Química de piscina

Rubén Herrero »

Cuando comienza el verano,  ir a la piscina a refrescarnos y a nadar unos largos es algo habitual para muchos. Un gran volumen de agua estancada como la que hay en una piscina, en poco tiempo si no se pone remedio, acabará contaminada con materia orgánica, algas y una numerosa flora de microorganismos que harán poco o nada apetecible nuestro baño.

Pero, para evitar este contratiempo, podemos echar mano del cloro. Este elemento químico es usado, de manera habitual, para purificar tanto el agua potable como la de piscinas, ya que ofrece una forma sencilla y económica de eliminar todo tipo de microorganismos, como bacterias o algas, al tiempo que oxida y elimina materia orgánica e inorgánica, logrando que el agua se mantenga limpia y cristalina.

Una piscina no se clora con cloro gas (Cl₂), sino que se suele utilizar hipoclorito sódico (la lejía doméstica con la que lavamos nuestra ropa blanca es una disolución de hipoclorito de sodio aproximadamente al 2 – 2,5%), NaClO. El cloro gaseoso es un gas tóxico y corrosivo, por lo que queda descartado al ser su manejo peligroso. El hipoclorito de sodio es un sólido a temperatura ambiente que se disuelve con facilidad en agua, por lo que es sencillo de almacenar y de manejar. Comercialmente, para el tratamiento de piscinas, está en el mercado en forma de pastillas (“tabletas de cloro”) y en forma líquida como disoluciones de concentración conocida (“cloro para piscinas”).

Al entrar en contacto el hipoclorito de sodio (NaClO) con el agua, tenemos:

NaClO + H₂O ⇌ HClO + Na⁺ + OH^–

Se forma un compuesto el HClO, que es el ácido hipocloroso, un ácido débil cuya constante de acidez es 3,24·10^-8, pero que presenta unas propiedades como agente oxidante nada desdeñables y es responsable del efecto bactericida en el agua de la piscina, ya que este ácido no tiene ninguna carga eléctrica, pudiendo atravesar la membrana externa de la mayoría de agentes patógenos, especialmente bacterias, pudiendo ser destruidos desde su interior.

El ácido hipocloroso es bastante efectivo pero también es químicamente inestable, ya que puede reaccionar con las moléculas de agua de su alrededor:

HClO (ac) ⇌ H⁺ + ClO^–

La formación de ácido hipocloroso libera iones OH^– del agua, de ahí que provoque un aumento del pH:

ClO^– + H₂O ⇌ HClO + OH^–

Para evitar que el ácido hipocloroso pueda reaccionar y transformarse en otros productos, nos interesa mantener esta reacción desplazada hacia la izquierda:

HClO ⇌ H⁺ + ClO^–

lo cual se consigue controlando correctamente el pH de la piscina, que debe mantenerse entre 7,2 y 7.8.

Contra los efectos de la radiación UV

Se suele emplear una medida en el control y mantenimiento de piscinas que es el llamado “cloro libre”. Este cloro libre es la suma de las concentraciones de ácido hipocloroso y de anión hipoclorito, es decir, el cloro libre es igual a [HClO] + [ClO^–]. Puesto que la radiación ultravioleta del sol puede hacer que se acelere la descomposición de este cloro libre, y que por tanto disminuya su concentración, es importante prevenir este efecto aumentando la frecuencia de cloración o bien añadiendo otros productos químicos capaces de prevenir el efecto de los rayos UV (como el ácido isocianúrico y sus derivados organoclorados, que primero reaccionan con el hipoclorito y después, por descomposición fotolítica, lo puede regenerar).

Estas son las reacciones de descomposición del cloro libre en la piscina:

2 ClO^– + [radiación UV] ⇌ 2 Cl^– + O₂
2 HClO + [radiación UV] ⇌ 2 HCl + O₂

Comercialmente el ácido isocianúrico se puede encontrar combinado con cloro formando compuestos organoclorados, como el ácido tricloroisocianúrico (C₃Cl₃N₃O₃) y el diclorosiocianurato sódico (C₃Cl₂N₃O₃Na) anhídrido o dihidratado. Ambos compuestos reaccionan en el agua dando ácido hipocloroso (HClO) y ácido isocianúrico (C₃H₃N₃O₃):

C₃Cl₃N₃O₃ (sólido) + 3H₂O (líquido) ⇌ 3 HClO (acuoso) + C₃H₃N₃O₃ (acuoso)
C₃Cl₂N₃O₃Na (s) + 2H₂O (l) ⇌ HClO (ac) + C₃H₃N₃O₃ (ac) + Na⁺ (ac) + ClO^– (ac)

Las concentraciones del ácido isocianúrico y sus derivados organoclorados, deben ajustarse entre 30 y 50 mg/ litro o ppm, ya que con estas concentraciones, el cloro libre desinfecta adecuadamente y se consume poco a poco.

Floculantes

Además, para asegurar todavía más la higiene en la piscina, hay que añadir floculantes. Una sustancia floculante aglutina sólidos en suspensión una vez efectuada su coagulación, provocando su precipitación. Así se evita que el agua se vuelva turbia, consiguiéndose un aspecto cristalino y límpido. En otras palabras, lo que se hace es aumentar el tamaño de las partículas coloidales en suspensión y provocar su decantación al fondo de la piscina, siendo entonces fácil sacarlas con el limpiafondos. El floculante más utilizado es el sulfato de aluminio, Al₂(SO₄)₃. La dosis suele estar en torno a 1 kilogramo de sulfato de aluminio por cada 100 m³ de agua, si viene en forma sólida, y si es líquido 1 litro por cada 50.000 litros de agua, aunque depende de cada fabricante.

Por último, para evitar la proliferación de algas en la piscina, hay que suministrar al agua algún producto alguicida, que resulte tóxico para el desarrollo de las algas. Por ejemplo, el cloruro de benzalconio se suele emplear con una dosis de 100 cm³ por cada 50.000 litros de agua. También se suelen utilizar el sulfato de cobre (CuSO₄) en dosis de 2 gramos por metro cúbico de agua, dependiendo de cada fabricante la dosis aconsejable.

Así que este verano cuando nos demos un chapuzón en la piscina, sabremos que la química nos permitirá disfrutar de un baño higiénico y seguro.

Fuentes