Hay rutinas que desarrollamos porque sabemos que funciona, pero no solemos saber cómo funciona. Ese tipo de acontecimientos son de los que más me encanta conocer y les compartiré uno de ellos. El cloro (nombre comercial, no químico) es una sustancia que solemos tener en nuestra despensa de productos de limpieza, esto debido a su acción desinfectante o bactericida, blanquedora, entre otras cosas.

La cloración es el proceso de desinfección que utiliza cloro gaseoso, ácido hipocloroso o hipocloritos de sodio o de calcio, en forma sólida o líquida, en solución. Existen en el mercado productos con nombres comerciales que contienen entre un 65 y un 75% de cloro, como hipoclorito.

La acción del cloro como bactericida radica en su poder de oxidación de la materia orgánica (entre ellas bacterias y virus), para lo cual el cloro se reduce, de acuerdo con las siguientes reacciones químicas:

Véase como en todos los casos cada átomo de cloro se reduce ganando dos electrones para convertirse en ión cloruro y así causa la oxidación de la materia orgánica (reacciones oxido-reducción).

La forma menos costosa de aplicación es el cloro gaseoso pero requiere de aparatos dosificadores, personal entrenado y mucho cuidado en su uso, puesto que el cloro es un gas muy tóxico. Se justifica su aplicación, si se cumplen las condiciones mencionadas para tratar altos volúmenes de agua en acueductos de gran capacidad. En el tratamiento de aguas para piscinas y en pequeños reservorios se aplica el cloro como hipoclorito, más fácil de manejar.

No todas las fuentes de agua tienen la misma calidad. Algunas están más contaminadas que otras, por tanto requieren dosis diferentes de cloro. Para calcular la dosis de cloro requerida en el agua se debe elaborar una gráfica como se muestra en la Figura 1. La primera parte de la curva, en la cual no se presenta cloro residual (en exceso), significa que el cloro agregado se ha utilizado en su totalidad para oxidar la materia orgánica presente en el agua.

Después se observa un aumento en la concentración de cloro residual, región en la cual se forman las monocloroaminas (MCA) NH₂Cl, con el nitrógeno presente en el agua. Se llega a un máximo de cloro residual y la abundancia de este elemento hace que se formen las dicloroaminas (DCA) NHCl₂, reacción en la cual se consume cloro y de ahí la explicación del descenso.

Por último se generan tricloroaminas (TCA) NCl₃, se consume más cloro y continúa el descenso. Cuando se acaban de formar las tricloroaminas se presenta un “punto de quiebre”, en el cual cambia el sentido de la pendiente de la curva y ésta se hace paralela a la curva obtenida en agua destilada (45°).

Del punto de quiebre en adelante ya se puede establecer cuál es la dosis de cloro agregado, requerida para mantener determinada concentración de cloro residual. En acueductos debe asegurarse 1 ppm (1mg/L) en la salida de la red de distribución. En piscinas 0,5 ppm de cloro libre es lo recomendado. Para desinfectar el agua potable y librarla de bacterias y microorganismos en nuestras casas podemos emplear el cloro en forma líquida o granulada.

Si el agua está muy turbia, el primer paso será filtrar el agua, dejarla sedimentar o usar un floculante. Una vez que el agua esté traslúcida se agrega una dosis de cloro, de manera que la concentración esté entre 1 y 2 ppm. Una dosis mayor le proporcionaría al agua un sabor muy fuerte y desagradable. Se recomienda que el nivel de cloro libre se mantenga entre 0,5 y 1 ppm. La cantidad adecuada a agregar al agua la podemos estimar mediante la siguiente relación:

donde v es el volumen de cloro comercial requerido en mililitros, V es el volumen de agua a desinfectar en litro, C es la concentración en % de cloro en el producto comercial, D es la concentración de cloro que se quiere obtener en ppm y 10 es un valor de conversión constante.

Por ejemplo, si queremos desinfectar 500 litros de agua con hipoclorito de sodio al 1,2% y que la cloro inicial esté a una concentración de 2 ppm, debemos desarrollar la siguiente operación para conocer la cantidad de hipoclorito de sodio que se debe agregar.

Debes agregar 80-85 ml o cc de hipoclorito de sodio comercial para desinfectar 500 litros de agua potable.

De igual manera, el agua debe estar clara antes de tratarla. Del volumen de agua a desinfectar debe apartarse una cantidad aproximada de 10% del mismo, en el cual debe disolverse con agitación la masa de cloro granulado que sea necesario a dosificar, de acuerdo a la ecuación siguiente:

Por ejemplo, si se quiere desinfectar el agua contenida en un recipiente lleno de 500 litros, debemos estimar cuanto se requiere de cloro granulado para obtener una concentración de 2 ppm, sabiendo que el hipoclorito de calcio esta a una concentración de 65%. Entonces tenemos que la masa requerida de cloro granulado será:

Se disueve 1 g de hipoclorito de calcio en aproximadamente 10% del volumen total del agua a desinfectar, luego se agrega esta disolución al agua restante para completar los 500 litros.

Al agregar el hipoclorito al agua debe agitar para mezclar todo y dejarlo reposar para que pueda eliminar las bacterias presentes.