RELACIÓN REDOX - pH - CLORO

La Tecnología de la lectura de ORP para controlar un desinfectante ha sido reconocida e incorporada en Europa y en el mundo del agua desde hace años. En 1972, la OMS reconoció en sus "Standars for Drinking Water  (WH01972) que un nivel de ORP de 650 mV en el agua desinfecta e inactiva viralmente de forma casi instantánea.

Alemania, que tiene algunos de los estándares más restrictivos de la calidad del agua en el mundo, ha fijado su estándar en 750 mV para las piscinas y los balnearios. En 1988, el instituto nacional del balneario y de la piscina (NSPI) indicó que el ORP se podía utilizar como medida suplemental de la actividad apropiada de la esterilización cuando el cloro y el bromo se utilizan como el desinfectante primario. El NSPI también indicó que el uso de la medida de ORP no reemplaza ni elimina la prueba de los niveles con los kits estándares.

Diferentes estudios han demostrado que un valor de ORP de 650 a 700 mV medidos entre 6,5 y 8,5 provocan la eliminación de microorganismos patógenos. En estudios realizados hasta la fecha apuntan fuertemente el uso de 650 mV como valor umbral mínimo para una actividad antibacteriana típica. Este valor de 650 mV es consistente con las normas que fueron desarrolladas y han sido uitlizadas en Europa desde mediados de 1980 para la calidad del agua municipal.

Se debe tener en consideración que las medidas de ORP dependen del valor de pH. Por ejemplo, la cantidad de ácido hipocloroso existente en el agua varía en función del pH, ya que se forma ión hipoclorito.
Un aumento del pH provoca una disminución del ORP. Este problema no se tiene en las piscinas ya que el pH del agua está controlado y es poco variable.

MEDICIÓN, REGULACIÓN AUTOMÁTICA Y DOSIFICACIÓN.

La dosificación de reactivos será siempre automática para todos los vasos de la piscina.
La dosificación del desinfectante y el corrector de pH se realizará después del filtro y a una distancia suficiente del vaso, con objeto de que se mezcle en condiciones y no produzca molestias a los bañistas.

El floculante se adicionará previo a la filtración. Se aconseja colocar los electrodos para la toma de medidas a la salida del depósito de compensación, con objeto de tener una lectura lo más aproximada al valor real del agua en el vaso de la piscina.

La medida directa de cloro libre se realiza mediante analizadores colorimétricos por DPD o por células galvánicas autolimpiantes. En el método colorímetrico DPD, el indicador N, N-Dietil-p-fenilendiamina y la solución se mezclan con la muestra. El cloro libre disponible se oxida con el reactivo indicador DPD a un pH entre 6,3 y 6,6 para formar un compuesto color magenta. La intensidad del color resultante es proporcional a la concentración de la muestra. El propósito de esta solución tampón es el de mantener el pH adecuado.

La dosificación del ácido y del cloro líquido se realiza por medio de dos bombas dosificadoras que incorporan los productos procedentes a través de los filtros.

¿ QUÉ ES EL HIERRO ?
El hierro es un indicador de la corrosión del agua en el circuito de la piscina. La estabilidad de las distintas formas químicas depende del pH y de las condiciones oxidantes o reductoras del medio.
La presencia del hierro en el agua provoca precipitación y coloración no deseada. Las sales de hierro y manganeso producen un color marrón. Las sales de cobre producen una coloración azul / verde.
El hierro se encuentra en las agua naturales bajo dos formas:

* En estado mineral ( sales Ferrosas = Fe2 + y sales férricas = FeCl3 o hidróxido = Fe (OH)3.

* En estado orgánico (coloides).

Los metales disueltos en el agua, entre otros, son responsables de dar una coloración a las aguas.
Una baja alcalinidad también produce un color de agua verde.
El tratamiento que ha de llevarse a término será:

* Ajustar el pH entre 9 y 10. Los compuestos metálicos precipitan.

* Efectuar una cloración de choque.

* Flocular.

* Evitar la basura al desague con el limpiafondos al cabo de unas horas.

* Filtrar.

* Ajustar el pH entre 7,2 y 7,6 cuando el agua se haya recuperado.

                        

¿ QUÉ ES LA TURBIDEZ ?

La Turbidez es una medida del total de luz absorbida por el agua a causa de la materia suspendida en la misma.
Es una expresión óptica que origina que la luz se disperse y absorba en vez de transmitirse en línea recta de la muestra.
Es un claro indicador del buen funcionamiento del sistema de tratamiento del agua de la piscina y en general de la eficacia de la depuración.
Los resultados se expresan en NTU (unidades Nefelométricas de turbidez)
El valor indicativo de la turbidez será igual o inferior a 5 NTU.
El agua turbia produce una turbidez alta y suele ser consecuencia de un pH alto y/o una alcalinidad alta, una filtración  pobre, una contracorrientes ineficaces y formación de algas. La turbidez alta produce irritación en los ojos, reduce el efecto biocida del cloro o el desinfectante utilizado y aumentan la incrustación.

INDICE DE LANGELIER. EQUILIBRIO DEL AGUA.

El índice de saturación desarrollado por el Dr. Wilfred Langelier se usa ampliamente para precedir el equilibrio de las aguas de las piscinas.
Es un cálculo estimativo de la capacidad de las soluciones para disolver o precipitar los depósitos de carbonato de calcio. Un cierto nivel de esta precipitación (película) es conveniente para aislar las tuberías y calderas del contacto con el agua. Cuando no se forma esta película protectora, se considera que el agua es corrosiva. Por otro lado, las incrustaciones causan fallos en el sistema.
Por tanto, el Índice de Langelier es una potente herramienta para calcular el equilibrio del agua y para predecir problemas de corrosión e incrustaciones.
Para el cálculo de este índice, se requiere conocer los valores de pH, temperatura, alcalinidad y dureza aplicándose la siguiente fórmula:

IL = pH + TF + HF + AF - 12,5

Donde, IL = Índice de Langelier / pH = pH del agua / TF = factor de temperatura / HF = factor de dureza / AF = factor de alcalinidad.

Estos factores se pueden obtener en la siguiente tabla:

Ejemplo de cálculo:

Condiciones del agua.              Factores      pH+TF+HF+AF-12,5 = 7,2+0,7+2,4+1,9-12,5= -0,3

Temperatura 30ºC TF= 0,7  

pH                     7,2              pH   7,2

Alcalinidad         80 ppm       pH   1,9

Dureza             230 ppm       pH   2,4

Conclusión: El balance es aceptable pero existe riesgo de que el agua llegue a ser corrosiva; se recomienda verificar periodicamente.

La interpretación del resultado obtenido al aplicar la fórmula de cálculo de IL es la siguiente:

* Si el índice es cero, indica que el agua está perfectamente equilibrada.

* Si el índice es negativo, indica que el agua tiene tendencias corrosivas.

* Si el índice es positivo, significa que el agua tiene tendencias incrustantes.

Los valores de IL se consideran absolutamente óptimos en el intervalo ( -0,3 / +0,3) y aceptables entre

 ( -0,5 / +0,5)

¿ QUÉ SON LA DUREZA Y LA ALCALINIDAD ?

La dureza indica la cantidad de sales de calcio y de magnesio disueltas en el agua. Se expresa en gramos de carbonato de calcio por cada metro cúbico de agua. También se expresa en grados hidrotrimétricos franceses.
La alcalinidad indica la cantidad de substancias alcalinas ( carbonatos, bicarbonatos y hidróxidos) que contiene el agua.
Los componentes alcalinos que contiene el agua actúan como reguladores del pH del agua. Esto significa que una alcalinidad adecuada garantiza que el pH se pueda mantener prácticamente constante cuando se añaden pequeñas cantidades de ácido o de base.
La alcalinidad se expresa en gramos de carbonato de calcio por cada metro cúbico de agua. También se expresa en grados hidrométricos franceses.

1 grado Francés equivale a 10 mg/l de carbonato cálcico.

¿ QUÉ ES EL POTENCIAL REDOX ? (ORP)

El Redox se refiere a un tipo de reacciones en las que sustancias participantes se intercambian electrones.
En ellas, coexisten dos procesos:

* Oxidación: Pérdida de electrones.

* Reducción: Ganancia de electrones.

Cuando una sustancia pierde electrones, otra los tendrá que ganar y al revés. Los procesos de oxidación y de reducción tienen que ir necesariamente ligados. Por eso se habla de reacciones de reducción-oxidación o REDOX.

Se denomina oxidante la sustancia que produce la oxidación de otra sustrayéndole electrones. La ganancia de estos electrones produce la reducción del oxidante.

Se denomina reductor la sustancia que produce la reducción de otra cediéndole electrones. La cesión de estos electrones produce la oxidación del reductor.

Los oxidantes son normalmente cáusticos y los agentes reductores son normalmente ácidos. La medida del potencial redox depende del pH.

El Redox es una medida rápida y económica del poder de desinfección de los biocidas oxidante.

Los instrumentos que miden Redox son válidos para el cloro, bromo y ozono.

El potencial Redox nos da información sobre el grado de desinfección del agua de la piscina.

La OMS reconoció que un valor de ORP superior a 650 mV, el agua se encuentra perfectamente desinfectada y es inactivada.

¿ QUÉ ES LA CONDUCTIVIDAD ? (CE) Y TDS.

Se define la conductividad como la capacidad de una sustancia de conducir la corriente eléctrica. Es indicativa de la materia ionizable presente en el agua y de la cantidad de sales disueltas.

La conductividad es directamente proporcional a la concentración de sal en el agua. Cuando el nivel de sal disminuye, la conductividad también dismunuye. La unidad de medida mas utilizada es el microsiemens / centímetro (uS/cm).

Utilizando medidores de conductividad se puede calcular la dureza del agua con mediana precisión. La causa principal de la dureza del agua es la presencia de iones de calcio o magnesio disueltos.

La unidad de medición de dureza mas común el grado Francés (ºf), definido como:

1ºf = 10 mg/l de CaCO3

Otra relación experimentada es:

1 mg/l de CaCO3 equivale aproximadamente a 2 uS/cm

1ºfrancés equivale a 20uS/cm

El TDS indica la totalidad de materia que está disuelta en el agua que corresponde a la materia que quedaría si todo el agua se evaporase.

Los sólidos disueltos totales lo componen substancias disueltas como son las sales minerales, los productos químicos añadidos, polvo, tierra y sustancias introducidas por los bañistas.

¿QUÉ ES EL BROMO (Br) / OZONO (03) ?

El bromo es un elemento químico que pertenece, al igual que el cloro, a la familia de los halógenos; tiene características y propiedades similares al cloro. El bromo al mezclarse con el agua reacciona y se convierte en ácido hipobromoso (HBrO) que es su forma activa de desinfección.

Las diferencias relevantes que resultan de la comparación con el cloro son:

* Tiene una mayor tolerancia a la variación de pH.

* No desprende olores desagradables.

* Mayor coste económico que el cloro.

* Menos eficacia que el cloro.

El ozono es  el desinfectante más potente que se conoce, el único que responde realmente ante los casos difíciles (presencia de amebas, etc.). La cloración del agua tratada con ozono produce un azul realmente bonito y no comunica ni sabor ni olor al agua. El ozono en ningún caso provoca fermentación de productos que irritan las mucosas. Es conveniente mantener un pequeño residual de ozono en el agua o en contrapartida añadir un desinfectante como cloro o hipoclorito sódico en muy pequeñas cantidades que harán, por su mayor duración, un mantenimiento del agua más prolongado.

La mayor desventaja del ozono es que requiere de una instalación muy costosa. Por el contrario, no requiere ningún gasto en reactivos.

ÁCIDO ISOCIANÚRICO (CYS)

El cloro libre se descompone rápidamente por la acción de los rayos ultravioletas del sol, perdiendo sus propiedades desinfectantes. Por otro lado, el ácido isocianúrico (CYS) protege el cloro residual libre de las propiedades de descomposición de la luz solar. Este ácido no es un desinfectante, sino que actúa como filtro de los rayos ultravioleta del sol, evitando la descomposición del ácido hipocloroso y por tanto, el consumo inútil de cloro.
Este ácido isocianúrico es un producto estabilizante que actúa optimamente en un intervalo de entre 25 y 50 gr/m3.
El valor máximo es de 75 mg/l. Por lo tanto los productos clorados estabilizados son aquellos que contienen ácido isocianúrico, como el ácido tricloroisocianúrico y el dicloroisocianurato de sodio.

¿QUÉ ES EL CLORO? Los productos clorados son las sustancias utilizadas con mayor frecuencia en el tratamiento químico del agua. Todos los productos clorados utilizados producen ácido hipocloroso al reaccionar con el agua. La cantidad de ácido hipocloroso está muy condicionado por el valor de pH. En las agua con un pH alto, la mayor parte de este ácido (cloro activo) se convierte en ión hipoclorito, una forma de cloro con muy bajo poder desinfectante. Estas dos formas de cloro se encuentran en el agua en equilibrio, aunque éste depende de los valores de pH.

  CLORO LIBRE: Esta forma de cloro posee el mayor poder desinfectante y oxidante, corresponde fundamentalmente a la presencia de ácido hipocloroso y anión hipoclorito.

  CLORO COMBINADO: Tiene un poder desinfectante muy bajo y su presencia causa irritaciones y malos olores. La combinación del cloro libre con el amoníaco y la materia orgánica nitrogenada que contiene el agua, da lugar al cloro combinado (cloraminas).

  CLORO TOTAL: La suma del cloro libre y el cloro combinado da como resultado el cloro total.

VALORES INDICATIVOS

 Los niveles aceptables de pH para el agua de la piscina están entre 7 y 7,8 nivel que asegura la eficacia de los productos químicos que se utilicen en el tratamiento y que previene la corrosión de las partes metálicas del equipo de depuración. Un exceso o un defecto puede disminuir la eficacia de la cloracción e irritar las mucosas, además de contribuir al enturbiamiento del agua.

 CORRECCIÓN DEL pH 

 pH elevado 7,8 
 * produce una disminución del poder desinfectante del cloro.
* favorece el crecimiento de algas y bacterias.
* produce irritación de mucosas.
 * precipitación de sales cálcicas.

 pH bajo menos de 7,0
 * produce irritación de mucosas.
* aumenta el poder desinfectante del cloro.
* aumenta la turbidez del agua.

¿ QUÉ ES EL pH ?

El pH es una medida de la acidez o alcalinidad del agua Su expresión viene dada por el logaritmo negativo de la concentración del ión H+ expresada en moles/litro. El agua pura neutra tiene una concentración de ion hidrógeno de 10-7 moles por litro, luego el pH será de 7. Una disolución ácida tiene mayor concentración de ión hidrógeno que el agua pura y por lo tanto su pH será menor que 7. Una disolución básica le ocurre a la inversa y su pH será mayor de 7. Las medidas prácticas del pH se encuentran entre los valores 0 y 14. En la medición del pH se pueden utilizar varios métodos, siendo el más exacto y versátil el sistema de electrodo de vidrio. La medida de pH de una disolución se basa en la transformación de la señal eléctrica obtenida por un electrodo de vidrio y uno de referencia. Dicha señal es proporcional a la actividad de los iones H+, de acuerdo con la ley de Nernst.

 VALORES INDICATIVOS.

Los niveles aceptables de pH para el agua de la piscina están entre 7 y 7,8 nivel que asegura la eficacia de los productos químicos que se utilicen en el tratamiento y que previene la corrosión de las partes metálicas del equipo de depuración. Un exceso o un defecto puede disminuir la eficacia de la cloración e irritar las mucosas, además de contribuir al enturbiamiento del agua.

La entrada en vigor de nuevo Real Decreto 742/2013 de 27 de Septiembre de criterios técnico-sanitarios de las piscinas, obliga a controlar nuevos parámetros, tanto en la calidad del agua de la piscina como en la calidad del aire.

Como novedad, existe la obligatoriedad de controlar el CO2 en el aire del recinto y la Turbidez del agua del vaso, habiéndose establecido unos valores a partir de los cuales se decretará el cierre del vaso, hasta normalizar nuevamente los valores.