Los halógenos son potentes oxidantes capaces de destruir la membrana plasmática y alterar componentes esenciales de los microorganismos. En desinfección destacan los compuestos clorados, especialmente el hipoclorito sódico, y los compuestos yodados, como la povidona yodada.
El hipoclorito sódico es un desinfectante de amplio espectro, económico y eficaz frente a bacterias, virus, hongos, mohos, levaduras y, en concentraciones elevadas, esporas. Su eficacia depende de la concentración, el pH, el tiempo de contacto, la presencia de materia orgánica, la temperatura y la estabilidad de la solución.
Qué son los halógenos
La palabra halógena proviene del latín -hal que significa sal y -gen que significa producción, es decir, son productos capaces de producir sal. Son unos potentes oxidantes que destruyen la membrana plasmática.
En la tabla periódica el cloro se encuentra entre otros halógenos como el Fluor (F), Bromo (Br), Iodo (I) y astanite (At). Todos los halógenos normalmente reaccionan con metales para formar sales solubles.
Se incluyen los compuestos clorados y los compuestos yodados. El cloro es un germicida potente utilizado en la desinfección de objetos y agua.
El cloro y su importancia en la desinfección
El cloro es uno de los elementos mas comunes para la desinfección del agua. Cloro se puede aplicar para la desactivación de la actividad de la gran mayoría de los microorganismos, y es relativamente barato.
El cloro es uno de los desinfectantes mas utilizados. Es muy practico y efectivo para la desinfección de microorganismos patogénicos. Cloro se puede utilizar fácilmente, medir y controlar. Es persistente en su justa medida y relativamente barato.
El cloro se ha utilizado en muchas aplicaciones, como la desactivación de patógenos en agua potable, piscinas y aguas residuales, para la desinfección de áreas domesticas y para el blanqueamiento de textiles, por mas de doscientos años.
Fue utilizado por primera vez a mediados del S. XIX para prevenir la fiebre puerperal transmitida por las manos del personal sanitario. Cuando se descubrió el cloro, todavía no se sabia que las enfermedades eran causadas por los microorganismos en el agua. Fue en el siglo XIX cuando doctores y científicos se dieron cuenta de que muchas enfermedades eran contagiosas y que el contagio de la enfermedad puede prevenirse mediante la desinfección de las áreas de hospitales.
Pronto después, se empieza a experimentar con el cloro como agente desinfectante. En 1835 el doctor y escritor Oliver Wendel Holmes recomienda a las amas de casa el lavarse las manos con calcio hipoclorito (Ca(ClO)2-4H2O) para prevenir el contagio de la fiebre del ama de casa.
De cualquier manera, solo comenzamos a utilizar desinfectante a escala general en el siglo XIX, después de que Louis Pasteur descubriera que los microorganismos son los responsables del contagio de muchas enfermedades. El cloro ha jugado un importante papel en alargar la esperanza de vida de los seres humanos.
Propiedades químicas del cloro
Cloro (Cl2) es uno de los elementos mas reactivos; forma uniones con otros elementos muy fácilmente. El cloro puede formar sustancias muy estables, como la sal de mesa (NaCl). El cloro puede formar también productos reactivos, como cloruro de hidrogeno (HCl).
El cloro se encuentra generalmente unido con el sodio (Na), o en sal de cocina (cloruro de sodio; NaCl). La mayoría del cloro se encuentra disuelto en el mar y lagos. Además, gran cantidad de cloro se puede encontrar en el suelo o rocas salinas.
El átomo de hidrogeno cede un electrón al átomo de cloro, causando la formación de iones de hidrogeno y Cloro. Estos iones reaccionan con toda clase de sustancias cuando entran en contacto con metales, incluso metales resistentes a la corrosión, en circunstancias normales.
Acido clorhídrico puede incluso producir corrosión en acero inoxidable. Por esta razón su almacenamiento es mediante recipientes de cristal o plástico.
Formación de las especies activas
Cuando se añade cloro gas al agua se genera la siguiente reacción:
Cl2 + H2O = H+ + Cl- + HOCl
Cuando se añade cloro al agua, se forma acido hipocloroso:
Cl2 + H2O -> HOCl + H+ + Cl-
En solución acuosa, el hipoclorito sódico, da lugar a un equilibrio de las siguientes especies químicas: cloro (Cl2), ácido hipocloroso (HClO) e ion hipoclorito (ClO-).
Cl2 + H2O -> HClO + HCl
HClO -> OCl−+ H+
Dependiendo del valor de PH, acido hipocloroso en parte se descompone en iones de hipoclorito:
Cl2 + 2H2O -> HOCl + H3O + Cl-
HOCl + H2O -> H3O+ + OCl-
Este se descompone en atomos de cloro y oxigeno:
OCl- -> Cl- + O
Acido hipocloroso (HOCl), que es eléctricamente neutral, y iones hipoclorito (OCL-), eléctricamente negativos) forman cloro libre que se combina junto. Esto es lo que provoca la desinfección.
Influencia del pH en la eficacia
Según el valor de pH de la solución, varían las proporciones de cada especie. En aguas entre 6,5 y 8,5 ambas especies estarán en equilibrio.
Con un pH inferior a 5 todo el cloro está en forma de ácido hipocloroso (HClO), de gran poder oxidante y desinfectante, pero de baja estabilidad. Sin embargo, a medida que el pH aumenta, este ácido se disocia en hipoclorito (ClO-), disminuyendo significativamente su poder oxidante y efectividad desinfectante a partir de pH superiores a 7,0, aunque su estabilidad aumenta.
Acido hipocloroso es un agente mas reactivos y mas fuerte que el hipoclorito. Acido hipocloroso se divide en acido hipoclorito (HCl) y oxigeno atómico (O). El átomo de oxigeno es un desinfectante muy poderoso.
Las propiedades de desinfección del cloro en agua se basan en el poder de oxidación de los átomos de oxigeno libre y reacciones de sustitución del cloro.
Mecanismo de acción desinfectante
El cloro mata patógenos como las bacterias y los virus, rompiendo las uniones químicas moleculares. Los desinfectantes usados para esta aplicación consisten en compuestos de cloro que pueden intercambiar átomos con otros compuestos, como encimas en bacteria y otras células.
Cuando las encimas entran en contacto con el cloro, uno o mas de los átomos de hidrógeno es substituido por el cloro. Esto provoca que la molécula se transforme o se rompa. Si la encima no funciona correctamente, causa la muerte de la célula o bacteria.
La pared celular de los microorganismos patógenos están cargados negativamente. De esta manera puede ser penetrado por el acido hipocloroso neutro, en lugar de por el in hipoclorito cargado negativamente.
Acido hipocloroso puede penetrar capas limosas, paredes celulares y capas protectoras de microorganismos matando de manera efectiva los patógenos. Los microorganismos mueren o su actividad reproductiva se ve inhibida.
Hipoclorito sódico
El hipoclorito sódico, compuesto químico de gran poder oxidante, desempeña un papel crucial en una gran variedad de procesos de desinfección. Gracias a su excelente capacidad para combatir eficazmente microorganismos patógenos, el hipoclorito sódico se ha convertido en un ingrediente activo indispensable para una amplia gama de aplicaciones.
El hipoclorito sódico posee propiedades desinfectantes altamente eficaces debido a su gran capacidad para destruir la estructura celular de microorganismos. Al ser un poderoso agente oxidante, el hipoclorito sódico actúa rápidamente sobre bacterias, virus y hongos, eliminándolos de manera efectiva en una gran variedad de superficies y medios acuosos.
Su acción desinfectante se basa en la liberación de cloro, compuesto altamente oxidante, que reacciona con los componentes celulares esenciales de los microorganismos, interrumpiendo sus funciones vitales y causando su muerte.
Esta capacidad lo convierte en una herramienta indispensable para la prevención y el control del crecimiento microbiológico de microorganismos patógenos.
Espectro de acción
El hipoclorito es un desinfectante de amplio espectro, lo cual lo hace eficaz frente a toda clase de microorganismos, como bacterias, hongos, mohos, levaduras, esporas o virus.
Basan su eficacia desinfectante en el potente efecto oxidativo que realizan sobre los microorganismos, dañando la pared celular y citoplasmática e inhibiendo los procesos enzimáticos.
Dicho poder deriva del potente efecto oxidativo que producen cuando el hipoclorito se descompone liberando altas cantidades de oxígeno.
Usos principales
El hipoclorito sódico y el cloruro de sodio se pueden utilizar eficazmente como desinfectantes para agua y superficies. Están ampliamente disponibles y son económicos.
El cloro se puede utilizar fácilmente, medir y controlar. El cloro garantiza una excelente eficacia desinfectante a un coste de aplicación muy económico, permitiendo al mismo tiempo una sencilla dosificación y un fácil control del residual.
Superficies pueden desinfectarse a base de lejía. La lejía contiene cloro gas disuelto en una solución alcalina, como hidróxido de sodio. Cuando se disuelve el cloro en una solución alcalina, se forman iones hipoclorito en una reacción autoredox.
Cloro reacciona con hidróxido de sodio a hipoclorito de sodio. Este es un desinfectante muy bueno con un efecto estable.
El hipoclorito sódico se utiliza para la desinfección de superficies e instalaciones de áreas médicas, alimentarias, veterinarias e industriales/institucionales, así como para tratamientos de desinfección de agua.
- Desinfección de agua potable, piscinas y aguas residuales.
- Desinfección de mobiliario, suelos y paredes.
- Desinfección de la escupidera y sillón.
- Desinfección de equipos, instalaciones y superficies en la industria alimentaria.
- Desinfección de instalaciones con riesgo de legionella.
- Desinfección de áreas domésticas.
- Blanqueamiento de textiles y lavado e higienización de ropa blanca.
En la industria alimentaria, el hipoclorito sódico se utiliza ampliamente para la desinfección de equipos, instalaciones y superficies, y también para la potabilización del agua.
Su uso garantiza la seguridad microbiológica de los alimentos, cumpliendo con los estándares de higiene establecidos por las autoridades sanitarias.
Para procesos de tratamiento de aguas, el hipoclorito sódico se utiliza ampliamente para desinfección de aguas de piscinas, potabilización de aguas de consumo humano o animal y tratamientos de desinfección de instalaciones con riesgo de legionella representar un riesgo para la salud pública.
Aplicaciones en limpieza alimentaria
Tienen un elevado poder de blanqueo de las superficies, por lo que es comúnmente utilizado para limpiar tajos de corte, cajas, moldes, o para el lavado e higienización de ropa blanca.
Es el producto ideal para utilizar cuando tenemos manchas de pigmentos, colorantes o sangre en las superficies de trabajo.
Puede ser un producto tanto espumante para utilización de limpiezas de superficies abiertas (limpiezas OPC) de forma manual o con equipos de baldeo, como de espuma controlada para ser utilizado en la limpieza mediante máquinas de lavado de cajas, de moldes, de envases o en la recirculación en sistemas CIP.
Su poder de limpieza y de desengrasado son muy elevados. Son compuestos ideales para combinar con detergentes enzimáticos destinados a la destrucción de los biofilms de Listeria Monocytogenes en las superficies de riesgo en industria alimentaria.
Concentración y dilución
Sin embargo, es fundamental hacer la dilución correcta para lograr la desinfección más eficiente. La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda (dependiendo de la aplicación) concentraciones en desinfectantes de 1000-5000 mg/L NaOCl y hasta 200 g/L NaCl.
Como desinfectante general se utiliza en una concentración de un gramo por litro (1.000ppm), si hubiera salpicaduras de sangre la dilución es de 10 gramos por litro (10.000ppm).
Estas diluciones se realizan a partir de la lejía comercial que está a una concentración de 40 a 80 gramos por litro. Si se usa lejía a 40 gr por litro la dilución sería 250 de lejía y 750 de agua.
| Aplicación o condición | Concentración indicada |
|---|---|
| Desinfección general | un gramo por litro (1.000ppm) |
| Salpicaduras de sangre | 10 gramos por litro (10.000ppm) |
| Rango recomendado por la OMS para NaOCl | 1000-5000 mg/L NaOCl |
| Rango recomendado por la OMS para NaCl | hasta 200 g/L NaCl |
| Lejía comercial | 40 a 80 gramos por litro |
Ventajas del hipoclorito sódico
- Bactericida, tuberculicida, fungicida, viricida.
- Esporicida en altas concentraciones.
- Acción rápida.
- Barato en forma diluible.
- No inflamable.
- No se ve afectado por la dureza del agua.
- Reduce las biopelículas en las superficies.
- Está ampliamente disponible.
- Permite una sencilla dosificación y un fácil control del residual.
Limitaciones, riesgos y precauciones
El hipoclorito sódico es un gran agente oxidante, pero corrosivo a los metales. No se utiliza en la desinfección de material médico por ser corrosivo.
Sin embargo, hay que tener en cuenta que, debido a su elevado poder oxidativo, puede dañar los metales blandos como el aluminio, causando daños irreversibles en los mismos.
Deja residuos de sal corrosivos para los metales. Algunos productos listos para usar pueden ser formulados con inhibidores de corrosión.
La actividad microbicida es afectada por la materia orgánica. El hipoclorito sódico se inactiva con materia orgánica.
Decoloración de tejidos. Decolora/mancha las telas. Tiene un elevado poder de blanqueo de las superficies.
Puede causar irritación de la piel y los ojos. Irritante a altas concentraciones. Causa irritación de la piel y dermatitis.
El peligro potencial es la producción de trihalometano. Además, puede producir olor y vapores durante su descomposición.
El hipoclorito en su descomposición genera vapores, lo cual hace recomendable no aplicarlo a excesiva temperatura (más de 60 ºC) para evitar tanto la oxidación de superficies como los riesgos laborales del personal de limpieza.
La lejía nunca se debe combinar con ácidos. Cuando entra en contacto con ácidos el hipoclorito se vuelve inestable, causando el escape de cloro gas veneno.
También existe peligro de reacción con amoniacos. El cloro es un gas muy reactivo y corrosivo. Cuando se transporta, almacena o utiliza, se deben seguir una serie de precauciones de seguridad.
Estabilidad y almacenamiento
Ya que es inestable, las soluciones deben ser de preparación reciente. Son soluciones inestables, por lo que hay que prepararlo diariamente.
El activo es inestable, aunque algunos productos listos para usar pueden ser formulados con estabilizadores para lograr una vida útil más larga.
Relativamente estable, por ejemplo, 50% de reducción en la concentración de cloro en 30 d52.
Agua que ha sido clorinada debe de protegerse de los rayos directos del sol. El Cloro se rompe por la influencia de la luz del sol debido a la radiación UV.
Esta radiación es energía necesaria para romper las moléculas de acido hipocloroso (HOCl).
2HOCl -> 2H+ + 2Cl- + O2
Hipoclorito cálcico y lejía en polvo
La lejía en polvo (CaOCl2) también se puede utilizar. Esta se produce mediante la utilización de cloro a través de hidróxido de calcio.
Los beneficios de la lejía en polvo es que es sólida. Esto facilita su aplicación como desinfectante en áreas medicas, próximo a su uso como lejía.
Cuando del polvo desinfectante se disuelve, reacciona con agua a acido hipocloroso (HOCl) e iones hipoclorito (OCl-).
Ácido hipocloroso
Como he comentado en el capítulo anterior, el ácido hipocloroso es el resultante de la unión de óxido ácido de cloro con agua. Se realiza por hidrólisis de la sal con agua y genera un producto altamente oxidante.
El ácido hipocloroso lo genera naturalmente las células humanas como los neutrófilos y sirven para eliminar bacterias.
A partir de 25º pierde sus propiedades, así como en presencia de luz. Puede utilizarse en aerosol, pero también se utiliza en forma de espray para superficies.
Puede utilizarse por inmersión del material. También existen formulaciones para desinfección de tejidos en forma de geles.
El ácido hipocloroso es ampliamente utilizado en el sector alimentario, en veterinaria y desinfección de granjas.
Cloróforos, cloraminas y cloruro sódico
Los cloróforos y las cloraminas liberan ácido cloroso y cloro respectivamente y pueden utilizarse como desinfectantes los primeros y para limpieza de emergencia del agua potable.
El cloruro sódico al 0,9% es adecuado para la limpieza de la piel y heridas, pero una vez abierto el envase debe desecharse en 24 horas.
El hipoclorito de sodio y el cloruro de sodio se pueden utilizar eficazmente como desinfectantes para agua y superficies. Están ampliamente disponibles y son económicos.
Determinación de hipoclorito y cloruro
Esta Application Note demuestra un método fiable para determinar el contenido de hipoclorito y cloruro de sodio en los desinfectantes mediante dos titulaciones argentométricas posteriores en la gama recomendada por la OMS.
Compuestos yodados
El yodo es muy eficaz frente a todo tipo de microorganismos y esporas, el yodo elemental es uno de los germicidas más potentes que existen y su acción es muy rápida.
Actúa por precipitación de proteínas y oxidación de enzimas.
Es eficaz frente a todo tipo de bacterias, muchas endosporas, diversos hongos y algunos virus. No es muy activo frente a Mycobacterium tuberculosis.
Actúa sobre las proteínas y ácidos grasos de las membranas. El mecanismo de acciones parecido al de la lejía, produce oxidación e inactivación de los componentes celulares.
Tintura de yodo
La tintura de yodo está formada por un 2% de yodo, un 2,5% de yoduro potásico y alcohol al 50% y se considera uno de los mejores antisépticos estando indicado para su aplicación sobre la piel sana por su escasa toxicidad, aunque algunos individuos muestran reacciones de hipersensibilidad.
Las soluciones acuosas al 2% de yodo y 2,5% de yoduro potásico son indicadas para heridas y abrasiones y soluciones al 0,1%, pueden usarse para irrigaciones.
Una solución al 2% en glicerina se utiliza en aplicaciones mucosas.
Yodóforos y povidona yodada
Los yodóforos son complejos inestables de yodo elemental que disponen de una molécula transportadora que actúa como reservorio produciendo una liberación sostenida.
Esto hace que sea menos eficaz que la tintura pero es menos irritante y mancha menos.
El más utilizado es la povidona yodada que se emplea en antisepsia de piel sana, heridas o preparación del campo operatorio.
En quemaduras, antes de la formación de costras, también es útil. Sin embargo, se ha detectado cuando se usa en quemados un aumento del yodo sérico, aunque no origina problemas.
En neonatología si puede originar problemas por absorción debido a lo cual no se aconseja su uso en esta área.
La povidona yodada es una forma hidrosoluble de yodo y polivinyilpyrrolidona. Esto mejora la solubilidad del yodo y favorece una liberación gradual a los tejidos.
Tiene un color amarillento parduzco y un olor característico. Se suele usar como antiséptico en tejidos vivos.
Se ha utilizado de forma masiva debido a su facilidad de preparación y su liberación controlada.
Indicaciones de los compuestos yodados
- Antiséptico para desinfección de piel y mucosas.
- Bactericida.
- Tuberculolicida.
- Viricida.
- No inflamable.
Limitaciones de los compuestos yodados
- No esporicida.
- Degrada siliconas.
- Tiñe las superficies.
- Se inactiva en presencia de materia orgánica.
- Se inactiva con la luz.
- Puede ser peligroso en bebés y embarazadas.
- Está contraindicado en pacientes con tratamiento de sales de litio y alérgicos.
- En caso de tener que hacerse una prueba de tiroides puede alterar el perfil tiroideo.
Comparación entre hipocloritos y compuestos yodados
| Característica | Hipocloritos | Compuestos yodados |
|---|---|---|
| Actividad | Amplio espectro frente a bacterias, virus, hongos y esporas en altas concentraciones | Eficaz frente a bacterias, muchas endosporas, hongos y algunos virus |
| Mecanismo | Oxidación y alteración de estructuras y enzimas celulares | Precipitación de proteínas y oxidación de enzimas |
| Uso principal | Agua, superficies, instalaciones y equipos | Piel, mucosas, heridas y campo operatorio |
| Estabilidad | Soluciones inestables; sensibles a materia orgánica, luz y temperatura | Los yodóforos liberan yodo de forma gradual |
| Principales inconvenientes | Corrosión, irritación, decoloración, vapores y pérdida de actividad | Manchado, inactivación por materia orgánica y posibles efectos por absorción |
Normativa y uso como biocidas
Según la aplicación para la cual el hipoclorito sódico es utilizado, existen diferentes marcos normativos europeos que regulan su uso.
En el contexto del Reglamento (UE) 528/2012 sobre productos biocidas (BPR), el hipoclorito sódico destaca como una sustancia activa biocida esencial para la desinfección de todo tipo de superficies e instalaciones de áreas médicas, alimentarias, veterinarias e industriales/institucionales, así como para tratamientos de desinfección de agua, permitiendo su autorización como producto biocida de los tipos PT 2-3-4-5.
Los productos desinfectantes basados en hipoclorito sódico deben disponer de la correspondiente autorización como biocida, según PT a que van destinados.
Durante el periodo transitorio de la BPR, los marcos normativos nacionales son los que permanecen vigentes. En España, durante el periodo transitorio, siguen vigentes los marcos normativos establecidos por el Real Decreto 3349/1983 de plaguicidas y el Real Decreto 3360/1983 de Lejías.
Los productos biocidas deben estar fabricados por empresas debidamente inscritas en el Registro oficial de establecimientos y servicios plaguicidas o, en el caso de productos desinfectantes de ámbito sanitario (PT2), que dispongan de Autorización de actividades de instalación de desinfectantes otorgada por la AEMPS.
Medidas básicas para una desinfección eficaz
- Realizar la dilución correcta según la aplicación.
- Preparar las soluciones inestables diariamente o utilizar formulaciones estabilizadas autorizadas.
- Eliminar previamente la materia orgánica, porque reduce la actividad microbicida.
- Proteger el agua clorada de los rayos directos del sol.
- Evitar temperaturas excesivas, especialmente superiores a 60 ºC.
- No combinar nunca la lejía con ácidos ni con amoniacos.
- Considerar la compatibilidad del producto con metales, tejidos, siliconas y otras superficies.
- Utilizar los compuestos yodados teniendo en cuenta sus restricciones en neonatos, bebés, embarazadas y personas con alergias o tratamientos específicos.
Desinfección de superficies con cloro
tags: #halogenos #e #hipocloritos #desinfectante
Publicaciones populares:
- La purificación de la fe a través del fuego en las Escrituras
- Descubre el Filtro Carbon.Zeo para campanas Falmec
- Casco de aire filtrado: tipos
- Evans: análisis del filtro de agua de 5 etapas con ultrafiltración
- Cómo purifican el aire los ventiladores con filtro de partículas