AGUA AGUA POTABLE DEFINICIONES

CLORACION: DEFINICION Y FACTORES

plantas de tratamiento de aguas
CLORACION: DEFINICION Y FACTORES

La cloración es el método más utilizado para la desinfección de agua potable por ser un tratamiento sencillo y efectivo para la reducción de bacterias que aún se encuentren presentes en el recurso.


plantas de tratamiento de aguas

La cloración es el método más utilizado para la desinfección de agua potable por ser un tratamiento sencillo y efectivo para la reducción de bacterias que aún se encuentren presentes en el recurso.  Este método de desinfección tiene como objetivo:

  • Reducir o eliminar concentraciones de agentes patógenos por medio de la acción germicida del cloro.
  • Oxidar sustancias inorgánicas reducidas presentes en el agua tales como hierro, manganeso, sulfuros, entre otros.
  • Destruir compuestos presentes en el agua que generan olores y sabores extraños en el recurso.
  • Eliminar algas y microorganismos generados por medio de la escorrentía de aguas lluvia y que posteriormente se presentan como material en suspensión en el recurso.
  • Emplear el cloro como ayudante de los coagulantes químicos empleados en procesos de coagulación – floculación.
El uso de cloro como ayudante de los coagulantes químicos usados en la coagulación es común en el tratamiento de aguas.

El uso de cloro como ayudante de los coagulantes químicos usados en la coagulación es común en el tratamiento de aguas.

Reacciones Que ocurren durante los procesos de Cloración

La efectividad del cloro y los compuestos derivados del mismo, radica en la capacidad de reacción con otras sustancias para generar la oxidación de las mismas.  En general, se puede decir que las reacciones de oxidación del cloro con sustancias inorgánicas reductoras son muy rápidas mientras que los procesos de oxidación con materia orgánica son procesos más lentos, requiriendo intervalos de tiempo prolongados para que se produzca la oxidación total de algunos compuestos orgánicos.

Reacciones Químicas Que Permiten La Reacción Del Cloro Con Sustancias Orgánicas E Inorgánicas:

  • El proceso de hidrólisis del cloro molecular o la acidificación de un hipoclorito, genera la formación de ácido hipocloroso, compuesto el cual sería el agente desinfectante en los procesos de cloración.
  • La acción germicida que realiza el cloro, se produce a partir de la generación de cloro como producto de la reacción del ácido hipocloroso con el agua.
  • En los procesos donde se descompone el ácido hipocloroso, se genera oxígeno, el cual es el responsable de las reacciones de oxidación que ocurren durante el tratamiento de aguas mediante cloración.
  • La acción de radicales OH de corta vida los cuales se originan durante los procesos de formación y descomposición del ácido hipocloroso, permite que el cloro reaccione con las sustancias orgánicas e inorgánicas presentes en el recurso a tratar.

Factores Que Permiten Condicionar El Proceso De Cloración

A continuación, se definen los factores que condicionan la cloración:

  • Potencial De Hidrógeno (pH) Del Agua:

el pH que presente el agua en el momento del tratamiento, afecta la acción desinfectante del cloro durante el proceso de cloración, ya que, por ejemplo, en casos donde el recurso presenta un pH de 6.5 unidades, la adición de cloro residual para la eliminación de bacterias es efectiva mientras que en casos donde el pH del agua aumenta, la concentración de cloro residual debe aumentar para que pueda tener el mismo efecto letal sobre las bacterias que se encuentran presentes en el recurso.

Los cambios que se pueden llegar a producir de los niveles de pH en el recurso durante la cloración, generalmente quedan amortiguados por las concentraciones de carbonatos y bicarbonatos de calcio y magnesio que el agua contiene y los cuales son los responsables de la dureza de la misma, por lo tanto, las variaciones de pH suelen ser mínimas y despreciables en la cloración.

  • Temperatura:

La temperatura que presente el recurso a tratar, es un factor que afecta considerablemente el proceso de cloración, ya que a mayor temperatura del recurso, mayor es el efecto desinfectante del cloro, pero a su vez este es más inestable en el agua y se evapora con mayor facilidad; por ejemplo, si se desea tener la misma acción desinfectante del proceso de cloración en aguas que no superen los 5°C en comparación con aguas que presenten temperaturas promedio de 21°C, considerando que los demás factores que condicionan el proceso sean iguales, la concentración de cloro debe ser más del doble para que este pueda obtener el mismo efecto reductor de agentes patógenos.

  • Tiempo y concentración:

Estos dos factores se encuentran relacionados entre sí, ya que, por medio de ambos, se considera la duración total del periodo de reacción disponible para la desinfección, así como la clase y cantidad de cloro que se emplea durante la cloración.

  • Características de los organismos:

Los diversos microorganismos que se encuentran presentes en el agua, presentan una resistencia a ser eliminados mediante la adición de cloro muy variable.  Generalmente, los microorganismos que sobreviven y se desarrollan en el agua, son muy resistentes a la desinfección del recurso mediante cloración; para que este procedimiento sea efectivo, es necesario que exista contacto íntimo entre el desinfectante y el microorganismo.

  • Presencia de sustancias reducidas en el agua:

Al igual que otros desinfectantes químicos, la cloración y su efectividad, dependen de la concentración de materia orgánica u otro tipo de sustancias reducidas presentes en el recurso, así como de la concentración de cloro empleado.

El pH del recurso a tratar es un factor importante que condiciona la cloración.

El pH del recurso a tratar es un factor importante que condiciona la cloración.

Métodos de Cloración

  • Cloración Simple:

El método de cloración simple, se define como la aplicación de cloro al recurso sin que este reciba algún tratamiento adicional.

  • Cloración Respecto al momento del tratamiento:

  • Cloración previa o precloración:

La precloración consiste en la adición de cloro al recurso antes que este inicie el proceso de filtración en la planta depuradora; La cloración previa del agua, favorece la eficiencia de tratamientos como la coagulación – floculación, además tiene ventajas tales como:

  • Ayudar a retardar o evitar la descomposición de lodos en los tanques sedimentadores ya que controla y reduce las concentraciones de algas, microrganismos y materia orgánica presentes en el agua.
  • Eliminación de olores y sabores del agua por medio de la oxidación de la materia orgánica.
  • Reducción del crecimiento biológico y de los formadores de limos en los filtros de arena.
  • Cloración Posterior:

Este método de cloración, consiste en añadir cloro al recurso después del proceso de filtración o en los depósitos de almacenamiento donde se resguarde el agua después de ser tratada.  La cloración posterior requiere menores concentraciones de cloro que la precloración por lo cual, este método sólo es empleado para aguas que se encuentran poco contaminadas y no requieren tratamientos intensivos.

  • Recloración:

La recloración, se puede aplicar en cualquier punto del sistema de distribución en el proceso de tratamiento de agua y tiene como objetivo principal, garantizar que las concentraciones de cloro requeridas para la cloración sean las necesarias para reducir y eliminar posibles contaminaciones futuras del recurso.

La cloración puede aplicarse en cualquiera de las etapas del tratamiento ya que permite optimizar la calidad del agua, reduciendo microorganismos presentes en la misma.

La cloración puede aplicarse en cualquiera de las etapas del tratamiento ya que permite optimizar la calidad del agua, reduciendo microorganismos presentes en la misma.

  • Cloración Respecto a la demanda de cloro:

  • Cloración Limitada:

Este método consiste en adicionar la dosis necesaria de cloro que permita conseguir concentraciones de cloro residual entre 0,1 a 0,2 ppm después de 10 minutos de contacto con el recurso.  La cloración limitada puede ser un método insuficiente para generar la oxidación total de las sustancias reducidas, por lo cual, es un método no recomendado como único tratamiento de desinfección del agua.

  • Tratamiento con cloro y amoníaco:

El objetivo de este método es añadir amoniaco a la sustancia para generar la formación de cloraminas en el recurso, componente el cual tiene mayor estabilidad y potencial de oxidación, pero una baja capacidad de desinfección; las cloraminas generan menos sabor al agua que otros tipos de compuestos de cloro que se emplean en el tratamiento mediante cloración.

  • Supercloración sistemática:

Este método se emplea en el tratamiento de aguas, cuando la dosis de cloro que se adiciona es muy superior a la demanda de cloro que el recurso requiere, por lo cual, después de la oxidación de la materia reducida se procede a neutralizar el cloro excedente.  La supercloración sistemática es el método más rápido y eficaz de desinfección del agua, pero es poco usado dado que tiene un alto costo operativo debido al exceso de cloro que requiere el método, además del uso de neutralizantes para reducir el compuesto excedente; como agentes neutralizantes se pueden emplear compuestos químicos tales como Anhídridos sulfurosos, Bisulfitos sódicos y Metabisulfitos.

Compuestos a base de cloro que se emplean habitualmente para el proceso de cloración

En la actualidad, existen diferentes productos clorados que se utilizan para la desinfección y tratamiento de agua; los productos de la familia del cloro más habituales para realizar para realizar dicho tratamiento son:

  • Cloro en estado gaseoso:

El cloro en estado gaseoso (Cl2) es altamente tóxico, presenta una densidad mayor que la del aire y un color verde amarillento.  Es un producto altamente oxidante, el cual puede reaccionar con diversos compuestos; si el ambiente presenta humedad, las características corrosivas de este compuesto son muy altas, por esta razón, los materiales que contengan dicho gas deben ser fabricados en aleaciones especiales que soporten la corrosión.  Generalmente para tratamientos de desinfección de aguas, el cloro gaseoso se maneja como un gas seco para evitar que se presente corrosión por lo cual puede ser transportado en botellas y conductos metálicos.

  • Dióxido de Cloro:

El dióxido de cloro, se presenta como un gas de color amarillento y olor penetrante, el cual es explosivo cuando se tiene en concentraciones superiores al 10 % en volumen presentes en el aire; es un agente muy oxidante, ideal para eliminar color y olor del agua y permite desinfectar el recurso sin generar sabores desagradables cuando este presenta concentraciones considerables de fenoles ya que no se originan clorofenoles.  Este compuesto es ampliamente aceptado para la cloración debido a que produce concentraciones muy inferiores de compuestos potencialmente tóxicos y cancerígenos al combinarse con la materia orgánica presente en el agua.

  • Hipocloritos:

Los hipocloritos más empleados en el tratamiento de aguas mediante el método de cloración son los siguientes:

Hipoclorito Sódico:

Las soluciones de hipoclorito sódico, también conocidas como lejía, se producen por medio de la reacción del cloro gaseoso con una solución de hidróxido de sodio y debido a la alcalinidad que presentan, la capacidad de oxidación y la ausencia de sólidos en suspensión son muy estables, facilitando su aplicación al agua como método de desinfección.

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Hipoclorito Cálcico: t4

El hipoclorito de calcio es un compuesto altamente corrosivo el cual puede ser inflamable al entrar en contacto con determinados materiales ácidos; sin embargo, tiene dos ventajas significativas con respecto al hipoclorito sódico que hacen que este compuesto sea empleado en el tratamiento de desinfección del agua: mayor concentración de cloro y mayor estabilidad que este presenta.  En Fibras Y Normas de Colombia contamos con plantas purificadoras de agua potable que manejan dosificadores de hipoclorito de calcio que permiten desinfectar y eliminar compuestos contaminantes residuales presentes en el agua, generando un recurso óptimo para su consumo.

Los dosificadores de cloro permiten controlar las dosis de hipoclorito de calcio que el recurso necesita para su tratamiento.

Los dosificadores de cloro permiten controlar las dosis de hipoclorito de calcio que el recurso necesita para su tratamiento.

Limitaciones de la Cloración

Cuando en el recurso que se está tratando, se encuentran concentraciones de precursores orgánicos tales como ácidos húmicos y fúlvicos, la cloración genera una serie de compuestos orgánicos y organoclorados tóxicos que son perjudiciales para la salud de la población.  Este tipo de compuestos, sólo se producen en casos donde los precursores orgánicos y el cloro residual libre se encuentran presentes de manera conjunta durante tiempos prolongados.

Para evitar que ocurren este tipo de incidencias en el tratamiento de aguas, se adoptan las siguientes medidas:

  • Antes de realizar el proceso de cloración se realiza filtración del agua sobre carbón activo, con el objetivo de reducir y eliminar las concentraciones de precursores orgánicos nocivos.
  • Realizar la cloración por etapas para evitar la presencia de cloro libre antes de la filtración.
  • Evitar el uso de compuestos a base de cloro como cloro gaseoso o hipocloritos y sustituirlos por ozono, dióxido de cloro o cloraminas, los cuales no reaccionan con los precursores orgánicos.
Al realizar un buen proceso de cloración, se genera agua de muy buena calidad, la cual no genera afectaciones en la salud de la población beneficiada del recurso.

Al realizar un buen proceso de cloración, se genera agua de muy buena calidad, la cual no genera afectaciones en la salud de la población beneficiada del recurso.

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Sobre el Autor

Fibras y Normas de Colombia S.A.S.

Fibras y Normas de Colombia es una empresa que ha sido fundada desde el 2004 y se ha encargado de suministrar agua potable a todos los rincones del país, con la finalidad de llevar hasta los lugares mas recónditos el beneficio de este magnifico recurso natural. Ademas, enfatizamos las prioridades de las personas y nos involucramos en proyectos educativos para compartir los conocimientos en la ciencia del tratamiento de aguas, para impartir nuevas tecnologías que favorezcan el desarrollo de la omnisciencia.

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