ozono es una sustancia de tremenda importancia para la vida en la Tierra. Es más, nos podemos atrever a decir abiertamente que sin este fantástico y famoso gas, nuestra vida y la de los organismos que nos rodean estaría condenada a la desaparición.
Pero antes de adelantar acontecimientos, vamos a estudiar esta sustancia. El ozono es una molécula de oxígeno, difiere en el oxígeno común en que este último está formado por dos átomos de oxígeno y el ozono por tres.
Se forma cuando una molécula de oxígeno común se escinde al aplicarle una energía suficiente, de tal forma que cada uno los dos átomos se unirían a una molécula de oxígeno formando dos moléculas de ozono.
Éste ozono se encuentra fundamentalmente en la estratosfera, a una altura de entre 10 y 50 kilómetros formando la famosa capa de ozono que nos protege de la radiación ultravioleta proveniente del sol y que produce daños genéticos muy peligrosos absorbiendo la más que considerable cantidad de un 97% a un 99% de la cantidad total de radiación UV que llega a la Tierra. Vamos a ver el proceso:
La radiación absorbida por una molécula de oxígeno hace que esta se escinda en dos átomos de oxígeno.
O2 + O
Cada uno de estos átomos, tal como habíamos comentado, se une a una molécula de oxígeno para dar otra de ozono.
O + O2 = O3
Finalmente la molécula de ozono formada se destruye de nuevo absorbiendo más radiación ultravioleta:
O3 + hv + O3
De esta forma se está absorbiendo energía ultravioleta en un ciclo cerrado de formación y destrucción de ozono.
Sin embargo en la década de los 80 comenzó a apreciarse una importante disminución del ozono en las capas estratosféricas de la Antártida. La causa de este llamado agujero en la capa de ozono radica en las moléculas halogenadas de origen antrópico que provocan una mayor destrucción de la molécula de ozono sin absorber radiación ultravioleta:
Cl + O3 = ClO + O2
Br + O3 = BrO + O2
Un sólo átomo de cloro o de bromo puede destruir muchas moléculas de ozono ya que el ClO y el BrO se descomponen de nuevo según la siguiente reacción:
ClO + BrO + Cl + O2
Provocando un ciclo cerrado de eliminación de ozono con causas desastrosas para la naturaleza humana.
Sin embargo, no sólo el ozono se encuentra presente en la estratosfera, también existe un ozono troposférico que en ocasiones podemos encontrar a nuestro alrededor. Tiene un altísimo valor oxidante, muchísimo mayor que el del oxígeno, el cloro u otros oxidantes conocidos; de hecho, según las condiciones, el ozono puede llegar a tener un poder desinfectante de 300 a 3000 veces superior al cloro.
De forma natural se produce en procesos aislados, como puede ser la caída de un rayo o en ciertas condiciones de contaminación urbana asociado a efectos fotoeléctricos.
Debido a su altísimo poder oxidante y desinfectante comenzó a usarse para una gran cantidad de aplicaciones enfocadas al tratamiento de aguas, aires y eliminación de olores. Su desventaja respecto a otros desinfectantes como cloro es que debe producirse “in situ” y disuelto en el agua tiene un periodo de vida corto no ejerciendo un poder desinfectante a largo plazo.
Las ventajas del uso de ozono son innumerables:

RADIACIÓN ULTRAVIOLETA

Tal como habíamos visto anteriormente, la radiación ultravioleta que proviene del sol es muy peligrosa para los seres vivos ya que produce daños genéticos considerables. Por suerte, y tal como habíamos explicado anteriormente, la capa de ozono absorbe hasta el 99% de esta radiación impidiendo que incida en la superficie de la Tierra.
Pero, ¿qué es exactamente la radiación ultravioleta? La radiación UV es una forma de luz más energética que la luz visible y por tanto con una longitud de onda menor que puede ir desde los 400 hasta los 150 nanómetros.

En función de la longitud de onda podremos distinguir tres tipos de radiación UV:

Este efecto dañino para los seres vivos puede usarse para la desinfección y eliminación de organismos vivos en un sinfín de aplicaciones, y por supuesto en todo tipo de tratamiento de aguas en el que tengamos un contenido biológico. Está demostrado que una lámpara que irradie UV-C de 254 nm produce el rendimiento más alto de desinfección.
Cuando la luz ultravioleta incide sobre la cadena de ADN de los seres vivos provoca una unión de varios nucleótidos adyacentes, destruyendo dicha cadena y produciendo la muerte o inactivación de los organismos.
El tratamiento mediante radiación ultravioleta es por tanto una alternativa muy eficaz para potabilización de aguas, tratamiento de aguas de piscinas, desinfección de aguas sanitarias o con alta carga biológica.
Si juntamos el eficaz efecto desinfectante y dañino de la luz ultravioleta con el potente poder oxidante del ozono, obtendremos un efecto sinérgico debido a una serie de reacciones fotolíticas adquiriendo una enorme capacidad desinfectante. 

TRATAMIENTOS DE AGUAS DE CONSUMO

El agua es, como ya sabemos, una sustancia necesaria y vital para los seres vivos ya que por un lado nos hidrata y por otro constituye un aporte de sales minerales que regulan el buen funcionamiento del organismo. Sin embargo, el agua también es, junto con el aire, uno de los mayores vectores de transmisión de enfermedades y agentes patógenos por lo cual es de suma importancia un control exhaustivo así como un correcto y adecuado tratamiento de desinfección que elimine cualquier tipo de riesgo asociado a la ingesta de agua..
El cloro fue descubierto en el año 1774 por el sueco C.W. Scheele que falleció en 1786 convencido de que no tenía usos. En el año 1846 Ignaz Semmelweis introdujo el uso del cloro como desinfectante en un hospital de Viena determinando que de esta forma se evitaba el contagio de varias enfermedades originadas por la manipulación de pacientes por parte de doctores que posteriormente no se lavaban las manos correctamente. Ya a finales del siglo XIX el uso del cloro como desinfectante de agua comenzó a usarse ampliamente en Londres debido a la aparición de unos brotes de cólera y de fiebre tifoidea que se transmitían a través de la red de suministro de agua potable. Debido al uso del cloro como desinfectante el problema fue erradicado.
Ya en la actualidad una correcta desinfección del agua salva millones de vidas aunque desgraciadamente aún un gran porcentaje de la población no dispone de una calidad de agua adecuada ni desinfectada lo que produce también innumerables muertes en el tercer mundo siendo uno de los mayores problemas de la humanidad de tal forma que, según datos de la UNESCO, dos quintas partes de la población viven sin un saneamiento del agua.

Sin embargo, la  desinfección y depuración de agua potable no está restringida únicamente al cloro. Bien es cierto que es el desinfectante más usado para múltiples aplicaciones, esto es debido a que por cloración se obtienen unos rendimientos de desinfección aceptables a un bajo costo, sin embargo, el uso del cloro suele originar una serie de problemas asociados a unos correctos valores de desinfección y sobre todo, a la aparición de una serie de subproductos de carácter tóxico o molesto para el ser humano como son las cloraminas, dicloraminas y especialmente los trihalometanos, de carácter cancerígeno y procedentes de la reacción del cloro con productos orgánicos.
Otro de los problemas del cloro viene dado por el hecho de que el rendimiento de desinfección está relacionado con el pH del agua tratada. Esto es debido a que cuando el cloro está en disolución en el agua lo hace en dos estados, como HClO (ácido hipocloroso) y como ClO - (ión hipoclorito) siendo el primero de ellos el verdadero agente desinfectante. A un pH mayor que 8 el cloro comienza a estar únicamente como ClO - lo que provoca que la depuración del agua no sea eficaz.
Debido a estos problemas surgieron otras alternativas de desinfección al cloro, que en muchos casos conllevan una sustitución del mismo o en otros sirven como un complemento al procedimiento, como podría ser el caso de una precloración, con el objeto de disminuir el contenido de materia orgánica y conseguir así evitar la aparición de altos niveles de trihalometanos.
El ozono es capaz de conseguir esta eficaz oxidación de la materia orgánica, y no sólo eso, por sí sólo es 3000 veces más rápido y eficaz que el cloro destruyendo virus, bacterias y una serie de organismos cloro-resistentes sin originar subproductos ni olores y sabores extraños en el agua debido al hecho de que la molécula de ozono está formada por tres átomos de oxígeno y se origina in situ mediante descarga eléctrica del aire, por lo tanto, tras un tiempo relativamente corto, el ozono se transformará de nuevo en oxígeno renovándose de nuevo al ambiente del que proviene.
La desventaja del ozono es un costo superior al del cloro que en determinados casos, como en el tratamiento de depuración de pequeños pueblos o a nivel doméstico, puede suponer un esfuerzo económico alto y difícil de asumir. Por otra parte, requiere de la adición de una pequeña cantidad de cloro residual que confiera al agua un carácter desinfectante que evite la aparición de gérmenes durante el periodo comprendido entre el momento del tratamiento del agua y el uso de la misma. Sin embargo, esta pequeña cantidad de cloro se encontrará como cloro residual libre, y no como cloro combinado a otras moléculas orgánicas que es la causa de subproductos perjudiciales evitando de esta forma cualquier tipo de sabor y sustancias extrañas.
Los usos del ozono son innumerables y de vital importancia como puede ser la depuración y potabilización de agua, la desinfección de agua de lavado de hortalizas, eliminación de legionella, lavado de botellas, tratamiento de acuarios y piscifactorías, fabricación de hielo, esterilización de aguas residuales provenientes de industrias de tipo farmacéutico, industrias lácteas, alimentarias y en general todo tipo de industria con un contenido residual orgánico.
Mención aparte se merece el tratamiento de piscinas mediante ozono debido a que el cloro supone una serie de importantes inconvenientes a la hora de tratar una piscina ya que el sudor de los bañistas, la orina, aceites, cremas y otros productos que introducen en el baño provocan un alto contenido de cloraminas que otorgan el característico olor a piscina. Además de eso, se produce un alto contenido de cloro gas en la superficie de la piscina que debido a su carácter tóxico produce irritaciones de las mucosidades y los bronquios. Además, el uso del cloro en piscinas supone un aumento gradual del Ph por lo que viene unido a una adición de ácido clorhídrico para compensarlo. Debido a ello es necesario un control exhaustivo y automatizado de cloro libre y combinado así como del pH por lo que en muchas ocasiones se producen errores o desviaciones del proceso que tienen su repercusión en el bañista. El uso del ozono permite eliminar todos estos problemas, la manipulación de productos químicos peligrosos y además colabora en una mejor aireación en las instalaciones y superficie de la piscina lo que produce una mejora en las marcas de los nadadores y un mayor beneficio para la salud de los mismos.
Los generadores de radiación ultravioleta constituyen otro poderoso agente desinfectante. El funcionamiento es sencillo y consiste en irradiar el agua mediante una lámpara que produce radiación a una longitud de onda de 254 nanómetros a la cual se consigue una máxima eficacia de desinfección consiguiendo la muerte e inactivación de microorganismos con una eficacia muy superior a la del cloro y a una velocidad prácticamente instantánea. El mecanismo de desinfección consiste en la destrucción de la molécula de ADN mediante interacciones entre nucleótidos adyacentes produciendo la muerte celular de los microorganismos y por tanto la desinfección de un agua que podría ser utilizada posteriormente con seguridad.
Una de las desventajas de la desinfección mediante radiación ultravioleta viene dada por el hecho de que con este tratamiento se produce la muerte de los gérmenes patógenos, pero no la eliminación de la materia orgánica de la cual están formados ya que en este caso no disponemos de un agente oxidante. Debido a esto, la radiación ultravioleta no sería tan eficaz como el ozono en un tratamiento de precloración ya que no se evitaría el problema de la formación de compuestos organoclorados y sería necesario añadir una cantidad superior de cloro para oxidar la materia orgánica residual. En cambio, mediante un tratamiento mediante radiación ultravioleta sí se obtienen buenos resultados en la eliminación de cloraminas y dicloraminas siendo este tipo de procesos muy adecuados para el tratamiento de piscinas. Las aplicaciones de la radiación ultravioleta son muy diversas ya sea en potabilización de aguas, tratamiento de legionella, desinfección de aguas residuales con alta carga biológica provenientes de aguas sanitarias de hospitales o de industrias farmacéuticas, piscinas etc.
Es posible también combinar el poderoso efecto oxidante y desinfectante del ozono con el del ultravioleta, con lo cuál se obtiene un efecto sinérgico debido a que la radiación ultravioleta colabora en la destrucción de la molécula de ozono produciendo radicales OH -, un oxidante aún más poderoso que el mismo ozono.
De esta forma se obtiene un tratamiento conjunto muy poderoso y muy utilizado para el tratamiento de aguas residuales industriales con una carga orgánica elevada.
Para aguas potables puede usarse también un tratamiento de agua con ozono y ultravioleta, esta vez no de forma conjunta sino formando parte de dos fases bien diferenciadas en el espacio y en el tiempo. La primera de ellas consiste en una fuerte oxidación y desinfección con ozono en el depósito de captación tras previo acondicionamiento del agua mediante los oportunos pretratamientos de filtración o neutralización o incluso una filtración con carbón activo con el objetivo de eliminar todo tipo de sabores y olores extraños que pueda contener el agua. Mediante este proceso de oxidación, no sólo se produce la eliminación de todo tipo de agentes patógenos presentes, sino que también se oxidará una serie de sustancias que podrían resultar perjudiciales para la salud como el hierro, el manganeso, pesticidas, hidrocarburos o una gran variedad de metales pesados.
Posteriormente el agua es enviada mediante una red de distribución a los hogares en los cuales, de forma individualizada, un pequeño equipo de ultravioleta se encarga de una desinfección final antes de que el agua sea consumida. No cabe duda que el costo de este tipo de instalaciones es muy superior al de una red convencional de distribución pero ha conseguido implantarse en muchos casos consiguiendo unos resultados asombrosos y una calidad de agua excepcional porque como dijo Saint Exupéry, el agua no es vital para la vida… el agua es la vida misma.

EL DESIERTO DE SAL - LA CLORACIÓN SALINA

Hace millones de años el agua llegó a la Tierra proveniente de multitud de meteoritos que impactaban constantemente contra la superficie al no encontrar una atmósfera densa que opusiese resistencia. Durante años fue acumulándose un alto contenido en agua que la fuerza de gravedad del planeta pudo retener y en unas condiciones de temperatura que favorecían el estado líquido agrupándolo en un enorme océano.
Desde entonces el ciclo del agua hizo su función, toda vez que una enorme cantidad de agua pasa al estado gaseoso por evaporación que finalmente retornará a la tierra en forma de precipitaciones, nieve, granizo, etc. Una gran parte de esta agua, la mayor parte, retornará de nuevo al océano. Sin embargo otra pequeña parte precipitará sobre tierra firme.
Por gravedad esta agua tiende a agruparse en zonas donde la orografía y la permeabilidad del terreno lo permitan como lagos, ríos superficiales, ríos subterráneos, etc. El paso de los años y el agua van provocando la erosión de estas vías de escape del agua, buscando y acentuando las zonas preferenciales de caída y retorno de toda esta cantidad de agua a la gran masa original que es el océano.
En este viaje del agua desde que precipita sobre el suelo hasta su llegada al océano va disolviendo todo tipo de minerales a su paso incorporando una gran cantidad de sustancias y sales minerales como carbonatos cálcicos y magnésicos, cloruros sódicos, magnésicos, potásicos, silicatos etc.
Poco a poco y con el paso de los años, estas sales minerales fueron acumulándose en el océano inicial, ya que la constante evaporación del agua es pura sin estas sales. De esta forma, fue como a partir de agua pura y dulce venida del espacio exterior se formaron los mares y océanos salados tal como los conocemos.
Con la aparición del hombre pronto empezó a valorarse las beneficiosas propiedades de esta sal marina hasta el punto de llegar a usarse como moneda de pago para los soldados romanos de donde precisamente proviene la palabra salario.
¿Pero cuáles eran los beneficios de esta sal para llegar a adquirir tanto valor? Nuestro cuerpo contiene y utiliza 84 elementos, muchos de ellos fácilmente asimilables en nuestra dieta habitual, sin embargo otros muchos, llamados oligoelementos, existen en pequeña proporción y son más difíciles de asimilar. Todos estos elementos, oligoelementos y sales de todo tipo están presentes en disolución en las distintas formas líquidas del cuerpo siempre con una función bien definida, regulando el contenido salino, interviniendo directamente en reacciones metabólicas y controlando los procesos osmóticos de las células tal como veremos en otro documento. Todas estas sales y elementos se encuentran disueltos en el agua de mar y constituían esa sal marina tan preciada en la antigüedad.
Sin embargo, la sal actual que se comercializa es una sal refinada formada únicamente por cloruro sódico (NaCl) al que se pueden agregar otras sustancias como flúor o iodo y conservantes y antiapelmazantes. El cloruro sódico es como otras sales una sustancia muy necesaria para la salud, sin embargo debe estar en equilibrio con otro tipo de sales con una proporción adecuada. La sal actual no contiene otro tipo de sales como el cloruro de magnesio por lo que se desplaza este equilibrio sobre todo si abusamos de una dieta rica en sal común consumiendo más cloruro sódico del que nuestro cuerpo puede eliminar por lo que un consumo en exceso puede suponer problemas de salud.
Por otra parte, esta sal común o cloruro sódico supone la principal materia prima para la fabricación, mediante procesos electrolíticos, de cloro gas, tan utilizado en todo el mundo como agente desinfectante de aguas.
Por tanto la sal común es la principal materia prima para la fabricación del cloro tan usado en procesos de desinfección de agua potable, piscinas, etc.
¿Y no podría fabricarse in situ en función de las necesidades de cada momento el cloro a partir de una solución salina de agua?
La respuesta es que sí; de hecho, este tipo de tratamiento es muy usado en piscinas con multitud de ventajas respecto al tratamiento tradicional por adición de sustancias que aporten cloro, ya que además del ahorro de tiempo y mano de obra automatizando sustancialmente el proceso, se consigue un sustancial ahorro económico eliminando los productos de cloro. También mejoramos de una forma considerable la seguridad de los trabajadores o usuarios de la piscina evitando la manipulación de productos químicos que en ocasiones pueden acarrear consecuencias graves.
La clororacion salina es por tanto una simple reacción de electrólisis a partir del agua de la piscina con una ligera concentración de sal común, de 4 o 6 gramos por litro, prácticamente imperceptible por el bañista en comparación con el agua de mar que alcanza los 35 gramos de sal por litro.
Por medio de la aportación de una diferencia de potencial en unos electrodos se produce la siguiente reacción a partir de la sal y el agua:
Es decir, se produce sosa (NaOH), Hidrógeno (H2) y Cloro (Cl2). Éste último se disuelve en el agua formando ácido hipocloroso y clorhídrico:
El ácido hipocloroso (HClO), al igual que en todo tratamiento por cloración, es la especie desinfectante y oxidante.
Finalmente se produce una última reacción de neutralización entre la sosa y el ácido clorhídrico para formar de nuevo la sal en un circuito cerrado sin pérdida de ningún producto:
Este proceso puede aplicarse en todo tipo de piscinas, incluso aquellas que funcionen directamente con agua de mar. En este caso ya está presente en el agua una concentración de sal elevada, de 35 g/l por lo que supone unos consumos eléctricos mucho más reducidos por lo que es un sistema muy recomendable.
En el proceso se generan un gran número de poderosos agentes desinfectantes:

Beneficios:
Éste sistema de cloración salina presenta numerosas ventajas tanto en las condiciones de uso como de mantenimiento de la piscina:

FUENTE: INTERNET

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