Agua: conociendo a detalle el poder del cloro

El agua es un recurso que merece toda la atención posible. El planeta tierra está compuesto de 70% agua, los seres humanos 65%, los cerdos 75%, las gallinas 70% los huevos 66%. ¿Habrá una relación que estamos pasamos por alto? ¿Le estamos dando la importancia al agua y el tratamiento usado?. En 1993 la Asamblea General de las Naciones Unidas (UNESCO) destacó la importancia del agua, fomentando una  adecuada gestión.�

Gran parte de los productores obtienen el agua dulce sin potabilizar de cuencas, pozos o ríos, donde la inversión para captarla es alta, sumado a que el tratamiento para este tipo de agua es diferente comparado con quienes utilizan agua potable o red pública. Para ambos escenarios, el cloro juega un papel fundamental en la desinfección por lo económico y accesible.��

El consumo de agua es un gran indicador del bienestar y la salud de las aves y los cerdos. Por tanto, es de suma importancia que se defina el consumo esperado en las granjas y que este parámetro sea monitoreado.

• Digestión de alimentos y absorción de nutrientes en el tracto digestivo.
• Translocación de compuestos químicos en el cuerpo.
• En el transporte de sustancias.
• Las reacciones del metabolismo, la comida y los gases respiratorios sólo pueden reaccionar en un medio acuoso.
• Excreción de residuos del metabolismo.
• Secreción de hormonas, enzimas y otras sustancias bioquímicas.
• Termorregulación corporal y equilibrio térmico.
• Mantenimiento de la presión osmótica dentro y fuera de la célula.
• Actúa como lubricante con líquido espinal, sinovial, auricular, intraocular y amniótico.

Los procesos básicos de tratamiento de agua incluye varias etapas: coagulación, floculación, separación de partículas (sedimentación/flotación), filtración y desinfección (cloración/ozonización). En muchas de estas etapas se realiza la incorporación de productos químicos al caudal de agua a tratar. Es por ello que surge la necesidad de contar con la asesoría de empresas especializadas en el control, dosificación y del tratamiento de agua de bebida.

Los tratamientos de desinfección pueden ser físicos (radiación gamma, rayos X, radiación ultravioleta, esterilización térmica, entre otros) o químicos (como metales pesados, ácidos o bases, halógenos, ozono, permanganato) siendo estos últimos los más habituales. De entre los reactivos químicos, el cloro y sus compuestos derivados son los agentes desinfectantes más utilizados a nivel mundial y por ello los estudiaremos de forma más detallada.

Es un elemento abundante en la naturaleza su símbolo es CL, y su nombre proviene de la palabra griega chloro, que significa “amarillo verdoso” fue descubierto en 1774 por el sueco Carl Wilhelm Scheele pero no fue sino hasta 1810 el químico inglés Humphry Davy demuestra que se trata de un elemento químico y le da el nombre de cloro debido a su color.

La capacidad de cloro para intercambiar átomos con componentes constituye la clave para el uso como desinfectante, Por ejemplo, el cloro puede reemplazar los átomos de hidrógenos por enzimas formando moléculas para cambiar su fórmula y perder así funcionalidad. Sin embargo, el pH del agua es importante si se considera la acción del cloro. En una solución con un pH de 6 la proporción delÁcido Hipocloroso en relación con los iones de hipoclorito es de 4:1, mientras que con un pH de 8 la proporción es inversa. Es importante ya que los iones delÁcido Hipocloroso son hasta 100% más eficaz en comparación con los iones de hipoclorito.

El hipoclorito sódico (NaClO) en solución es un desinfectante que se utiliza desde el siglo XVIII y que popularmente se conoce como lejía. A nivel industrial se obtiene por reacción del cloro gas con una solución de hidróxido de sodio. Tras la reacción, se obtienen soluciones acuosas de color amarillo verdoso, que tienen una concentración determinada de cloro activo por litro. Se comercializa en disoluciones de concentraciones entre 3 y 15% en peso. “El hipoclorito sódico es un oxidante muy potente e inestable, tanto, que una solución de 100 gramos de cloro activo por litro, después de ser almacenada durante 3 meses, puede contener 90 gramos o incluso menos”.

El hipoclorito cálcico (Ca(ClO)2) es un sólido blanco con contenido entre el 20 y el 70% de cloro activo. Es muy corrosivo y puede inflamarse al entrar en contacto con ciertos materiales ácidos. Sin embargo, presenta dos ventajas respecto al hipoclorito sódico: “su mayor contenido en cloro y su mayor estabilidad”. Para ser utilizado, se diluye con agua para obtener una solución de concentración más manejable, por ejemplo, 2%.

Cuando el Cl2 o los hipocloritos (sódicos o cálcicos) – se disuelve en agua, se hidroliza rápidamente para generarácido hipocloroso y ácido clorhídrico. Elácido hipoclorosoes realmente la especie desinfectante, pero tiene pK que llega en promedio a 7.5 pK. Por lo tanto, necesita de un medio ácido para estar estable.

Concepto de pK: Una constante ácida de disociación, pKₐ, es una medida cuantitativa de la fuerza de un ácido en disolución. Es la constante de equilibrio de una reacción conocida como disociación en el contexto de las reacciones ácido-base.

En palabras más sencillas es una constante cuantitativa que expresa el punto en el cual una molécula pierde su punto de equilibrio y se divide, fragmenta o separa en moléculas más sencillas.�

El ácido hipocloroso es un desinfectante mucho más eficaz que el ión hipoclorito, este hecho podría estar relacionado con la inexistencia de carga en la molécula de ácido hipocloroso. Al ser una molécula neutra, le sería más fácil penetrar la pared bacteriana con la consiguiente actividad bactericida.

Dióxido de cloro (ClO2). Tiene mayor efectividad que el cloro/hipoclorito y menos sensible a los cambios de pH, es activo sobre una amplia franja de pH y comparado con el cloro es más eficaz a pH superior a 7 por lo que respecta a su actividad desinfectante. Además, no se combina con el amoníaco, ni con mucha materia orgánica, con lo cual se evita la aparición de cloraminas y otros compuestos de sabores y olores desagradables. No obstante, es un gas 10 veces más tóxico que el cloro gas y explosivo al aire en concentraciones 8-12%. Asimismo, como producto de reacción da lugar a clorito, cuyo riesgo para la salud humana es incierto.

En el caso de los virus con envoltura(H5N1), el dióxido de cloro reacciona directamente con los residuos de aminoácidos de las proteínas localizadas en la superficie viral envuelta; en el caso de los virus sin envoltura, el ClO2 actúa sobre el genoma viral, afectando el ácido ribonucleico (ARN) en la célula. Con este mecanismo, el dióxido de cloro impide la producción de proteínas y, como consecuencia,promueve la eliminación del virus (Lenntec, 2022).

El ácido tricloroisocianúrico:El ácido tricloro son sólidos que tienen un alto porcentaje de cloro (90%) y es muy efectivo para el uso rutinario en agua. Hoy en día las pastillas de tricloro son utilizadas por el alto contenido de cloro y su lenta disolución y tienen bastante estabilidad en solución acuosa, ya que no se degradan al exponerse al sol, variación del pH, por temperatura o concentración.

La acción de  desinfección de las pastillas de tricloro a un pH neutro puede producir hasta un 50% de ácido hipocloroso y aproximadamente 12 % hipoclorito, así mantiene una molécula isocianurada con bastante cloro estabilizado. Un bajo concentrado de hipocloritos y no formación de los percloratosdisminuye la producción de cloraminas y de trihalometanos.

El ácido tricloroisocianúrico (ACL) son sólidos secos que contienen una alta concentración de cloro y han sido aprobados por la Enviromental Protection Agency – EPA-(Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos), para su uso rutinario en agua potable y certificados por NSF International bajo el estándar 60 (efectos en la salud de los químicos para tratamiento de agua para beber) para su uso como aditivos del agua potable.

1. Es un potente desinfectante de bajo costo.
2. Elácido hipocloroso se puede obtener del hipoclorito de sodio, hipoclorito de calcio y del tricloro. El tricloro tiene una mayor concentración (90%) en comparación con los dos anteriores.
3. Es de fácil manejo y mayor seguridad para el personal de la granja al no ser tóxico, ni cáustico.
4. No hacer al agua tóxica ni peligrosa para la salud o de sabor desagradable.�
5. Controla el crecimiento de algas y bacterias por su acción alguicida y bactericida. El ácido hipocloroso penetra fácilmente las células bacterianas a través de las membrana citoplasmáticas actuando sobre las proteinas y acidos nucleicos robando electrones. Por ello es  capaz de destruir los organismos causantes de enfermedades.
6. Controla el crecimiento de virus por su acción viricida aldeshidratar y solubiliza lar las proteínas presentes en la capa de envoltura de los virus y provoca la desintegración del virus (H5N1).

Se pueden obtener un efecto residual, para que proteja el agua contra posteriores contaminantes.

1. Reacciona con muchamateria orgánica y da lugar a trihalometanos (THM) muchos de los cuales se ha demostrado son tóxicos o carcinogénicos.
2. La formación de clorofenoles en aguas que contienenfenoles, lo que daría lugar a malos olores.
3. El cloro también reacciona con elamoniaco disuelto en el agua para formar cloraminas. Estos productos también tienen cierto poder desinfectante, aunque son aproximadamente 25 veces menos eficaces que el cloro libre, pueden dar lugar a olores y sabores, son potencialmente tóxicas de forma crónica.

De todo lo expuesto anteriormente, se puede deducir que el cloro (y derivados)además de reaccionar con los microorganismos, también lo hace con otra materia disuelta en el medio: materia orgánica, hierro, manganeso. Por este motivo, para tener un cierto nivel de cloro residual, la cantidad necesaria que se ha de añadir es bastante superior al residual obtenido.

Por todo ello, antes de decidir la dosis de cloro que se ha de utilizar para desinfectar, se ha de determinar la demanda de cloro, es decir, la cantidad de cloro que se consume hasta la aparición del residuo.

En la figura de la página siguiente se muestra la variación de la cantidad de cloro residual en función del cloro añadido para un caso hipotético general.

En una primera etapa, se produce la oxidación de sustancias reductoras, principalmente inorgánicas: Fe2+, Mn2+, H2S,… Todo el hipoclorito que se añade se consume, con lo cual no hay cloro disponible. Una vez destruidas estas substancias, se iniciaría una etapa en la que se formarían compuestos clorados, principalmente cloraminas, que actuarían como cloro residual, otorgando un cierto y reducido carácter desinfectante al sistema.�

En pocas palabras laDemanda de cloro es la diferencia existente entre la cantidad de cloro aplicada al agua y la de cloro disponible libre. Así pues, podemos considerar que la demanda de cloro aproximadamente coincide con la dosis a la que se alcanza el punto de ruptura.

• El cloro libre es la parte disponible y con poder desinfectante que está presente en el agua. Se divide en 2 partes, que dependen del pH del agua. Cuanto más alto sea el valor del pH del agua a tratar, más bajo será el contenido de cloro activo. Es fundamental mantener un pH inferior a 7 para garantizar la máxima eficacia del cloro. Es el cloro activo con capacidad de destruir a las bacterias, virus y algas.

• El cloro combinado total es el cloro utilizado en la desinfección luego de eliminar la materia orgánica y oxidar la inorgánica, el cloro activo se transforma en cloro combinado que se evapora y crea ese olor característico del cloro.

En el agua ocurren reacciones químicas, siempre hay una sustancia que se oxida y otra que se reduce, lo que implica una transferencia de electrones entre las mismas. Esta transferencia de electrones se mide en milivoltios (mV) Ejemplo Al ejercer su acción desinfectante elcloroes un agente oxidante, que roba los electrones de las células virales, bacterianas, fúngicas entre otros elementos, generando una alta tasa de circulación de electrodos que se mide en mV (esta medida es el ORP o Potencial Óxido Reducción).

Para obtener 650 mV que pide la OMS como mínimo, y que el cloro libre llegué a formar un ácido hipocloroso que es un potente oxidación y garantizar la desinfección del agua dependerá de la característica físicas-químicas, materia orgánica y contaminantes que roben o se oxiden antes de poder dejar un cloro libre residual, en pocas palabras y de manera ejemplar señalamos tres granjas con dosis de cloro diferentes;

La primera usa 7 gr de cloro, la segunda 10 gr y la tercera 13 gr/m3, todas con un pH debajo de 7, lo unico que tendran en comun sera que al medir el ORP las tres granjas deben estar en 650 mV, debido al punto de rotura del cloro a pasar de cloro libre a cloro residual, es por ello que la dosis para cada granja no puede ser estándar si no se conoce la calidad del agua a tratar.�

En general “Mediante el ORP no vamos a medir la concentración de Cloro, vamos a medir la energía del ácido hipocloroso para robar los electrones a la bacteria”(Watkins, 2018).

Mantener un valor deORP dentro del rango asignado nos asegura que la cantidad de oxidante es adecuada para garantizar el proceso de desinfección.

Una vez desinfectada el agua, se ha de comprobar, mediante un kit de determinación de cloro, que la cantidad de cloro residual en el punto más alejado de la red de suministro está dentro de lo estipulado por las autoridades competentes. En caso de ser demasiado bajo, se tendría que aumentar la dosis de cloro suministrada, con posterioridad a la desinfección

Pre-cloración: En esta etapa, se añade la cantidad de cloro necesaria para sobrepasar el punto de ruptura. De esta forma se garantiza que el nivel de cloro residual sea el adecuado para la posterior desinfección. Habitualmente, la dosificación del cloro se realiza de forma proporcional al caudal de agua que ha de ser tratada.

Desinfección-almacenaje-mantenimiento: Esta etapa tiene lugar dentro del depósito y constituye el momento en que tiene lugar la desinfección propiamente dicha. Si el tiempo de permanencia es elevado, es necesario mantener un nivel residual de cloro que garantice que no ha habido una posible nueva contaminación microbiológica.

Post-cloración: Una vez que el agua ha salido del tanque y se distribuye para su uso puede ocurrir que sea necesario un aporte adicional de cloro para garantizar que los niveles de cloro residual son los requeridos en los puntos de consumo.

1. Mantener una buena calidad de agua para las aves es imprescindible, contribuye para el correcto desarrollo intestinal y absorción de los nutrientes ofrecidos en la dieta diaria.�
2. Es importante conocer la procedencia de la fuente de agua para nuestra granja. Conocer las características físicas , químicas y microbiológicas del agua, nos ayuda a orientarnos sobre el mejor tratamiento de desinfección que podemos utilizar.
3. Las aves en un galpón deben recibir agua recién desinfectada con 3 a 5 ppm de cloro residual libre al final de la línea.
4. Los cerdos una concentración por encima de 2.5 – 5 ppm puede dar lugar a un sabor salobre.�
5. Un plan de monitoreo constituye algo primordial, mejor aún con un sistema IOT (internet de las cosas) en tiempo real, lo cual nos permitirá controlar los parámetros y mejorarlos para brindar una adecuada agua de bebida para las aves. Recordemos que el agua influye directamente en las mejoras productivas del ave, lo que le permitirá generar mayor rentabilidad al productor.
6. Realizar análisis microbiológicos / físico-químicos de agua al menos 2 veces por año, para corregir problemas.
7. La calidad de agua interfiere de manera positiva o negativa en la administración de vacunas, vitaminas, minerales, antibióticos y el agua de bebida.
8. Realizar un plan de trabajo para limpieza y reparación de pozos, tanques de medicar, tuberías de agua.

Fundación Aquae (s. f.)¿Cuánta agua hay en la tierra? ¿Y cuánta es apta para el consumo?Recuperado el 27 de diciembre de 2022. https://www.fundacionaquae.org/cuanta-agua-en-la-tierra/

Autoridad Nacional del Agua (ANA).El agua en cifras.Recuperado el 27 de diciembre de 2022. https://www.ana.gob.pe/contenido/el-agua-en-cifras#:~:text=El%20Per%C3%BA%20es%20un%20pa%C3%ADs,agua%20dulce%20en%20el%20mundo.