Cloro libre frente a total frente a
monocloramina
«Cloro» en un informe puede significar varias cosas distintas. Medir la especie equivocada es una de las razones más comunes por las que el desinfectante residual parece adecuado en el informe, pero el sistema se comporta de otra manera. Esta es la explicación en términos sencillos.
Los cuatro términos, definidos
Cloro libre
El cloro disponible para desinfectar: químicamente, ácido hipocloroso (HOCl) e ion hipoclorito (OCl⁻), además de Cl₂ disuelto. Es el desinfectante más rápido y potente y es lo que la mayoría de los sistemas clorados buscan mantener como residual.
cloro combinado
Cloro que ha reaccionado con amoníaco o compuestos orgánicos para formar cloraminas: monocloramina, dicloramina, tricloramina y cloraminas orgánicas. Todavía tiene cierto poder desinfectante pero es más débil que el cloro libre.
Cloro total
Simplemente cloro libre más cloro combinado: la suma de todo. La mayoría de los analizadores miden directamente el cloro libre y el total; el combinado se calcula como la diferencia entre ambos.
Monocloramina
Una cloramina (NH₂Cl) específica y bien definida se forma deliberadamente cuando un sistema utiliza cloraminación. En muchos grandes sistemas cloraminados se trata esencialmente de todo el cloro residual, con muy poco cloro libre presente.
La única ecuación que debe recordar
Cloro total = Cloro libre + Cloro combinado
Los analizadores generalmente miden el cloro libre y total directamente y luego informan el cloro combinado como la diferencia. En un sistema cloraminado, casi todo el cloro combinado es monocloramina, por lo que el cloro total, no el cloro libre, es lo que refleja el residuo de desinfectante.
Cloración al punto de ruptura, en breve
Cuando se añade cloro al agua que contiene amoníaco, no se produce inmediatamente un residual libre. Primero se forman cloraminas, por lo que aumenta el cloro combinado (y total). Al añadir más cloro, esas cloraminas se destruyen progresivamente —el cloro total en realidad disminuye— hasta que la demanda queda satisfecha en el punto de ruptura. Solo más allá de ese punto el cloro adicional permanece como cloro libre.
La dificultad práctica: como la curva sube, baja y vuelve a subir, la misma lectura de cloro total puede darse con tres dosis de cloro distintas. Un solo número, aislado, no permite saber a qué lado del punto de ruptura se encuentra. Por eso, los operadores que realizan cloraminación vigilan más de un parámetro.
¿Cuál debe medir?
Cloro libre: para sistemas de cloro libre
Sin amoníaco presente, desinfección con cloro libre: mida directamente el cloro libre.
Cloro total o monocloramina: para sistemas cloraminados
La reacción DPD de cloro libre apenas responde a la monocloramina, por lo que una lectura de cloro libre sería cercana a cero. Mida cloro total o monocloramina para conocer su residual real.
Más de una especie química: para el riesgo de nitrificación y las transiciones
Observar conjuntamente cloro libre, cloro total y monocloramina ayuda a detectar nitrificación, desviaciones del punto de ruptura y pérdida de residual en distribución.
sensorsMedición de los tres con un solo sensor
El Halogen MP-TOTAL informa de cloro libre, cloro total y monocloramina, junto con pH, conductividad, temperatura y ORP, desde un solo sensor amperométrico, lo que resulta útil cuando los sistemas alternan entre cloro libre y cloraminación o necesitan vigilar la nitrificación.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre el cloro libre y el cloro total?
El cloro libre es el desinfectante que aún no ha reaccionado: ácido hipocloroso e ion hipoclorito. El cloro total es el cloro libre más el cloro combinado (las cloraminas que se forman cuando el cloro reacciona con amoníaco o sustancias orgánicas). El cloro combinado es la diferencia: total menos libre.
¿Es lo mismo la monocloramina que el cloro combinado?
La monocloramina es el componente principal y más deseable del cloro combinado en un sistema cloraminado, pero el cloro combinado también incluye dicloramina, tricloramina y cloraminas orgánicas. En un sistema cloraminado bien gestionado, predomina la monocloramina y se minimizan las demás cloraminas.
¿Qué es la cloración al punto de ruptura?
A medida que se agrega cloro al agua que contiene amoníaco, primero se forman cloraminas, lo que eleva el cloro combinado. Agregar aún más cloro destruye esas cloraminas (la curva desciende), hasta que se satisface la demanda en el punto de ruptura. Pasado el punto de ruptura, queda cloro adicional como cloro residual libre. Debido a que el cloro total puede dar el mismo valor en tres dosis diferentes, una sola lectura de cloro total puede ser ambigua durante la cloraminación.
¿Debo medir cloro libre o cloro total?
Si su sistema no contiene amoníaco y desinfecta con cloro libre, mida el cloro libre. Si utiliza cloraminación, el cloro total (o una medición directa de monocloramina) refleja el desinfectante residual, porque la reacción DPD de cloro libre no responde significativamente a la monocloramina. Medir más de una especie química proporciona una imagen más clara de su posición en la curva del punto de ruptura.
¿Por qué los sistemas cloraminados muestran casi nada de cloro libre?
En un sistema cloraminado, el cloro se combina intencionalmente con amoníaco para formar monocloramina, por lo que queda muy poco cloro libre. Una medición de cloro libre dará una lectura cercana a cero aunque exista una cantidad considerable de desinfectante residual en forma de monocloramina; por eso importa elegir el parámetro correcto.
Referencias y fuentes
- 1.Comprensión de la cloración al punto de ruptura: definiciones de cloro libre, combinado y total; la curva del punto de ruptura y sus zonas — Kuntze USA. https://www.kuntzeusa.com/knowledge/understanding-breakpoint-chlorination
- 2.Cloraminación y curva de cloración al punto de ruptura: por qué los sistemas utilizan cloraminas (reducción de DBP, residual más duradero) y cómo se forma la monocloramina — Hach Company. https://www.hach.com/industries/drinking-water/disinfection/chloramination
- 3.Analizador multiparámetro de cloro MP-TOTAL: documentación del producto (cloro libre, cloro total y monocloramina con un solo sensor amperométrico) — Halogen Systems Inc.. https://halogensys.com/products/sensors/mp5-free-chlorine
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