Cloraminas[276]

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CLORAMINAS CRISTIAN ALBERTO NOVOA CONDE JHON ALEXANDER PAEZ RIAÑO JOSE LUIS BRIÑEZ RIVERA

LUIS FELIPE FALLA GUZMAN OSCAR MAURICIO PEREZ GUZMAN

DEFINICIONES •

Las cloraminas son un tipo de aminas orgánicas que se producen cuando el amoníaco y el cloro (en forma de ácido hipocloroso) reaccionan entre sí.



La cloramina es un compuesto químico de fórmula NH2Cl. Por lo general se utiliza como una solución diluida con función desinfectante.

Características y formación Las cloraminas como desinfectante fueron identificadas en las primeras décadas del 1.900 al comprobarse que la desinfección con cloro tenía lugar en dos fases. En la fase inicial, el cloro al oxidar una serie de sustancias presentes en el agua, desaparece rápidamente y en una segunda fase, cuando en el agua hay presente amoníaco, la acción bactericida continua, a pesar de que el cloro libre hubiera desaparecido, debido precisamente a la acción de las cloraminas formadas.

La combinación del amoníaco con el cloro en el proceso de tratamiento del agua conocida también como cloración con cloro combinado o cloraminación, tiene como primer objetivo aportar un desinfectante residual al agua, más persistente que el cloro libre, a la vez que evita ciertos sabores de algunos compuestos clorados. También puede añadirse a las cloraminas una función importante y es la de no formar, o al menos formar en menor grado, los conocidos subproductos de la desinfección. Al ser más estables que el cloro libre, resultan muy efectivas para controlar el recrecimiento bacteriano en la red y las corrosiones de la misma. .

En Estados Unidos, fueron bastante empleadas hasta 1.940 y a partir de entonces y como consecuencia de la escasez de amoníaco en la Segunda Guerra Mundial, decayó su empleo. En los últimos años, como consecuencia del conocimiento de los problemas que generaban los subproductos de la desinfección, ha vuelto a incrementarse el interés por las cloraminas. La preocupación en las ultimas décadas por los subproductos de la cloración, principalmente los trihalometanos y ácidos halohacéticos, en el agua tratada en los sistemas de distribución, ha hecho aumentar el interés por las cloraminas como desinfectante alternativo, al formar menos subproductos de desinfección. Cuando el agua objeto de la cloración contiene amoníaco u otros compuestos amoniacales, se forman compuestos de adición llamados cloraminas. A continuación vamos a tratar de estos compuestos, ya que en muchos casos se incorpora en la práctica de la desinfección final ,amoníaco, para provocar expresamente la formación de cloraminas

Cuales son las propiedades de las cloraminas? Las cloraminas se forman mediante la reacción del cloro (Cl2) y amonio (NH3). Las cloraminas son aminas que contienen al menos un átomo de cloro, directamente unido a átomos de nitrógeno (N). Las cloraminas inorgánicas se forman cuando el cloro disuelto y amonio reaccionan. Durante esta reacción se forman tres tipos diferentes de cloraminas; monocloraminas (NH2Cl), dicloraminas (NHCl2) y trocloramina (NCl3). Cloraminas inorgánicas, cloro libre y cloraminas orgánicas están relacionadas en cuanto a su composición química y pueden transformarse entre ellas con facilidad. Estos compuestos no se encuentran de manera aislada. Cloraminas inorgánicas no son persistentes, pero son mas persistentes que los compuestos libres de cloro. Investigaciones demuestran que la mitad de la vida de cloraminas inorgánicas puede variar entre uno a 23 días, dependiendo de las circunstancias.

Como se producen las cloraminas? Las cloraminas son producidas normalmente mediante la adición de amonio al agua que contiene cloro libre (HOCl or OCl, dependiendo del PH). El PH ideal para esta reacción es de 8.4, agua ligeramente alcalina. Mecanismo de reacción: NH3 (aq) + HOCI -> NH2Cl + H2O Cuando se produce la reacción se pueden formar tres tipos de cloraminas inorgánicas diferentes dependiendo del valor del PH. Las tricloraminas se forman normalmente cuando los valores del PH son de 3 o menor. Cuando el valor del PH es de 7 o por encima de este valor, la concentración de monocloraminaes mayor. La cantidad de cloro y amonio en el agua también influye en la generación de cloraminas. El rango cloro/ amonio ideal es de 6:1. Durante la producción de cloraminas este rango es normalmente entre 3-5.1. Cuando la cantidad de amonio es mayor, se suelen formar mas di y tricloraminas. Cloraminas orgánicas también pueden tener lugar durante estas reacciones. Las cloraminas orgánicas no se distinguen de otro tipo de cloraminas con métodos Standard normales de análisis.

Cuales son las aplicaciones de las cloraminas? Cloraminas se pueden usar como lejía, desinfectante y oxidante. Los desinfectantes orgánicos liberan cloro, causando una desinfección menor y menos agresiva que con hipoclorito (OCl-). Las cloraminas se pueden usar para mejorar olor y sabor en el agua cuando el cloro se usa como desinfectante. Las cloraminas se pueden usar también como desinfectante del agua potable y aguas residuales y también como método de resistencia contra el biofouling en sistemas de refrigeración.

Desinfección del agua con cloraminas Cuando las cloraminas se usan como desinfectante, se añade amonio al agua tratada con cloro. Amonio es añadido después del cloro, para que el tiempo de contacto (TC) sea menor que cuando se añade primero.

Las cloraminas son tan efectivas como el cloro en la desactivación de bacterias y otros microorganismos, pero los mecanismos de la reacción son mas lentos. Las cloraminas, como el cloro, son oxidantes. Las cloraminas pueden matar bacterias penetrando el la pared celular y bloqueando el metabolismo. Monocloramina es la mas efectiva para la desinfección porque reacciona directamente con aminoácidos en el DNA bacteriano. Durante desactivación de los microorganismos destruyen la capa que protege los virus. Cuando el PH es 7 o mayor, monocloraminas son las mas abundantes. El PH no interfiere en la efectividad de la cloramina.

Sin embargo, en su conjunto, el uso de cloramina puede resultar en un número mayor y más genotóxico de los subproductos de la desinfección de cloro. La cloramina en el agua del grifo le da un color verdoso al agua a granel, en comparación con el aspecto transparente del agua pura. Este color verde se puede observar llenando una cubeta de polietileno blanco con agua cloraminada del grifo, y comparándolo con agua libre de cloramina, tales como agua destilada o de una muestra de una piscina.

Pueden eliminarse las cloraminas del agua? Las cloraminas se mantienen activas en el agua durante un largo periodo de tiempo. Al igual que otras moléculas, las cloraminas contribuyen a la cantidad total de sólidos disueltos en agua. Como el cloro, las cloraminas son reactivas de manera selectiva y pueden tener efectos dañinos cuando están en el agua un largo periodo de tiempo. Cuando las cloraminas están presentes, hay generalmente cantidades traza de amonio e hipoclorito también en el agua. La cloración se puede eliminar mediante:

Las cloraminas se pueden eliminar mediante la utilización de filtro con carbón activo granular. Estos filtros permiten la disminución de las cloraminas de 1-2ppm a menos de 0.1ppm. Uno debe asegurarse que el carbón activo entra en contacto con las cloraminas el tiempo necesario.

Un filtro de carbón activo también remueve otros compuestos como el cloro (reducción del cloro), sulfido de hidrogeno, compuestos orgánicos, THM, pesticidas y radón. Cuando estas sustancias están presentes en el agua, esto influye en la capacidad del filtro. La cantidad de cloraminas presentes en el agua vienen determinada por la medición de cloro total residual. Esto significa medir la "cantidad total de cloro" o la "cantidad de compuestos de cloro".

La cloramina puede ser eliminada del agua del grifo por el tratamiento con supercloración (10 ppm o más de cloro libre, como el de una dosis de hipoclorito de sodio o lejía desinfectante para piscina), mientras se mantiene un pH de 7 (por ejemplo, con una dosis de ácido clorhídrico). El ácido hipocloroso del cloro libre elimina el amoníaco de la cloramina, y el amoníaco se desprende en forma de gas desde la superficie del agua. Este proceso tarda aproximadamente 24 horas para el agua de grifo normal de unas pocas ppm de cloramina. El cloro libre residual puede ser eliminado por la exposición a la luz del sol durante unas 4 horas.

VENTAJAS DE LA CLORACION •

Pocos subproductos de la desinfección



El uso de cloraminas tiene ciertas ventajas con respecto al uso del cloro, porque produce pocos compuestos orgánicos (trihalometanos; THM) y otros posibles subproductos cancerigenos (Acido acético halogenico; HAA).



Las cloraminas se mantienen activas durante mas tiempo



Las cloraminas permanecen mas tiempo en el agua. Monocloraminas son mas efectivas a valores de PH 7 o mayores.



Los beneficios del agua alcalina (Ph mayor que 7) es que es menos corrosiva que el agua acida. Cuando el valor del PH el cloro presente en el agua se puede encontrar como ión hipoclorito (OCl-). Estos iones tienen una potencial de oxidación mayor que el acido hipocloroso. De cualquier manera, como desinfectante es cien veces menos efectivo que el acido hipocloroso. Cuando los valores de PH son muy altos, su afectividad desaparece.



Las cloraminas aumentan el sabor y olor del agua



Las cloraminas no alteran el Ph del agua. Cloraminas proporcionan un sabor y olor mas agradable que el cloro. De echo las cloraminas son utilizadas a menudo para evitar el olor y sabor del cloro.



Los resultados de la desinfección de las cloraminas puede aumentar mediante el aumento de la temperatura.

DESVENTAJAS DE LA CLORACION •

Existen cloraminas orgánicas?

Cuando existe gran cantidad de materia orgánica presente en el agua, el nitrógeno orgánico causa la formación de cloraminas orgánicas. Estas no contienen la mismas propiedades de desinfección que las cloraminas inorgánicas. Esta situación ocurre cuando la materia orgánica contenida excede de 3ppm. •

Cual es el rango de reacción de las cloraminas?

Una de las desventajas de las cloraminas es que son menos reactivas que el cloro. Parte del desinfectante permanece en el agua, y será consumido por bacterias o descompuesto. Este proceso puede durar semanas. Al contrario que el cloro, las cloraminas no permanecen cuando el agua se mantiene estática por algunos días. Como resultado las cloraminas se deberán eliminar el agua. Las cloraminas pueden eliminarse mediante la utilización de un carbón granular activo o acido acético. •

Cual es la efectividad de las cloraminas?

En Massachussets, se llevo a cabo investigaciones relacionadas con las muertes que se produjeron en agua desinfectada con cloraminas o cloro. El estudio concluyo en que el numero de muertes por cáncer de hígado era mas alto cuando se utilizaba cloro. Cuando el agua es tratada con cloraminas hay mayor proporción de muertes por neumonía o resfriados. Esto muestra que las cloraminas son menos efectivas que el cloro en la eliminación de organismos patógeno. •

Forman las cloraminas nitratos?

Altos contenidos de amonio sirven de nutrientes para bacterias nitrificantes en el agua, que pueden causar el aumento de los niveles de nitratos en el agua. Nitrato se convierte en nitrito en el estomago. Nitrito reacciona con N-nitrosaminas con proteínas en el pescado. Estos compuestos pueden ser cancerigenos. Los niños pequeños son mas susceptibles a los nitritos. Los niños menores de 0.5 años no pueden beber agua rica en nitratos, porque los nitritos causan una caída del nivel de oxigeno en la sangre disminuye (síndrome del bebe azul). Las recomendaciones son utilizar agua para niños con niveles de nitrato por debajo de 25 μg/L. •

Puede amonio causar corrosión?

Cuando se remueven las cloraminas químicamente, se puede liberar amonio. El efecto toxico de amonio en el pescado se puede prevenir mediante el uso de filtros biológicos, zeolitas naturales y control del PH. Amonio causa corrosión de plomo y cobre

Cuales son los efectos para la salud de las cloraminas? El agua desinfectada con cloraminas no son una amenaza para la salud. Se pueden utilizar para beber, baño y lavado y es adecuada para uso domestico diario. Cuales son los daños que causan en pacientes con diálisis en el riñón, peces y anfibios? Agua potable que contiene cloraminas o su uso para hervir y baño son seguras, debido a la neutralización de las cloraminas en el metabolismo. De cualquier manera, las personas con un sistema inmune-defensivo débil, como los niños jóvenes, viejos y personas con SIDA o personas sometidas a tratamientos de quimioterapia, deben de evitar y tomar precauciones en el consumo de agua desinfectada a base de cloraminas. Los pacientes de diálisis renal y personas que poseen peces, reptiles o anfibios deben ser cuidadosos. Con pacientes de diálisis renal la sangre entra en contacto con agua en una membrana semipermeable. Esto puede causar que las cloraminas entren en contacto directo con los glóbulos sanguíneos. Las cloraminas son contaminantes en la sangre.

Los peces pueden tomar cloramina directamente a la sangre mediante las aletas. Las cloraminas son productos tóxicos para los peces por eso las aguas usadas en los acuarios deben estar libres de cloraminas.

Conclusión El empleo de cloraminas, como desinfectante alternativo al cloro, para reducir la formación de subproductos tales como los trihalometanos, a la vez que se aprovecha la mayor estabilidad que la del cloro libre, es una practica de desinfección del agua aplicada en distintos abastecimientos. El empleo de las cloraminas como desinfectante secundario para mantener una concentración estable y constante en toda la red de abastecimiento, evitando las recloraciones y a su vez conseguir un menor incremento y formación de trihalometanos en la red, una vez que el agua ha salido de la planta de tratamiento, es una practica a tener en cuenta. Se puede cumplir así con los requerimientos cada vez más restrictivos de las distintas reglamentaciones. El empleo de las cloraminas, como desinfectante secundario, implica la aplicación previa del desinfectante primario o inicial que puede ser, generalmente, el propio cloro libre, ozono o dióxido de cloro, ya que como se indica en esta exposición, el menor poder oxidante y bactericida de las cloraminas y las concentraciones y tiempos de contacto que requieren son tales, que las hacen inapropiadas para emplearlas como desinfectante primario o principal.

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