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Para la cloración de piscinas, consulte Saneamiento de piscinas .
Comprobación del nivel de cloro de la fuente de agua local en La Paz, Honduras .

La cloración del agua es el proceso de agregar cloro o compuestos de cloro como el hipoclorito de sodio al agua . Este método se utiliza para matar bacterias, virus y otros microbios en el agua. [1] En particular, la cloración se usa para prevenir la propagación de enfermedades transmitidas por el agua como el cólera , la disentería y la fiebre tifoidea .

Historia [ editar ]

En un artículo publicado en 1894, se propuso formalmente agregar cloro al agua para hacerla "libre de gérmenes". Otras dos autoridades respaldaron esta propuesta y la publicaron en muchos otros artículos en 1895. [2] Los primeros intentos de implementar la cloración del agua en una planta de tratamiento de agua se realizaron en 1893 en Hamburgo , Alemania. En 1897, la ciudad de Maidstone , Inglaterra, fue la primera en tratar todo su suministro de agua con cloro. [3]

La cloración permanente del agua comenzó en 1905, cuando un filtro de arena lento defectuoso y un suministro de agua contaminado provocaron una grave epidemia de fiebre tifoidea en Lincoln , Inglaterra. [4] Alexander Cruickshank Houston utilizó la cloración del agua para detener la epidemia. Su instalación alimentaba una solución concentrada del llamado cloruro de cal al agua que se estaba tratando. Esto no era simplemente cloruro de calcio moderno, sino que contenía cloro gaseoso disuelto en agua de cal (hidróxido de calcio diluido) para formar hipoclorito de calcio (cal clorada). La cloración del suministro de agua ayudó a detener la epidemia y, como precaución, se continuó con la cloración hasta 1911, cuando se encargó un nuevo suministro de agua. [5]

Clorador de control manual para la licuefacción de cloro para la depuración de agua, principios del siglo XX. De la cloración del agua por Joseph Race, 1918.

El primer uso continuo de cloro en los Estados Unidos para la desinfección tuvo lugar en 1908 en el embalse de Boonton (en el río Rockaway ), que servía de suministro para Jersey City, Nueva Jersey . [6] La cloración se logró mediante la adición controlada de soluciones diluidas de cloruro de cal ( hipoclorito de calcio ) en dosis de 0,2 a 0,35 ppm. El proceso de tratamiento fue concebido por John L. Leal y la planta de cloración fue diseñada por George Warren Fuller. [7] Durante los años siguientes, la desinfección con cloro utilizando cloruro de cal (hipoclorito de calcio) se instaló rápidamente en los sistemas de agua potable de todo el mundo.[8]

La técnica de purificación del agua potable mediante el uso de cloro gaseoso licuado comprimido fue desarrollada por un funcionario británico del Servicio Médico de la India.Vincent B. Nesfield, en 1903. Según su propio relato, "Se me ocurrió que el cloro gaseoso podría resultar satisfactorio ... si se pudieran encontrar los medios adecuados para usarlo ... La siguiente pregunta importante era cómo hacer que el gas sea portátil. Esto se puede lograr de dos maneras: licuándolo y almacenándolo en recipientes de hierro revestidos de plomo, con un chorro con un canal capilar muy fino y provisto de un grifo o un tapón de rosca. El grifo es encendido, y el cilindro colocado en la cantidad de agua requerida. El cloro burbujea, y en diez a quince minutos el agua es absolutamente segura. Este método sería de uso a gran escala, como para los carros de agua de servicio ". [9]

El mayor Carl Rogers Darnall , profesor de química en la Escuela de Medicina del Ejército , dio la primera demostración práctica de esto en 1910. [10] Este trabajo se convirtió en la base de los sistemas actuales de purificación de agua municipal . Poco después de la demostración de Darnall, el mayor William JL Lyster del Departamento Médico del Ejército utilizó una solución de hipoclorito de calcio en una bolsa de lino para tratar el agua.

Durante muchas décadas, el método de Lyster siguió siendo el estándar para las fuerzas terrestres estadounidenses en el campo y en los campamentos, implementado en la forma del familiar Lyster Bag (también deletreado Lister Bag). La lona "bolsa, agua, esterilización" era un componente común de las cocinas de campo, emitida una por cada 100 personas, de una capacidad estándar de 36 galones que colgaba de un trípode a menudo improvisado en el campo. En uso desde la Primera Guerra Mundial hasta la Guerra de Vietnam, ha sido reemplazado por sistemas de ósmosis inversa que producen agua potable.filtrando a presión el agua local a través de filtros de nivel microscópico: la unidad de purificación de agua por ósmosis inversa (1980) y el sistema de purificación de agua táctica (2007) para la producción a gran escala, y la unidad de purificación de agua ligera para necesidades de menor escala que incluye tecnología de ultrafiltración para producir agua potable de cualquier fuente y utiliza ciclos de retrolavado automatizados cada 15 minutos para simplificar las operaciones de limpieza.

El cloro gaseoso se utilizó por primera vez de forma continua para desinfectar el suministro de agua en la planta de filtrado de Belmont, Filadelfia , Pensilvania , mediante el uso de una máquina inventada por Charles Frederick Wallace [ cita requerida ], quien la apodó el clorador. Fue fabricado por la compañía Wallace & Tiernan a partir de 1913. [11] En 1941, la desinfección del agua potable estadounidense con cloro gaseoso había reemplazado en gran medida el uso de cloruro de cal. [12] [13]

Bioquímica [ editar ]

Como halógeno , el cloro es un desinfectante altamente eficiente y se agrega a los suministros públicos de agua para matar patógenos causantes de enfermedades, como bacterias , virus y protozoos , que comúnmente crecen en los reservorios de suministro de agua, en las paredes de las tuberías principales y en tanques de almacenamiento. [14] Los agentes microscópicos de muchas enfermedades como el cólera , la fiebre tifoidea y la disentería mataban a innumerables personas cada año antes de que se emplearan de forma rutinaria los métodos de desinfección. [14]

Con mucho, la mayor parte del cloro se fabrica a partir de sal de mesa (NaCl) por electrólisis en el proceso de cloro-álcali . El gas resultante a presiones atmosféricas se licua a alta presión. El gas licuado se transporta y utiliza como tal.

Como agente oxidante fuerte , el cloro mata a través de la oxidación de moléculas orgánicas. [14] El cloro y el producto de hidrólisis ácido hipocloroso no están cargados y, por lo tanto, penetran fácilmente en la superficie cargada negativamente de los patógenos. Es capaz de desintegrar los lípidos que componen la pared celular y reaccionar con las enzimas y proteínas intracelulares , haciéndolas no funcionales. Entonces, los microorganismos mueren o ya no pueden multiplicarse. [15]

Principios [ editar ]

Cuando se disuelve en agua, el cloro se convierte en una mezcla de equilibrio de cloro, ácido hipocloroso (HOCl) y ácido clorhídrico (HCl):

Cl 2 + H 2 O ⇌ HOCl + HCl

En solución ácida, las especies principales son Cl
2y HOCl, mientras que en solución alcalina, efectivamente sólo está presente ClO - ( ion hipoclorito ). También se encuentran concentraciones muy pequeñas de ClO 2 - , ClO 3 - , ClO 4 - . [dieciséis]

Cloración de choque [ editar ]

La cloración de choque es un proceso que se utiliza en muchas piscinas, pozos de agua , manantiales y otras fuentes de agua para reducir los residuos de bacterias y algas en el agua. La cloración de choque se realiza mezclando una gran cantidad de hipoclorito en el agua. El hipoclorito puede estar en forma de polvo o líquido, como lejía clorada (solución de hipoclorito de sodio o hipoclorito de calcio en agua). El agua que se está clorando por choque no se debe nadar ni beber hasta que el recuento de hipoclorito de sodio en el agua baje a tres partes por millón (PPM) o hasta que el recuento de hipoclorito de calcio baje a 0.2 a 0.35 PPM. [cita requerida ]

Inconvenientes [ editar ]

La desinfección por cloración puede ser problemática, en algunas circunstancias. El cloro puede reaccionar con compuestos orgánicos naturales que se encuentran en el suministro de agua para producir compuestos conocidos como subproductos de desinfección (DBP). Los DBP más comunes son los trihalometanos (THM) y los ácidos haloacéticos (HAA). Los trihalometanos son los principales subproductos desinfectantes creados a partir de la cloración con dos tipos diferentes, bromoformo y dibromoclorometano., que son los principales responsables de los peligros para la salud. Sus efectos dependen estrictamente de la duración de su exposición a los productos químicos y de la cantidad ingerida en el cuerpo. En dosis altas, el bromoformo ralentiza principalmente la actividad cerebral regular, que se manifiesta por síntomas como somnolencia o sedación. La exposición crónica tanto al bromoformo como al dibromoclorometano puede causar cáncer de hígado y riñón, así como enfermedades cardíacas, pérdida del conocimiento o la muerte en dosis altas. [17] Debido a la potencial carcinogenicidad de estos compuestos, las regulaciones del agua potable en el mundo desarrollado requieren un monitoreo regular de la concentración de estos compuestos en los sistemas de distribución de los sistemas de agua municipales. La organizacion mundial de la saludha declarado que "los riesgos para la salud de estos subproductos son extremadamente pequeños en comparación con los riesgos asociados con una desinfección inadecuada". [18]

También existen otras preocupaciones con respecto al cloro, incluida su naturaleza volátil que hace que desaparezca demasiado rápido del sistema de agua, y preocupaciones organolépticas como el sabor y el olor.

Declorador [ editar ]

Un declorador es un aditivo químico que elimina el cloro o cloramina del agua. Cuando el agua del grifo está clorada , debe declorarse antes de su uso en un acuario , ya que el cloro puede dañar la vida acuática de la misma manera que mata los microorganismos . El cloro matará a los peces [19] y dañará el filtro biológico de un acuario . [20] Los productos químicos que cumplen esta función son agentes reductores que reducen las especies de cloro a cloruro , que es menos dañino para los peces.

Algunos compuestos empleados en los decloradores comerciales son: tiosulfato de sodio , hidroximetanosulfonato de sodio (utilizado en AmQuel) y ácido hidroximetanosulfínico de sodio (utilizado en Marineland Bio-safe).

Ver también [ editar ]

  • Métodos alternativos para la desinfección del agua.
  • Agua potable
  • Ley de agua potable segura
  • Hipoclorito de sodio
  • Esterilización (microbiología)
  • Ácido tricloroisocianúrico también conocido como Symclosene, el producto químico en las tabletas de cloración
  • Filtro de agua
  • Fluoración del agua
  • Industria del agua
  • La contaminación del agua
  • Purificación del agua
  • Red de abastecimiento de agua
  • Tratamiento de aguas

Referencias [ editar ]

  1. ^ "Desinfección con cloro | Sistemas públicos de agua | Agua potable | Agua saludable | CDC" . www.cdc.gov . 10 de octubre de 2018 . Consultado el 30 de abril de 2020 .
  2. ^ FE Turneaure; y HL Russell (1901). Abastecimiento público de agua: necesidades, recursos y construcción de obras (1ª ed.). Nueva York: John Wiley & Sons. pag. 493.
  3. ^ "Epidemia tifoidea en Maidstone". Revista del Instituto Sanitario . 18 : 388. Octubre de 1897.
  4. ^ "¿Un milagro para la salud pública?" . Consultado el 17 de diciembre de 2012 .
  5. ↑ Reece, RJ (1907). "Informe sobre la epidemia de fiebre entérica en la ciudad de Lincoln, 1904-5". En el trigésimo quinto informe anual de la Junta de gobierno local, 1905-6: Suplemento que contiene el informe del oficial médico para 1905-6. Londres: Junta de Gobierno Local.
  6. ^ Leal, John L. (1909). "La Planta de Esterilización de la Compañía de Suministro de Agua de Jersey City en Boonton, Nueva Jersey" Actas American Water Works Association. págs. 100-9.
  7. ^ Fuller, George W. (1909). "Descripción del proceso y la planta de la Jersey City Water Supply Company para la esterilización del agua del embalse de Boonton". Procedimientos AWWA. págs. 110-34.
  8. ^ Hazen, Allen. (1916). Agua limpia y cómo conseguirla. Nueva York: Wiley. pag. 102.
  9. ^ VB Nesfield (1902). "Un método químico de esterilización de agua sin afectar la potabilidad" . Salud pública . 15 : 601–3. doi : 10.1016 / s0033-3506 (02) 80142-1 .
  10. ^ Darnall CR (noviembre de 1911). "La depuración del agua mediante cloro anhidro" . Soy J Salud Pública . 1 (11): 783–97. doi : 10.2105 / ajph.1.11.783 . PMC 2218881 . PMID 19599675 .  
  11. ^ http://library.rit.edu/findingaids/Inventories/WallaceAndTiernanCompanyRecords.pdf
  12. ^ Hodges, L. (1977). Contaminación ambiental (2ª ed.). Nueva York: Rinehart y Winston. pag. 189.
  13. ^ Baker, Moses N. (1981). La búsqueda de agua pura: la historia de la purificación del agua desde los primeros registros hasta el siglo XX. 2ª Edición. Vol. 1. Denver: Asociación Estadounidense de Obras Hidráulicas. pag. 341-342.
  14. ↑ a b c Calderón, RL (2000). "La epidemiología de los contaminantes químicos del agua potable" . Toxicología alimentaria y química . 38 (Suplemento 1): S13 – S20. doi : 10.1016 / S0278-6915 (99) 00133-7 . PMID 10717366 . 
  15. ^ Kleijnen, RG (16 de diciembre de 2011). El dilema del cloro (PDF) . Universidad Tecnológica de Eindhoven. Archivado desde el original (PDF) el 22 de febrero de 2014 . Consultado el 18 de enero de 2014 . [ página necesaria ]
  16. ^ Shunji Nakagawara, Takeshi Goto, Masayuki Nara, Youichi Ozaqa, Kunimoto Hotta y Yoji Arata (1998). "Caracterización espectroscópica y la dependencia del pH de la actividad bactericida de la solución acuosa de cloro" . Ciencias analíticas . 14 (4): 691–698. doi : 10.2116 / analsci.14.691 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  17. ^ "Declaración de salud pública: bromoformo y dibromoclorometano". ATSDR. 2011. Cite journal requiere |journal=( ayuda )[ se necesita cita completa ]
  18. ^ Directrices para la calidad del agua potable (PDF) . Volumen 1, Recomendaciones (tercera edición que incorpora la primera y segunda edición de los apéndices). Organización Mundial de la Salud. 2008. p. 5.
  19. ^ Hargrove, Maddy; Hargrove, Mic (2006). Acuarios de agua dulce para tontos . Hoboken, Nueva Jersey: Wiley Publishing, Inc. p. 181. ISBN 9780470051030.
  20. ^ Seyffarth, Keith. "Decloración - La primera guía del tanque - Preparación del agua del grifo para uso en acuarios" . Primer guía de tanques . Consultado el 15 de febrero de 2017 .

Enlaces externos [ editar ]

  • Desinfección de emergencia de agua potable ( EPA de EE . UU. )
  • Inventario Nacional de Contaminantes - Cloro
  • División de Química del Cloro del American Chemistry Council