¿qué es el ozono?
¿Qué es el ozono?
El ozono es un alótropo del oxígeno.
¿Qué es un alótropo del oxígeno?
Alótropo significa; «otra forma». Dicho correctamente, el ozono es oxígeno triatómico. Una molécula de ozono, O3, contiene tres átomos de oxígeno. Es una molécula muy inestable con una vida media muy corta (22 minutos de media), por lo que prefiere volver a su estado más estable, el O2. Para volver a ese estado diatómico, el O2, debe liberar un átomo de oxígeno. El deseo del ozono de liberar una molécula solitaria de oxígeno es lo que los químicos denominan su poder de oxidación. Esta tendencia oxidante natural es lo que lo convierte en un desinfectante industrial tan atractivo.
¿Por qué el ozono es un desinfectante industrial tan potente?
El átomo de oxígeno no apareado que libera el ozono se unirá a otros compuestos del agua, oxidándolos así en compuestos diferentes. Ese único átomo de oxígeno oxidará prácticamente todos los compuestos orgánicos y muchos inorgánicos. Una vez oxidados, procederán a precipitarse fuera del agua.
Como el ozono descompone, oxida, casi cualquier cosa con la que entra en contacto, es un desinfectante y oxidante enormemente potente. De hecho, el ozono es un 150% más potente en términos de potencial de oxidación que el cloro, y es la segunda sustancia química más potente disponible comercialmente en la industria del tratamiento del agua, después del radical libre hidroxilo. El ozono mata organismos y virus por lisis celular, la ruptura de la pared de una célula, un proceso, según la EPA, «al que los microorganismos no pueden desarrollar inmunidad». Por otra parte, algunas especies parasitarias han mostrado resistencia a dosis bajas de cloro, como los ocoquistes de Cryptosporidium parvum, los quistes de Endamoeba histolytica y Giardia Lamblia, y los huevos de gusanos parásitos. Por el contrario, «concentraciones residuales de ozono de tan sólo 0,1 mg/L reducirán las poblaciones de Legionella pneumophilia en torres de refrigeración hasta un 80%.
¿Por qué utilizamos ozono?
Utilizamos ozono porque es una herramienta segura y respetuosa con el medio ambiente para tratar y desinfectar el agua. Como es un oxidante tan potente, se necesita poco más para limpiar el agua del condensador, el agua refrigerada, las torres de refrigeración, los haces de tubos y las tuberías. Comparado con el coste del almacenamiento y la mano de obra necesarios para aplicar productos químicos, por no hablar del peligro, el ozono es una alternativa comparativamente más barata.
Aparte de su excepcional poder oxidante, uno de los motores más potentes que impulsan el aumento del uso del ozono es el hecho de que su uso no daña nuestro planeta como lo hace el cloro. El cloro es cancerígeno, es decir, provoca cáncer, mientras que el ozono no es cancerígeno. De hecho, la presencia cancerígena del cloro en nuestra agua potable es, según la EPA, una de las mayores causas de cáncer en América. El cloro se hizo tan popular hace años por su capacidad de dispersarse por casi el 100% de una masa de agua y, por tanto, de matar muchos microorganismos. Esta misma capacidad de difusión tan completa hace que sea casi imposible eliminarlo, lo que significa que el agua de purga o vertido de una torre de refrigeración tratada con cloro o de una planta de aguas residuales sigue conteniendo cloro cuando vuelve al medio ambiente, donde sigue matando organismos en nuestros ecosistemas y se bioacumula en peces y mamíferos: desde gambas a salmones, osos, etc. y, finalmente, en los seres humanos. De hecho, el cloro y los organoclorados han conseguido contaminar incluso a mamíferos árticos como los renos, que viven a miles de kilómetros de la planta de agua tratada con cloro más cercana. El cloro persiste en nuestro medio ambiente, donde, irónicamente, ni siquiera se encuentra de forma natural. En cambio, el ozono es el desinfectante de la naturaleza. Su único ingrediente es el oxígeno puro, y cuando termina de desinfectar se convierte de nuevo en oxígeno puro, por término medio tras sólo 22 minutos. En otras palabras, no hay residuos nocivos. Es la alternativa ecológica y responsable.
¿Es la Generación de Ozono una tecnología totalmente nueva?
No. De hecho, es bastante antiguo. Wener von Siemens, alemán y cofundador del actual gigante tecnológico Siemens AG, descubrió un método para producir ozono artificialmente en el siglo XIX. Su técnica condujo al primer uso de la desinfección por ozono en el tratamiento del agua en 1906. Dada su fuerza superior y su eficacia como oxidante, virucida y biocida, el ozono se ha convertido en una de las tecnologías dominantes en el tratamiento del agua en Europa. Su popularidad y uso están aumentando en América a medida que los estadounidenses son cada vez más conscientes de su superior poder desinfectante y oxidante y de los efectos nocivos del cloro sobre la salud pública, el medio ambiente y la calidad del aire. La investigación exhaustiva sobre la generación de ozono ha producido una serie de sistemas viables, muchos de los cuales producen grandes cantidades de gas ozono para inyectarlo en el agua. Su uso se ha extendido tanto que hoy en día trata el agua del acuario más grande del mundo, en Hualien (Taiwán), y el agua potable de la ciudad de Los Ángeles.
PROPIEDADES FÍSICAS DEL OZONO
El ozono (O3) es la forma alotrópica triatómica del oxígeno (O). Es un gas inestable de olor acre.
Como el ozono es inestable, debe generarse en el punto de aplicación.
La molécula de ozono, con un peso molecular de 48, está formada por tres átomos de oxígeno unidos por enlaces iguales oxígeno-oxígeno en un ángulo obtuso de 116°49′. Esta estructura es intrínsecamente inestable y es la razón de la poderosa capacidad oxidante del ozono. El ozono tiene aproximadamente un 150% del potencial oxidante del cloro. Las propiedades físicas del ozono y los potenciales oxidantes comparativos de otros oxidantes químicos se presentan en la Tabla 1 y la Tabla 2, respectivamente.
COSTES DEL SISTEMA DE OZONO
Un sistema de ozono es una tecnología avanzada que se adapta a las necesidades de producción. Los costes del proceso pueden variar en función de factores como el volumen de producción, la concentración de gas, el tiempo anual de funcionamiento del sistema, el método de alimentación eléctrica, etc. Junto con otros autores, hemos preparado un extenso análisis sobre este tema. Leer un estudio detallado aquí*.
*artículopara Ozono: Ciencia e Ingeniería escrito por: Bill Mundy, Ben Kuhnel, Glenn Hunter, Robert Jarnis, Denise Funk, Susan Walker, Nick Burns, Joseph Drago, William Nezgod, Joseph Huang, Kerwin Rakness, Saad Jasim, Ron Joost, Robert Kim, James Muri, Joseph Nattress, Mike Oneby, Al Sosebee, Craig Thompson, Mickey Walsh (Fin-tek Ozone USA), Chris Shulz
TABLA 1: CONSTANTES FÍSICAS DEL OZONO
| Peso molecular | 48.0 |
| Punto de ebullición, °Celsius | 111.9 |
| Punto de fusión, °Celsius | -193 |
| Densidad del gas, 0°C gramos/litro | 2.144 |
| Temperatura crítica, °C | -12.1 |
| Presión crítica, atm | 54.6 |
| Volumen crítico, cm3/ mol | 111 |
TABLA 2: POTENCIALES DE OXIDACIÓN COMPARATIVOS, 25°C
| COMPUESTO | Voltios |
| Harina (F2) | 2.87 |
| Ozono (O3) | 2.07 |
| Peróxido de hidrógeno (H2O2) | 1.78 |
| Permanganato potásico (KMnO4) | 1.70 |
| Ácido Hipobromoso (HOBr) | 1.59 |
| Ácido hipocloroso (HOCl) | 1.49 |
| Cloro (Cl2) | 1.36 |
| Dióxido de cloro (ClO2) | 1.27 |
| Oxígeno (O2) | 1.23 |
| Ácido crómico (H2Cr2O4) | 1.21 |
| Bromo (Br2) | 1.09 |
| Ácido nítrico (HNO3) | 0.94 |
| Yodo (I2) | 0.54 |
1. Agencia de Protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos, abril de 1999, EPA Guidance Manual: Desinfectantes y oxidantes alternativos. http://www.epa.gov/safewater/mdbp/alternative_disinfectants_guidance.pdf
2. Strategic Environmental Research and Development Program, febrero de 1995, Ozone Treatment for Cooling Towers – New Energy and Water Saving Technology for Reducing Cooling Tower Operating Costs, Departamento de Energía de EEUU. http://www.eere.energy.gov/femp/prodtech/pdfs/FTA_OTCT.pdf
3. Agencia de Protección del Medio Ambiente de Estados Unidos, septiembre de 1999, Wastwater Technology Fact Sheet: Chlorine Disinfection. http://www.epa.gov/owm/mtb/decent/download/chlorine.pdf
4. Programa Estratégico de Investigación y Desarrollo Medioambiental, febrero de 1995, Ozone Treatment for Cooling Towers – New Energy and Water Saving Technology for Reducing Cooling Tower Operating Costs.