El hipoclorito de sodio (NaOCl) es un desinfectante directo que libera cloro libre disponible en el agua y se utiliza ampliamente para eliminar bacterias, virus, algas y otros microorganismos patógenos.
Su bajo costo, facilidad de dosificación, amplia disponibilidad y rápida acción lo convierten en una solución habitual para el tratamiento de agua potable, aguas residuales, piscinas, superficies, equipos, torres de refrigeración y sistemas industriales.
Qué es el hipoclorito de sodio
El hipoclorito de sodio se conoce en la vida cotidiana con los nombres de lejía blanqueadora o lejía de cloro, pero también se le llama hipocloroso sódico, “Agua de Labarraque”, “Agua de Javel”, lejía de Javel o antiformina.
La fórmula empírica de la sustancia es NaOCl. El hipoclorito sódico es la sal sódica del ácido hipocloroso (HClO).
En su forma de cristalización, cuando está libre de agua, es bastante frágil, por lo que se utiliza en estado sólido como hipoclorito sódico pentahidratado. Sin embargo, el hipoclorito de sodio se comercializa principalmente en forma de solución acuosa.
El hipoclorito sódico se utiliza en todo el mundo como agente blanqueador y desinfectante en diversas industrias, por ejemplo en los sectores farmacéutico, de limpieza, tratamiento de aguas o lubricantes.
Cómo se produce
El NaOCl se produce por electrólisis de una solución de cloruro sódico o introduciendo gas cloro en una solución de hidróxido sódico.
El hipoclorito de sodio es una solución química que se obtiene a través de la reacción del cloro gaseoso con hidróxido de sodio.
Se produce mediante la reacción del gas cloro (Cl2) con hidróxido de sodio (NaOH) o carbonato de sodio (Na2CO3).
Esta reacción produce hipoclorito de sodio junto con cloruro de sodio y agua:
Cl2 + 2 NaOH → NaClO + NaCl + H2O
El hipoclorito de sodio se presenta en forma líquida, con una concentración de cloro activo que puede variar, generalmente expresada en porcentaje de cloro disponible.
Propiedades del hipoclorito de sodio
El hipoclorito de sodio es soluble en agua.
Cristaliza de la solución acuosa a -10 grados Celsius como un sólido cristalino rico en agua e incoloro.
Cuando el hipoclorito de sodio se calienta a temperatura ambiente, reacciona con la pérdida de agua para formar hipoclorito de sodio pentahidratado, relativamente estable y de color amarillo pálido.
El hipoclorito de sodio actúa como un oxidante y como un desinfectante de amplio espectro.
Cómo actúa como desinfectante
Cuando se disuelve en agua, el hipoclorito de sodio libera cloro libre disponible, que destruye rápidamente las bacterias, virus y otros microorganismos.
La hipocloración es un método de desinfección en el que el hipoclorito se aplica directamente al agua para controlar microorganismos.
El hipoclorito es aplicado de la misma forma que el dióxido de cloro y el cloro.
El hipoclorito de sodio es un potente desinfectante que tiene la capacidad de eliminar una amplia gama de microorganismos patógenos presentes en el agua, incluyendo bacterias, virus, parásitos y algas.
Además de desinfectar el agua, el hipoclorito de sodio puede ayudar a reducir olores y sabores desagradables asociados con algunos contaminantes presentes en el agua.
Etapas del tratamiento del agua con hipoclorito de sodio
Pretratamiento
Antes de agregar el hipoclorito de sodio, se realiza un pretratamiento del agua para eliminar partículas grandes y sedimentos mediante procesos de filtración o sedimentación.
La eliminación de las bacterias y los microorganismos antes de que el agua entre a las membranas preverá la formación de bio-incrustación.
Dosificación
Se dosifica el hipoclorito de sodio en el agua en una cantidad adecuada para garantizar la desinfección efectiva, pero sin sobrepasar los límites permitidos de cloro residual.
Su presentación líquida permite una dosificación sencilla y precisa en los procesos de tratamiento de agua.
Además, se puede aplicar a diferentes etapas del proceso de tratamiento según las necesidades específicas.
Tiempo de contacto
Es importante que el hipoclorito de sodio tenga suficiente tiempo de contacto con el agua para eliminar los microorganismos dañinos.
El tiempo de contacto puede variar dependiendo de la concentración de cloro y las características del agua.
Control del pH
Es necesario corregir el pH en torno a 7.5 para tener un potencial de desinfección óptimo.
El agua municipal a menudo se ajusta con el pH para evitar la corrosión de las tuberías y para evitar la disolución del plomo en los suministros de agua.
Durante el tratamiento de agua, pueden ser requeridos ajustes de pH.
El pH aumenta o disminuye a través de la adición de básicos o ácidos.
Un ejemplo de disminución de pH es la adición de cloruro de hidrógeno, en caso de un líquido básico.
Un ejemplo de elevación de pH es la adición de hidróxido de sodio, en caso de un líquido ácido.
El pH será convertido a, aproximadamente, siete a siete y medio, después de la adición de ciertas concentraciones de ácidos o básicos.
Neutralización
Después de la desinfección, se realiza una neutralización para eliminar el exceso de cloro residual antes de distribuir el agua potable a la población.
Ventajas del hipoclorito de sodio
Eficacia microbiológica
El hipoclorito de sodio es un potente desinfectante que tiene la capacidad de eliminar una amplia gama de microorganismos patógenos presentes en el agua, incluyendo bacterias, virus, parásitos y algas.
Esto garantiza que el agua tratada sea segura para el consumo humano y la protección de la salud pública.
Los sistemas cloradores están diseñados para la desinfección de agua potable y agua de piscinas, control de olores de lodos y crecimiento de organismos en, por ejemplo, torres de refrigeración, sistemas de aguas de circulación y aguas de servicio.
Disponibilidad
El hipoclorito de sodio es fácilmente accesible en el mercado y está disponible en forma líquida en diferentes concentraciones.
Esto facilita su uso en plantas de tratamiento de agua de diferentes tamaños y capacidades.
Coste
En comparación con otras tecnologías de desinfección, el hipoclorito de sodio es una opción más económica y rentable para el tratamiento del agua a gran escala.
Esto es especialmente importante en áreas donde los recursos financieros son limitados.
Aplicación sencilla
Su presentación líquida permite una dosificación sencilla y precisa en los procesos de tratamiento de agua.
El hipoclorito de sodio ofrece aplicación inmediata y sencilla.
Acción rápida
El hipoclorito de sodio actúa rápidamente en la eliminación de microorganismos, lo que permite una desinfección efectiva en un tiempo relativamente corto.
Compatibilidad con otros tratamientos
El hipoclorito de sodio puede combinarse con otras tecnologías de tratamiento, como la filtración, para obtener resultados óptimos en la purificación del agua.
Utilidad en emergencias
El hipoclorito de sodio es una herramienta valiosa para controlar la propagación de enfermedades transmitidas por el agua en situaciones de emergencia y crisis sanitarias.
Descomposición en productos menos tóxicos
Cuando se utiliza correctamente y se dosifica de manera controlada, el hipoclorito de sodio es seguro y eficaz.
Además, se descompone en sustancias menos tóxicas, como sal y agua, durante el proceso de desinfección.
Usos principales
Agua potable
Una de sus aplicaciones más utilizadas es para desinfectar y purificar el agua, haciendo que sea segura para el consumo humano.
El tratamiento del agua con hipoclorito de sodio es una de las formas más eficaces y económicas de purificar el agua a gran escala.
Aguas residuales
El hipoclorito de sodio se utiliza para tratar aguas residuales.
El sistema de cloración desinfecta las aguas residuales, efluentes industriales y los sistemas de refrigeración de agua.
Piscinas
El hipoclorito de sodio se utiliza en concentraciones del 10 al 13% bajo el nombre de “cloro líquido” para desinfectar piscinas.
Cuando se desinfectan piscinas con este producto químico, debe seleccionarse una dosis suficientemente alta para clorar suficientemente el amoníaco.
Al mismo tiempo, debe evitarse, por supuesto, la irritación de la piel de los visitantes.
Desinfección de superficies y equipos
El hipoclorito de sodio se utiliza ampliamente como desinfectante y agente blanqueador debido a su capacidad para eliminar bacterias, virus, algas y otros microorganismos patógenos presentes en el agua.
También se utiliza para la desinfección de superficies y equipos.
El hipoclorito de sodio es un desinfectante de superficies de eficacia probada que no es adecuado para la desinfección de manos porque puede causar irritación cutánea.
Industria alimentaria e industrial
El hipoclorito sódico se utiliza en todo el mundo como agente blanqueador y desinfectante en diversas industrias, por ejemplo en los sectores farmacéutico, de limpieza, tratamiento de aguas o lubricantes.
Los sistemas cloradores están diseñados para el control de olores de lodos y crecimiento de organismos en torres de refrigeración, sistemas de aguas de circulación y aguas de servicio.
También se pueden encontrar en barcos, autocaravanas, centros deportivos y centros médicos.
Pretratamiento de desalinización y cloración del agua marina
El agua superficial contiene varios microorganismos, bacterias y protozoos que pueden contribuir a la formación de biofilms en la superficie de las membranas.
Un biofilm es una colonia de bacterias que crecen en una superficie específica en la cual hay disponibles una fuente de carbono y nutrientes.
La eliminación de las bacterias y los microorganismos antes de que el agua entre a las membranas preverá la formación de bio-incrustación.
La dosis típica de cloro es de 3 mg/L de cloro activo.
Esta dosis puede ser administrada mediante hipoclorito de sodio (NaOCl) en plantas pequeñas o cloro gas (Cl2) en plantas de mediano tamaño.
Las plantas de gran tamaño usan la electrocloración para producir hipoclorito de sodio (NaOCl) a partir del exceso de cloruro sódico (NaCl), en torno a 30-40 g/L, presente en el agua de mar.
NaCl + H2O + corriente directa → NaOCl + H2
Producción de hipoclorito mediante electrólisis
Qué es la electrólisis
La electrólisis es un proceso en el cual la energía eléctrica es transformada en energía química.
Este proceso ocurre en un electrolito, una solución acuosa o una sal disolviéndose que da a los iones la posibilidad de transferirse entre los dos electrodos.
El principio de la electrólisis puede aplicarse en el tratamiento de aguas para conseguir la desinfección del agua.
Mecanismo de desinfección electroquímica
Durante el proceso de electrólisis, el agua es expuesta a corriente directa de bajo voltaje entre los electrodos.
Las sales presentes en el agua entre los electrodos serán convertidas en compuestos oxidantes o desinfectantes.
Los iones positivos generados en el agua mediante electrólisis son atraídos por partículas de polaridad opuesta, como por ejemplo, bacterias, virus y hongos.
Los iones de cobre con carga positiva forman compuestos electrostáticos con las paredes celulares de los microorganismos que están cargadas negativamente.
Estos compuestos alteran la permeabilidad de la pared celular y dificultan la entrada de nutrientes al interior de la célula.
Por lo tanto, tanto el crecimiento como la división celular son detenidos, evitando que la bacteria se reproduzca y finalmente causando su muerte.
La electrólisis, entre otros desinfectantes, también produce hipoclorito sódico, compuesto capaz de eliminar un gran número de gérmenes y que por lo tanto es comúnmente empleado como desinfectante en piscinas.
Funcionamiento del sistema clorador
Las celdas electrolíticas del sistema de cloración emplean electricidad para convertir agua de salmuera en una disolución de hipoclorito de sodio.
Durante el proceso de electrólisis las sales presentes en el agua son convertidas en hipoclorito de sodio.
El sistema está compuesto por una cabina de control con conexiones a la celda electrolítica y cable de entrada start/stop.
También incluye una celda electrolítica, instalada en una tubería de PVC de 63 mm con dos adaptadores.
La celda se proporciona con el cable para conectarlo a la cabina de control.
El sistema cuenta con un contacto libre de potencial para iniciar o detener el proceso.
También incluye un manual para el correcto uso del equipo.
Las tiras permiten medir el nivel de cloro libre en el agua.
Aplicación en piscinas
La celda electrolítica se montará por último en la línea del filtro, justo antes de que el agua filtrada entre a la piscina.
El filtro electrolítico está en funcionamiento cuando la bomba del filtro está en funcionamiento.
La concentración óptima de sal es de 1.5-3 g/L, aproximadamente el doble que la concentración de sal media en los sistemas de agua dulce.
Con este sistema no es necesario cloro extra.
La cantidad de contaminantes en el agua define el nivel de producción, por lo que el sistema puede ajustarse fácilmente para obtener el nivel adecuado de producción.
Junto con este sistema, se incluyen tiras reactivas para determinar la producción adecuada.
Este sistema puede tratar piscinas con una capacidad de hasta 200 m3.
Beneficios de la cloración electrolítica
- Se eliminan los costes de transporte, almacenamiento y manipulación de cloro gas o lejía comercial de elevada concentración.
- Alta efectividad frente a bacterias, hongos y virus.
- Efecto duradero entre horas y días, como resultado de la deposición del desinfectante.
- Bajo consumo energético; dependiendo de la aplicación es posible suministrar la energía mediante una batería de coche o panel solar.
- No es dañino para el medioambiente, no hay contaminación derivada del transporte de cloro ni contaminación debido a posibles fugas.
- Sin humos u olores causados por el cloro, fin de los ojos rojos o irritaciones de la piel causados por los subproductos de cloro en el agua de las piscinas.
Hipoclorito de sodio en el hogar
El hipoclorito sódico es el principal ingrediente de los limpiadores domésticos desinfectantes y blanqueadores; los quitamanchas y limpiadores de tuberías también contienen esta sustancia.
Reacciona alcalinamente como solución y disuelve grasas y proteínas por saponificación o desnaturalización y posterior hidrólisis.
El hipoclorito sódico también tiene un efecto oxidante.
Los productos suelen anunciarse como “con cloro activo”.
Contienen entre un cinco y un siete por ciento del producto químico.
Usos médicos y odontológicos
El hipoclorito de sodio se utiliza en odontología.
Por ejemplo, se utiliza en una solución diluida del 0,5 al 5% en el tratamiento del conducto radicular de dientes infectados por bacterias para desinfectarlos y excluir focos inflamatorios.
En oftalmología, se utiliza para desinfectar los instrumentos de medición en el glaucoma.
El hipoclorito de sodio es un desinfectante de superficies de eficacia probada que no es adecuado para la desinfección de manos porque puede causar irritación cutánea.
Riesgos y limitaciones
Degradación durante el almacenamiento
El hipoclorito de sodio es sensible al calor, la luz del sol y las condiciones de almacenamiento.
Con el tiempo, se descompone gradualmente, reduciendo su contenido de cloro disponible y su efectividad general.
Es una sustancia relativamente inestable y puede degradarse con el tiempo, especialmente en condiciones de altas temperaturas o exposición a la luz solar intensa.
El hipoclorito de sodio pierde fuerza gradualmente durante el almacenamiento, especialmente cuando se expone a temperaturas elevadas, luz solar directa o contaminación.
Las instalaciones que utilizan lejía a menudo deben tener en cuenta la degradación química y un reabastecimiento más frecuente.
Corrosión e irritación
Al ser una sustancia química corrosiva, puede causar irritación en la piel y ojos si se manipula de manera inadecuada.
Las soluciones de hipoclorito de sodio pueden acelerar la corrosión de los metales, sistemas de tuberías y equipos de proceso, especialmente en concentraciones más altas o exposición prolongada.
La corrosión puede afectar significativamente la vida útil del equipo y los costos de mantenimiento.
Subproductos de desinfección
Durante el proceso de desinfección con hipoclorito de sodio pueden formarse subproductos químicos indeseables, como trihalometanos (THM) y cloraminas.
El hipoclorito de sodio puede reaccionar con la materia orgánica natural para formar trihalometanos (THM), ácidos haloacéticos (HAA) y cloraminas, todos los cuales están sujetos a escrutinio regulatorio en muchas regiones.
Sabor y olor
El tratamiento del agua con hipoclorito de sodio puede generar un sabor y olor a cloro residual en el agua, lo cual puede ser desagradable para algunas personas.
Este problema puede minimizarse con una adecuada dosificación y tiempo de contacto.
Comparación con el clorito de sodio
Profesionales del tratamiento del agua, compradores industriales y los ingenieros municipales a menudo comparan el clorito de sodio y el hipoclorito de sodio al seleccionar una solución desinfectante.
Aunque ambos productos químicos son agentes oxidantes a base de cloro utilizados en el tratamiento del agua, funcionan de maneras muy diferentes y no son intercambiables.
El clorito de sodio (NaClO2) se utiliza principalmente como precursor del dióxido de cloro (ClO2), mientras el hipoclorito de sodio (NaClO) es un desinfectante directo comúnmente conocido como lejía líquida.
| Característica | Clorito de sodio (NaClO2) | Hipoclorito de sodio (NaClO) |
|---|---|---|
| Función primaria | Generación de dióxido de cloro | Desinfección directa |
| Forma común | Solución o cristales | Solución de lejía líquida |
| Método de desinfección | Produce ClO2 después de la activación | Libera cloro libre |
| Estabilidad de almacenamiento | Relativamente estable | Se degrada con el tiempo |
| Principales subproductos | Clorito y clorato | THM, HAA y cloraminas |
| Potencial de corrosión | Más bajo | Más alto |
| Costo químico inicial | Más alto | Más bajo |
| Aplicaciones típicas | Agua municipal, procesamiento de alimentos y sistemas industriales | Desinfección de superficies, aguas residuales y piscina |
Mecanismo de desinfección
El clorito de sodio normalmente se convierte en dióxido de cloro, que ataca las membranas celulares microbianas y sigue siendo eficaz contra las bacterias, virus y biopelículas.
El hipoclorito de sodio libera directamente cloro libre en el agua, proporcionando un control microbiano rápido sin pasos de activación adicionales.
Subproductos
El dióxido de cloro generado a partir del clorito de sodio puede producir iones clorito y clorato, que deben ser monitoreados en aplicaciones de agua potable.
El hipoclorito de sodio puede reaccionar con la materia orgánica natural para formar trihalometanos (THM), ácidos haloacéticos (HAA) y cloraminas.
Estabilidad
El clorito de sodio generalmente ofrece una mejor estabilidad en almacenamiento cuando se manipula correctamente y se almacena de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.
El hipoclorito de sodio pierde fuerza gradualmente durante el almacenamiento, especialmente cuando se expone a temperaturas elevadas, luz solar directa o contaminación.
Corrosión
El dióxido de cloro generado a partir del clorito de sodio es generalmente menos corrosivo para muchos sistemas de tratamiento de agua en comparación con el cloro libre.
Las soluciones de hipoclorito de sodio pueden acelerar la corrosión de los metales, sistemas de tuberías y equipos de proceso, especialmente en concentraciones más altas o exposición prolongada.
Coste y eficiencia operativa
El hipoclorito de sodio suele tener un precio de compra más bajo y requisitos de inversión inicial más bajos.
El clorito de sodio generalmente cuesta más por unidad y puede requerir equipos de generación de dióxido de cloro.
Sin embargo, en aplicaciones donde el control de biopelículas, manejo del gusto y el olor o la reducción de subproductos son críticos, la eficiencia operativa general puede justificar el mayor costo inicial.
Selección según la aplicación
| Aplicación | Producto recomendado |
|---|---|
| Agua potable municipal | Clorito de sodio |
| Programas de control de biopelículas | Clorito de sodio |
| Sistemas de agua para procesamiento de alimentos | Clorito de sodio |
| Agua de refrigeración industrial | Clorito de sodio |
| Piscinas | Hipoclorito de sodio |
| Desinfección de superficies | Hipoclorito de sodio |
| Tratamiento de aguas residuales | Hipoclorito de sodio |
La respuesta depende de la aplicación específica.
Para sistemas municipales de agua potable, a menudo se prefiere el clorito de sodio porque el dióxido de cloro puede ayudar a controlar el sabor, olor y problemas de biopelículas al tiempo que se reduce la formación de ciertos subproductos regulados.
Para torres de enfriamiento industriales y sistemas de recirculación de agua, el dióxido de cloro generado a partir del clorito de sodio es muy eficaz contra la biopelícula y el crecimiento microbiano.
Para saneamiento de rutina, piscina y tratamiento de aguas residuales a gran escala, el hipoclorito de sodio sigue siendo una solución rentable y ampliamente aceptada.
Cuándo elegir hipoclorito de sodio
El hipoclorito de sodio resulta adecuado cuando la instalación requiere desinfección de bajo costo.
También es apropiado cuando se necesita una aplicación inmediata y sencilla.
Entre sus aplicaciones habituales se encuentran el saneamiento de piscinas, la limpieza de superficies, la desinfección de rutina y las operaciones de tratamiento de aguas residuales.
Su uso puede ser especialmente conveniente cuando se dispone de sistemas de dosificación líquida y se requiere una acción rápida sin equipos de activación adicionales.
Cuándo considerar otra tecnología
El clorito de sodio se selecciona cuando se requiere generación de dióxido de cloro.
También puede elegirse para el control de biopelículas, el tratamiento de agua potable municipal, la formación reducida de THM y HAA y un rendimiento mejorado en diferentes condiciones de pH.
Al evaluar opciones, considere no solo el precio de compra de los productos químicos sino también los requisitos del equipo, costos de mantenimiento, cumplimiento normativo y objetivos generales del tratamiento.
Ambos productos químicos requieren un manejo adecuado porque son agentes oxidantes fuertes.
La seguridad depende de las condiciones de almacenamiento, concentración, métodos de aplicación y cumplimiento normativo.
Preguntas frecuentes
¿Es lo mismo clorito de sodio que lejía?
No. El clorito de sodio y la lejía son productos químicos diferentes.
El blanqueador generalmente se refiere al hipoclorito de sodio, mientras que el clorito de sodio se utiliza principalmente para generar dióxido de cloro.
¿Puede el hipoclorito de sodio reemplazar al clorito de sodio?
No en la mayoría de los casos.
El clorito de sodio se selecciona cuando se requiere generación de dióxido de cloro, mientras que el hipoclorito de sodio proporciona cloración directa.
Los dos productos químicos tienen diferentes propósitos de tratamiento.
¿Qué producto químico es más seguro para el tratamiento del agua?
Ambos productos químicos requieren un manejo adecuado porque son agentes oxidantes fuertes.
La seguridad depende de las condiciones de almacenamiento, concentración, métodos de aplicación y cumplimiento normativo.
¿Qué es mejor para el tratamiento del agua potable municipal?
Muchos municipios utilizan clorito de sodio para generar dióxido de cloro para controlar el sabor, olor y problemas de biopelículas al gestionar la formación de subproductos de la desinfección.
Sin embargo, la mejor opción depende de las regulaciones locales y los objetivos del tratamiento.
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