Todos sabemos que el agua es algo esencial para la vida. Por eso, se le practican diferentes tratamientos para su consumo. Uno de los más conocidos es la cloración, donde se le añade una determinada cantidad de cloro. Pero…..
El cloro es un elemento químico presente en la naturaleza, que forma parte de cloruros, cloritos y cloratos, minas de sal y el agua de mar.
No lo encontraremos en estado puro, sino combinado con otros elementos porque reacciona con rapidez y se acopla con facilidad.
Nació en 1774, cuando el sueco Carl Whilhelm Scheele lo hizo reaccionar por primera vez. Más adelante, en 1810, el británico Humphfry Davy descubrió que era un elemento , y no un compuesto, dándole el nombre «cloro» por el color que tenía.
Con el tiempo, los científicos descubrieron que decoloraba pigmentos vegetales y, por tanto, blanqueaba tejidos.Y hoy contamos con el cloro como un gran aliado para frenar epidemias y para mejorar la salud pública a través del agua por su poder desinfectante y su bajo coste.
El cloro es parte fundamental en el proceso de desinfección del agua en el mundo. Es uno de los principales elementos que se utilizan para este fin. Es efectivo y el impacto como elemento químico se conoce. El cloro es fabricado electroliticamente por el proceso de celdas de diafragma, de mercurio o membrana. En cada proceso, una solución salina (salmuera) se electroliza por la acción de corriente eléctrica continua, la cual la convierte a los iones del cloruro en cloro elemental. En condiciones normales, es un gas amarillo verdoso, de un olor irritante característico, se considera comprensible no inflamable. Es un elemento muy activo químicamente, razón por la cual no se encuentra en estado natural. Esta dentro de la familia de los halógenos. Su fórmula química es Cl2.
Se considera que el ácido hipocloroso es más eficaz como desinfectante que el ión hipoclorito. Este hecho podría estar motivado con la inexistencia de carga en la molécula de ácido hipocloroso. Al ser una molécula neutra, le sería más fácil penetrar la pared bacteriana con la consiguiente actividad bactericida.
Según diferentes estudios químicos, los datos muestran que el hipoclorito presenta diferente actividad bactericida a distintos valores de pH. Cuando el pH desciende de 7,5 la cantidad de hipoclorito necesaria para desinfectar un agua es mucho menor que para valores de pH superiores a 7,5. Por lo tanto, el cloro es más eficaz en medio acido que en medio básico o alcalino. Esto es debido a que su efecto bactericida es mayor cuando se encuentra en forma de hipocloroso.
Otro aspecto destacable en el uso de cloro como desinfectante es el tiempo de contacto con el agua. Su efecto aumenta con el tiempo de contacto entre el agua y el cloro. Un tiempo de contacto pequeño se puede compensar con el empleo de una mayor dosis de reactivo.
La magnitud de la constante de hidrolisis de equilibrio es tal, que la hidrólisis a ácido hipocloroso se completa prácticamente en el agua dulce a pH superior a 4, con la adición de cloro de 100 mg/L.
Con las cualidades anteriormente expuestas podemos concluir que el cloro es un producto muy eficaz en diversos aspectos del tratamiento del agua, tales como:
-Bactericida
-Eliminación de metales del agua, como el hierro y el manganeso
-Eliminación de ácido sulfhídrico
-Eliminación de colorantes orgánicos
-Mejoras en la coagulación por dióxido de silicio
-Control de olores y sabores
-Prevención de crecimiento de algas
-Corrección de presencia bulking en aguas residuales
El proceso de clorar agua para consumo humano tiene tres etapas. Cada proceso tiene equipos y procedimientos diferentes. Las etapas de la cloración del agua en una planta de tratamiento son:
1-Precloración: En esta etapa la cantidad de cloro necesaria para superar se agrega el punto de interrupción. Esto garantiza que el nivel de cloro residual sea apropiado para una desinfección más lejos. Por lo general, la dosis de cloro se lleva proporcionalmente al flujo de agua a tratar.
2-Desinfección en planta: Esta etapa se lleva a cabo dentro del depósito de desinfección. En esta fase, se produce la desinfección del agua tratada. El jefe de planta determina el tiempo de contacto necesario para mantener un nivel residual de cloro. De esta forma, asegura que no se ha producido la contaminación microbiológica. Para llevar a cabo la entrada de cloro se necesita un equipo de dosificación de cloro.
3-Postcloración: Cuando el agua ha salido del tanque anterior, se puede aportar una cantidad de cloro adicional. El objetivo será garantizar que los niveles de cloro residual sean adecuados en los puntos de consumo. El equipo de control en línea es de gran importancia, ya que será el último responsable de mantener el nivel de cloro en la red de distribución.
Existen en el mercado diversos sistemas de dosificación de cloro. Un equipo estándar para la desinfección final de una planta potabilizadora podría ser el siguiente:
1-Un tanque de almacenamiento de hipoclorito sódico bien dimensionado para garantizar una autonomía de al menos 15 días al caudal y dosis de la planta. Tendrá instrumentación para la detección de nivel de fluido en el interior de máximo y mínimo nivel, y bloqueo de la instalación por nivel mínimo.
2-Un equipo de dosificación compuesto por dos bombas dosificadoras de membrana. Con una controlaremos el pH del agua y con la otra la dosificación del cloro.
La efectividad del cloro como desinfectante, está directamente relacionada con el ph del agua a tratar. Cuanto mayor es el ph del agua, mayor es el tiempo que necesita el cloro para destruir los organismos a eliminar. Por lo anterior, en numerosa ocasiones la adicción de cloro, debe ir unida al ajuste del ph en el agua. Esto hace que se encarezcan en gran medida los sistemas de cloración. El ph del agua a clorar debe permanecer en el entorno de 7 , pues es en este nivel de ph, cuando la forma activa del cloro alcanza un nivel óptimo para la desinfección.
3-la instalación de dosificación de cloro estará dimensionada a caudal máximo de la dosificación prevista de tuberías desde el punto de almacenamiento hasta el punto de destino incluyendo valvuleria, rebosadero, sistema de vaciado y sistema de carga.
El cloro es el desinfectante y oxidante más utilizado en el tratamiento del agua potable. Sin embargo, existen otras alternativas a la cloración del agua para lograr su desinfección. Estos son:
-Ozono, es un poderoso oxidante y un excelente desinfectante. Se utiliza para el tratamiento del agua potable en muchas plantas de abastecimiento de agua en todo el mundo. Debe generarse in situ y, por tanto, es menos adecuado que el cloro para su aplicación en pequeñas plantas de tratamiento.
–Radiación UV, e acción local e instantánea, tampoco deja residuos o subproductos así que es ideal para agua en contacto con personas, flora o fauna; sin embargo, exige que el agua a desinfectar tenga una turbiedad y contenido de sólidos bajos para actuar apropiadamente y requiere mantenimiento frecuente de las lámparas.
El ozono no deja residuos en el sistema de distribución. Se descompone rápidamente en el agua. Aun así, se instalan medidores en la fase final del equipo de generación de ozono para eliminar el exceso.
–Dióxido de cloro, el dióxido de cloro se usa en plantas de abastecimiento de agua. Es más frecuente en plantas con presencia de sabores clorofenólicos en el agua producto. Este efecto es consecuencia de la cloración de agua con partículas de fenol en suspensión. No forma trihalometanos y persiste en el agua de bebida, es decir, proporciona un residuo en el suministro distribuido.
–La monocloramina, el inconveniente del uso de este desinfectante es que produce clorito y clorato. Estas sustancias deben controlarse cuidadosamente, ya que son especies relativamente tóxicas. Los subproductos del dióxido de cloro no están bien caracterizados. La monocloramina es un desinfectante menos potente que el cloro, el ozono o el dióxido de cloro. Pero, su ventaja es que se trata de un compuesto más persistente en el agua potable. Por eso, se ha utilizado para mantener un nivel residual bajo en un sistema de distribución durante muchos años.
La cloración es un procedimiento muy extendido en el tratamiento de las aguas destinadas a consumo humano. Pero aunque tiene resultados muy beneficiosos como por ejemplo la desinfección, no está exento de efectos perjudiciales para el organismo.
Es probable que en verano, al bañarte en la piscina, te hayas dado cuenta de lo mucho que se reseca la piel.
Los ojos se irritan, y la piel queda como tensa y algo rugosa.
Esto se debe a que el cloro contiene hipoclorito de sodio, que deteriora la capa grasa natural de la piel, y la deja parcialmente expuesta.
Esto puede alterar su pH y con ello el equilibrio natural de los tejidos.
Por otra parte, el exceso de cloro se relaciona también con la aparición de la enfermedad autoinmune llamada vitíligo.
El vitíligo provoca esa falta de pigmentación o color en la piel que habrás visto en algunas personas.
Se produce cuando el sistema inmune ataca a la propia melanina, porque no detecta de forma correcta si existe una amenaza o no para la piel.
Y es que estamos mucho más expuestos al cloro por la piel y los pulmones que por su ingestión (imagina cómo de expuestos están los nadadores)
Los efectos del cloro en agua potable se producen también en el organismo cuando la bebemos. Cuando entra en contacto con nuestra microbiota o flora intestinal, como mata a todos los microorganismos vivos, elimina también a las bacterias buenas que sí nos ayudan a defendernos desde el intestino.
La cloración de aguas residuales es un método de desinfección con cloro. Sus objetivos son: evitar la transmisión de enfermedades y evitar el desarrollo de algas microscópicas que enturbien el agua.
Se agrega cloro al agua residual en cantidad suficiente para que reaccione con todas las substancias reductoras, la materia orgánica y el amoníaco, formando compuestos orgánicos de cloro y de cloraminas. Si a partir de aquí se sigue añadiendo cloro, se irán destruyendo las cloraminas y compuestos orgánicos de cloro hasta que llegue el punto de ruptura o “break point”, donde el cloro residual empieza a quedar libre o disponible. El cloro libre es un agente desinfectante muy activo.
El punto de ruptura o “break point” es la dosis mínima de cloro necesaria para eliminar el amoníaco y parcialmente destruye las cloraminas que se formaron previamente. A partir del punto de ruptura o con la formación del cloro libre, se empiezan a cumplir las garantías de desinfección. El punto de ruptura se reconoce gracias al mal olor que desprende la mayor parte de los compuestos formados y al mínimo sabor a cloro que tenga el agua.
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