Esterilización del aire
Esterilización del aire
con OZONO
 
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En el año 1.785 M. VON MARUM, investigando con máquinas electrostáticas, observó la presencia de un olor característico, fenómeno que hizo constar en sus conclusiones.
Igual le sucedió en el año 1.840 a CIUKSHANK al efectuar la electrólisis del agua.
Hasta 1.840, no se logró clasificarlo siendo el científico SHÜMBEIN quien lo bautizó llamándolo "OZONO", nombre que proviene del griego que significa "olor".
Desde 1.840 hasta 1.863 se pensó que se trataba de un peróxido del hidrógeno, hasta que SORET confirmó el hecho de que se trataba de un compuesto en donde aparecen solamente átomos de oxígeno.
Si bien fueron muchos los científicos que trataron de determinar sus características, solo M.P. OTTO fue quien logró determinar su densidad, peso molecular, etc. Logrando además producirlo y controlarlo artificialmente.
¿QUE ES POR TANTO EL OZONO?
El OZONO, es una forma alotrópica del oxígeno. Su molécula 03, se produce a partir de la activación de la molécula de oxígeno, según la reacción endotérmica: 64.800 cal.  3 02 = 2 03
Es decir; que para formar dos moléculas de OZONO, se necesitan tres moléculas de oxígeno.
La fórmula propuesta por LAURY y LEWIS, basada en los llamados enlaces semi-polares, permiten entender las propiedades atribuidas al OZONO, en su acción frente a otros compuestos químicos.
Bastan concentraciones pequeñas de OZONO, (del orden de los 0'2 mgr/m3 de aire) para poder comprobar las ventajas que ofrece y que iremos enumerando más adelante desglosando su utilidad en los distintos campos, a saber: Ambientes públicos, esterilización y tratamiento de aguas, cámaras frigoríficas, etc.
Características
- Peso molecular (PM) 48
- Temp. de condensación -112º C
- Temperatura de fusión -192,5º C
- Temperatura Crítica 52 atm.
- Densidad 1,32
- Densidad relativa 1,3
- Densidad (líquido a -182º C) 1,572 gr/cm3
- Peso del litro de gas (a 0º y 1 atm.) 2,144 gr.
- En condiciones normales (CN), el OZONO se encuentra en estado gaseoso, mezclado con el aire. Su velocidad de descomposición queda supeditada al medio ambiente (presión, temperatura, poder reductor del medio, etc.)
- En el agua presenta gran solubilidad, medida ésta por el coeficiente de equilibrio entre la fase líquida y la fase gaseosa para unas mismas condiciones de presión y temperatura:
C1 en fase líquida (mgr/1)
K = -------------------------------------
C2 en fase gaseosa (mgr/1)
No obstante, el equilibrio solo se alcanza en el momento en que todas las materias reductoras existentes en dichas fases se han oxidado. Queda siempre una parte de OZONO en el agua llamada Residual, que es la que garantiza el que dicha agua, (siempre que nosotros estemos aportando OZONO para neutralizar la acción de las materias reductoras que se puedan ir formando en la misma) esté purificada y apta para el fin a la cual se la ha destinado.
En condiciones normales de presión y temperatura, el OZONO es inestable; aumentando dicha inestabilidad por aumento de temperatura y humedad llegando a ser total por encima de los 200º C.
Su grado de mayor estabilidad lo alcanza a los -50º C y presión igual a 38 mm. Hg, es decir una veinteava parte de la presión atmosférica.
A temperatura ambiente, ataca lentamente a los compuestos orgánicos saturados; aumentando dicho ataque a temperaturas de 78º C e incluso inferiores.
Frente a los compuestos orgánicos no saturados, forma ozónidos, compuestos muy inestables y que dan lugar a aldehidos, acetonas, ácidos carboxílicos, etc.
Después de lo anteriormente expuesto, podemos decir que EL OZONO es:
- Después del flúor, el compuesto más oxidante, debido a su facilidad para captar electrones,
- De fácil descomposición.
- En estado gaseoso es ligeramente azul, azul oscuro en fase líquida y rojo oscuro en fase sólida.
- Presenta estructura molecular típicamente angular entre los tres átomos de oxígeno que componen su molécula.
- En igualdad de condiciones, además, es más estable en el agua que en el aire.
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Producción Natural del OZONO
El OZONO, compuesto derivado del oxígeno, se encuentra en la atmósfera en pequeñas porciones.
Su formación natural es debida a la acción de las descargas eléctricas que se producen eh la atmósfera, así como por los rayos ultravioletas procedentes del sol, frente al oxígeno existente en la atmósfera,
Estos fenómenos atmosféricos, son los encargados de aportar la energía necesaria para que se forme OZONO según la reacción endotérmica reseñada anteriormente.
Se halla en la naturaleza en mayor o menor proporción, dependiendo esta del grado de purificación del ambiente. Así podemos percibir su olor penetrante en los espacios libres, acentuándose sobre todo después de las tormentas, donde se ha producido gran aparato eléctrico.
En la atmósfera que rodea a las ciudades, sobre todo en ambientes confinados, la ausencia de OZONO es casi total, cada vez que tiene apetencia por todas aquellas sustancias causantes del enrarecimiento del aire.
Por tanto, el OZONO es uno de los constituyentes vitales de la alta atmósfera, en donde una capa de OZONO denominada "OZONOSFERA", actúa como un verdadero filtro de cara a que las radiaciones ultravioletas irradiadas por el sol alcancen la tierra con sólo una millonésima parte de su acción; ya que de lo contrario, sería fatal para los seres vivos que pueblan la tierra.
En atmósferas con bajo grado de contaminación se encuentra en la proporción de 1 cm3 por m3, bajando considerablemente dicha proporción a medida que la atmósfera se va contaminando.
Muchas opiniones se han dado sobre la dosis correcta de OZONO que debe existir en la atmósfera, a saber:
- El Bureau of Standards (1.936, pág. 20), admite como máximo 0,5 p.p.m.
- Henderson y Haggard (de la Universidad de Yale), admiten como máximo 0,5.
- Wifheridge y Yageon de la Universidad de Harvard, admiten como máximo 0,04 p.p.m.
- C.K. Driker, Hamiltorre y Bowdicht en el año 1.940, admiten como máximo 1.
- Dalla Valle en 1.943 admite 1 p.p.m.
- La Agencia de Seguridad Federal, Servicio de Sanidad Pública en el año 1.947 admite como valor máximo 1 p.p.m.
- Thorpe en 1.950 afirma, que 20 p.p.m. de OZONO puro no es tóxico.
- Hann y Manley en 1.952 indican como cantidad máxima admisible 1 p.p.m.
- Milnes en 1.965 admite 1 p.p.m.
- Stokinger en 1.965 dice que el máximo admisible está entre 1,5 a 2 p.p.m. Este mismo investigador fija como límite industrial, para ambientes continuamente ocupados por personas, el valor de 0,1 p.p.m.
Actualmente está considerado como límite más seguro el valor de 0,1 p.p.m. (0,2 mg. 03/m3); siendo este valor el que es aceptado por investigadores y asociaciones científicas americanas (FOOD AND ADMINISTRATION) desde hace 15 años.
En cualquiera de los casos expuestos, podemos sacar la conclusión de que: EXISTE UNA CONCENTRACION IDEAL PARA QUE EL HOMBRE DISFRUTE DE LOS BENEFICIOS DEL OZONO,
No queremos dejar descartada la posibilidad de que el OZONO utilizado en dosis superiores a las expuestas anteriormente puede ser perjudicial e incluso peligroso. Es importante por tanto, a la hora de proyectar una instalación, tener presente factores tan importantes como:
- Cubicaje exacto del local a ozonizar
- Duración del tratamiento.
- Temperatura del medio ambiente.
- Humedad del medio a ozonizar
- Naturaleza y origen del olor
- Concentración inicial de OZONO, Etc.
Todo lo expuesto anteriormente nos lleva de la mano a pensar que el desarrollo industrial del OZONO ha ido lento, debido a su inestabilidad, siendo ésta la causa de su difícil producción y almacenamiento.
No obstante, a finales del siglo pasado y a partir de su fabricación a escala industrial (Siemens en 1.857 construyó el primer generador de OZONO) fueron muchos los investigadores y científicos quienes por sus experiencias, demostraron las ventajas del OZONOcomo esterilizantes del aire y agua.
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Formación Artificial
La obtención del OZONO se puede realizar por procedimientos Físico-Químicos, a saber:
- Por electrólisis del ácido perclórico concentrado a –50º C entre cátodo de plomo (Pb) y ánodo de platino (Pt). Este procedimiento no es rentable, ni desde el punto de vista industrial ni incluso doméstico.
- Por lámparas ultravioletas entre longitudes de onda de 1.942 a 1.949 A. Este sistema de obtención del OZONO, no es recomendable, ya que al movernos en longitudes de onda muy cortas, sus radiaciones son semejantes a las producidas por los rayos X emisores de fotones, los cuales actúan sobre los tejidos vivos provocando su destrucción. La desventaja descrita anteriormente, se la atribuye al OZONO, sin ningún fundamento.
- Puede producirse OZONO, allí donde existe una descarga eléctrica, o mejor aún, un efluvio eléctrico.
Es este precisamente el fundamento de la fabricación de nuestros ozonizadores: Se basa en la aproximación de dos superficies conductoras separadas por un dieléctrico, a las cuales se les somete a una diferencia de potencial elevada. De esta forma, se establece entre las dos superficies, un efluvio eléctrico silencioso, el cual es el encargado de proporcionar la energía necesaria para romper parte de las moléculas de Oxígeno existente en el Aire, con la consabida formación de oxígeno naciente, el cual se une a otras moléculas de oxígeno, para dar la molécula de OZONO (03).
Esta escisión de moléculas de Oxígeno (02), es producida por el continuo bombardeo sobre las mismas de los electrones del efluvio eléctrico, sumándole además, la radiación energética que la fricción de éstos ocasiona.
Como ya hemos visto, la formación de OZONO a partir del oxígeno del aire, es endotérmica. Es decir, las moléculas 03 quedan activadas con una energía en exceso, que tienden a neutralizarla mediante el proceso opuesto al de su formación.
Efectivamente, el OZONO es inestable en condiciones normales de presión y temperatura, por tanto en su degradación genera oxígeno naciente, según la reacción de descomposición: O3 = O2 + O-
Según lo expuesto, el oxígeno naciente (estado monoatómico) formado por descomposición del OZONO, es el elemento más oxidante después del Flúor (F). A ésta acción de oxidación debe su poder el OZONO, destruyendo sustancias orgánicas productoras de olores, aniquilando a la vez bacterias, virus y gérmenes de todo tipo.
En una palabra:
CONVIERTE LOS AMBIENTES CONTAMINADOS Y MALSANOS EN ESTERILIZADOS Y PURIFICADOS
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Acción del Ozono
El OZONO realiza su acción destructora, de tres formas:
A- Acción oxidativa en la cual, interviene un solo átomo de oxígeno. (potencial de oxidación Eo =1,5 v.).
B- Por ozonólisis, con formación de ozonuros (RO3). Interviene en este caso la molécula entera de OZONO sobre las sustancias orgánicas. Estos ozonuros son muy inestables destruyéndose en compuestos distintos al de la molécula orgánica que intervino en su formación.
C- Catalizando el efecto oxidante del 02 que no ha intervenido en la formación de OZONO. En este caso el oxigeno juega el papel más importante.
Las reacciones del apartado A son oxidantes simples, con alta velocidad de reacción (prácticamente instantáneas).
Las otras expuestas en los apartados B y C son bastante complejas y lentas necesitándose concentraciones elevadas para que aparezcan de una manera detectable.
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Acción Bactericida
La acción altamente bactericida del OZONO queda fuera de toda duda gracias a las muchas experiencias que sobre esta aplicación se han realizado.
Así:
FRANKLIN M.W. - Dice "Las concentraciones convenientes para la ventilación llevan a una disminución del contenido de bacilos en la atmósfera, Además los pequeños glóbulos del moco presentan las bacterias a la acción del OZONO del aire en sus más fuertes condiciones de vulnerabilidad, de modo que, cuando son expectorados por golpes de tos, los proyectados en el aire a continuación del estornudo son los primeros en ser destruidos". (es traducción literal).
RENAULD-LAPORT - Escribe "Eliminad las impurezas del aire esterilizándolo con OZONO. Se eliminan hasta el 98 % de posibilidades de contraer enfermedades infecciosas, asimismo la tuberculosis". (es traducción literal)
KUPFFER - Comenta "Es muy indicado el OZONO para los baños públicos y para las piscinas de natación cubiertas. Además en los almacenes frigoríficos de los mataderos y en la elaboración de la salchichería, el OZONO impide la formación del moho. (Traducción literal),
Muchos han sido los científicos que han estudiado la acción bactericida del OZONO, entre ellos destacamos seguidamente algunos; así como la proporción de OZONO que han utilizado en sus investigaciones, a saber:
BRONI Y PERNICE en 1.958, han conseguido resultados excelentes con concentraciones de 0.04 - 0.05 p.p.m.
WAGNE Y HARWARA en 1.936
WELLS Y WELLS en 1.936
ELFORD Y VAN DEN ENDEN en 1.942
Han obtenido sorprendentes resultados con concentraciones de 0.04 a 0.05 p.p.m.
Otros, han experimentado concentraciones más altas, así:
OLSEN en 1.913 con 0.3 p.p.m.
FRANKLIN en 1.913 con 0.5-5 p.p.m.
HARTMAN en 1.925 con 0.5 p.p.m.
HEISE en 1.917 con 1.3 p.p.m.
INGRAM Y HAINES en 1.949 con 3 p.p.m.
JORDAN Y CARLSON en 1.913 con 3-6 p.p.m.
ROSENAU en 1.946 con 13 p.p.m.
HONRICH, SAWYER, BECKWIT Y SOKFIELA, con concentraciones aún mas elevadas.
Por último MALMANN Y CURCHILL en 1.946 afirman que el OZONO tiene capacidad bactericida, incluso en concentraciones inferiores a 0.1 p.p.m.
Queremos resaltar el hecho que la disparidad de los resultados obtenidos en este campo por los distintos investigadores, debe ser atribuida no al OZONO en sí, sino a la multiplicidad de factores que condicionan su acción (temperatura, humedad, flora microbiana etc.) Esta comprobado sin embargo, que el aumento de la humedad relativa, favorece notablemente su actividad bactericida.
Nos consta, que nos dejamos muchos eminentes científicos sin reseñar, así como la labor por ellos realizada, encaminadas a ensalzar la acción bactericida del OZONO. Sin embargo, lo que anteriormente hemos apuntado, es suficiente, para afirmar sin error a equivocarse que el OZONO es un medio más que nos pone a nuestro alcance la ciencia, para combatir los problemas de contaminación bacteriana existente hoy en día en el medio ambiente en que vivimos.
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Acción Desodorante
La acción desodorizante del OZONO, no es debida a un simple efecto de camuflaje del olor, sino que se trata de una verdadera destrucción química de éste.
El aire existente en un ambiente público cerrado, donde existe mucha afluencia de público, se va enrareciendo al ir disminuyendo el contenido del Oxígeno. Se ha demostrado, que con concentraciones de OZONO del orden de las 0,01 p.p.m., se puede rebajar el número de renovaciones de aire en cualquier local cerrado.
WITHERIDGE Y YAGLOU en 1.939, manifiestan: t1Que el Olor desprendido por el cuerpo de 95 personas de la más pobre condición económico-social, en su mayoría adultos, reunidos en una pequeña habitación, quedaba neutralizado por 0.015 p.p.m. de OZONOy eso permitía una disminución del 50 % en la introducción del aire exterior". (Traducción literal).
BISBINI en 1.964 afirma: "El OZONO actúa como desodorante también en bajas concentraciones (0,1 - 0,5 mgr/m3) y que su acción es especialmente apreciable en la neutralización de olores debido a sustancias orgánicas" (Traducción literal).
SAVAZZINI en 1.930 dice: "Una instalación ozonizada que funcione en una cuadra, además de volverla sin olores, facilita a los animales un excelente estado de salud". (Traducción literal).
HAINES en 1.939 dice: "La función principal del OZONO es la desodorización.
DEROBERT en 1.954 dice: "Que el OZONO es empleado como un desodorante eficaz en la industria de: Quesos, hospitales, fábricas de curtidos". (Traducción literal).
GILGEN Y WANNER en 1.966 reconocen: "Que el OZONO tiene una acción desodorante, ya evidente en concentraciones iguales a 0,02-0,03 p.p.m." (Traducción literal).
El OZONO, en suma, por su gran poder oxidativo, destruye toda clase de olores desagradables, teniendo su mayor acción frente a los olores de procedencia orgánica.
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Acción Fisiológica en el Organismo Humano
Día a día, se van descubriendo nuevas aplicaciones de este gas, en medicina.
Su efecto es particularmente espectacular en determinadas enfermedades (afecciones respiratorias, asmas, alergias, etc.). La acción del OZONO en estos casos no constituye un milagro, sino que se limita a desodorizar y esterilizar el aire ambiente que respiramos o el agua que bebemos.
No sin razón afirmaba PASTEUR:
"Con el aire respiramos la mayor parte de nuestras enfermedades. En contacto con el OZONO los microbios quedan quemados y las toxinas destruidas". (Traducción literal).
Asimismo, el INSTITUTO PASTEUR dice:
"El OZONO puede hacer de un agua que produce epidemias, una bebida totalmente pura". (Traducción literal).
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Otras Aplicaciones
Es arriesgado dar una relación completa de las aplicaciones que el OZONO tiene, toda vez, que día a día se están encontrando nuevos campos donde su utilización soluciona problemas que las distintas industrias tenían planteados desde hace años.
Cabe destacar:
- Ambientes públicos en general.
- Esterilización y depuración de aguas.
- Cámaras frigoríficas.
- Conservación de alimentos.
- Desodorización en general.
- Cría de animales.
- Tratamiento terapéutico
- Decoloración de pigmentos.
- Envejecimiento de vinos, etc.
Desglosamos seguidamente, la utilización del OZONO en alguna de sus aplicaciones específicas.
Para cualquier consulta relacionada con desodorización y esterilización de ambiente, los Servicios Técnicos están a su disposición. Consúltenos.
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