el cloro en la desinfección del agua

8/17/2019 El Cloro en La Desinfección Del Agua

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I)DIC*

Ca+,tulo I........................................................................................................................'. I)T- D/CCI ).................................................................................................... ...

Ca+itulo II.......................................................................................................................

'. *l cloro en la desin0ección del agua +ota"le.............................................................

'.' Antecedentes..................................................................................................... ...

'. % De0inición................................................................................................................

%.' Métodos de desin0ección.........................................................................................1. Concentración del desin0ectante................................................................................

(. 2actores 3ue in0luyen en la desin0ección...................................................................

4. Tem+eratura...............................................................................................................

5. *0ecto del +!..............................................................................................................

6. Desin0ectante 3u,mico...............................................................................................

6.' *l Cloro................................................................................................................

6.'.' Pro+iedades del cloro..................................................................................... ...

6.'.% Técnicas de la cloración....................................................................................

6.'.%.' Mane7o seguro del cloro..............................................................................

6.'.1 *0iciencia de la desin0ección con el cloro..........................................................

*0iciencia de la cloración en la destrucción de +rotozoarios...............................

De acuerdo con el tiem+o de contacto del cloro en el agua................................

8. -eacción del cloro con al agua.............................................................................. ...

8.' Ti+os de reacciones........................................................................................... ...

8.'.' -eacciones !idrol,ticas............................................................................... .

8.% -eacciones de o9idación:reducción...................................................................

;. Alimentación del cloro..............................................................................................

'&.


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'&.' Cloración de ru+tura.........................................................................................

'&.% Cloración residual:li"re.....................................................................................

'&.1 Cloración residual:com"inada..........................................................................

''. Control de los su"+roductos de la desin0ección................................................... .

''.' Legislación re0erente a los su"+roductos de la desin0ección......................... .

''.'.' su"+roductos de la desin0ección del cloro................................................ .

''.'.% su"+roductos de la desin0ección con cloraminas...................................... .

''.'.1 su"+roductos de la desin0ección con dió9ido de cloro.............................. .

''.'.1 To9icolog,a de los su"+roductos de la desin0ección................................. .

C )CL/SI )*S....................................................................................................... .

-*C M*)DACI )*S............................................................................................... .

-*2*-*)CIAS =I=LI >-A2ICAS........................................................................... .

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Ca+,tulo I

Intr"%'&&i-n

La desin0ección del agua +ota"le es un tema muy im+ortante de"ido a 3ue ésta es

una o+eración 3ue asegura +rotección contra el riesgo de in0ecciones de origen

?,drico$ este es el tratamiento 3ue de"e a+licarse +rioritariamente cuando el agua

est@ contaminada$ o cuando no se +uede garantizar su +ota"ilidad natural de

0orma +ermanente.

La desin0ección del agua se +uede conseguir +or di#ersos medios ya sean 0,sicos

o 3u,micos$ en este caso el tema 3ue m@s se en0atiza es uno de los medios

3u,micos la utilización del cloro en la desin0ección de ella. La inyección de cloro$

+oderoso antio9idante en aguas cargadas de materiales org@nicas da lugar a

reacciones 3u,micas +articulares$ en es+ecial el amoniaco$ el ?ierro$ el

manganeso y los sul0uros$ reaccionan 0@cilmente con el cloro.

*l cloro cum+le una 0unción im+ortante en el tratamiento del agua +or destruir el

sul0uro de ?idrogeno y elimina el amoniaco y otros com+uestos nitrogenados 3ue

+oseen sa"ores desagrada"les y o"staculizan la desin0ección. Sin em"argo el

cloro tiene sus des#enta7as$ seg n algunos estudios realizados en los ltimosaBos el cloro as, como un ?alógeno desin0ectante m@s utilizado +ara la

desin0ección +or su a"undancia y econom,a seria causante de los canceres a la

#e7iga y al colon.

Para algunos la cloración es el +roceso de desin0ección 3ue ?asta el +resente

re ne las mayores #enta7as es e0iciente$ 0@cil de a+licar y de7a e0ecto residual 3ue

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se +uede medir +or sistemas muy sim+les y al alcance de todos. Tienen$ en

cam"io$ la des#enta7a de ser corrosi#o y es+ecialmente$ en algunos casos$ 0orma

su"+roductos como las monocloraminas )! %ClE +osi"lemente +eligrosos +ara la

salud y +roducir sa"or desagrada"le +ara el agua.

*l siguiente tra"a7o monogr@0ico tiene +or 0inalidad dar a conocer so"re la

im+ortancia de la 3u,mica en este +roceso adem@s las +osi"les des#enta7as de la

cloración +ara la salud 3ue +ara la mayor,a de la +o"lación esta y estu#o latente.

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Ca#it'l" II

El &l"r" en la %e$in+e&&i-n %el ag'a #"table

./ Ante&e%ente$

*l agua como elemento natural es indis+ensa"le +ara la #ida y la salud$ es

usada y consumida diariamente. *n el agua y en el medio am"iente siem+re

est@n +resentes los microorganismos y de los miles de #ariedades de ellos$ la

gran mayor,a no son noci#os al ?om"re$ inclusi#e con#i#imos con ellos y son

+arte de los +rocesos de la #ida$ algunos de ellos$ son noci#os al ?om"re$

+udiendo causar mor"ilidad e incluso la muerte. Los microorganismos +atógenos

o causantes de en0ermedades son llamados agentes in0ecciosos. Dic?os agentes

+ueden ser transmitidos a los seres #i#os +or #e?,culos como aire y alimentos

+ero el m@s com n es el agua 3ue se consume como agua de "e"er. Durantesiglos y antes de los descu"rimientos en micro"iolog,a$ es+ecialmente los

estudios de FocG y Pasteur$ de"ido a 3ue se desconoc,an las causas y +or las

+ésimas condiciones de ?igiene$ estas arrasa"an +o"laciones en *uro+a. /na

#ez demostrado 3ue los microorganismos eran la causa de en0ermedades 3ue

causa"an tantas muertes$ se "uscó la manera de e#itar o disminuir la incidencia

de contaminación de las aguas +ota"les y sus 0uentes$ dando inicio a la ciencia de

la ?igiene. /no de los +rimeros tratamientos im+lementados +ara tratar de e#itar

las en0ermedades in0ecciosas transmitidas +or el agua 0ue la sedimentación y

0iltración$ 3ue disminuyen la carga micro"iana +ero no garantizan la desin0ección

total. *n '84& Ho?n Sno des+ués de un ata3ue de cólera en Londres$

im+lementó un sistema de desin0ección +or cloro +ara una 0uente de

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a"astecimiento en esta ciudad. Sims ood?ead en '8;6 con los antecedentes de

Sno y tratando de dar ali#io a una e+idemia de ti0oidea en Fent Inglaterra$

tam"ién em+leó cloro l,3uido +ara ali#iar los estragos de la en0ermedad. Lo é9itos

de estas ?icieron 3ue en Inglaterra se em+leara la cloración como una medida

+re#enti#a de contaminación micro"iológica del agua y en ';&8 en )e

Hersey *stados /nidosEse im+lementó la cloración como un +roceso de

tratamiento en la +ota"ilización del agua$ y se ?izo e#idente la disminución de

incidencia de en0ermedades in0ecciosas en los consumidores. *n aBos

+osteriores se generalizó la desin0ección del agua con cloro y sus deri#ados en

todo el +a,s y 0inalmente en todo el mundo.

,/ De+ini&i-n

La desin0ección de"e realizarse en aguas de una "uena calidad 3u,mica en

las 3ue la demanda de cloro sea m,nimaE con la 0inalidad de limitar al m@9imo las

reacciones secundarias$ generadoras de su"+roductos. Por otro lado$ la acción

del desin0ectante del cloro se tiene 3ue ?acer +resente +ara asegurar 3ue el agua

esté li"re de "acterias +er7udiciales +ara la salud. La cloración es el método m@s

com n +ara desin0ectar el a"asto + "lico de agua se agregan cantidades

su0icientes de cloro gaseoso o ?i+ocloritos al agua tratada +ara eliminar "acterias

+atógenas. !enry J !einGe$ ';;;E

La cloración es un método de desin0ección con0ia"le$ relati#amente económica

y 0@cil de a+licar.

*l cloro gaseoso se ?idroliza en agua de 0orma casi com+leta +ara 0ormar

acido ?i+ocloroso.

Cl% K ! % ! ClK ! K K Cl:

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*l @cido ?i+ocloroso$ ! Cl$ se disocia en iones ?idrogeno !Ky iones ?i+oclorito

Cl:E en la reacción re#ersi"le siguiente.

! Cl ! KK Cl:

*l cloro reduce el +! a causa de los iones ?idrogeno 3ue se +roducen en las

reacciones anteriores. Pues el +! del agua es muy im+ortante +ara determinar el

grado en el 3ue el @cido ?i+ocloroso se disocia +ara +roducir iones ?i+oclorito.

A0irma 3ue el @cido ?i+ocloroso es el desin0ectante +rimario 3ue +redomina a

un +! menor de 6.4 y es alrededor de 8& #eces m@s e0icaz 3ue el ion ?i+oclorito

este est@ entre un +! mayor de 6.4 .

,/. Cl"ramina$

La reacción del cloro con las im+urezas nitrogenadas como el amoniaco )! 1

es de es+ecial interés de"ido a 3ue se +roducen cloraminas. Las cloraminas son

e0icaces como desin0ectantes$ +ero en menor grado 3ue el cloro li"re dis+oni"le

sin em"argo$ +ersisten durante m@s tiem+o en el agua tratada 3ue el cloro li"re

dis+oni"le y sir#en como +rotección contra una +osi"le contaminación en el

sistema de distri"ución$ causada +or construcción o mantenimiento inadecuado.

,/, 01t"%"$ %e %e$in+e&&i-n

*l método 3ue nosotros usaremos es a tra#és del cloro$ dic?o elemento

+osee una e0icacia documentada en el tiem+o +ara desin0ectar el agua

contaminada. La mayor +arte de los munici+ios en +a,ses desarrollados utilizan

este sistema +ara la desin0ección y +ota"ilización del agua. Su acción

desin0ectante de"e controlarse +ermanentemente +uesto 3ue su grado de e0icacia

de+ende del +! del agua. Por eso$ en aguas alcalinas el cloro +ierde su e0icacia y

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disminuye dr@sticamente su acti#idad como desin0ectante. La +resencia de

materia org@nica nitrogenada tam"ién disminuye su acti#idad ya 3ue el cloro se

com"ina con los iones amonio y 0orma cloraminas 7unto con los amino@cidos.

*stas cloraminas act an de 0orma +oco segura y se eliminan lentamente.

tra cosa 3ue ?ay 3ue tener en cuenta es 3ue el cloro es un com+uesto

"astante inesta"le y m@s lento 3ue el yodo en cuanto a tiem+o de desin0ección$

con lo 3ue no lo ?acen realmente un "uen candidato +ara la desin0ección en

#ia7eros o e9cursionistas. !ace muc?os aBos$ el +roducto comercial !alazone se

utiliza"a +ara desin0ectar aguas ya 3ue li"era"a cloro +oco a +oco +ero no de una

0orma e0icaz +or lo 3ue se de7ó de 0a"ricar.

tro +roducto 3ue contiene cloro es la le7,a. Aun3ue se comercialice +ara otra

0inalidad s, 3ue se ?a intentado usarse como desin0ectante de agua de "e"ida

+ero con +oco é9ito. Por 3uéN Parece ser 3ue la agitación o mo#imiento del

+roducto +ro#oca la li"eración del cloro y desciende as, la acti#idad

antimicro"iana. Si eres un e9cursionista$ lo m@s normal es 3ue trans+ortes el

en#ase en una maleta o moc?ila 3ue ine#ita"lemente no +arar@ de mo#erse +or el

camino. Su uso$ +or tanto$ no est@ recomendado adem@s de no +oder a7ustar una

dosis de seguridad +ara considerar las +érdidas de cloro.

*l uso de ?i+oclorito c@lcico es el método m@s 0ia"le 3ue e9iste. -ealmente lo

3ue +roduce es una ?i+ercloración o su+ercloración del medio$ 3uedando una

cantidad de cloro en e9ceso 3ue no es necesaria +ara la desin0ección. Ante tal

cantidad en el agua$ se +re#iene cual3uier cam"io de +! y se im+ide la 0ormación

de cloraminas. Posteriormente$ y cuando se ?aya lle#ado a ca"o la desin0ección

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total$ el so"rante de cloro se elimina aBadiendo una dosis concentrada de

+eró9ido de ?idrógeno o agua o9igenada.

2/ Fa&t"re$ 3'e in+l')en en la %e$in+e&&i-n

Los 0actores 3ue in0luyen en la desin0ección del agua son los microorganismos

+resentes en ella y su com+ortamiento ti+o$ n mero$ distri"ución la naturaleza y

concentración del desin0ectante la tem+eratura del agua$ la naturaleza y la

calidad de ésta +art,culas sus+endidas$ materia org@nica$ 0ormación de

com+uestos tó9icos el +! y tam"ién in0luye el tiem+o de contacto del

desin0ectante cloroE y la agitación del agua.

2/. Tem#erat'ra

La tem+eratura in0luye en la a0ecti#idad de los desin0ectantes. *l aumento de la

tem+eratura +roduce un aumento de la #elocidad de las reacciones y la

desin0ección. Tam"ién la #elocidad es a3ue7ada +or la tem+eratura de dos

maneras la acción "actericida es a0ectada +or la condición e9trema de

tem+eratura y la #elocidad de ciertos +asos de reacción im+licados en el +roceso

de la desin0ección es a0ectada +or la tem+eratura e"er$ %&&1E.

2/, E+e&t" %el #4

Seg n e"er$ %&&1E la mayor +arte de microorganismos son destruidos

e0ecti#amente +or condiciones de +! e9tremos +!O1 o ''E. Se o"ser#a una

resistencia relati#a en soluciones moderadamente "@sicas o @cidas +! (:'&E. Sin

em"argo$ "a7o estas condiciones y en +resencia de otro desin0ectante$ el +!

e7erce un marcado e0ecto so"re la reacti#idad de los microorganismos o el

desin0ectante o am"os a la #ez.

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5/ De$in+e&tante 3'ími&"

Los desin0ectantes 3u,micos m@s im+ortantes son los ?alógenos$ la +lata

ionizada y el ozono. *ntre los m@s im+ortantes son los ?alógenos el m@s conocido

de todos es el cloro$ el cual +uede ser am+liamente utilizado$ +or lo cual lo

estudiaremos en detalle. Valencia$ Teoria y +ractica de la +uri0icación del agua$

%&&E.

5/. El Cl"r"

*l @tomo del cloro est@ com+uesto +or un n cleo de '6 +rotones y '8

neutrones Peso atómico 1(.(5E$ rodeado de '6 electrones$ distri"uidos en tres

ni#eles de energ,a. *ste es un +oderoso o9idante$ 0ue descu"ierto +or Sc?eele en

'66( y em+leado +or +rimera #ez en América como desin0ectante del agua en

';&8 +or Ho?nson y Leal )ue#a Hersey.

5/./. Pr"#ie%a%e$ %el &l"r"

Para alter$ %&&1E a tem+eraturas y +resiones ordinarias el cloro es un gas

amarillo #erdoso$ 3ue in0lama las mem"ranas mucosas y es muy tó9ico. *l cloro

elemental reacciona con la mayor,a de elementos y com+uestos$ +rinci+almente

materiales org@nicos$ en algunos casos el contacto del cloro con ciertos

com+uestos o elementos +uede generar e9+losiones. Asimismo Valencia$ %&&E

corro"ora acerca de las +ro+iedades del cloro y a0irma 3ue a condiciones

normales de +resion '.&11 GgQcm%y tem+eratura &Rc$ este es un gas #erde. Se

+roduce en 0orma gaseosa desintegrando +or electrolisis el cloruro de sodio )aCl

sal com nE en sodio y cloro. *ste ltimo se com+rime a '.6 at y se en0ria a :( o

:'8 Rc ?asta licuarlo$ 0inalmente esto se en#asa en cilindros met@licos resistentes

de '&&$ '4& y %&&& li"ras 3ue lo conser#an a alta +resión.

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*l cloro se +uede almacenar con seguridad en cilindros de acero en ausencia

de agua$ +ero en +resencia de ?umedad el cloro es altamente corrosi#o +ara los

metales.

5/./, T1&ni&a$ %e la &l"ra&i-n

Cuando el cloro se a+lica a un a"astecimiento de agua$ antes 3ue con otro

tratamiento cual3uiera$ como la coagulación$ etc.$ en la +r@ctica se le llama +re

cloración. A la in#ersa$ cuando el cloro se a+lica des+ués de un +roceso

cual3uiera de tratamiento$ como la 0iltración$ etc.$ en la +r@ctica se le llama

+oscloracion.

Cuando se a+lican 7untos tanto el amoniaco como el cloro$ se le llama

cloraminación o tam"ién cloración residual contaminada.

A la a+licación de dosi0icaciones de cloro en e9ceso a las re3ueridas +ara la

desin0ección se le llama so"recloracion. *l tratamiento deli"erado del agua$ +ara

remo#er el cloro residual$ se conoce como decloracion.

Por consiguiente una so"recloración #a enseguida de una decloración$ con el

+ro+ósito de mantener el cloro residual deseado.

Sin em"argo como resultado de la +r@ctica de la so"recloracion +uede

+roducirse un llamado 3uie"re $ "a7o estas circunstancias a esta +r@ctica de

cloración se le conoce como cloración al +unto de 3uie"re.

5/./2 De$in+e&&i-n &"n &l"r"

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Seg n Valencia %&&E la cloración es el +roceso de desin0ección 3ue ?asta el

+resente re ne las mayores #enta7as es e0iciente$ 0@cil de a+licar y de7a e0ecto

residual 3ue se +uede$ medir +or sistemas muy sim+les y al alcance de todos.

Poseen la des#enta7a de ser corrosi#os 0ormando su"+roductos 3ue causar,an

daBos a la salud. *ste

se em+lea en +lantas

medianas y grandes

adem@s "a7a el +!

mientras 3ue el

?i+oclorito lo su"e

ligeramente.

*n la 0ig.' mostrada se +uede o"ser#ar 3ue la densidad y la #iscosidad del

cloro l,3uido #ar,an con la tem+eratura. Por otro lado est@ la ca+acidad del agua

+ara disol#er el cloro y los ?i+ocloritos

2ig.' Viscosidad del cloro en el agua . Valencia %&&E

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5/./5 E+i&ien&ia %e la %e$in+e&&i-n &"n el &l"r"

De acuerdo a los estudios se ?a +ro"ado 3ue los di0erentes microorganismos

es+oras$ 3uistes$ #irus$ o "acteriasE tienen distintas sensi"ilidad a los

desin0ectantes. Por e7em+lo las es+oras son m@s resistentes 3ue los 3uistes y

estos m@s 3ue los #irus o "acterias y adem@s estos se com+ortan de 0orma

di0erente seg n su es+ecie.

Por otro lado$ los cuatro com+uestos "@sicos 3ue se 0orman en el agua con el

cloro son el @cido ?i+ocloroso ! ClE$ ion ?i+oclorito Cl:$ la monocloramina

)! %ClE y dicloramina )!Cl%E tienen di0erente +oder desin0ectante.

*0iciencia de la cloración en la destrucción de "acterias

La 0orma como los com+uestos clorados atacan a los organismos "acterianos

?a sido o"7eto de "astantes estudios$ se o"tiene 3ue el cloro act a enconcentraciones muy "a7as.

• E+i&ien&ia %e la &l"ra&i-n en la %e$tr'&&i-n %e #r"t"6"ari"$

Los +rotozoarios ami"as$ gardia lam"ia y cristos+oridium +rinci+almente

+ueden estar como 3uistes o en 0orma #egetati#a. *n el +rimer caso son m@s

resistentes a la desin0ección 3ue en el segundo$ +ero$ sin em"argo en am"os sonm@s di0,ciles de destruir las "acterias.

Se +uede a0irmar 3ue +ara la dosis de cloro li"re de %mQl y +! igual 6.4 se

necesita no menos de ( ?oras de tiem+o de contacto +ara +oder matar los 3uistes

de ami"as$ +or tanto es muy di0,cil matar los 3uistes de ami"as si se tiene un +!

su+erior a 6.4$ se necesita dosis muy altas y tiem+o de contacto muy largos.

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• De a&'er%" &"n el tiem#" %e &"nta&t" %el &l"r" en el ag'a

Se ?a encontrado m@s de '&& es+ecies di0erentes de #irus de origen entérico

+resentes en las ese ?umanas de +ersonas in0ectadas$ entre los 3ue se

encuentran la +oliomielitis y los de la ?e+atitis in0ecciosa.

La 0orma como el cloro act a so"re las +art,culas #irales no ?a sido in#estigada

su0icientemente. Se cree 3ue el ! Cl ataca a la en#oltura +rote,nica de los #irus

reaccionando con ella. *sto e9+licar,a la relati#a lentitud con 3ue se realiza la

desin0ección$ +ues la interacción de las +rote,nas y el cloro reaccionan muy

des+acio.

=erg$ en ';5($ in#estigo en 0orma m@s es+ec,0ica al com+ortamiento de ! Cl

so"re #irus com+arados con "acterias *.coli.

-elación entre concentración y tiem+o en 3ue el @cido ?i+ocloroso ! ClE

destruye di0erentes microorganismos a &:5 Rc.

7/ Rea&&i-n %el &l"r" &"n el ag'a

Seg n comisionado$ %&''E el cloro en el agua es un agente 3u,mico muy

acti#o. La 3u,mica de la cloración es "astante com+le7a y aun no "ien

com+rendida. Al agregar cloro al agua$ lo +rimero 3ue ocurre es 3ue este se

?idroliza reaccionando con el ! % $ luego se com"ina con el amoniaco +resente y

con la materia org@nica$ as, como conciertas sustancias 3u,micas +ara +roducir

una gran di#ersidad de com+uestos$ algunos de ellos tienen +ro+iedades

desin0ectantes y otros no.

Al introducir el cloro en el agua se #a a +roducir sucesi#amente di#ersas

reacciones 3u,micas es muy im+ortante el conocimiento de estas a la +er0ección

antes de +roceder a una o+eración de desin0ección.

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2ig.% Solu"ilidad del cloro en el agua a distintas tem+eraturas . Valencia %&&E

8/. Fa$e$

8/./. Fa$e A * *l cloro introducido en el agua se com"ina inmediatamente con la

materia org@nica. Consecuentemente$ el residual medido se mantiene en cero.

Mientras no se destruyan estos com+uestos$ no se +roducir@ la desin0ección.

7/./, Fa$e * A +artir del +unto =$ el cloro se com"ina con com+uestosnitrogenados. *ntonces ya se +uede medir una cantidad de cloro residual$ sin

em"argo esta concentración no corres+onde al cloro realmente acti#o$ sino a

cloraminas 3ue reaccionan igual 3ue el cloro con los reacti#os de los a+aratos de

medición. Se trata de +roductos org@nicos com+le7os$ +or lo general de 0uerte olor$

y muy +oco desin0ectantes.

7/./2 Fa$e 9C* Al aBadirse m@s cloro se #a o"ser#ar 3ue la cantidad de cloro

residual 3ue se mide con los a+aratos #a "a7ar. *n realidad el cloro introducido ?a

ser#ido +ara destruir los com+uestos 0ormados durante la 0ase == . *l agua ya no

+osee un olor desagrada"le +ero sigue desin0ectada.

7/./5 Fa$e C* *l cloro introducido esta 0inalmente dis+oni"le +ara cum+lir su

0uncion de desin0ectante. Pero los +rimeros miligramos de cloro introducidos no

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garantizan la desin0ección. De ?ec?o$ antes de 3ue este +ueda garantizar

realmente una acción e0icaz$ se de"e agregar una cantidad #aria"le de

desin0ectante +ara 3ue se +roduzcan todas las reacciones 3u,micas secundarias

a ello se denomina demanda de cloro.

7/, Ti#"$ %e rea&&i"ne$

=@sicamente +odemos considerar dos ti+os de reacciones las del ?idrolisis en

la 3ue el cloro interacciona con la molécula del agua +ara +roducir el @cido

?i+ocloroso ! ClE e ion ?i+oclorito ClE$ a éstos com+uestos se les llama cloro

li"re.

Las de la o9idación: reducción cuando el cloro se com"ina

aE Con el nitrógeno amoniacal +ara +roducir cloraminas las monocloraminas )!%ClE

y dicloraminas )!Cl %$ a las cuales se les llama cloro com"ina"le utiliza"le$ a+arte

de ello se +uede +roducir tricloruro de nitrógeno$ )Cl1.

"E Con los amino@cidos$ materiales +rote,nicos y org@nicos y sustancias 3u,micas

2e$ Mn$ ) %$ !%SE$ con los cuales +roduce distintos com+uestos clorados 3ue

0orman el cloro com"inado no utilizado o demanda.

-eacciones del cloro en el agua

-eacción !idrolisis 9idacion:-educcion

-eacciona con ! % ) amoniacal Materia

org@nica

2e$ Mn$

S %$!%S$etcProduce ! Cl$ Cl: )! %Cl$

)!Cl %$)Cl1

Cloruros

!Cl$

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) %$etc:Se denomina Cloro li"re Cloro

com"inado

Demanda

De los com+uestos anteriores tiene di0erentes +ro+iedades. Algunos son de

desin0ectantes muy acti#os como el ! Cl$ otros muy ine0icientes como el )! %Cl y

otros carecen de todo +oder desin0ectante$ como son los cloruros inorg@nicos y

org@nicos +roducidos +or la demanda.

7/,/. Rea&&i"ne$ 4i%r"líti&a$

*l cloro residual se 0orma en dos eta+as +or ?idrolisis y disociación la +rimera

se e0ect a en 0racciones de segundo asi

Cl% K ! % ! Cl K ! K K Cl:

U en la disociación en la 3ue el @cido ?i+ocloroso$ inesta"le +arcialmente$ se

ioniza as,

! Cl ! KK CL:


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0orma de ion ?i+oclorito y$ en cam"io$ a un +! igual o in0erior a 4$4 todo el cloro

est@ en 0orma de @cido ?i+ocloroso.

Por lo e9+licado anteriormente se +uede com+render 3ue en soluciones

diluidas y con un +! mayor de 1$ no +uede e9istir cloro molecular como Cl:

>aseosoE en el agua$ +ues todo se ?idroliza instant@neamente. *n cam"io$ en

soluciones concentradas mayores de '&&& mgQl y "a7os +! +ueden coe9istir cloro

molecular gaseoso no ?idrolizadoE con cloro como ! Cl.

7/2 Rea&&i"ne$ %e ":i%a&i-n;re%'&&i-n

Siendo el cloro un 0uerte o9idante +uede reaccionar con muc?as de las

sustancias org@nicas e inorg@nicas +resentes en el agua y en es+ecial con los

com+uestos nitrogenados. *n esta serie de reacciones el cloro +uede +erder o

ganar electrones y seg n suceda una cosa u otra$ los +roductos 3ue se 0orman

son utiliza"les como desin0ectantes o no.

Ceder uno o #arios de los 6 electrones +eri0éricos +ara 0ormar cloraminas ):1

!K% ClK'$ ):1 !K' Cl%K$ ):1 Cl 1KE$ "sér#ese 3ue en este caso tra"a7a con

#alencias +ositi#as K'$K%$K1.

Ace+tar un electrón +ara com+letar los oc?o +eri0éricos$ como cuando 0orman

cloruros )aK' Cl:'$ !K'$ Cl:'E.*n este caso act a con #alencia negati#a :'.

*n el +rimer ti+o de reacciones en 3ue el cloro act a con #alencias +ositi#a

son cloraminas 3ue +oseen +ro+iedades desin0ectantes$ "ien de0inidas y un +oder

de o9idación su+erior como +ara com"inarse con indicadores de cloro$ como la

ortotolidina y +roducir con ellos una coloración 3ue +ermita conocer la

concentración de cloro remanente en el agua.

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20/30

*n el segundo caso cuando el cloro act a con #alencia negati#a se 0orman

com+uestos 3ue no tienen +ro+iedades desin0ectantes y 3ue no reaccionan con

los indicadores del cloro y +or tanto no a+arecen como cloro residual cuando se

?acen las determinaciones corres+ondientes.

*sta +orción de cloro 3ue a+arentemente se ?a consumido$ +ues no es

detecta"le como cloro residual ni utilizado como desin0ectante$ reci"e el nom"re

de demanda y se de0ine como la di0erencia entre el cloro a+licado y el color

medido des+ués de un determinado ti+o de casos.

7/5 El &l"r" re$i%'al

*l cloro no es solo un im+ortante desin0ectante sino 3ue tam"ién satis0ace otras

necesidades en las +lantas +ota"ilizadoras de agua. *ste +uede reaccionar con

amino@cidos$ ?ierro manganeso$ sustancias +roteicas$ sul0uro y algunas

sustancias +roductoras de olores y sa"ores$ me7orando las caracter,sticas

"iológicas y +uede +rolongar las carreras de 0iltración cuando se +ractica la

cloración antes de la 0iltración. =arronco$ ';;;E.

Con los +rocesos de la cloración se o"tienen dos ti+os de cloro residual en el

agua$ esto es$ cloro li"re y com"inado. *l cloro li"re y residual li"re$ 3ue se

+resenta cuando el agua es clorada ,ntegramente +uede e9istir tres 0ormas

aE Cloro molecular Cl%E$ en rangos de +! de ' a ("E Acido ?i+ocloroso ! ClE$ en rangos de +! de ' a ; siendo +redominante

el @cido ?i+oclorosocE Ion ?i+oclorito Cl:E 3ue gana com+leta la ascendencia so"re +! ;.&.


21/30

necesaria +ara 3ue o9ide todas las sustancias 3u,micas reducidas +resentes en el

agua y 3uede al 0inal la cantidad deseada de cloro residual li"re.

La adición de cloro al agua ?asta el +unto donde el cloro li"re residual

dis+oni"le se incrementa +ro+orcionalmente a la cantidad de cloro 3ue est@

siendo aBadido. *n el +unto de ru+tura$ todo el nitrógeno amoniacal ?a sido

o9idado.

La cloración correcta del agua e9ige aBadir una cierta cantidad de clorógeno

mayor 3ue la necesaria +ara alcanzar el +unto de ru+tura +ara 3ue se realice la

desin0ección correcta y 3uede dis+oni"le una cierta cantidad de cloro residual li"re

C-LE necesario +ara com+letar la o9idación de los com+uestos di0,ciles de

degradar y +ara +re#enir cual3uier contaminación +osterior en de+ósitos de

almacenamiento o red de distri"ución.

*l o"7eti#o +rinci+al de la cloración de ru+tura es asegurar una desin0ección

e0ecti#a al satis0acer en +rimer lugar la demanda de cloro de agua.

8/ Cl"ra&i-n re$i%'al;libre

*s la a+licación de cloro al agua +ara +roducir directamente$ o a tra#és de la

destrucción del amoniaco.

La cloración residual :li"re se alcanza +ara la demanda de cloración "a7a y

+ara las aguas 3ue contengan cantidades im+ortantes de +roductos reductores

+uede lle#ar a ca"o +or una cloración m@s all@ del +unto de ru+tura. *l

mantenimiento de una concentración de cloro residual li"re dentro de una +lanta

de tratamiento de aguas minimiza el crecimiento microorganismos y "arros de

0iltros de arena y en las c@maras de sedimentación.

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22/30

*l cloro li"re 0acilita la o9idación y la eliminación de agentes inorg@nicos

reductores Mg% S! %...U a #eces me7ora el com+ortamiento de la coagulación de

ciertas aguas.

Venta7as de la cloración a residual li"re

- Se +uede o"tener una desin0ección e0ecti#a con un +eriodo de contacto de

'& minutos.- )o se re3uiere #ariar el cloro residual con cam"ios en el +! desde 5.&: 8.&.- )o se re3uiere modi0icar sensi"lemente el cloro residual al #ariar la

tem+eratura.- Con muc?as aguas se logra un notorio me7oramiento concerniente a

sa"ores y olores.

=/ Cl"ra&i-n re$i%'al;&"mbina%a

*s la a+licación de cloro al agua en una cantidad tal 3ue +roduzca con el

amoniaco$ natural o agregado$ un cloro residual com"inado dis+oni"le +ara

mantenerlo en los tan3ues de almacenamiento y en la red de distri"ución. Puede

0ormarse adicionalmente una +e3ueBa cantidad de cloro residual li"re.

*l cloro residual: com"inado se a+lica des+ués de la desin0ección. Él cloro

residual 3ue esta com"inado con el amoniaco 0ormando cloraminas es menos

reacti#o 3ue el cloro li"re y +or lo tanto +ersiste largos +eriodos de tiem+o

+osteriores a la cloración las +rinci+ales cloraciones duraderas de estas

com"inaciones son cloro residual: com"inado. Aragón$ %&&%E

*l cloro residual com"inado$ C-C$ se 0orma cuando el cloro en solución $

reacciona con el amoniaco y los com+uestos nitrogenados org@nicos +resentes

en el agua 0ormando com+uestos nitrogenados org@nicos +resentes en el agua

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23/30

0ormando com+uestos llamado cloraminas$ siendo sus +rinci+ales 0ormas la

monocloramina )!ClE$ dicloramina )!Cl%E tricloramina )Cl1E tienen el +oder

desin0ectante menor 3ue el C-L.

Se +resenta como monocloramina )!%CLE$ dicloramina )!CL%E y

tricloramina$ tam"ién conocida como tricloruro de nitrógeno )CL1E y act a como

agente o9idante menos acti#o y su acción "actericida es m@s lenta 3ue la del

cloro li"re. *ste +roceso se 0orma cuando el +roceso de cloración ocurre en

+resencia de com+uestos de amoniaco$ "ien sea 3ue se encuentren +resentes en

0orma natural o 3ue se agreguen arti0icialmente +ara tal +ro+ósito.

>/ C"ntr"l %e l"$ $'b#r"%'&t"$ %e la %e$in+e&&i-n

Se entiende como su"+roductos de la desin0ección D=PE a todos los

com+uestos 3u,micos 3ue se generan como e0ecto en el tratamiento de

desin0ección del agua en es+ecial +or la adición de reacti#os o9idantes +or tanto

son +roductos 3ue originalmente no est@n +resentes en el agua "ruta. Procede de

la reacción de los reacti#os o9idantes con los com+uestos org@nicos e inorg@nicos

+resentes en el agua "ruta de+endiendo de su 0ormación de distintos +ar@metros

como el ti+o de desin0ectante.

*l cloro es el agente desin0ectante m@s utilizado +or lo 3ue el conocimiento y

caracterización de los D=P generados +or el cloro es mayor 3ue los D=P

generados +or otros o9idantes. Los e0ectos 0undamentales 3ue tienen los D=P

so"re la calidad del agua son dos los e0ectos organolé+ticos del agua olor$

sa"orE y los e0ectos sanitarios to9icidadE. Vidal$ %&&1E

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24/30

>/. Legi$la&i-n re+erente a l"$ $'b#r"%'&t"$ %e la %e$in+e&&i-n

Los D=P son regulados +or las legislaciones y reglamentos de cada +a,s

adem@s de otras regulaciones su+ranacionales /nión *uro+ea. MSE. La actual

normati#a *s+aBola so"re la calidad de agua de consumo + "lico se "asa en la

Directi#a *uro+ea 8;Q668 en dic?a directi#a se anota 3ue las concentraciones de

alomor0os de"en ser "a7as como sea +osi"le y esta"lece un #alor general +ara

+uestos organoclorados no considerados de ugQl.

Los trialometanos T!ME son los D=P 3ue m@s ?an sido o"7eto de legislación

+or di0erentes +a,ses e instituciones.

>/./. $'b#r"%'&t"$ %e la %e$in+e&&i-n %el &l"r"

*n un sistema de a"astecimiento de agua$ la cloración se realiza normalmente

al 0inal del tratamiento$ des+ués de la eta+a de 0iltración. A ello #ariadas #eces se

denomina +oscloración a #eces se realiza una cloración +re#ia a cual3uier otro

tratamiento denominado +recloración. *sta se lle#a a ca"o con el +ro+ósito de

controlar las algas 3ue +uedan o"struir los 0iltros y eliminar el gusto y el olor del

agua. *n este caso y cuando el agua sin tratar lle#a algunos materiales org@nicos

llamados +recursores se +ueden generar los su"+roductos de la desin0ección

SPDE los m@s caracter,sticos de los SPD de la cloración son los t?i?alomentanos

T!ME. Solsoma J Mendez$ %&&%E

*l con7unto de los D=P m@s im+ortantes detectados tras la cloración son

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- Tralometanos T!ME cloromor0o$ "romodiclorometano$

di"romoclorometano y "romo0ormo.- Wcidos ?alocéticos !AAE acidos monocloacetico$ dicloroacetico$

mono"roacetico y di"romacético.- !aloacetonotrilos !A)E Dicloro:$ tricloro: $ "romocloro:$

di"romoacetonitrilo.- Cloruro de cianógeno- Cloro 0enoles- Alde?,dos

>/./, $'b#r"%'&t"$ %e la %e$in+e&&i-n &"n &l"ramina$

Las cloraminas +resentan menor +oder desin0ectante 3ue el cloro$ y en

+resencia de com+uestos org@nicos nitrogenados se generan cloraminas

org@nicas$ las cuales +resentan a n menor +oder desin0ectante 3ue la

monocloramina.

Los cloraminas su0ren un +roceso lento de autode+osición en el 3ue se originan

nitrito y nitrato com+uestos cuyas concentraciones est@n reguladas en el agua

+ota"le la descom+osición de las cloraminas es muc?o m@s r@+ida #,a 0otolisis.

>/./2 $'b#r"%'&t"$ %e la %e$in+e&&i-n &"n %i-:i%" %e &l"r"

aE eliminación de +recursores- control de origen r,os$ ensam"lesE 0actores m@s im+ortantes en el

trans+orte del ) M.- eliminación físico - química técnicas m@s usuales son la coagulación$

adsorción y 0iltración +or mem"ranas.

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- oxidación/ Transformación de la NOM: Puede cola"orar en la eliminación

de cuatro maneras distintas inacti#ación de los +recursores de los D=P +or

o9idación +arcial de la ) M$ mediante el uso de radiación gamma

+rocedente de una 0uente radioacti#a.

"E eliminación de los D=P una #ez 0ormados- DBP del cloro las in#estigaciones se ?an centrado en la eliminación de los

tri?alometanos T!ME la /S*PA +ro+one dos grandes técnicas +ara su

eliminación la aireación y la adsorción so"re car"ón acti#ado granular. Los

incon#enientes 3ue +resentan dic?a técnicas de aireación solo elimina los

D=P #ol@tiles como los @cidos ?aloacéticos y la adsorción mediante car"ón

acti#ado granular >ACE +resenta "a7o rendimiento +ara los T!M

es+ecialmente +ara el cloro0ormo.- Eliminación de los rinci ales DBP inorg!nicos: la técnica m@s e0ecti#a

+ara la eliminación de clorito es la reducción mediante 2e IIE.

>/./2T":i&"l"gía %e l"$ $'b#r"%'&t"$ %e la %e$in+e&&i-n

A+ro9imadamente de 654 contaminantes +resentes en el agua +ota"le

%& son reconocidos como carcinógenos$ de %1 se sos+ec?a su e0ecto

cancer,geno aun3ue no est@ e#idenciado$ '8 son +romotores cancer,genos

y 45 son mutagénicos.Toxicología de los DBP del cloro: )umeroso estudios e+idemiológicos

demuestran relaciones +ositi#as entre la ingestión del agua clorada y tasas

de mortalidad +or c@ncer en es+ecial de #e7iga y colon. -odriguez$

-odrguez$ Serodes$ J Sadi3$ %&&6E

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III/ CONCLUSIONES

*l cloro es el desin0ectante de agua m@s económico$ +r@ctico y e0ecti#o.

tros desin0ectantes como el ozono$ el dió9ido de cloro y la

monocloramina$ son utilizados en algunas comunidades si "ien estos

+ueden e#itar la 0ormación de algunos su"+roductos de la cloración$ no son

ca+aces de mantener el e0ecto desin0ectante +osterior del cloro residual.

Los ni#eles de cloro 3ue se est@n a+licando +ara la desin0ección de

agua durante la emergencia del cólera &.4 a &.8 mgQl de cloro residual

acti#oE no re+resentan riesgo a la salud. Se de"e anotar 3ue$ en dosis

mayores a '.& mgQl$ el agua es rec?azada +or la mayor,a de nuestros

+o"ladores$ +or su asociación con +roductos "lan3ueadores a "ase del

cloro.

*l ni#el de riesgos a la salud ?umana resultante de la cloración del agua

es di0,cil de determinar. Los estudios e+idemiológicos ?asta a?ora

realizados$ no son su0icientes +ara +oder distinguir entre el +eligro de

contraer c@ncer +or la cloración #ersus el alto riesgo +or consumo de agua

contaminada con microorganismos +atógenos.

*s necesario +er0eccionar las técnicas de medición de los +recursores y

su"+roductos del cloro de una manera +r@ctica y con0ia"le.

De"e considerarse 3ue no todas las aguas su+er0iciales son a+tas +ara

su cloración directa sin tratamiento y +ara su uso +osterior +ara consumo

?umano. Su selección de+ende de la demanda de cloro$ +ues las

caracter,sticas del agua in0luyen en la 0ormación de com+uestos órgano

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28/30

clorados 3ue$ en altas concentraciones$ +odr,an tener e0ectos ad#ersos en

la salud.

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29/30

IV/ REFRENCIAS I LIOGRAFICAS

Aragón$ c. a. %&&%E.funcionarios sanitarios ica : Escala tecnica sanitaria" *s+aBaMAD.

Association$ A. . %&&%E.#alidad $ Tratamiento del agua " Madrid Co+yrig?t.

"alsas$ *. r. %&&1E.%rsula Os&ald" centro regional de in#estigacionesmultidici+linarias.

=arronco$ T. M. ';;;E. 'ngenieria (anitaria '" Santo Domingo =u?o.

comisionado$ !. *. %&''E.Manual de tratamiento de aguas" Me9ico Limusa.

!enry$ H. >.$ J !einGe$ >. . ';;;E. 'ngenieria )m*iental" Me9ico Assistante.

Lo+ez$ . C. ';;&E.Desinfeccion del agua" rganizacion Panamericana de laSalud.

sorio$ . S. ';;;E. 'nstructi+o ara tecnicos: Tratamiento $ desinfeccion delagua a *ase de cloro" rganizacion Panamericana de la Salud.

s ald$ /. %&&1E.El recurso agua en el alto *alsas" centro regional dein#estigaciones multidici+linarias.

Perez$ H. A. %&&'%E.Tratamiento de agua" Digital.

-i"as$ -. S. ';8;E. 'ngenieria am*iental:#ontaminacion $ tratamientos" =arcelona Marcom"o.

-odriguez$ M. H.$ -odrguez$ >.$ Serodes$ H.$ J Sadi3$ -. %&&6E. Su"+roductos dela desin0eccion del agua +ota"le. scielo .

Solsoma$ 2.$ J Mendez$ H. P. %&&%E.Desinfeccion del agua" Peru .Valencia$ H. A. %&&E.Teoria $ ractica de la urificación del agua" Colom"ia

)omos .

Valencia$ H. A. %&&E.Teoria $ ractica de la urificaion del agua" Colom"ia Acodal.

#"g". %54E.$,$ *" nuec cia.

Vidal$ 2. H. %&&1E.Procesos de ota*ili.acion del agua e influencia deltratamiento de o.oni.acion " *s+aBa Dias santos S. A. .

29


30/30

alter$ 7. %&&1E.#ontrol de calidad de rocesos fisicos quimicos" *s+aBa-e#erte.

e"er$ . H. %&&1E.#ontrol de la calidad del agua: rocesos fisicoquímicos" se#illa editorial re#erte$S.A.

el cloro en la desinfección del agua

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