Un biocida es una sustancia química o un microorganismo que se utiliza específicamente para combatir o inhibir el crecimiento de organismos nocivos como bacterias, hongos, algas o virus. Los biocidas desempeñan un papel fundamental en el tratamiento de aguas industriales y de aguas residuales, especialmente en sistemas de agua de refrigeración, sistemas de membranas (por ejemplo, ósmosis inversa), intercambiadores de calor y otros circuitos de agua en los que el crecimiento microbiano es indeseable. Los biocidas se utilizan para evitar la formación de biopelículas, corrosión y depósitos, que pueden mermar la eficacia de los sistemas.
Foto: Biopelícula en una superficie de transferencia de calor de un circuito de agua de refrigeración
Índice
Tipos de biocidas
Los biocidas pueden dividirse en dos categorías principales:
- Biocidas oxidantes: Estas sustancias actúan destruyendo los componentes celulares de los microorganismos mediante oxidación, provocando la muerte de las células. Son especialmente eficaces contra un amplio espectro de microorganismos. Los biocidas oxidantes más utilizados son
- Cloro (por ejemplo, en forma de hipoclorito de sodio, NaClO): El cloro es uno de los biocidas más antiguos y más utilizados. Se utiliza con frecuencia en circuitos de refrigeración y sistemas de agua potable. El cloro oxida las membranas celulares y destruye la estructura celular.
- Dióxido de cloro (ClO₂): El dióxido de cloro es un potente agente oxidante eficaz para desinfectar el agua y combatir las biopelículas. También es capaz de eliminar esporas bacterianas y organismos resistentes como la legionela.
- Ozono (O₃): El ozono es otro potente agente oxidante que mata eficazmente los microorganismos. Tiene la ventaja de que se descompone en oxígeno tras su uso y no deja residuos, lo que lo convierte en una opción más respetuosa con el medio ambiente.
2. Biocidas no oxidantes: Estos biocidas actúan por otros mecanismos, por ejemplo, inhibiendo la división celular, dañando las paredes celulares de los microorganismos o bloqueando los sistemas enzimáticos. Los biocidas no oxidantes se utilizan a menudo en sistemas en los que los biocidas oxidantes son indeseables o ineficaces, como en sistemas con membranas sensibles (por ejemplo, sistemas de ósmosis inversa). Algunos ejemplos de biocidas no oxidantes son
- Isotiazolinonas: Estos compuestos inhiben el sistema enzimático de los microorganismos, lo que provoca su muerte. Son eficaces contra una amplia gama de bacterias y algas.
- Glutaraldehído: El glutaraldehído es un potente desinfectante que desnaturaliza las proteínas de las células de los microorganismos, impidiendo que crezcan y se multipliquen. Es especialmente eficaz en la industria del petróleo y el gas y en los sistemas de agua de refrigeración.
- Compuestos de amonio cuaternario (QAV): Estos compuestos actúan alterando las membranas celulares de bacterias y hongos. Suelen ser activos como biocidas de amplio espectro contra bacterias y algas.
Ámbitos de aplicación de los biocidas
En la práctica industrial, los biocidas se utilizan en muchos ámbitos del tratamiento del agua y las aguas residuales:
Sistemas de agua de refrigeración: En los circuitos de refrigeración abiertos y cerrados suelen formarse biopelículas que dificultan la transferencia de calor y aumentan el índice de corrosión. Los biocidas se utilizan aquí para controlar el crecimiento microbiológico y garantizar así la eficiencia de los intercambiadores de calor y las torres de refrigeración.
Sistemas de membranasEn los sistemas de ósmosis inversa y otros sistemas de membranas, la bioincrustación (el crecimiento microbiológico en las superficies de las membranas) puede reducir drásticamente el rendimiento de las membranas. Los biocidas son esenciales para inhibir el crecimiento de microorganismos y prolongar así la vida útil de las membranas. Es preferible utilizar biocidas no oxidantes, ya que los biocidas oxidantes, como el cloro, pueden dañar las sensibles estructuras de las membranas.
Sistemas de agua de calderas: Los biocidas se utilizan en calderas y sistemas de generación de vapor para evitar el crecimiento de bacterias y algas en el agua de alimentación. Esto protege contra la corrosión inducida por microbios (MIC) y reduce el riesgo de depósitos que perjudican el intercambio de calor.
Circuitos de agua en la industria alimentaria: En la industria alimentaria y de bebidas, el control microbiológico es de gran importancia para cumplir las normas de higiene y calidad. Los biocidas se utilizan en los sistemas de limpieza, el agua de proceso y los circuitos de refrigeración para minimizar la contaminación microbiológica.
Antecedentes técnicos y modo de funcionamiento
El efecto de los biocidas depende en gran medida de las propiedades del agua y del tipo de sistema en el que se utilicen. Los factores más importantes son
Concentración: La eficacia de un biocida depende de su concentración. Por regla general, la dosis de biocida se selecciona de forma que mantenga una concentración suficiente durante un periodo de tiempo definido para combatir los microorganismos sin dañar el sistema.
Tiempo de contacto: Los biocidas necesitan un tiempo de contacto suficiente con los microorganismos para desarrollar su efecto. Los biocidas oxidantes suelen actuar más rápidamente, mientras que los biocidas no oxidantes requieren un tiempo de contacto más prolongado.
Valor del pH: El valor del pH del agua influye en la eficacia de muchos biocidas. Por ejemplo, el poder desinfectante del cloro es muy limitado en condiciones alcalinas, mientras que es muy eficaz en condiciones neutras o ligeramente ácidas.
Temperatura: Las temperaturas más altas pueden aumentar la reactividad de los biocidas, pero también pueden provocar una degradación más rápida de la sustancia. Por tanto, al seleccionar el biocida deben tenerse en cuenta las condiciones de funcionamiento del sistema.
Biopelículas: Las biopelículas son especialmente resistentes a los biocidas, ya que las comunidades microbianas están incrustadas en una sustancia polimérica extracelular (EPS) protectora, que debilita el efecto de los biocidas. En tales casos, se requieren mayores concentraciones de biocidas o el uso de dispersantes para disolver las biopelículas y eliminar eficazmente los microorganismos.
Biocidas y bioinhibidores ALMAWATECH para circuitos de agua de refrigeración: agua de refrigeración ALMA AQUA
ALMAWATECH ofrece con el agua de refrigeración ALMA AQUA-la gama de productos ALMA AQUA ofrece biocidas y bioinhibidores especializados que se han desarrollado específicamente para su uso en circuitos industriales de agua de refrigeración. Estos productos están diseñados para controlar el crecimiento de microorganismos como bacterias, algas y hongos, al tiempo que evitan la formación de biopelículas y la corrosión inducida por microbios (MIC). La gama de agua de refrigeración ALMA AQUA incluye biocidas oxidantes y no oxidantes para garantizar un control microbiológico exhaustivo, en función de los requisitos específicos del sistema.
Nuestros bioinhibidores también actúan impidiendo el crecimiento de microorganismos y manteniendo así la eficacia de la transferencia de calor en el circuito de refrigeración. El uso regular de los productos ALMA AQUA minimiza los depósitos y el ensuciamiento, alargando la vida útil del sistema y reduciendo el mantenimiento. Estos productos están formulados para ser respetuosos con el medio ambiente y cumplen estrictos requisitos legales para garantizar que el funcionamiento no sólo sea eficiente, sino también sostenible.
Foto: Vista general de nuestros biocidas y bioinhibidores para aplicaciones de agua de refrigeración (más información sobre nuestros productos: ALMA AQUA Cooling Water)
Aspectos medioambientales y seguridad
El uso de biocidas está sujeto a una normativa estricta, ya que muchas de estas sustancias pueden ser potencialmente perjudiciales para el medio ambiente. Los biocidas deben seleccionarse y dosificarse de forma que controlen la contaminación microbiana pero no supongan un riesgo para el medio ambiente. Algunos biocidas, especialmente los compuestos a base de cloro, pueden formar subproductos tóxicos o mutagénicos, como los trihalometanos (THM). Por ello, muchas plantas están cambiando a biocidas más respetuosos con el medio ambiente, que se descomponen más rápidamente y dejan menos residuos nocivos.
Conclusión
Los biocidas desempeñan un papel fundamental en el tratamiento de aguas industriales para controlar el crecimiento microbiano y la formación de biopelículas en los sistemas de agua. La selección y dosificación correctas de los biocidas, basadas en los requisitos específicos del sistema de agua, son cruciales para que el equipo funcione con eficacia y cumpla la normativa medioambiental. Las estrategias biocidas innovadoras, como la combinación de biocidas oxidantes y no oxidantes y el uso de dispersantes, ayudan a garantizar el funcionamiento a largo plazo de las plantas de tratamiento de aguas.
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