Comprensión del ORP: potencial de oxidación y reducción

September 3, 2020
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Nota: Como de costumbre, este es un artículo que tiene como objetivo simplificar un tema complejo. A todos los químicos que estén leyendo esto, si algo de lo que decimos necesita ser aclarado o corregido, por favor comenten a continuación o contáctenos directamente. Nos esforzamos por publicar sólo la información más precisa posible. Solo tenga en cuenta que este artículo está destinado a simplificar los términos. 

 
 
 
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¿Alguna vez le han preguntado "qué es el ORP?" La mayoría de nosotros, sabemos qué representa, pero no exactamente qué es o por qué es importante. El potencial de oxidación y reducción (ORP o REDOX) es una medida de la eficacia del desinfectante en el agua.  El ORP es una medida electrónica, en milivoltios (mV), de la capacidad de una sustancia química para oxidar o reducir otra sustancia química. Tanto la oxidación como la reducción son procesos químicos que implican la transferencia de electrones entre moléculas (ganar o perder un electrón). Por lo tanto, el ORP mide el potencial de que se produzcan tales reacciones en el agua. Traducido al mundo de las piscinas, cuanto mayor sea el potencial de oxidación, más eficiente será su desinfectante. Un desinfectante más eficiente significa agua más segura y limpia. Es una cosa hermosa.

El ORP se mide con una sonda en una pequeña muestra de agua con corriente, generalmente al lado de su controlador químico. Un sensor de ORP consta de un electrodo de ORP y un electrodo de referencia. Básicamente, se envía una señal entre ellos que determina su potencial de oxidación y reducción. La tasa de transferencia de electrones se mide en mV y se lee como ORP. Cuanto más alto, mejor y la mayoría de los departamentos de salud de los Estados Unidos reconocen 650 mV como el ORP mínimo aceptable, y si puede superar los 800 mV, eso es genial. Todo lo que supere los 850 mV es agua excepcional.

Espera, ¿entendiste eso? La oxidación y la reducción son dos cosas diferentes; de hecho, son opuestos. Así que analicemos rápidamente qué significa oxidación reducción. Obtenemos las siguientes dos definiciones de esta fuente    

Definición de oxidación

"La oxidación es la pérdida de electrones por un átomo, molécula o ión ". A menudo, los electrones perdidos son reemplazados por oxígeno.

Definición de reducción

"La reducción es la ganancia neta de electrones por un átomo, molécula o ión".

Entonces, la oxidación es cuando un oxidante toma electrones (e-) de un oxidante, y la reducción es cuando la carga eléctrica de ese oxidante es reducida por esos electrones robados. Cuando decimos "el cloro se elimina" o "se agota", realmente queremos decir que el cloro se redujo . Aquí hay un video útil que explica más sobre estas reacciones, conocidas como reacciones Redox.

¿Por qué se usa ORP?

El ORP se usa ampliamente porque es práctico, generalmente preciso y nos permite monitorear electrónicamente lo que está sucediendo en el agua. Si bien no mide la cantidad de cloro, el ORP es una lectura en tiempo real del rendimiento del cloro. La mayoría de los operadores están de acuerdo en que la desinfección es lo que realmente importa, desde una perspectiva sanitaria; La cantidad de cloro no es necesariamente tan importante como su eficacia. Idealmente, tendríamos una cantidad mínima de cloro que es súper eficiente, para lograr más con menos.

Investigamos un poco y aún no hemos encontrado datos que sugieran un ORP que sea "demasiado alto" o que comience a ser menos valioso. Lo que sí sabemos es que el ORP debe estar por encima de 650 mV; cualquier valor superior a 750 es bueno; y todo lo que supere los 800 es excelente. Más allá de eso, los números exactos están sujetos a las opiniones de los operadores, pero todos podemos estar de acuerdo en que cuanto más alto, mejor.

Cómo y por qué se mide el ORP

ORP probe
El ORP se mide con un sensor de dos sondas sumergido en una muestra de agua que fluye. El sensor mide la diferencia eléctrica entre las dos sondas. Una sonda suele ser de platino u oro, y la otra es de plata. Estas lecturas pueden verse afectadas por la limpieza de las sondas, que es otra razón para considerar el uso de enzimas en el agua. Esto también se aplica a otros tipos de sondas en el sistema, como sondas de cloro.

La mayoría de los sistemas de automatización de piscinas controlan los productos químicos en tiempo real, por lo que se basan en métricas precisas en todo momento. Esto se debe a que el pH fluctúa con más frecuencia que otras variables, y los controladores de ORP pueden mantenerse al día con esos cambios. La alternativa es confiar únicamente en las pruebas de agua, que generalmente tienen varias horas entre lecturas.

Si su piscina tiene altos niveles de cloro, pero bajo ORP... Los dos culpables más probables son el pH y la contaminación orgánica (carga de bañistas). Cuantos más orgánicos tenga en el agua, más lenta será la conductividad entre las sondas. La mayoría de los controladores también miden el pH, por lo que podrán ver si el problema es el pH. Si el pH está donde debería estar, lo más probable es que los desechos orgánicos sean el meollo del problema .

high ORP sensorSi su piscina tiene niveles bajos de cloro pero alto ORP... O sus sondas no funcionan bien o felicidades, tiene agua de gran calidad. Es raro, pero totalmente posible. Por ejemplo, una gran piscina comercial en Arizona ha podido mantener 750 ORP, ¡a pesar de menos de 1 ppm de cloro! Piénsalo. Incluso con un pH ligeramente alto, la piscina se estaba oxidando eficazmente. (Un pequeño secreto: usan nuestras enzimas ).
 

Factores que afectan el ORP

Varios factores de la química del agua pueden afectar su ORP. Aquí hay algunos que son más comunes en las piscinas:

1. pH

Cuanto menor sea el pH, mayor será la proporción de ácido hipocloroso (HOCl) a iones hipoclorito (OCl-) y mayor será el ORP. Aquí hay una gráfica elegante que muestra el porcentaje de HOCl (cloro fuerte) a OCl- (cloro débil).

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Correlación inversa entre pH y porcentaje de cloro fuerte (HOCl) a cloro débil (OCl-).

Aquí hay algo que nos parece fascinante: estudios recientes muestran que este espectro de equilibrio es válido solo en agua no estabilizada. En otras palabras, agua sin ácido isocianúrico.  Lea más sobre estos hallazgos aquí.

2. Ácido cianúrico

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Este grafico del CDC muestra la relación de ORP y CYA

Según el Centro para el Control de Enfermedades (CDC) de EE. UU., Los niveles crecientes de ácido isocianúrico (también llamado estabilizador o acondicionador de cloro) reducen el ORP. Esta es la razón principal por la que el CDC ha puesto un nuevo límite en los niveles de CYA en caso de un incidente fecal. ¿El nuevo límite? Solo 15 ppm de CYA. ¡15!    

En Orenda no fabricamos desinfectantes, pero entendemos y apreciamos absolutamente la importancia de ellos. Los desinfectantes residuales como el cloro son nuestra primera línea de defensa contra las bacterias y organismos dañinos en el agua. Dado que el CYA debilita el cloro, en nuestra opinión, mantenga los niveles de estabilizador lo más bajos posible.

 
 
 
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3. Fosfatos (indirectamente)

Sí, los fosfatos pueden causar indirectamente una disminución en el ORP. Aquí hay un artículo y un video que habla más al respecto:

 

ORP y el ISL: el futuro del cuidado de la piscina

En Orenda creemos que ORP y el ISL serán las dos métricas principales que impulsarán el cuidado proactivo de la piscina, con suerte en un futuro cercano. He aquí el por qué .

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