Aplicaciones de Ozono, con énfasis a purificadores de aire

El descubrimiento de la producción del gas ozono u oxígeno enriquecido (O3) fue a

finales de del siglo XIX, y su primera comercialización fue en 1906. El ozono tiene 3 grandes

características que podrían explicar su éxito: desinfectante, agente oxidante y amigable para

el medio ambiente. En cuanto a sus aplicaciones, se pueden clasificar según su fase: gaseosa

o líquida. Como el ozono se genera como gas, se puede inyectar a un líquido (generalmente

agua) como medio para ejecutar su aplicación.

La aplicación de ozono en forma gaseosa tiene variadas formas, como por ejemplo: control

o eliminación de olores, fumigación, control de contaminación biológica en plantas de

procesamiento de alimento y conservadoras refrigeradas de vegetales o frutas, limpiar

superficies de semiconductores y ciertamente, muchas otras más.

Específicamente para el control de olores o purificación de aire, causados por compuestos

orgánicos volátiles (COV), tabaco, transpiración, etc., el

capacidad oxidante. La aplicación de ozono como purificador de aire, no es algo nuevo,

investigadores de hace 40 años concluyeron lo siguiente sobre el ozono:

1. Debe haber suficiente tiempo de contacto del ozono con el aire contaminado

a purificar. Este tiempo depende de variados factores, como por ejemplo, la

concentración del contaminante a purificar, concentración de ozono aplicado, etc. Este

tiempo permite la acción oxidante, y puede ser de algunos segundos.

2. Tener en consideración que las reacciones oxidantes del ozono en el aire son más

lentas relativamente comparando con las mismas ocurridas en una solución líquida (p.

ej. ozono + agua).

3. Anterior a la descarga de la solución aire contaminado más ozono, debería instalarse

un destructor de ozono, de manera de no emitir concentraciones considerables a la

atmósfera.

4. Personas no deberían respirar aire que contenga elevadas concentraciones de ozono.

Lo máximo recomendado por la agencia EPA (Enviromental Protection Agency) de USA

es 0,05 ppm en 8 horas.

Es muy importante saber que estas conclusiones continúan vigente.

Para espacios con problemas de olores ocupados por personas que presentan

problemas de olores como por ejemplo: gimnasios, bares, restaurantes, etc. Se puede

aplicar un shock de ozono, cuando el espacio este deshabitado. El ozono al purificar el

aire, tiene una corta vida, por lo que se debe dejar un tiempo después de la aplicación

para que la concentración ambiental baje a niveles seguros. Se dice que tiene

una “mitad de vida”, lo que se refiere a determinado tiempo en que la concentración

se reduce a su mitad.

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Tratamiento de aguas: Ozono, Carbón Activado o ¿Ambos?

Es sabido que tanto la purificación con ozono y el carbón activado son útiles en

purificadores de aire y purificación de agua. Este pequeño artículo intenta señalar las

virtudes y defectos de cada uno y en combinación cuando se aplican a la purificación

de agua.

De manera previa es sabido que el carbón activado se usa en agua para eliminar malos

olores y sabores. El ozono es conocido por su alto potencial oxidante, por lo que se

podría decir que es más potente en el control de la contaminación microbiológica

(bacterias, virus, hongos, etc.)

Para obtener conclusiones se analizaron tres sistemas en una planta piloto de

Finlandia:

1.- Agua ozonificada a través de una columna de contacto.

2.- Posterior al sistema 1, se instala un lecho de carbón activado. De manera que se pre

ozona para pasar por el carbón activado.

3.- Agua circulada por un equipo de carbón activado.

El agua de observación es obtenida de un lago, y el proceso anterior a estos sistemas

es de filtración con arena.

Respecto a los resultados obtenidos del color del agua se deduce que el carbón

activado y la purificación de carbón activado pre ozonado, obtuvieron los mejores

resultados, con un 80% aproximadamente de reducción del color. El color del agua

después de la purificación de ozono, se redujo en un 57%. Los tres sistemas son

efectivos para purificar el color de agua.

Respecto a la turbidez, el mejor fue el sistema de carbón activado, con un 90% de

reducción. El sistema pre ozonado y purificado con carbón activado mostro sólo un

75% reducción (el ozono fue contraproducente). El sistema de purificación sólo con

ozono mostro un 40% de reducción en la turbidez. Nuevamente los 3 sistemas son

efectivos en este punto.

Al tratar el agua con cloro, se forman sub-productos no deseados con compuestos

orgánicos. Existe un índice que mide el potencial de formación de estos indeseados

subproductos. La purificación de agua con ozono, fue la más efectiva para evitar estos

subproductos son una reducción del 48% en este índice. Le sigue el agua pre ozonada y

pasada por carbón activado con un 35%, y sólo un 7% del carbón activado. Es decir, el

carbón activado no es muy efectivo en este caso.

Como conclusión general, los tres sistemas tienen ventajas por separados. En la

práctica se usa la combinación de distintos sistemas de purificación, aunque sean

redundantes para obtener agua pura con la máxima seguridad. Entre otras tecnologías

que se pueden agregar a estas dos, son la radiación UV y la purificación mediante

osmosis.


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Purificación de RILES: eficacia de purificación mediante ozono

Se sabe que el ozono (O3) es un gas generado in-situ a partir del oxígeno contenido

en el aire. También sabemos que el ozono químicamente es una modificación del

oxígeno, siendo en un poderoso antioxidante, pudiendo señalar que el más poderoso

naturalmente. Por estas cualidades algunos purificadores de aire están compuestos

por generadores de ozono. Esta propiedad también se aplica a la purificación de agua

mediante ozono.

En el presente artículo, se busca mostrar los efectos de la purificación mediante ozono

a aguas contaminadas con detergentes industriales y con alta contaminación en el

color. Para ello se evalúan las distintas variables en la aplicación del ozono.

El ozono se inyecta a través de un estanque mezclador. Se evaluaron distintas

concentraciones (cantidad de ozono después del concentrador de oxígeno). Se

concluyó que a mayor concentración, se obtienen mayores bajas de concentración

de detergentes (mg de detergente por litro). El crecimiento de este aumento baja

considerablemente más arriba de 60 g/Nm3 (60 gramos de ozono en 1 metro cubico

a condiciones normales). Por ende se consideró razonable utilizar esta concentración

para el generador de ozono.

Otro aspecto fundamental para la correcta disminución de concentración de

detergentes es el tiempo de contacto, aquí se da la lógica que a mayor tiempo de

contacto, mayor es la reducción de concentración de detergente. Experimentalmente

se obtuvieron valores de 50 minutos, para lograr una reducción de detergente desde 4

mg/l hasta 1,5 mg/litro. Se necesitan sólo 35 minutos para ir desde 3,5 mg/l hasta 1,5 mg/l.

Parámetro fundamental es la cantidad de ozono en gramos, divido por la cantidad de

metros cúbicos. Se cumple que a mayor cantidad de gO3/m3H2O, se obtiene una mejor

purificación. Para este aspecto se analizaron las siguientes variables, en dos ratios

distintos (32 y 20 gO3/m3H2O):

• DQO (Demanda química de oxígeno): Esta variable mide la cantidad de

sustancias susceptibles a ser oxidadas. Se observó reducciones medias de esta

variable de un 50% y 40% respectivamente.

• Color: Se mide la transparencia del agua, y resultados indican una variación

media de un 80% y un 70%.

• Coliformes totales y fecales: Los resultados indican una reducción media

aproximada del 96% para el ratio más alto y 93% para el ratio menor.

• Bacteria Streptococcus: Aproximadamente 95% y 93%.

En conclusión las estadísticas muestran que a mayor cantidad de ozono y tiempo

de contacto, mejores índices de purificación se obtienen. Como conclusión final nos

damos cuenta que la purificación mediante ozono es una clara tecnología para la

purificación de agua con alto contenido de detergente y turbio color.

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Ozono en bodegas de vino; posible reemplazo de soda cáustica

El ozono, considerado como el más potente desinfectante natural comercialmente disponible, no sólo es usado ampliamente en purificadores de aire. El ozono es un gas triatómico generado a partir del Oxigeno (O2) que está contenido en el aire,que al ser altamente inestable sólo puede ser generado in – situ. Por sus propiedades este gas es altamente usado en la industria alimenticia, tanto en la purificación de aire como en la de agua. En la aplicación de agua, generalmente se usa como medio, para desinfectar.

En las bodegas de vino, se ocupa el método CIP (Clean in place) para desinfectar superficies, equipos, tuberías, mangueras, etc. Este método consiste generalmente en circular una solución de agua con soda cáustica por un circuito, de manera que se efectúe la limpieza sin necesidad de desarmar o manipular el circuito.
Como es sabido el vino es una sustancia altamente inestable a las contaminaciones biológicas, por lo que se cree que existe una alta correlación entre la higiene de la bodega con la calidad final del vino.

En Octubre del 2010, un grupo de investigadores brasileños, realizó una comparación de desinfección entre el ozono, ácidoperacético, soda caustica (al 2% con un 0,3% de ácido peracético) y agua caliente. Para realizar esta investigación hicieron circular por mangueras de PVC típicamente usadas en esta industria, un vino tinto suave, con alto contenido de azúcar, de manera de crear un ambiente muy propenso para la contaminación microbiológica (bacterias, virus, levaduras, etc.). Luego circularon los distintos medios desinfectantes. La manera de medir la acción desinfectante es a través de UFC (Unidades formadoras de colonias).
Para todos estos procedimientos se utilizó, naturalmente el método científico, permitiendo obtener adecuadas y repetibles conclusiones.

Los resultados fueron tremendamente beneficiosos para el agua ozonada. Sorprendentemente consiguió resultados muchos más bajos que el ácido peracético que fue el que le siguió. El agua caliente a 85°C, tuvo un rendimiento más bajo que el ácido pero no muy lejano.

Adicionalmente, los estándares de la FDA (Federal DrugAdministrator) para considerar superficies limpias, pueden ser obtenidos con concentraciones de ozono en agua tan bajas como 0,38 ppm.

La anterior investigación, deja en claro una posible arremetida del ozono a las bodegas de vino. El ozono no sólo tiene la ventaja de ser el más poderoso desinfectante, también no deja residuos, al generarse in – situ está siempre disponible y genera menos contaminantes al medio ambiente en las aguas residuales. La inversión inicial no es barata, pero el bajo costo de operación, lo puede convertir en un importante actor en esta industria.

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Purificador de Aire: Ozono

El Ozono (O3) es un gas incoloro altamente reactivo e inestable. Al ser reactivo, confiere alta capacidad de oxidación. Por oxidación, básicamente, se entiende reaccionar agregando un átomo de oxígeno a una molécula. Una manera simple de observar el fenómeno de oxidación, es la aplicación de agua oxigenada en una herida humana. Al ser aplicada, tiene una reacción efervescente, básicamente estáoxidando los componentes de esa herida, realizando una desinfección. La gran ventaja del ozono, es que es uno de los antioxidantes más poderosos, de hecho es más rápido y eficiente que el cloro, mostrándose como un claro sustituto de este. Científicos le dan el carácter de oxidante natural al ozono.

La propiedad de inestable, quiere decir que el ozono una vez generado tiene una corta vida. Esta propiedad provoca que el ozono sólo pueda ser generado in-situ, y no almacenado y transportado en estanques. Una corta vida es ideal para un purificador de aire, debido a que después de inyectado al aire a tratar, se convertirá principalmente en Oxigeno (O3). Lo anterior es otra ventaja respecto al cloro como desinfectante, no deja ningún residuo o traza posterior a su aplicación.
La aplicación del ozono en el aire como purificador de aire es inyectar al aire de manera que se logre una concentración adecuada, para que pueda oxidar la contaminación existente, tanto en el aire como las superficies donde toma contacto.
En la frase “concentración adecuada” existe una discusión. Se puede resumir de lo publicado por la EPA (Enviromental Protection Agency), que el ozono es efectivamente un poderoso oxidante. Su efectividad esta dado principalmente por la concentración a aplicar. El ozono como muchos gases, es tóxico en altas concentraciones. Esto crea una limitación, si se ha de aplicar una concentración agresiva, no es recomendado que personas respiren ese aire. Esta fue la base de la prohibición efectuada en California, Estados Unidos de equipos generadores de ozono.

Resumiendo muy elementalmente lo anterior. El ozono si es muy efectivo para los purificadores de aire, en concentraciones no aptas para los humanos. Por lo tanto, para purificar el aire con un generador de ozono en un ambiente cerrado, se debe lograr una alta concentración y luego ventilar y dejar reposar hasta que el ozono reaccione debidamente y se transforme principalmente en oxígeno para luego ser habitado nuevamente. El límite legal establecido en Estados Unidos, es de 0.05 ppm de ozono máximo.

Respecto a la manera de generar ozono, este se puede generar mediante aplicación de electricidad (efecto corona) o mediante radiación UV. Se emula respectivamente el ozono generado por una tormenta eléctrica y por la radiación emitida por el sol.

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Ozono, control de olores en aguas servidas

El ozono (O3), es un poderoso gas antioxidante en la purificación de aire. Específicamente en el tratamiento de aguas servidas, como sistemas purificadores de aire, se ha estado usando desde hace más 70 años, comúnmente en la eliminación delácidosulfhídrico(H2S), debido a su característico olor, similar a huevos podridos.

Debido a la alta sensibilidad humana de percibir olores, la eliminación de olores o purificación de aires extraídos es un tema altamente significativo para empresas de tratamiento de aguas servidas. Para lidiar con estos olores, el carbón activado ha mostrado ser un gran actor en esta industria, y el ozono puede ser aplicado en complemento o reemplazo a este.

Respecto a las consideraciones del ozono para la purificación de aire, se debe tener en cuenta que debe haber una concentración lo suficientemente alta para que sea perceptible, de manera de percibir el olor a ozono en vez del gas en cuestión a eliminar. Ahora, la concentración del ozono no puede ser excesiva en presencia de personas, debido a que genera un desagradable olor. Es por eso que se dice, que el ozono es muy efectivo al ser aplicado en altas concentraciones (no aptas para el humano), para que pueda oxidar y/o desinfectar el contaminante, modificando su estructura creando componentes químicos con menor umbral de olor. Como el ozono tiene una corta vida, este desaparecerá y ese aire agresivo podrá volver a ser respirable.

Relevante es también el tiempo de contacto que tiene el ozono con la corriente de aire contaminada. Tiempos aproximados pueden ser de pocos segundos, a minutos en algunos casos de gases con altas concentraciones. De manera no rigurosa, se podría decir que si el ozono pierde contacto con la corriente de aire contaminado, se volverá a sentir el olor del gas contaminado. Experiencias pasadas indican que los olores pueden “volver” a sentirse una vez evacuados de la planta de tratamiento, probablemente por la posible separación de los gases causados por el viento.
Respecto a las posibles desventajas que puede generar un ambiente con alta concentración en ozono, es la corrosión y desgastamiento de los materiales en contacto. Como las plantas de tratamientos, son indicadas para tener una larga vida útil con baja mantención, para materiales en contacto con el ozono, deben ser de alta calidad para que perduren en el tiempo.

El ozono es un gas de extraordinarias capacidades desodorantes o de purificación de aire, siempre y cuando se tengan en cuenta sus limitaciones y desventajas. Han ocurrido fracasos en la implementación de sistemas de ozono, en sistemas no diseñados correctamente para las plantas de tratamiento. En cuyos casos, se ha reemplazado los sistemas de ozono, por sistemas de adsorción a carbón activado.

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Ozono en la industria Vitivinícola

Anterior al año 1997, estaba permitido usar ozono sólo para la industria embotelladora de agua para la desinfección y purificación. En este mismo año, en Estados Unidos se reconocía el ozono como seguro para el uso en alimentos, lo que gatillo su vasta aplicación en este sector.
Existen distintas industrias similares a la del vino que ocupan el ozono para la purificación de aire, agua y desinfección de superficies. Como por ejemplo: la industria frutícola (conservan frutas en ambientes refrigerados concentrados en ozono), industria alimenticia (purificadores de aire para crear un ambiente agresivo contra los microbios y ozono diluido en agua para el mismo propósito).
El Ozono (O3), es un gas producido por la interacción del oxígeno (O2) con la electricidad. Se caracteriza por incoloro y por un olor a “limpio”. Por esto el ozono se puede generar en máquinas eléctricas como una televisión, fotocopiadora, soldadora, motores, etc. El ozono es reconocido como el desinfectante y oxidante más rápido comercialmente disponible. Es incluso más rápido que el cloro, de ahí su reducción o reemplazo. El ozono reacciona con las membranas de los microorganismos destruyéndolas, convirtiéndose en un poderoso agente contra la descontaminación microbiológica.
Existen 2 maneras comunes para generar el ozono que se ocupan en la industria del vino. Mediante la radiación UV, generado por una celda especial que emite radiación UV emulando al sol, y mediante la descarga corona, que es básicamente la aplicación de electricidad al aire, donde se crea un arco eléctrico que resulta en la ionización del oxígeno consiguiendo ozono. Existe un debate sobre cual método es más apropiado, lo cierto es que se considera mejor el efecto corona para grandes producción es de ozono y la radiación UV para pequeñas y seguras concentraciones de ozono.


Específicamente en la industria vitivinícola se ocupa el ozono después de inyectado al agua para:

.Limpieza y desinfección de barricas de madera.

.Limpieza y desinfección de cubas y estanques.

.Aplicaciones “Clean-in-place”, refiriéndose a recorrer un líquido por cierto circuito de agua, para que limpie automáticamente. Procedimiento usado generalmente en intercambiadores de calor, tuberías de acero inoxidable, etc. En general en cualquier lugar de difícil acceso.

.Limpieza de superficies en general.

En cuanto a los materiales con el cual el agua fuertemente ozonada toma contacto, se recomiendan acero inoxidable, TEFLON, Kynar entre otros. Se debe tener especial cuidado con bombas con sello goma natural, nylon, etc. Sellos de Viton, son recomendados.
Estudios hechos después de lavar superficies con agua ozonada en distintas superficies, muestran una reducción desde en reducción de colonias de bacterias desde 64% hasta aun 99,9%. En palabras simples, el ozono funciona en las bodegas de vino y funciona bien.


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