¿Qué es el cloro en el agua y por qué se utiliza?

El cloro es el desinfectante de agua más utilizado en el mundo. Las plantas de tratamiento de agua municipales añaden cloro al agua potable para eliminar bacterias, virus y protozoos patógenos, y para mantener un residual desinfectante en todo el sistema de distribución. Esta práctica ha sido reconocida por eliminar virtualmente enfermedades transmitidas por el agua como el cólera, la fiebre tifoidea y la disentería en los países desarrollados.

El cloro se aplica en varias formas: cloro gaseoso (Cl2), hipoclorito de sodio (lejía líquida) e hipoclorito de calcio (sólido). Algunas empresas de servicios públicos utilizan cloraminas (una combinación de cloro y amoniaco) como desinfectante alternativo que proporciona un residual más estable y duradero en el sistema de distribución.

Si bien el cloro es esencial para la seguridad del agua, el cloro residual que llega a los grifos de los consumidores puede causar quejas de sabor y olor y, más importante aún, puede reaccionar con la materia orgánica natural para formar subproductos de desinfección (SPD) potencialmente perjudiciales.

Efectos sobre la salud y preocupaciones

A las concentraciones utilizadas en el tratamiento de agua potable (típicamente 0,2-4,0 mg/L), el cloro en sí mismo no se considera un riesgo significativo directo para la salud. Sin embargo, la formación de subproductos de desinfección (SPD) a través de la reacción del cloro con la materia orgánica natural es una preocupación bien documentada.

Los trihalometanos (THM), incluido el cloroformo, son los SPD más estudiados. La EPA regula los trihalometanos totales (TTHM) a un máximo de 0,080 mg/L. La exposición a largo plazo a niveles elevados de THM se ha asociado con un mayor riesgo de cáncer de vejiga. Los ácidos haloacéticos (AHA), otra clase importante de SPD, están regulados a 0,060 mg/L.

Las cloraminas, aunque producen menos THM y AHA, forman su propia clase de SPD llamados nitrosaminas, incluida la N-nitrosodimetilamina (NDMA), que es un probable carcinógeno humano.

Desde el punto de vista estético, el cloro en el agua produce un sabor y olor notable que muchos consumidores encuentran desagradable. El umbral gustativo es aproximadamente 0,2 mg/L, aunque la sensibilidad varía entre individuos. El cloro también puede irritar la piel y los ojos, y puede agravar condiciones como el eccema en individuos sensibles.

En aplicaciones industriales, el cloro residual puede dañar las membranas de ósmosis inversa, interferir con la calidad del agua de proceso y afectar la producción de alimentos y bebidas. La decloración es un paso de pretratamiento crítico para muchos procesos industriales de tratamiento de agua.

Límites regulatorios para el cloro en el agua potable

MRDL significa Nivel Máximo Residual de Desinfectante. La EPA señala que algunas personas que usan agua con cloro muy por encima del MRDL podrían experimentar efectos irritantes en los ojos y la nariz y molestias estomacales.

Cómo analizar el cloro en el agua

El cloro libre y total puede medirse en campo usando kits colorimétricos DPD (N,N-dietil-p-fenilendiamina) o analizadores portátiles de cloro. Estos métodos proporcionan resultados inmediatos y son ampliamente utilizados por las empresas de servicios públicos y operadores de tratamiento.

Para análisis de laboratorio, el Método EPA 330.5 (titulación yodométrica) y el Método Estándar 4500-Cl proporcionan cuantificación precisa del cloro. Los subproductos de desinfección requieren análisis especializado: los THM se miden por el Método EPA 524.2 (purga y trampa GC/MS) y los AHA por el Método EPA 552.2.

Es importante analizar el cloro inmediatamente después de la recolección de la muestra, ya que el cloro se disipa rápidamente de las muestras de agua, particularmente a temperaturas elevadas y en presencia de materia orgánica.

Métodos de tratamiento para la eliminación de cloro

Carbón activado granular (CAG)

El carbón activado es el método más común y efectivo para la eliminación de cloro del agua. Los sistemas de filtración con CAG eliminan el cloro a través de una combinación de adsorción y descomposición catalítica. Los sistemas de CAG correctamente diseñados pueden reducir el cloro a niveles indetectables. El tipo de carbón, el tiempo de contacto (tiempo de contacto de lecho vacío de 5-10 minutos es típico) y la profundidad del lecho son parámetros de diseño críticos.

Filtración de bloque de carbón

Los filtros de bloque de carbón ofrecen mayor eficiencia de eliminación de cloro por unidad de volumen que el CAG debido a su estructura comprimida y mayor contacto de área superficial. Se utilizan comúnmente en aplicaciones de punto de uso y como pretratamiento para sistemas de OI.

Decloración química

La decloración química usando bisulfito de sodio, sulfito de sodio o tiosulfato de sodio se utiliza ampliamente en aplicaciones industriales donde se requiere la eliminación de cloro de grandes volúmenes de agua. Estos agentes reductores reaccionan con el cloro para formar iones cloruro inofensivos. La dosificación precisa es esencial para evitar exceso de agente reductor en el agua tratada.

Decloración por UV

Los sistemas UV de media presión que operan a longitudes de onda de aproximadamente 185 y 254 nm pueden descomponer fotolíticamente tanto el cloro libre como las cloraminas. La decloración por UV es libre de químicos y no produce subproductos de desinfección, lo que la hace adecuada para aplicaciones farmacéuticas, electrónicas y de procesamiento de alimentos.

Preguntas frecuentes

¿Por qué mi agua del grifo huele a piscina?

Un olor a piscina o lejía en el agua del grifo es causado por el cloro o las cloraminas añadidas durante el tratamiento municipal del agua para desinfección. El umbral de olor del cloro es aproximadamente 0,2 mg/L, y la mayoría de los sistemas municipales mantienen cloro residual entre 0,2 y 4,0 mg/L. El olor es más notable en agua caliente y en áreas más cercanas a la planta de tratamiento.

¿Qué son los subproductos de desinfección y por qué son una preocupación?

Los subproductos de desinfección (SPD) se forman cuando el cloro reacciona con la materia orgánica natural presente en el agua. Los SPD más comunes son los trihalometanos (THM) y los ácidos haloacéticos (AHA). La exposición a largo plazo a niveles elevados de SPD se ha asociado con un mayor riesgo de cáncer y efectos reproductivos. La EPA regula los THM totales a 0,080 mg/L y los AHA totales a 0,060 mg/L.

¿Un filtro de jarra estándar elimina el cloro?

Los filtros de carbón activado estándar, incluidos los filtros de jarra, sí reducen el sabor y olor a cloro. Sin embargo, su capacidad y caudal son limitados. Para una eliminación consistente de cloro en aplicaciones comerciales e industriales, se recomiendan sistemas de filtración dedicados de carbón activado granular (CAG) o bloque de carbón con tiempo de contacto y volumen de medio adecuados.

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