Clculo de la velocidad de sedimentacin de partculasA continuacin se muestran las frmulas aplicables para calcular la velocidad de sedimentacin de partculas presentes en el agua. Van a ser funcin del nmero deReynolds, que a su vez depender del tamao de la partcula. La velocidad de sedimentacin tambin se puede calcular de forma grfica con el grfico de la parte inferior.

Vs : velocidad de sedimentacin (m/s) d: dimetro de la partcula (m) g: aceleracin de la gravedad (9,81 m/s2) a: densidad de la partcula (kg/m3) : densidad del agua (kg/m3)

Ss: densidad especfica (a/) R:nmero de Reynolds

Formacin ydescomposicin del ozonoEl ozono es uno de los principales componentes de la estratosfera. A altitudes comprendidas entre 15 y 30 Km puede llegar a concentraciones de hasta 10 ppm; concentraciones muy elevadas comparadas con las existentes en la superficie terrestre. Tiene unos mecanismos de formacin y de destruccin que ahora pasamos a describir:a. Formacin del ozono:El mecanismo de formacin del ozono en la estratosfera comprende dos etapas:i. descomposicin de la molcula de oxgeno:la ruptura de la molcula de oxgeno necesita de gran cantidad de energa solar y as se produce la absorcin de radiaciones solares de alta energa (< 242 nm) que no llegan a la superficie terrestre.ii. reaccin de los tomos de oxgeno con las molculas de oxgeno:este proceso se realiza con la presencia de otras molculas M (generalmente nitrgeno u oxgeno) para disipar la energa producida en la reaccin.La radiacin solar es mxima en el Ecuador, por lo tanto es all donde tiene lugar la mayor parte de la produccin de ozono a unos 22 Km de altura, donde las condiciones son ptimas. Producido el ozono se desplaza horizontalmente hacia los polos y va disminuyendo en altitud. La mayor parte del ozono que se introduce en la troposfera se destruye parcialmente dado su fuerte carcter oxidante, quedando en una proporcin mnima (0'010'03 ppm).El resultado de esta situacin es la formacin de la llamada capa de ozono que envuelve a todo el planeta, con una concentracin que depende de la latitud y de las estaciones climticas. Los mayores niveles de ozono se encuentran en los polos.b. Descomposicin fotoqumica del ozono:Junto al proceso de formacin del ozono, tiene lugar tambin su proceso de descomposicin fotoqumica. El ozono absorbe radiacin ultravioleta descomponindose de forma inversa a como se form:este proceso de descomposicin fotoqumica es el que le confiere a la capa de ozono su papel importantsimo como escudo protector al absorber las radiaciones ultravioletas que de llegar a la superficie terrestre causaran importantes efectos perjudiciales. Segn teoras actuales, el origen de la vida en nuestro planeta no hubiese podido tener lugar sin esta proteccin ultravioleta, sin esta capa de ozono.Podemos sintetizar diciendo que se establece un equilibrio entre la formacin y la destruccin del ozono que tiene como resultado la absorcin de la radiacin ultravioleta.c. Destruccin del ozono:Existe otra reaccin expuesta por Chapman en 1930 que supone una doble prdida:

por una parte se pierde ozono y por otra oxgeno atmico capaz de producirlo. La velocidad de dicha reaccin es relativamente lenta. Ahora bien, este proceso de destruccin es catalizado por determinadas especies qumicas X segn el siguiente mecanismo de reaccin:

por ejemplo:

La especie qumica X se recupera al final del proceso, por lo que una sola molcula puede destruir muchas de ozono. Por ello, aunque las concentraciones de X sean pequeas, sus efectos pueden ser considerables. X puede ser un tomo de Cl, H o Br, un radical OH, o molculas de CO, NO, etc., siendo especialmente efectivos los tomos de Cl, Br y la molcula de NO.Es precisamente el aumento considerable de las cantidades de especies X en la estratosfera lo que supone una seria amenaza para la destruccin de la capa de ozono, y stas son originadas fundamentalmente por las actividades humanas. Por poner un ejemplo, el cloro se produce en la estratosfera por fotlisis de compuestos clorados procedentes de la troposfera y en su inmensa mayora de origen antropognico como los clorofluorocarbonados (CFC) utilizados como refrigerantes, propelentes de spray, disolventes, espumas contra incendios, ... Se estima que, antes de llegar a los acuerdos para reducir progresivamente su produccin y eliminarla hacia el ao 2000, la atmsfera reciba cada ao unos 1000 millones de toneladas, y dada su estabilidad (tienen una vida promedio de entre 10 y 100 aos), permanecen varios aos en la troposfera y se difunden hacia la estratosfera destruyendo la capa de ozono. En la actualidad, su concentracin sigue aumentando un 6 % anual a pesar de que ya se han conseguido sustitutos adecuados.

HIPOCLORITO DE SODIOHipoclorito de sodioHipoclorito de sodio (NaOCl) es un compuesto que puede ser utilizado para desinfeccin del agua. Se usa a gran escala para la purificacion de superficies, blanqueamiento, eliminacin de olores y desinfeccin del agua.Caractersticas del hipoclorito de sodio?El hipoclorito desodioes una solucin clara de ligero color amarillento y un olor caracterstico. El hipoclorito de sodio tiene una densidad relativa de 1,1 (5,5% solucin acuosa). Como agente blanqueante deuso domesticonormalmente contiene 5% de hipoclorito de sodio (con unPHde alrededor de 11, es irritante). Si esta a mayor concentracin, contiene un 10 a 15% de hipoclorito de sodio (con un PH alrededor de 13, se quema y escorrosivo).Hipoclorito de sodio es inestable. Elclorose evapora a razn de 0,75 gramos de cloro activo por da desde la solucin. Despus calentado el hipoclorito de sodio se desintegra. Esto tambin ocurre cuando hipoclorito de sodio contacta con cidos, luz del da, ciertos metales y venenos as como gases corrosivos, incluyendo el gas de cloro. El hipoclorito de sodio es un oxidante fuerte y reaccin con compuestos combustibles y reductores. El hipoclorito de sodio es una base dbil inflamable. Estas caractersticas se deben tener en cuenta en losprocedimientode transporte, almacenamiento y uso del producto.Como afecta el PH al aadir hipoclorito de sodio al agua?Debido a la presencia de soda custica en el hipoclorito de sodio, el valor del PH aumenta. Cuando el hipoclorito de sodio se disuelva en agua, se generan dos substancias, que juegan el papel de oxidantes y desinfectantes. Estos son acido hipocloroso (HOCl) y el ion de hipoclorito el cual es menos activo (OCl-). El Ph del agua determina la cantidad de acido hipocloroso que se forma. Cuando se utiliza hipoclorito de sodio, se utiliza el acido actico para disminuir el PH.El acido sulfrico (H2SO4) se puede usar como alternativa al acido actico. Cuando se utiliza acido sulfrico la produccin de gases dainos es menor. El acido sulfrico es un acido fuerte que reacciona vigorosamente con bases y esto es muy corrosivo.Como se produce el hipoclorito de sodio?El hipoclorito de sodio se puede utilizar de dos maneras:- mediante la disolucin de sales enagua blanda, generado unasolucin salina. La solucin eselectrolizaday genera una solucin de hipoclorito de sodio enagua. Esta solucin contiene 150gr decloro activopor litro. Durante la reaccin se generahidrogenogas explosivo.- mediante la adicin de cloro gas (Cl2) a soda custica (NaOH). Cuando se hace esto, el hipoclorito de sodio, agua y sal se producen de acuerdo a la siguiente reaccin:Cl2+ 2NaOH + NaOCl + NaCl + H2OAplicaciones del hipoclorito de sodio?El hipoclorito de sodio se utiliza a gran escala. Por ejemplo en laagricultura,industrias qumicas,pinturas, industrias de alimentacin, industrias del cristal, papeleras y farmacuticas, industrias sintticas e industrias de disposicin de residuos.En laindustria textilse utiliza el hipoclorito de sodio como blanqueante. Tambin se puede aadir a aaguas residuales industriales. Esto se hace para laeliminacin de olores. El hipoclorito neutraliza el gas de sulfuro de hidrogeno (SH) yamonio(NH3). Tambin se puede utilizar para la de-toxificacion de baos de cianido en industrias del metal. El hipoclorito se puede utilizar para la prevencin de laformacin de las algascrecimiento biolgico entorres de enfriamiento. En lasaguas de tratamiento, el hipoclorito es utilizado comodesinfectantedel agua. En las casas, el hipoclorito se usa frecuentemente para la purificacion y desinfeccin de la casa.Como funciona el hipoclorito de sodio para la desinfeccin?Mediante la adicin de hipoclorito de sodio en el agua, se genera acido hipocloroso (HOCl):NaOCl + H2O HOCl + NaOH-El acido hipocloroso se divide en acido hipoclorito (HCl) yoxigeno(O). El tomo deoxigenoes un oxidados muy fuerte. El hipoclorito de sodio es efectivo contra lasbacterias,virusy hongos. El hipoclorito de sodio desinfecta de la misma manera que lo hace elcloro.Como se aplica el hipoclorito de sodio en piscinas?El hipoclorito de sodio es aplicado en piscinas para la desinfeccin del agua y oxidacin. Tiene la ventaja que los microorganismos pueden crear resistencias contra ellos. El hipoclorito de sodio es tambin efectivo contra lalegionelay elbiofilm, donde la legionela se puede multiplicar.El acido hipocloroso se produce mediante la reaccin de hidrxido de sodio con gas cloro. En el agua, se forma el llamado "cloro activo". Existen varios caminos para el uso de hipoclorito de sodio: Por electrolisis de la sal en el sitio, donde se aplica una solucin de sal (NaCl) en agua. IonesSodio(Na+) y cloro son producidos.4NaCl- 4Na++ 4Cl-

Mediante el paso de una solucin salina en celdas deelectrolisis, donde las reacciones que tienen lugar en los electrodos son las siguientes:2Cl- Cl2+ 2e- 2H2O + 2e- H2+ 20H-2H20 O2+ 4H++ 4e-

Subsecuentemente, el cloro e hidrxido reaccionan formando hipoclorito:OH-+ Cl2 HOCl + Cl-

Cual es la legislacin del hipoclorito de sodio?Se considera la misma que para el cloro.

CLOROCuando se aade cloro gas al agua se genera la siguiente reaccin:Cl2 + H2O = H+ + Cl- + HOClComo funciona la desinfeccin por cloro?

El cloro mata patgenos como las bacterias y los virus, rompiendo las uniones qumicas moleculares. Los desinfectantes usados para esta aplicacin consisten en compuestos de cloro que pueden intercambiar tomos con otros compuestos, como encimas en bacteria y otras clulas. Cuando las encimas entran en contacto con el cloro, uno o mas de los tomos de hidrgeno es substituido por el cloro. Esto provoca que la molcula se transforme o se rompa. Si la encima no funciona correctamente, causa la muerte de la clula o bacteria.

Cuando se aade cloro al agua, se forma acido hipocloroso:Cl2 + H2O -> HOCl + H+ + Cl-

Dependiendo del valor de PH, acido hipocloroso en parte se descompone en iones de hipocloritoCl2 + 2H2O -> HOCl + H3O + Cl-HOCl + H2O -> H3O+ + OCl-

Este se descompone en atomos de cloro y oxigeno:OCl- -> Cl- + O

Acido hipocloroso (HOCl), que es elctricamente neutral, y iones hipoclorito (OCL-), elctricamente negativos) forman cloro libre que se combina junto. Esto es lo que provoca la desinfeccin. Ambas sustancias tienen un comportamiento muy distintivo. Acido hipocloroso es un agente mas reactivos y mas fuerte que el hipoclorito. Acido hipocloroso se divide en acido hipoclorito (HCl) y oxigeno atmico (O). El tomo de oxigeno es un desinfectante muy poderoso. Las propiedades de desinfeccin del cloro en agua se basan en el poder de oxidacin de los tomos de oxigeno libre y reacciones de sustitucin del cloro.

Figure 5: el acido hipocloroso neutral puede penetrar la pared celular de los microorganismos patgenos mejor que los iones hipoclorito cargados negativamente t La pared celular de los microorganismos patgenos estn cargados negativamente. De esta manera puede ser penetrado por el acido hipocloroso neutro, en lugar de por el in hipoclorito cargado negativamente. Acido hipocloroso puede penetrar capas limosas, paredes celulares y capas protectoras de microorganismos matando de manera efectiva los patgenos. Los microorganismos mueren o su actividad reproductiva se ve inhibida.

La efectividad de la desinfeccin se determina mediante el PH del agua. Desinfeccin con cloro tiene lugar a PH optimo entre 5.5 a 7.5. Acido hipocloroso (HOCl) reacciona mas rpidamente con iones hipoclorito (OCL-); esto es un 80-100% mas efectivo. El nivel de acido hipocloroso disminuir cuando el valor del PH sea mas alto. Con un valor de PH de 6, el nivel de acido hipocloroso es de un 80% y el resto son iones hipoclorito. Cuando el valor del PH es 8, ocurre lo contrario. Cuando el valor del PH es de 7.5 las concentraciones se igualan.

Acido hipocloroso (izquierda) : iones hipoclorito (derecha) Cual es la legislacin del cloro?

EU:La gua europea de agua potable 98/83/EC no contiene referencia sobre el cloro.

OMS (Organizacin Mundial de la Salud)Los estndares de agua potable de la OMS, determinan que 2-3 mg/L cloro deben aadirse al agua para una desinfeccin satisfactoria y concentracin residual. El contenido mximo de cloro que se puede utilizar es de 5mg/L despus de al menos 30minutos como tiempo de contacto y valores de PH de 8 o menos. (OMS, gua de la calidad del agua potable, tercera edicin)

USA:Los estndares nacionales para la calidad del agua potable establece que el tiempo residual mxima del cloro es 4mg/L. Hasta muy recientemente en USA cloro gas es usado extensamente para el tratamiento de agua residual. Hoy en da, el uso del cloro se intenta minimizar. Esto es debido a los subproductos peligrosos de la desinfeccin como los trihalometanos (THM). De cualquier manera, el cloro es todava el desinfectante principal en EE.UU., por su precio. La implementacin del Clean Air Act (CAA). Plan de gestin de riesgos (RMP) para el almacenamiento de productos qumicos txicos por EPA (junio, 1999) y el registro del gas cloro como pesticida (EPA,2001) ha causado las plantas de tratamiento de aguas residuales cambiar de gas cloro a hipoclorito de socio mas frecuentemente. Esto es debido a que las compaas no quieren realizar un plan de gestin de riesgos para la utilizacin del cloro gas, porque es muy caro y proceso largo. Ca(ClO)2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2HClO El cido hipocloroso es un gas que se elimina del agua al calentarla

Productos de Cloro Utilizados para la Desinfeccin del AguaProductos qumicos de cloro son muy eficaces contra las bacterias, virus y hongos que contaminan el agua. Cuatro tipos de productos qumicos de cloro son utilizados en la agricultura: el hipoclorito de sodio, hipoclorito de calcio, el cloro gaseoso y el dixido de cloro.Hipoclorito de Sodio - NaOClEl hipoclorito de sodio es un lquido amarillento con una concentracin de cloro activo de 10-15% y un pH de alrededor de 13.0. No es muy estable, y cuando entra en contacto con el aire, la luz o temperaturas altas, el cloro se evapora y su concentracin en el agua disminuye. La reaccin qumica con el agua es la siguiente:NaOCl + H2O HOCl + Na + OH-Debido a su alto pH, el hipoclorito de sodio aumenta el pH del agua. Como se describe en el artculo anterior (Disinfeccion de agua con cloro), la reaccin del hipoclorito de sodio con el agua resulta en dos formas: HOCl (cido hipocloroso) y OCl-.

La proporcin entre HOCl y OCl- depende de pH del agua. HOCl es un desinfectante ms efectivo (100 veces ms efectivo que OCl-), y desde que esta forma predomina en un rango de pH de 3.0-6.7, el agua tratada debe ser acidificada.

Es posible acidificar el agua mediante el uso de cido sulfrico, y se aconseja mantener el nivel de pH en un rango de 5,8-6,5 para garantizar la eficacia de la desinfeccin y mantener el agua en un rango de pH que es adecuado para el riego.La cantidad de sodio aadido al agua mediante el uso de hipoclorito de sodio no afecta generalmente la calidad del agua, desde que la desinfeccin es lograda en concentraciones relativamente bajas de cloro (varios ppm es suficiente). La adicin del sodio puede ser considerable en sistemas de reutilizacin de aguas, en cuales el sodio se acumula en el agua gradualmente.Ventajas - fcil y seguro de transportar y de almacenar, muy eficaz cuando se utiliza correctamente.Desventajas - corrosivo, estrictas precauciones deben ser tomadas durante el manejo. Se evapora/ desintegra en contacto con aire, luz y altas temperaturas, corto perodo de conservacin.Hipoclorito de Calcio - Ca(ClO)2El hipoclorito de calcio es ms estable que el hipoclorito de sodio, y contiene una mayor concentracin de cloro (30-75%). La reaccin qumica con el agua es:

Ca(OCl)2 + 2H2O 2HOCl + Ca+2 + 2OH- Al igual que el hipoclorito de sodio, el hipoclorito de calcio tambin aumenta el pH del agua, por lo que se aconseja acidificar el agua durante el proceso de la desinfeccin.El hipoclorito de calcio est disponible como polvo blanco o tabletas, por lo que primero se debe preparar una solucin, y slo entonces inyectarla al agua tratada. La solubilidad de hipoclorito de calcio es relativamente baja, por lo que se disuelve mejor en agua suave. Se recomienda utilizar agua tibia para disolverlo para mejorar su solubilidad.En cualquier caso, todas las formas de hipoclorito de calcio contienen residuos insolubles que forman sedimentos en la solucin.Ventajas - fcil de transportar y almacenar, ms estable que el hipoclorito de sodio, no agregue sodio al agua, muy eficaz cuando se utiliza correctamente.Desventajas - solubilidad baja, puede causar obstruccin, la concentracin del cloro dependede la extensin de disolucin lograda.Cloro Gaseoso - Cl2Esto es cloro en su forma pura. Es almacenado y transportado en cilindros, como gas-licuado. La reaccin qumica con el agua es:Cl2(g) + H2O HOCl + H+ + Cl-A diferencia del sodio o hipoclorito de calcio, el cloro gaseoso disminuye el pH del agua.Ventajas - desinfectante muy efectivo, reduce el pH del agua de manera que acidificacin adicional no es necesario, disolucin uniforme y rpida en el agua.Desventajas - requiere habilidad y precauciones ms estrictas en su manipulacin.Dixido de Cloro - ClO2El dixido de cloro es muy diferente de las otras formas de cloro que se han descrito arriba. No puede ser comprimido o comercialmente almacenado, porque llega a ser voltil bajo presin.Por lo tanto siempre es producido en el sitio como parte del proceso de la desinfeccin.El clorito sdico y cido hipoclorito se almacenan en contenedores separados y se inyectan en un generador de dixido de cloro donde ellos reaccionan y producen dixido de cloro.Las concentraciones de dixido de cloro necesarias para lograr desinfeccin efectiva son ms bajas que las concentraciones necesarias cuando se utilizan otras formas de cloro.Ventajas - un poderoso oxidante, la eficacia de la desinfeccin no es dependido del pH o de la carga orgnica en el agua, no se forman subproductos orgnicos (como las cloraminas), disolucin rpida y uniforme en el agua.Desventajas - requiere habilidad, precauciones muy estrictas en su manipulacin.