Hipoclorito de Calcio

Introducción

El hipoclorito de calcio es una de las fuentes de obtención de cloro de mayor beneficio en el mercado, sus múltiples aplicaciones tanto a nivel industrial como comercial versus sus beneficios de estabilidad química, costos, rendimiento y fácil aplicación. Lo convierten en el desinfectante por excelencia para potabilizar grandes volúmenes de agua.

A continuación vamos a revisar a detalle los aspectos más relevantes sobre este gran oxidante, cuya trayectoria y evolución en el mercado se remonta a los años 1700 y hasta el sol de hoy ha funcionado como un galante de la salud de la humanidad. Si bien es cierto que por su naturaleza de sustancia peligrosa puede generar repercusiones fuertes en la salud, gracias a su implementación se ha podido combatir enfermedades y olas pandémicas a lo largo de la historia de la humanidad. Incluso, al sol de hoy se afirma que el Cloro tuvo un papel protagónico en combatir pandemias como el Ébola y muchas otras enfermedades de naturaleza infecciosa.

¿Qué es el Hipoclorito de Calcio?

El hipoclorito cálcico, Ca(ClO)2, es conocido también como cal clorada, debido a su origen y proceso de fabricación. Es una sustancia de color blanco y tacto suave, de peso molecular 142,98 g/mol, punto de fusión de 100 °C y densidad 2,35 g/cm3 (20 °C).

Dado su elevado poder de antisepsia, se utiliza como agente desinfectante principalmente sobre fuentes de agua para uso potable. Principalmente se encuentran en concentraciones máximas disponibles del 70% lo cual le brinda un amplio espectro para preparar soluciones a diferentes concentraciones de acuerdo a su aplicación final

La importancia del Hipoclorito de Calcio radica en su alto poder oxidante, lo cual lo vuelve ideal para la purificación y desinfección del agua. Suele ser usado en la forma de ácido hipocloroso para eliminar bacterias, hongos, parásitos y virus en los suministros de agua potable y piscinas públicas.

Normalmente el hipoclorito cálcico se presenta en forma de polvo seco, en mezclas que contienen en promedio entre un 65-75 % de concentración e incluso menos.

Químicamente hablando, el hipoclorito de calcio es una sal comercializada como gránulos o comprimidos, la cual se descompone fácilmente en agua, liberando oxígeno y cloro. Tiene un fuerte olor a cloro y se utiliza principalmente como agente blanqueador o desinfectante.

Estructura del Hipoclorito de Calcio

Fabricación del Hipoclorito de Calcio

A groso modo, el proceso de producción de hipoclorito de calcio consiste básicamente en una reacción de cal hidratada (hidróxido de calcio) con cloro gaseoso, mediante la cloración de una suspensión de cal y sosa cáustica con precipitación subsiguiente de hipoclorito de calcio dihidratado, secado al vacío (Lewis, 2007).

La reacción es:

2Cl2 + 2Ca(OH)2 → Ca(OCl)2 + CaCl2 + 2H2O.

Esta reacción química es fuertemente exotérmica, generando 1100 kJ por kg de cloro convertido. Este calor y la baja presión provocan que el agua formada durante la reacción y el cloro líquido se evaporen. En consecuencia, la masa de reacción se seca completamente al vacío a una temperatura máxima de 85 °C. El producto es un polvo de blanquear con un contenido de cloro disponible del 35-37%.

Características Principales:

• Producto portador estable de cloro, material oxidante.
• Es un sólido de color blanco, apariencia cristalina y olor similar al cloro.
• No es higroscópico, prácticamente transparente en solución acuosa.
• Se descompone a 100ºC.
• Su número CAS es 7778-54-3
• Su número EC es 231-908-7
• Su número ONU es 1748.

Beneficios y Desventajas del Hipoclorito de Calcio

Las disoluciones que contienen cloro presentan una actividad desinfectante universal. Con la concentración adecuada y con el suficiente tiempo de contacto, las soluciones de hipoclorito pueden considerarse esterilizantes químicos ya que son capaces incluso de inactivar las esporas bacterianas.

En este sentido dentro de sus beneficios encontramos:

• De lenta disolución para mantener una dosificación estable por un tiempo prolongado.
• En su acción desinfectante, combate principalmente los agentes orgánicos causantes de enfermedades como: enfermedades dermatológicas, infecciones y enfermedades gastrointestinales.
• Contiene una mayor cantidad de cloro (70%), lo que garantiza un nivel más alto de efectividad.
• Estable y fácil de manejar.

Sin embargo también tienen sus inconvenientes:

• Son sustancias corrosivas para los metales y los tejidos vivos.
• Un mal almacenamiento puede conllevar a peligros de explosión por la naturaleza de la sustancia.
• El sistema de dosificación debe cumplir con un mantenimiento preventivo para evitar ataques o formación de carbonato de calcio en puntos del sistema de dosificación.
• Requiere de un sistema de seguro para su correcta dosificación y prepa

Evolución del Hipoclorito de Calcio

Es importante entender, que el poder oxidante de utilidad comercial como Blanqueador, desinfectante o incluso agente potabilizador de aguas radica principalmente en la presencia del Cloro como compuesto activo en las distintas presentaciones.

En este sentido, recorreremos brevemente el uso general de soluciones de cloro hasta llegar al desarrollo y uso del hipoclorito de calcio.

Las soluciones de cloro (Cl 2 , NaOCl, Ca[OCl] 2 , ClO) se han utilizado ampliamente como desinfectantes y antisépticos desde el siglo XIX

El cloro fue descubierto en 1774 por el sueco Carl Wilhelm Scheele, quien trató un mineral llamado «pirolusita» con ácido clorhídrico (al que Scheele llamó «ácido marino») y la reacción produjo un gas verdoso con un olor sofocante y desagradable. Scheele pensó que este gas se había formado al retirar el flogisto del ácido clorhídrico, por lo que llamó al gas «ácido marino desflostigizado», aunque éste creía que se trataba de un compuesto que contenía oxígeno. Lo obtuvo a partir de la reacción del ácido sulfúrico con la pirolusita:

4HCl + MnO2 → MnCl2 + 2 H2O + Cl2

Donde:

• HCl: Ácido clorhídrico
• MnO2: Dióxido de Manganeso
• MnCl2: Cloruro de Manganeso
• H2O: Agua
• Cl2: Cloro

Poco después en 1910, el químico inglés Humphry Davy demostró que este gas era un nuevo elemento y le dio el nombre de cloro debido a su color verdoso (del griego χλωρος, que significa «verde pálido»).

En 1799 los químicos escoceses Charles Tennant y Charles Macintosh desarrollaron un proceso para la producción de «lejía en polvo» mediante la reacción de cloro con hidróxido cálcico seco. Este hipoclorito en polvo o hipoclorito de Calcio, era mucho más estable que las disoluciones de hipoclorito descubiertas con anterioridad. A principios del siglo XX, en 1906, el químico alemán Gustav Pistor consiguió producir hipoclorito cálcico, en polvo, con más de un 70% de «cloro disponible».

Fue algunas décadas después cuando se descubrió su efecto desinfectante. Las primeras referencias al uso del cloro en la desinfección del agua datan de hace más de un siglo. Se utilizó durante un corto período de tiempo en Inglaterra, en el año 1854, combatiendo una epidemia de cólera, y fue utilizado de forma regular en Bélgica a partir de 1902.

Según la CDC, recientemente se han publicado documentos de orientación sobre el uso de estos compuestos para el control de infecciones ambientales y sanitarias en el contexto de la preparación y respuesta al ébola en los Estados Unidos. Las soluciones de cloro son químicos oxidativos y tienen actividad de amplio espectro contra una amplia variedad de microorganismos, desde virus hasta protozoos.

Durante las respuestas al ébola, se han utilizado soluciones de cloro al 0,5 % (en los Estados Unidos, esto generalmente sería equivalente a una dilución 1:10 de lejía doméstica) para la desinfección de superficies ambientales, mientras que una solución al 0,05 % se ha utilizado para la higiene de las manos.

Aplicaciones a Nivel Industrial del Hipoclorito de Calcio

En este punto ya está más que claro el poder desinfectante de las soluciones de cloro. Ahora bien, vamos a enfocarnos en los principales usos del hipoclorito de calcio, tanto en su presentación granulada como en tabletas.

De esta forma, en la siguiente sección se podrá detallar el porqué para estas aplicaciones se recomienda el uso de hipoclorito de calcio.

Como se pudo apreciar en la sección de Beneficios del hipoclorito de calcio su estabilidad, costo y alta concentración de cloro lo convierte en la opción ideal para ser usado como agente potabilizador de grandes cantidades de agua.

Ahora bien, el hipoclorito de calcio una vez entra en contacto con el agua se convierte en ácido hipocloroso, sustancia que elimina bacterias, hongos, parásitos y virus peligrosos para la salud. En industrias grandes y pequeñas, el tratamiento y mantenimiento adecuado del agua es crucial a la hora de poder disfrutar de una aguas limpias, seguras e inocuas; como también para la desinfección de equipos para el procesamiento de bebidas y alimentos. En este caso mencionaremos algunas de las aplicaciones más importantes como:

Calidad de agua en piscinas

La presencia de algas y moho en las superficies de las paredes de una piscina es una señal clara de la calidad del agua. Por esta razón, las piscinas requieren de una dosificación constante de una cantidad determinada de cloro como agente desinfectante. Una vez más, el rendimiento costo beneficio realzan al hipoclorito de calcio como la principal opción.

Link de dosificación

Potabilización de fuentes de agua en gran escala

Los entes gubernamentales encargados de garantizar fuentes de agua potable para las comunidades emplean el hipoclorito de calcio como agente potabilizador gracias a su estabilidad, alto contenido de cloro y su rendimiento costo-beneficio.

Al pasar de los años la humanidad se ha visto afectada en gran medida por enfermedades infecciosas, causadas principalmente por la presencia de microorganismos patógenos en fuentes de aguas. Por esta razón el uso correcto del hipoclorito de calcio representa un impacto prácticamente inconmensurable para una región. Garantizar la calidad de vida es principalmente su función por esta razón en Advance Laboratorios nos enorgullece afirmar que hemos apoyado, de forma directa en indirecta en el bienestar de más de miles de personas en centro América.

Por su puesto su correcta ejecución depende en gran medida de garantizar un sistema de dosificación eficiente y control continuo de su concentración y efectos residuales. En Advance Laboratorios contamos no solo con la capacidad de distribuir hipoclorito de calcio sino también de apoyar a nuestros clientes en los diferentes procesos de dosificación y monitoreo de concentración.

En la industria avícola

Específicamente en plantas beneficiadoras de ave se utiliza como principal agente desinfectante de aves. Su dosificación se centra principalmente en los Chillers, poner aquí , en los cuales se realiza el proceso de lavado de las aves en su paso previo a su proceso de empacado.

En el caso de la industria avícola es interesante estudiar a detalles el uso del hipoclorito de calcio ya que representa un punto de control crítico para garantizar la inocuidad de este tipo de alimento.

Garantizar la inocuidad conlleva a la medición constante del nivel de cloro disponible en estas industrias que para algunos casos se manejan rangos entre 25 a 50 ppm de cloro libre en el agua de lavado en los chillers.

Preparación de Soluciones de Hipoclorito de Calcio

El hipoclorito de calcio es un producto catalogado como una sustancia química peligrosa, sus riesgos a la salud física, así como de explosión por incompatibilidad de productos es bastante alta. Por esta razón se requieren medidas particulares para preparar las soluciones a las concentraciones deseadas.

Aunque no se recomienda realizar las disoluciones de hipoclorito de calcio de forma manual, a continuación se presentan las consideraciones generales para para preparar soluciones a las concentraciones requeridas:

• Las soluciones de Hipoclorito de calcio deben prepararse en contenedores de polietileno limpios.
• Primero coloque el volumen requerido de agua.
• Después agregue la cantidad requerida de sólido al agua.
• Agite con un agitador de madera o metal limpio.

La solución resultante se puede colocar en otro contenedor o puede alimentarse de ese mismo contenedor, siempre y cuando la entrada de la línea a la bomba de alimentación química, esté por arriba del nivel de los insolubles asentados.

Conclusiones, soluciones, Advance

Garantizar la calidad del agua es una de las especialidades de mayor fuerza, peso y trayectoria en Advance Laboratorios. De hecho nuestro origen como empresa se remonta al año de 1958 donde empezamos como principales proveedores de sistemas asociados a la dosificación, preparación y distribución de hipoclorito de calcio.

En nuestra experiencia actual trabajamos con plantas de alimentos, específicamente avícolas así como también somos proveedores confiables de instituciones gubernamentales encargadas de garantizar la calidad de agua potable de las regiones donde tenemos presencia física.

Entendemos el impacto que tiene la calidad del hipoclorito de calcio en suministros de agua o alimentos donde actúa como agente desinfectante. Por esta razón trabajamos con fabricantes reconocidos a nivel mundial que cuentan con certificaciones NSF, garantizando su trazabilidad y efectividad, indicando que es apto para su uso en plantas de tratamiento de agua potable.

De igual forma brindamos apoyo técnico tanto como consultora como distribución de equipos de dosificación necesarios para garantizar un proceso efectivo y seguro en cuanto a la aplicación de soluciones de hipoclorito de calcio. A continuación se presenta alguna recomendaciones básicas que podemos aportar:

Manipulación del Hipoclorito de Calcio:

1. Manipule únicamente si ya ha recibido el entrenamiento y formación necesaria para su aplicación. Asegúrese de conocer bien características, modo de uso y riesgos.
2. Es importante que utilice elementos de protección durante la manipulación: guantes, gafas de seguridad.

Almacenamiento del hipoclorito de Calcio:

1. Manténgase herméticamente cerrado en los contenedores originales.
2. Almacénese en un área fresca, seca y bien ventilada.
3. Almacénese lejos de productos inflamables o combustibles.
4. Mantenga el empaque del producto limpio y libre de toda contaminación, incluyendo otros productos para el tratamiento de albercas, ácidos, materiales orgánicos, compuestos que contengan nitrógeno, extintores de fuego de arenilla carbónica (que contengan fosfato monomaníaco), oxidantes, todo líquido corrosivo, materiales inflamables o combustibles, etc.
5. No almacene a temperaturas superiores a: 52 oC. (125 ºf) Almacenarlo arriba de estas temperaturas pudiera resultar en una descomposición rápida, evolución de gas de cloro y suficiente calor para encender productos combustibles.

En Advance Laboratorios estamos comprometidos con la seguridad y los procesos de calidad. Nuestra misión es brindar apoyo técnico a más de 5000 técnicos latinoamericanos para que continúen haciendo las cosas bien.

Estamos al alcance de un click para apoyarlos en sus procesos de potabilización con hipoclorito de calcio.

Enlaces de interés:

Referencias Bibliográficas

• Chlorine Oxides and Chlorine Oxygen Acids», Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 7th ed.
• «White’s handbook of chlorination and alternative disinfectants», Black&Veatch Corporation, 5Ed.
• «Calcium hypochorite», Fact Sheet 2-19, http://www.who.int/water_sanitation_health/hygiene/emergencies/fs2_19.pdf
• «Calcium Hypochlorite», APSP Fact Sheet, https://apsp.org/Portals/0/PDFs/Fact%20Sheets/Calcium%20Hypochlorite%20-%20July%2029,%202014.pdf
• «Hypochlorite salts», https://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol52/mono52-8.pdf
• «Calcium Hypochlorite (CaCl2O2)/Sodium Hypochlorite (NaOCl)», ATSDR, http://www.atsdr.cdc.gov/MHMI/mmg184.pdf
• «Dry Calcium Hypochlorite», http://theprovidentprepper.org/wp-content/uploads/2015/07/calcium-hypochlorite-instructions.pdf
• «Selection and Use of Chemical Disinfectants», http://www.memphis.edu/ehs/pdfs/disinfectant.pdf
• «Chemical warfare agents: toxicology and treatment», Timothy C. Marrs, Robert L. Maynard & Frederick R. Sidell.
• «Decontamination of Chemical Warfare Agents», Beer Singh, G.K. Prasad, K.S. Pandey, R.K. Danikhel, & R. Vijayaraghavan, Defence Science Journal, Vol. 60, No. 4, July 2010, http://www.publications.drdo.gov.in/ojs/index.php/dsj/article/viewFile/487/245
• https://www.cdc.gov/vhf/ebola/clinicians/non-us-healthcare-settings/chlorine-use.html#n9