Desinfeccion
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El documento trata sobre la desinfección del agua. Explica que la desinfección se refiere a la destrucción de organismos que producen enfermedades presentes en el agua mediante mecanismos como dañar la pared celular o alterar el ADN. Luego describe los principales desinfectantes como el cloro, el ozono y la luz UV, explicando sus mecanismos de acción y factores que afectan su eficacia.
![Reacciones del Cloro Cl2
— El ácido hipocloroso HOCl y el ion hipoclorito (OCL-)
Presentes en el agua se denominan “Cloro Libre”
La cantidad en la que están presentes es importante :
— HOCl es entre 40 - 80% mas efectivo que (OCL-)
€
HOCl[ ]
OCl−
[ ]+ HOCl[ ]
=
1
1+
OCl−
[ ]
HOCl[ ]
=
1
1+ KI H+
[ ]
=
1
1+ KI *10pH
Alby Aguilar Pesantes, MSc
Mayo / 2006](https://image.slidesharecdn.com/desinfeccion-130303223135-phpapp01/85/Desinfeccion-10-320.jpg)
![Hipoclorito de Sodio y Calcio
[NaOCl & Ca(OCl)2]
— Hipoclorito de Sodio
NaOCl + H2O <=> HOCl + NaOH
— Hipoclorito de Calcio
Ca(OCl)2 + 2 H2O <=> 2HOCl + Ca(OH)2
— Hidrólisis (formación de ácido hipocloroso HOCl)
Cl2 + H2O <=> HOCl + H+ + Cl-
— Ionización (formación de ion ion hipoclorito (OCL-)
HOCl <=> H+ + OCL-
Alby Aguilar Pesantes, MSc
Mayo / 2006](https://image.slidesharecdn.com/desinfeccion-130303223135-phpapp01/85/Desinfeccion-11-320.jpg)
Desinfeccion
- 1. Desinfección Se refiere a la destrucción parcial o total de organismos que producen enfermedades y que se encuentran presentes en el agua. Esterilizar Desinfectar ≠ Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 2. Mecanismos de Desinfección — Dañar la pared de la celulas — Alterar la permeabilidad de las celulas — Alterar el protoplasma celular — Alterar el DNA / RNA — Inactivar encimas que ayudan al desarrollo de las celulas. Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 3. ¿Qué es un buen desinfectante? — Aquel que esta disponible • Soluble • No tóxico para otras formas de vida • No debe ser absorbido • Tiene una composición homogenea • Tiene capacidad de desodorizar • Tóxico a los microorganismos a temperatura ambiente Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 4. Factores que afectan el proceso — Tiempo de contacto — Concentración del desinfectante — Temperatura — Tipo de organismos — Naturaleza del líquido/solido en que estan los microorganismos Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 5. Factores que afectan el proceso Tiempo de contacto Harriet Chick observó que para un mismo desinfectante y una misma concentración, a mayor tiempo de contacto, mayor era el número de microorganismos muertos por el proceso. dNT dt = −kNT dNT dt = k = NT = Razón de cambio de la concentracion de organismos Constante de Inactivacion (1/T) Número de organismos presentes en el tiempo T Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 6. Factores que afectan el proceso Concentración del Desinfectante Herbert Watson observó que la constante de inactivación k esta relacionada también con la concentración del desinfectante k = k’Cn dNT dt = −k'Cn NT n = k'= C = Coeficiente de dilución Constante de muerte de los microorganismos Concentracion del desinfectante Ecuación de Chick-Watson (Hass & Kara,1984) Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 7. Factores que afectan el proceso Tiempo de contacto y concentración dNT dt = −k'Cn NT NT N0 = e−k'C n t Ln NT N0 # $ % & ' ( = −k'Cn * t Ln C( ) = − 1 n Ln t( ) + 1 n Ln 1 k' −Ln NT N0 # $ % & ' ( # $ % & ' ( ) * + + , - . . - Log (N/N0 ) Tiempo Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 8. Desinfección con Cloro — Es el desinfectante mas comúnmente usado en el mundo. — No necesariamente el más saludable (Subproductos de la desinfección DBP) Cloro Cl2 Hipoclorito de Sodio NaOCl Hipoclorito de Calcio Ca(OCl)2 Dioxido de Cloro ClO2 Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 9. Reacciones del Cloro Cl2 Cuando se añade cloro al agua se dan 2 reacciones químicas: — Hidrólisis — El cloro gaseoso se combina con el agua y forma ácido hipocloroso HOCl Cl2 + H2O <=> HOCl + H+ + Cl- — Ionización — El ácido hipocloroso HOCl pasa a ion hipoclorito (OCL-) HOCl <=> H+ + OCL- Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 10. Reacciones del Cloro Cl2 — El ácido hipocloroso HOCl y el ion hipoclorito (OCL-) Presentes en el agua se denominan “Cloro Libre” La cantidad en la que están presentes es importante : — HOCl es entre 40 - 80% mas efectivo que (OCL-) € HOCl[ ] OCl− [ ]+ HOCl[ ] = 1 1+ OCl− [ ] HOCl[ ] = 1 1+ KI H+ [ ] = 1 1+ KI *10pH Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 11. Hipoclorito de Sodio y Calcio [NaOCl & Ca(OCl)2] — Hipoclorito de Sodio NaOCl + H2O <=> HOCl + NaOH — Hipoclorito de Calcio Ca(OCl)2 + 2 H2O <=> 2HOCl + Ca(OH)2 — Hidrólisis (formación de ácido hipocloroso HOCl) Cl2 + H2O <=> HOCl + H+ + Cl- — Ionización (formación de ion ion hipoclorito (OCL-) HOCl <=> H+ + OCL- Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 12. Reacción Cl / N Nitrogeno : Presente en forma de amonia NH3 + HOCl <=> NH2Cl + H2O (monocloramina) NH2Cl + HOCl <=> NHCl2 + H2O (dicloramina) NHCl2 + HOCl <=> NCl3 + H2O (tricloramina) — Son también desinfectantes, pero actuan mas lentamente (Cloro combinado disponible) y son tóxicas (cloroformos) — Su eficicacia depende del pH, la temperatura, el tiempo de contacto Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 13. Cloración al punto de quiebre Cl residualcombinado 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A B C Cl Libre 1 2 3 4 5 Dosis de Cl (mg/L) Clresidualmg/L D Hasta A: Cl oxida todo lo oxidable Fe, Mg, H2S, CHONS A-B : El cloro residual reacciona con la amonia (mono y di cloraminas) B -C : El cloro residual reacciona con la amonia (tricloraminas) C - D : Cloro libre NH4 + + 1.5HOCl => 0.5N2 + 2.5H+ + 1.5Cl- Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 14. Dioxido de Cloro ClO2 — Se genera in situ (requiere energia) — Inestable, explosivo y se descompone con la luz solar — Mejor que el cloro libre en la desinfeccin de virus, esporas y quistes — No depende del pH — No genera DBP’s en condiciones óptimas — Tiene efecto residual 2NaClO2 + Cl2 => 2ClO2 + NaCl Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 15. Declorar — Dioxido de Azufre SO2 — Tiosulfato de sodio Na2S2O3 — Carbón activado • Bajos niveles de Cl toxicos para vida acuática • Reacciones del Cloro con compuestos orgánicos son tóxicas Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 16. Formacion de DBP’s Trihalometanos) <=> CANCERIGENO Nitrosaminas (NDMA) <=> CANCERIGENO ¿Qué los forma? — Presencia de precursores orgánicos (ácidos humicos) — Concentracion del cloro libre — Presencia de bromo en el agua — pH — Temperatura Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 18. Ozono O3 Aire Oxígeno Generador de ozono Piscina de contacto Energia Agua a tratar Agua tratada Destrucción Ozono Lo bueno y lo malo del ozono es que debido a que es inestable y se descompone rapidamente NO POSEE efecto residual Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 19. Modelando el Ozono O3 D : Ozono requerido mg/L U :Dosis de ozono usada o transferida mg/L TE: eficiencia de la transferencia de ozono € D = U × 100 TE # $% & '( Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 20. Desventajas el Ozono O3 • No tiene efecto residual • No tan efectivo con virus, esporas y quistes • Tóxico y corrosivo • Costo de energia • Mucho mantenimiento Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 21. Luz UV Generacion — Lampara de con vapor de mercurio — Se carga por contacto de un arco electrico — La energia producira la emision de rayos UV — Longitud de Onda (250 - 270 nm) Caracteristicas • Desinfectante efectivo • No deja efectos tóxicos • No genera DBP’s Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 22. Luz UV C0 CT Uso de difusores C0 CT Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006
- 23. Modelando el UV D :Dosis de UV mW-s/cm2 I: Intensidad mW/cm2 T: tiempo de exposición s Ipromedio : UV promedio mW/cm2 I0 : UV en la superficie mW/cm2 K: coeficiente de absorbancia (ua/cm) D:profundidad de la muestra (cm) € D = I × T € Ipromedio = I0 × 1− e−kd ( ) kd Ley de Beer Alby Aguilar Pesantes, MSc Mayo / 2006