Cómo garantizar una desinfección eficiente del agua mediante la medida del potencial redox

Cómo garantizar una desinfección eficiente del agua mediante la medida del potencial redox

Con el objetivo de controlar la eficiencia de la desinfección del agua para consumo humano y para el uso en piscinas públicas y privadas, la Organización Mundial de la Salud (OMS) estableció en 1971 -en la publicación International standards for drinking water- los valores mínimos de la medida del potencial redox. 

La medida del potencial redox (oxidación-reducción) en una disolución acuosa se define como la diferencia de potencial generado entre dos electrodos (electrodo indicador -generalmente de platino- y electrodo de referencia Ag/AgCl) medido en mV, a partir de la ecuación de Nerst. El resultado obtenido permite controlar la desinfección y mantener los valores mínimos de biocida para la desinfección de las aguas.

La OMS dictaminó que la medida del potencial de oxidación-reducción para garantizar una desinfección eficiente del agua es aceptada a valores de potencial redox de 650 mV, medido con un potenciómetro (pH/mVmetro) y electrodo de redox de Pt con sistema de referencia Ag/AgCL.

¿Por qué es importante conocer el potencial redox en ecología marina?

Conocer el potencial redox en ecología marina es importante, por ejemplo, para el control de aguas subterráneas, marinas, pantanosas y ríos, así como también en el sector de la acuicultura. En los ecosistemas acuáticos, la masa acuosa dispone de más oxígeno (potencial positivo) en la zona superficial. Sin embargo, a más profundidad, el nivel de oxígeno es menor (potencial negativo).

El oxígeno no se solubiliza correctamente en aguas quietas, en cambio, en los ecosistemas acuáticos suele haber viento que favorece la oxigenación, así como el oxígeno que proviene de la fotosíntesis de las plantas marinas.

A la luz del día y a raíz de la fotosíntesis, en las capas más próximas a la superficie se produce una pérdida de oxígeno hacia la atmósfera porque se supera la saturación de oxígeno, mientras que en las profundidades el oxígeno disminuye debido a la presión atmosférica (altitud sobre el nivel del mar), el contenido de sales, la temperatura del agua, la degradación de compuestos orgánicos, la actividad microbiana y la población piscícola.

Como media la solubilidad del oxígeno en agua dulce varía entre 14.6 mg/L a 0ºC hasta aproximadamente 7 mg/L a 35ºC bajo una presión de 760 mm Hg.

En ausencia de oxígeno, la descomposición se efectúa mediante la oxidación de la materia orgánica a expensas de la reducción de otros compuestos como, por ejemplo, de sulfato a sulfito o de nitrato a nitrito. En el caso de que no haya compuestos a reducir, se acumula la materia orgánica en el sedimento.

¿En qué otras aplicaciones es necesario conocer el potencial redox?

Es necesario también conocer el valor del potencial redox para el tratamiento de las aguas residuales, con el fin de eliminar el nitrógeno y fósforo del agua residual que llega a la depuradora. Por lo general, se trata de nitrógeno en forma de amonio y nitrógeno orgánico (nitrógeno total) con una concentración de oxígeno disuelto muy baja y potencial redox negativo.

Para ello, se pone en marcha el sistema de aireación del tanque o balsa biológica en el que la nitrificación y las bacterias nitrificantes oxidan el amonio a nitratos. A medida que va aumentando la concentración de compuestos oxidados, el potencial redox comienza a crecer muy lentamente, indicando que la concentración de amonio en el medio es baja respecto a la de nitratos, por lo que se reduce la velocidad de nitrificación.

Para desnitrificar, se detiene la aireación y los microorganismos consumen el oxígeno disuelto y reducen los nitratos a nitrógeno gas para aprovechar este oxígeno aumentando la concentración de formas reducidas, por lo que vuelve a disminuir el potencial redox.

En el momento en el que las condiciones de aireación pasan de anóxicas a anaerobias, con un descenso brusco del potencial redox, algunas especies de bacterias emiten fósforo al medio. Estas mismas bacterias, al iniciar un nuevo período de aireación, adsorben más fósforo que el emitido en la fase anterior con un balance de eliminación de entre el 40 y el 60%.

Asimismo, el potencial redox se emplea también en múltiples campos como en procesos de diazotación, en galvanotecnia -aplicación industrial para depositar películas de metales y aleaciones en metales base- o en el control de la detoxificación de baños galvanoplásticos o lavados de gases de combustión.

El potencial redox en la industria cosmética

En la industria cosmética se emplean sustancias naturales o sintéticas para la fabricación de productos de consumo humano para el cuidado de la piel del rostro y cuerpo, del sistema capilar, de uñas, labios, órganos genitales externos, entre otras partes del cuerpo.

El potencial redox permite el control de las posibles alteraciones de la actividad de estas sustancias activas, así como de las características organolépticas y físicas de la formulación.

Control de la calidad de los alimentos mediante el potencial redox

En la industria alimentaria, el potencial redox permite controlar la oxidación y reducción de los compuestos presentes en los mismos, utilizando sustancias antioxidantes o conservantes para evitar la alteración de las cualidades originales de los alimentos y alargar, de esta forma, su vida útil.

Tipología de electrodos redox

En la actualidad, existen en el mercado diversos electrodos redox para calcular la medida del potencial de oxidación-reducción. La elección de un modelo u otro dependerá siempre del tipo de aplicación para la que vaya a ser utilizado.

En LabProcess disponemos de electrodos redox, XS, con sensor de platino y electrodo de referencia Ag/AgCl, en cumplimiento con los estándares dictaminados por la OMS, como el modelo Standard ORP, XS, un electrodo redox de plata con conector S7 para realizar valoraciones argentométricas.