05 Nov. 2019

Bioseguridad

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Potencial REDOX de oxidación- reducción ORP, para la Bioseguridad de nuestras granjas


Escrito por: Jose Luis Valls
  • El potencial Redox es una medida efectiva de medir la energía química de oxidación-reducción la cual se utiliza para conocer el saneamiento del agua potable

El potencial Redox (ORP) es una medida efectiva de medir la energía química de oxidación-reducción mediante un electrodo, convirtiéndola en energía eléctrica, la cual se utiliza para conocer el saneamiento del agua potable, se expresa en mili voltios – mV – y nos informa sobre el potencial de oxidación o de reducción.

potencial redoxEl agua de bebida desinfectada es el elemento más crítico para permitir que las aves alcancen su máximo potencial. Desafortunadamente la falta de tiempo por un completo día a día o por costumbres arraigadas hace años ocasionan que muchas veces el agua que beben las aves no esté lo suficientemente higienizada. La medición de la desinfección del agua de bebida ha ido evolucionando. Desde reacciones con unas gotas de reactivo, a medidas con tiras reactivas colorimétricas o mediciones de energías químicas.

El potencial Redox (ORP) es una medida efectiva de medir la energía química de oxidación-reducción mediante un electrodo, convirtiéndola en energía eléctrica, la cual se utiliza para conocer el saneamiento del agua potable, se expresa en mili voltios – mV – y nos informa sobre el potencial de oxidación o de reducción. En realidad es una medida de la actividad del electrón comparada con la actividad del electrodo de referencia, que mantiene siempre el potencial constante. No es necesaria la compensación de temperatura en la medición del potencial Redox.

El potencial redox es positivo cuando se produce una oxidación y negativo cuando se produce una reducción

Normalmente, las reacciones redox vienen acompañadas de cambios de pH en el medio. Por ejemplo, esto ocurre en los procesos de oxidación y reducción del agua:

2OHComo puede observarse, la oxidación del agua acidifica el medio (se producen iones H+), mientras que su reducción lo alcaliniza (se generan iones OH-). Se podría decir que el valor es análogo al pH, pues este mide la actividad de los protones y el potencial redox mide la de los electrones.

La palabra “potencial” se refiere a la capacidad en lugar de la acción. La energía potencial es la energía almacenada y lista para ponerse en acción. Dicha energía no está en acción, pero sabemos que existe y que está lista para cuando se la necesita. Cuando hayan reaccionado todos los materiales oxidantes y reductores, se alcanza el equilibrio y suele haber un sobrante. Este sobrante es lo que crea el potencial de oxidación o de reducción en una solución.

La medida en continuo del potencial redox del agua tratada permite el ajuste de la cantidad de agente biocida oxidante añadido al agua (dosificación), requerido para reaccionar con sustancias orgánicas e inorgánicas, y disminuir las concentraciones de las poblaciones bacterianas contenidas en el agua. De esta forma se aseguraría una correcta desinfección del agua mediante un sistema de bajo coste de instalación y mantenimiento

potencial redoxLa Organización Mundial de la Salud adoptó en 1972 la medida del POTENCIAL REDOX como la medida más fiable para medir la calidad sanitaria del agua potable. La medición vale independientemente del tipo de biocida que se utilice pues todos actúan como oxidantes.

Se estableció un valor de 650 mV como valor adecuado para el agua potable. La publicación INTERNATIONAL STANDARDS FOR DRINKING WATER (Tercera edición, Ginebra, 1971) afirmó en su momento: “Hay una relación exponencial entre la velocidad de inactivación de los virus y el ORP.”

Un ORP de 650 mV, medido con un electrodo plata / cloruro de plata, provocará la casi instantánea desactivación de los microorganismos, incluso si están en altas concentraciones. Puede considerarse que con este valor mantenido durante 30 minutos, el agua está adecuadamente desinfectada y la inactivación viral es casi instantánea, aunque habrá que realizar un estudio individualizado para cada caso. Es decir el ORP indica si los microorganismos han sido destruidos independientemente de los niveles de pH o ppm del biocida.

Sí es importante recordar, que la medida del ORP no tiene directa relación a la concentración en ppm de desinfectante ya que mide la actividad de oxidación en el agua y no la concentración de oxidante (Cloro, Ozono, monopersulfato potásico u otros desinfectantes oxidativos). Hecho que ya se demostró en un estudio de 1966 de Carlson y colb. Del Instituto de Higiene del Agua de la Oficina Alemana de Salud Federal, en que demostraron que la tasa de E.coli en el agua era dependiente de potencial Redox y no del nivel de cloro residual libre.

 

En términos prácticos, con los conocimientos actuales se puede interpretar el valor del potencial de óxido – reducción así:

potencial redox

Cuando desinfectamos el agua con productos a base de cloro es muy importante conocer tanto la concentración de cloro libre como el tiempo de contacto con el agua, así como el pH y la temperatura pues le afectan. Un buen control de la desinfección exigiría una monitorización no solo del cloro libre sino del potencial Redox del medio.

potencial redox

Un incremento regular en la concentración de cloro en ppm no origina un incremento lineal del valor en mV de ORP, ya que las sondas de ORP se aproximan a su capacidad de saturación y alcanzan una meseta. De igual modo, a una concentración constante de cloro total, los valores de ORP aumentan cuando el pH de la solución es más bajo y disminuyen cuando el pH es más alto.

 

Productos clorados

Cuando se usan productos clorados, el cloro disponible para la desinfección está presente en dos formas químicas en el agua, como Ácido Hipocloroso (HOCl) y como Ión Hipoclorito (OCl-). El ácido hipocloroso presenta 100 veces mayor capacidad desinfectante que el ión hipoclorito. La presencia en mayor o menor proporción de una u otra forma química del cloro desinfectante en el agua depende del pH.

potencial redox

Siempre hay que recordar que “La medición del cloro libre residual no equivale a DESINFECCIÓN” El conocimiento convencional sostiene que mientras se mantenga la lectura del cloro libre en un sistema, la desinfección está completa. Lo más lejos de la realidad, la comunidad científica ya no acepta esto como válido o suficiente. El problema es que no existe un kit que diferencie la forma más activa de ácido hipocloroso en el agua de la forma iónica OCl-, por lo cual se hace necesario controlar adicionalmente el pH de forma paralela al cloro, de tal forma que se asegure una adecuada desinfección.

¿Cómo se mide el ORP?

El potencial Redox es fácil de medir con una sonda autocalibrada portátil. Los electrodos de ORP fueron estudiados ya en la Universidad de Harvard en 1.936. Una sonda de ORP es en realidad un medidor de milivoltios que toma una medida del voltaje en un circuito formado por un electrodo de referencia, cuyo potencial es constante y conocido, que se construye en un alambre de plata (de hecho, el polo negativo del circuito), y toma otra medida del electrodo indicador construido sobre una banda de platino (el polo positivo) con agua entre ambos.

La diferencia de potencial generada entre estos dos electrodos serán medidos por un potenciómetro y será el valor utilizado para determinar la concentración del biocida. El electrodo es idéntico a uno de pH, excepto que usa un metal noble en vez de vidrio como elemento de medición. Los metales nobles son utilizados porque estos no intervienen en la reacción química que se está llevando a cabo.

Los electrodos ORP modernos son casi siempre una combinación de ambas medidas de electrodos, es decir, ambos electrodos se alojan en un instrumento, así que parece que fuera solo una sonda. Lo que medimos es el pequeño voltaje que se genera cuando el metal se coloca en agua en la presencia de agentes oxidantes y reductores. Por lo tanto, los analizadores potenciométricos en un mismo cuerpo incorporan el electrodo de medir el potencial redox, la temperatura y determinan el pH de la muestra para poder consignar el equipo a la concentración de cloro libre que se debe de mantener dependiendo de la aplicación.

Usos del ORP

Las medidas de ORP permiten que se evalúe la eficacia del tratamiento del agua, sin importar el tipo de oxidante ni la combinación de la fórmula desinfectante, y sin importar otras condiciones variables del agua que puedan existir. Lo importante es que indica si el proceso de higienización del agua en realidad está funcionando como debiera. El potencial de óxido reducción ofrece muchas ventajas en el monitoreo en tiempo real y registro de potenciales de desinfección de agua, un parámetro crítico de calidad del agua. Una ventaja primordial del uso de ORP en el monitoreo de sistemas de agua es que provee al operador de un rápido y único valor que asegura el potencial de desinfección del agua.

El ORP del agua se puede medir en cualquier punto del sistema. Puede determinar la limpieza de la fuente del pozo, de las líneas de agua que van a la nave o de las que están dentro. Cuando se mide el ORP del agua en los conductos que están al frente y en la parte de atrás de la nave, se puede determinar si el proceso de limpieza y desinfección de los conductos de agua tuvo efecto. El nivel de ORP en ambos puntos del sistema debe ser mayor a 650 mV.

Si el valor del ORP en el conducto al final de la nave es menor que el valor de los conductos del frente, eso indica que los conductos no se han limpiado completamente y que seguro habrá biofilm orgánico.

La automatización de la medida del potencial redox permite realizar una medida y control de la desinfección que se lleva a cabo pudiéndose mantener los valores mínimos de biocida para una completa y duradera desinfección de las aguas

Equipos para medir ORP

Existen medidores de proceso o controladores, útiles en explotaciones avícolas grandes, en donde de forma automática van graduando las dosificaciones según el valor en mili voltios. Permite un fácil registro y control de la desinfección del agua de bebida. Los medidores de mano, son más económicos y portátiles con una vida útil del electrodo de 1 a 2 años.

Son capaces de almacenar directamente los valores de lectura o transferirlos a un ordenador. Sus resoluciones son de 0,01 mV con unas precisiones de +- 0,02 mV con precios sobre los 200 euros. Se recomienda limpiar y mantener todos los electrodos periódicamente. Un simple procedimiento de limpieza consiste en sumergir la punta del electrodo en una solución ácida diluida ( 1:100) durante dos minutos y luego limpiarla con agua.

 

 

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