La cloración de agua salada es un proceso que utiliza sal disuelta (1000 a 4000 ppm o 1 a 4 g/L) para la cloración de piscinas y jacuzzis . El generador de cloro (también conocido como celda de sal, generador de sal, clorador salino o SWG) utiliza la electrólisis en presencia de sal disuelta para producir cloro gaseoso o sus formas disueltas, ácido hipocloroso e hipoclorito de sodio , que ya se utilizan comúnmente como agentes desinfectantes. en piscinas. El hidrógeno también se produce como subproducto.
La presencia de cloro en las piscinas tradicionales se puede describir como una combinación de cloro libre disponible (FAC) y cloro disponible combinado (CAC). [1] Mientras que el FAC se compone del cloro libre que está disponible para desinfectar el agua, el CAC incluye cloraminas , que se forman por la reacción del FAC con aminas (introducidas en la piscina por la transpiración humana, la saliva, la mucosidad, la orina y otros productos biológicos y por insectos y otras plagas). [2] Las cloraminas son responsables del "olor a cloro" de las piscinas, así como de la irritación de la piel y los ojos. Estos problemas son el resultado de niveles insuficientes de cloro libre disponible e indican que una piscina debe recibir un "impacto" añadiendo entre 5 y 10 veces la cantidad normal de cloro. [1] En piscinas de agua salada, el generador utiliza electrólisis para producir continuamente cloro libre. Como tal, una piscina de agua salada o un jacuzzi en realidad no están libres de cloro; simplemente utiliza sal agregada y un generador de cloro en lugar de la adición directa de cloro. También quema las cloraminas de la misma manera que el shock tradicional (oxidante). Al igual que con las piscinas tradicionalmente cloradas, las piscinas de agua salada deben ser monitoreadas para mantener la química adecuada del agua. Los niveles bajos de cloro pueden ser causados por sal insuficiente, configuración incorrecta (baja) de generación de cloro en la unidad SWG, demanda de cloro mayor de lo normal, estabilizador bajo, exposición al sol, velocidad insuficiente de la bomba o problemas mecánicos con el generador de cloro. El recuento de sal se puede reducir debido a salpicaduras, retrolavado y dilución con agua de lluvia.
Las investigaciones han demostrado que debido a que las piscinas de agua salada todavía usan desinfección con cloro, generan los mismos subproductos de desinfección (DBP) que están presentes en las piscinas tradicionales. Los más preocupantes son las halocetonas y los trihalometanos (THM), de los cuales la forma predominante es el bromoformo . En algunas piscinas públicas de agua salada se han encontrado niveles muy altos de bromoformo (hasta 1,3 mg por litro, o 13 veces los valores recomendados por la Organización Mundial de la Salud ). [3]
Los fabricantes han estado produciendo generadores de cloro de agua salada en los Estados Unidos desde principios de la década de 1980, y aparecieron comercialmente por primera vez en Nueva Zelanda a principios de la década de 1970 (el Aquatech IG4500). [4]
La celda del clorador consta de placas paralelas de titanio recubiertas de rutenio y, a veces, de iridio . Los modelos más antiguos utilizan placas perforadas (o de malla) en lugar de placas sólidas. La electrólisis atrae naturalmente el calcio y otros minerales a las placas. Por lo tanto, dependiendo de la química del agua y la magnitud del uso, la celda requerirá una limpieza periódica en una solución ácida suave (1 parte de HCl por 15 partes de agua) que eliminará la acumulación de cristales de compuestos de calcio , como carbonato de calcio o nitrato de calcio. La acumulación excesiva puede reducir la eficacia de la célula. Hacer funcionar el clorador durante períodos prolongados con sal insuficiente en la piscina puede quitar el revestimiento de la celda, lo que luego requiere un reemplazo [ se necesita clarificación ] costoso , al igual que usar un lavado con ácido demasiado fuerte.
Las piscinas de agua salada también pueden requerir un estabilizador ( ácido cianúrico ) para ayudar a evitar que los rayos ultravioleta del sol descompongan el cloro libre en la piscina. Los niveles habituales son de 20 a 50 ppm. También requieren que el pH se mantenga entre 7,2 y 7,8, siendo el cloro más eficaz si el pH se mantiene más cerca de 7,2. Los niveles medios de sal suelen estar entre 3.000 y 5.000 ppm, mucho menos que los del océano, que tiene niveles de sal de alrededor de 35.000 ppm. [5] En las piscinas, la sal generalmente se vierte en el fondo y se barre con el cepillo para piscinas hasta que se disuelva; Si se permite la entrada de salmuera concentrada al sistema de agua de retorno, puede provocar un mal funcionamiento de la celda del clorador debido a una sobreconductividad.
La cloración del agua salada produce un exceso de iones hidróxido, y esto requiere la adición frecuente de ácido clorhídrico (HCl, también conocido como ácido muriático ) para mantener el pH. La química inicial del cloro es la siguiente.
4NaCl → 4Na + + 4Cl − La sal se disuelve en agua.
4Na + + 4Cl − → 4Na + + 2Cl 2 Por electrólisis.
4Na + + 4H 2 O → 4Na + + 4OH − + 2H 2 Por electrólisis.
2Cl 2 + 2H 2 O → 2HClO + 2H + + 2Cl − Hidrólisis de cloro gaseoso acuoso.
2HClO → HClO + ClO − + H + Disociación del ácido hipocloroso a pH 7,5 y 25C.
4NaCl + 3H 2 O → 4Na + + HClO + ClO − + OH − + 2Cl − + 2H 2 Neto de todo lo anterior.
Adición de ácido clorhídrico para restaurar el pH a 7,5.
HCl + 4Na + + HClO + ClO − + OH − + 2Cl − +2H 2 → HClO + OCl − + H 2 O + 4Na + + 3Cl − + 2H 2 .
4NaCl + HCl + 2H 2 O → HClO + OCl − + 4Na + + 3Cl − + 2H 2 Neto de los dos últimos.
Los beneficios de los sistemas de sal en piscinas son la conveniencia y la entrega constante de desinfectante a base de cloro puro. También se perciben como beneficios la reducción de cloraminas irritantes frente a los métodos tradicionales de cloración y el efecto "suavizante" de la electrólisis que reduce los minerales alcalinos disueltos en el agua. Para algunas personas sensibles al cloro, estos sistemas pueden resultar menos ofensivos.
Las desventajas son el costo inicial del sistema, el mantenimiento y el costo de las celdas de reemplazo. La sal es corrosiva y dañará algunos metales y algunas piedras mal selladas. Sin embargo, como la concentración salina ideal de una piscina clorada con sal es muy baja (<3500 ppm, el umbral para la percepción humana de la sal mediante el gusto; el agua de mar tiene unas diez veces esta concentración), los daños suelen producirse debido a un mantenimiento inadecuado de la química de la piscina. o mantenimiento inadecuado de la celda electrolítica. Los fabricantes de equipos para piscinas normalmente no garantizan los productos de acero inoxidable dañados por piscinas salinas. La acumulación de calcio y otros precipitados alcalinos se producirá naturalmente en la placa catódica y, a veces, en la propia piscina en forma de " incrustaciones ". Es necesario un mantenimiento regular de la celda; no hacerlo reducirá la eficacia de la célula. Ciertos diseños de cloradores salinos utilizan un método de "polaridad inversa" que cambiará periódicamente las funciones de los dos electrodos entre ánodo y cátodo , provocando que esta acumulación de calcio se disuelva en el electrodo de acumulación. Dichos sistemas reducen, pero no eliminan, la necesidad de limpiar la celda electrolítica y la aparición de incrustaciones de calcio en el agua.
A medida que se genera cloro, el pH aumentará y hará que el cloro sea menos efectivo. Muchos sistemas con automatización química pueden detectar el aumento del pH e introducir automáticamente CO 2 o ácido clorhídrico para devolver el pH al nivel objetivo. Los sistemas de automatización también gestionarán los niveles de desinfectante monitoreando los niveles de ORP o redox del agua. Esto permite generar solo la cantidad necesaria de cloro según la demanda.
Se puede utilizar bromuro de sodio en lugar de cloruro de sodio , lo que produce una acumulación de bromo. Los beneficios y desventajas son los mismos que los de un sistema de sal. No es necesario utilizar un ácido a base de cloruro para equilibrar el pH. Además, el bromo sólo es eficaz como desinfectante, no como oxidante, por lo que es necesario agregar un "choque" como peróxido de hidrógeno o cualquier choque a base de cloro para quemar los desechos inorgánicos y liberar los bromos combinados. Este paso adicional no es necesario en un sistema de cloruro de sodio, ya que el cloro es eficaz como desinfectante y oxidante. Un usuario sólo necesitaría "superclorar" o aumentar la producción de cloro de la celda ocasionalmente. Normalmente, esto sería menos de una vez a la semana o después de una gran cantidad de bañistas.