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Cuando se adiciona cloro al agua, éste se hidroliza rápidamente para dar ácido clorhídrico y ácido hipocloroso. El cloro (Cl2), el ácido hipocloroso (HClO) y los iones hipoclorito (ClO-) coexisten en el equilibrio, dependiendo las proporciones relativas de todos ellos de la concentración total, del pH y la temperatura del agua. Lógicamente, ocurre los mismo cuando el agente que se añade es hipoclorito sódico (lejía, "cloro líquido") o derivados del ácido cianúrico (tricloroisocianúrico, dicloroisocianúrico). |
En condiciones de trabajo normales de la piscina, el pH debería mantenerse en el rango 7.2-8.0. El pH del agua tiene un importante efecto en la relación existente entre las concentraciones de las mono, di y tricloraminas, las cuales coexisten durante el "breakpoint". A pH por debajo de 7, pueden permanecer concentraciones apreciables de NCl3 (tricloramina) que no es oxidada por el cloro libre, aumentando su concentración conforme aumenta la concentración de cloro libre. Conforme va aumentando el pH, la cantidad de di y tricloraminas comienza a disminuir. Sin embargo, a pH 8 y superiores las monocloraminas formadas inicialmente coexisten durante cierto tiempo con el cloro libre, siendo entonces oxidada a nitrógeno sin la formación de cantidades apreciables de di y tricloraminas, que son las causantes del conocido "olor a cloro" y las irritaciones de ojos.
La eficiencia del cloro como agente esterilizante es prácticamente debida a la concentración de ácido hipocloroso en equilibrio en el agua.
A la vista de esta gráfica, se puede establecer que la velocidad de destrucción de bacterias disminuye rápidamente al aumentar el pH. Si bien este hecho es cierto, en el rango de pH 7.5-8.0 este disminución es sólo de 2.5 veces. Por lo tanto, para mantener la misma velocidad de destrucción de bacterias a pH 8.0 que a pH 7.5 el nivel de cloro libre se debería mantener 2.5 veces más alto.
El hecho de que al aumentar el pH disminuya la concentración de HClO no significa que disminuya el nivel de cloro libre, sino que la velocidad de reacción es menor. Puesto que la relación entre las concentraciones de HClO (ácido hipocloroso) y ClO- (hipoclorito) permanecen constante siempre que se mantenga el pH, si una porción de ácido hipocloroso se consume en la oxidación de la materia orgánica y en la destrucción de las bacterias, parte del hipoclorito se combinará con los iones H+ para formar ácido hipocloroso para mantener la relación de concentraciones entre ambos. Lógicamente, se producirá una disminución del cloro libre.
La velocidad de esterilización aumenta con la temperatura del agua. Por ejemplo, a la velocidad de destrucción de bacterias a 4ºC es de 2 a 7 veces superior a 0ºC, dependiendo del pH y la concentración de cloro libre.
El efecto de la concentración sobre la velocidad de destrucción de bacterias por un agente desinfectante puede expresarse mediante la siguiente expresión matemática:
t .Cn = constante
donde:
t = tiempo necesario para destruir un determinado porcentaje de bacterias.
C= concentración de agente desinfectante.
n = exponente.
Para el cloro el valor de n suele variar de 0.5 a 1.5, dependiendo de la temperatura y el pH. Por ejemplo, si suponemos que en unas determinadas condiciones de temperatura y pH, el exponente n es igual a 1, el tiempo necesario para destruir un determinado porcentaje de bacterias será inversamente proporcional a la concentración de cloro libre en el agua. (p.e., mitad de concentración implicará doble tiempo).