Ozono para la Purificación Ambiental
De forma muy particular y hablando en relación al ozono, es de gran importancia señalar que puede causar algunos daños severos para la salud, pero por otra parte, su uso tiene aplicaciones muy útiles para nuestra vida diaria.
Siempre que se hable de la utilización de nuevas técnicas o tecnologías, es necesario entender en qué contexto o condiciones se utiliza y cuál es el objetivo que se persigue con la aplicación.
El ozono es un gas que se encuentra presente de forma natural en la atmósfera, es una variedad (alotrópica) del oxígeno, su fórmula química es O3, es decir tiene un átomo más que la molécula normal de oxígeno (O2), esto le confiere una característica de inestabilidad o reactividad muy importante, y es precisamente esa característica la que permite su uso con diferentes fines.
Antes de continuar es importante hablar de un concepto que utilizamos en el ámbito de la Calidad Ambiental Interior (CAI), el cual define un contaminante como un elemento ajeno al entorno y que causa efectos nocivos al mismo, esto también significa que un contaminante puede ser un elemento que se encuentra fuera de lugar y de acuerdo a lo que se ha expuesto del ozono, ese es precisamente su caso.
Así que nuevamente cabe la pregunta ¿el ozono es bueno o malo? Antes de responder es conveniente analizar la normatividad existente en nuestro país. En páginas más adelante se presentan dos tablas donde podrá observar la calidad del aire y cómo medirla (ver tabla 1 y 2).
| Tabla 1. Descriptores del Índice Metropolitano de la Calidad del Aire | ||
| IMECA | Calidad del Aire | Efectos en la Salud |
| 0 – 100 | Satisfactorio | Situación favorable para la realización de todo tipo de actividades |
| 101 – 200 | No Satisfactorio | Aumento de molestias menores en la población sensible |
| 201 – 300 | Mala | Aumento de molestias e intolerancias relativas al ejercicio en la población con padecimientos respiratorios y cardiovasculares; aparición de ligeras molestias en la población en general |
| 301 – 500 | Muy Mala | Aparición de diversos síntomas e intolerancia al ejercicio en la población en general |
De la misma forma y para terminar con la parte oficial del riesgo a la salud, reproducimos la descripción que se encuentra en la NOM-020 SSA1.
| Tabla 2. Concentraciones que equivalen a los 100 puntos IMECAS | ||||
| Contaminante | Norma | Concentración | Tiempo de exposición (horas) | |
| Monóxido de Carbono | CO | NOM-021-SSAI 1993 | 11,0 ppm | 8 |
| Bióxido de Azufre | SO2 | NOM-022-SSAI 1993 | 0,13 ppm | 24 |
| Ozono | O3 | NOM-020-SSAI 1993 | 0,11 ppm | 1 |
| Bióxido de Nitrógeno | NO2 | NOM-023-SSAI 1993 | 0,21 ppm | 1 |
| Partículas Menores a 10 Micras | PM 10 | NOM-025-SSAI 1993 | 150 µg/m3 | 24 |
| Partículas Menores a 2,5 Micras | PM 2,5 | No existe norma actualmente | ||
“En virtud de que el ozono es un compuesto altamente oxidante, es capaz de afectar materiales orgánicos e inorgánicos. Su toxicidad biológica es muy compleja, pues son muchos los sistemas que pueden resultar afectados por la interacción entre éste y los componentes celulares. Los mecanismos de toxicidad propuestos tienen que ver con la modificación de los sistemas de oxidación celular, en la que participan diferentes enzimas, algunas de las cuales aún no están bien identificadas.
De acuerdo con el tiempo que transcurre entre la exposición y la aparición de los efectos, los daños a la salud asociados con el ozono pueden clasificarse como de corto plazo (de una a tres horas), prolongados (de seis a ocho horas) y de largo plazo (meses o años). Los efectos agudos se han observado en concentraciones de ozono de 0,12 partes por millón (en adelante, ppm) después de exposiciones prolongadas, tras un ejercicio moderado o bajo.
Los efectos adversos van desde cambios transitorios de la función pulmonar, aumento en la incidencia de enfermedades y síntomas respiratorios, mayor susceptibilidad para la aparición de infecciones respiratorias, lo que indirectamente se refleja en el aumento de ingresos hospitalarios y de visitas a salas de emergencia. Estudios recientes también han encontrado asociaciones entre la exposición al ozono y el aumento de la mortalidad diaria que se presenta particularmente entre personas con enfermedades respiratorias o cardiovasculares previas.”
Sin embargo, no todo es malo en la utilización del ozono, es más, la característica de reactividad de este alótropo del oxígeno, al que ya hicimos referencia, permite su utilización para el tratamiento y eliminación de diversos contaminantes en distintos ambientes.
Hace tiempo (1955) Wuhrmann y Meyrath demostraron que con un residual de 0,6 mg O3/m3 en el agua, la acción bactericida sobre la Escherichia coli se realiza en 2.5 minutos, es decir, se comprobó que el ozono es un poderoso desinfectante.
Hoy ya nadie discute las ventajas del ozono sobre el resto de desinfectantes. Pero existen ventajas y desventajas:
• Es más cara la instalación de sistemas de ozono
• Es mucho más barato su mantenimiento
• Es más limpio su uso (no deja residuos) Abandona el agua en un plazo de 6 a 10 minutos
| El ozono puede ser bueno o malo, dependiendo de dónde se encuentra en la atmósfera: |
| • El ozono que se encuentra en la atmósfera superior de la Tierra, entre los 16 a 48 kilómetros sobre la superficie, donde forma una capa que nos protege de los rayos ultravioleta del sol, es benéfico.• El ozono que se forma en la atmósfera inferior de la Tierra, cerca del nivel del suelo puede causar daños a la salud. Éste se origina como resultado de una reacción química, en presencia de la luz solar, entre los contaminantes emitidos principalmente por los automóviles, las plantas de energía, las calderas industriales, las refinerías, las plantas químicas y otras fuentes de emisiones. Al estar en continua formación, puede rebasar los niveles de concentración permitidos por las normas de salud y esto es lo que puede ser dañino. |
Desde
hace tiempo se utilizan equipos generadores de ozono para eliminar
olores en el medio ambiente, esto es posible por su enorme capacidad
reactiva
Algunas investigaciones relacionadas con el mejoramiento de
la Calidad Ambiental Interior, han demostrado que es posible utilizar
tanto la luz ultravioleta (UV), como el ozono para eliminar
contaminantes de origen orgánico (microorganismos y olores), en
sistemas de aire acondicionado y depósitos de agua.En relación al aire, actualmente está considerado como límite de concentración más seguro para la salud, el valor de 0,1 ppm (0,2 mg/m3 de aire), siendo aceptado por investigadores y asociaciones científicas americanas desde hace 15 años.
Por otra parte, sabemos que el aire existente en un ambiente cerrado se va enrareciendo al disminuir su contenido en oxígeno y aumentar el óxido o bióxido de carbono. Para eliminar este problema es necesario introducir aire “nuevo” (del exterior), con el consiguiente gasto energético en su acondicionamiento. Se ha comprobado que con concentraciones de ozono de 0,01 ppm, es decir 0,02 mg O3/m3 de aire (ocho veces menos del máximo admisible), se puede disminuir a la mitad el número de renovaciones del aire requeridas, esto nos lleva a un ahorro importante de energía en el uso del aire acondicionado.
Derivado de los temas hasta aquí expuestos, podemos concluir que:
• Dependiendo de la aplicación, existe una concentración ideal para que se disfruten los beneficios del ozono.
• De acuerdo a la NOM-021 SSA1, si el sitio es habitado en forma continua (centro laboral) los valores de ozono existentes en el aire ambiental, no deberán rebasar los 0,08ppm, es decir 0,15 microgramos por metro cúbico.
La Administración de Salud y Seguridad Profesional u Ocupacional (OSHA, por sus siglas en inglés) tiene estándares para ozono en el trabajo de 0,1 ppm, como promedio en ocho horas. La Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH, por sus siglas en inglés) ha sugerido un valor límite de umbral (TLV) de 0,1 ppm como máximo.
En julio 1997, la EPA adoptó un nuevo Estándar Nacional de Calidad de Aire Ambiental (NAAQS, siglas en inglés) para ozono. Antes de julio 1997, el estándar para ozono era 0,12 ppm, sin exceder un periodo de una hora.
El nuevo estándar es 0,08 ppm promedio en ocho horas. Este estándar es más protector de la salud pública, ya que el nivel de la exposición ha sido reducido sobre un periodo más largo de tiempo.
Es importante por tanto, que cuando se vaya a proyectar una instalación que utilizará ozono, tengamos en cuenta los siguientes factores:
Para cualquier ambiente (aire o agua)
• La cubicación exacta del medio a ozonizar
• Concentración de los contaminantes (el ozono únicamente actúa sobre los de origen orgánico)
• Duración del tratamiento (dosis)
• Temperatura del medio ambiente
• Naturaleza y origen del contaminante
• Concentración inicial de ozono
Para ozonizar el aire además debemos conocer:
• Humedad del medio a ozonizar
• El tiempo de ocupación del inmueble
• Las características del mobiliario
• Y muchos otros aspectos que dependerán del uso específico
¿Qué es lo realmente importante?
El ozono aún cuando puede funcionar como un poderoso desinfectante, en muchas condiciones no es la única solución, es más, su efectividad puede ser muy reducida por la escasa vida de este gas (es muy inestable y reacciona muy fácilmente). Además tiene limitantes que pueden representar un riesgo severo para la salud.
Sin embargo, es quizá la mejor solución en algunas situaciones muy específicas siempre y cuando se tenga el debido control.
Estos y muchos otros aspectos y aplicaciones que hoy día están en boga, nos permiten asegurar que el uso del ozono tiene como principal restricción la determinación adecuada de todas las variables que van a ser afectadas por la aplicación de un sistema de este tipo (ozonizador), por ello es necesario determinar correctamente la dosis.
“La dosis de exposición está definida por la cantidad de substancia a la que se expone el organismo y el tiempo durante el que estuvo expuesto”.
La dosis determina el tipo y magnitud de la respuesta biológica, el efecto adverso o daño es una función de la dosis y de las condiciones de exposición (vía de ingreso, duración y frecuencia de las exposiciones, tasa de contacto con el medio contaminado).
Antes de tomar la decisión de utilizar el ozono en alguna aplicación debemos consultar a un experto que nos ayude a evaluar todos los aspectos, no debemos conformarnos con la información que nos ofrezca el vendedor o fabricante de un producto, ya que es de suponer que su objetivo es la venta.
También existen algunos beneficios colaterales del uso del ozono en ambientes cerrados, refiriéndonos al aire, tales como la desodorización.
Desde hace algún tiempo se utilizan equipos generadores de ozono para eliminar olores en el medio ambiente, esto es posible por su enorme capacidad reactiva, que actúan oxidando las moléculas de olor.
Para hacer uso de esta característica, es necesario determinar cuál es la aplicación específica, es decir, no es lo mismo pretender eliminar el olor que se produce en un cuarto cerrado (baño, auditorio, oficina, etc.) que el olor residual después de un incendio o después de una fiesta o reunión, cada caso es muy distinto y ello nos obliga ha realizar un planteamiento diferente.
Por ejemplo, si la intención es eliminar los olores que se producen en un ambiente cerrado como una oficina, mientras se encuentra ocupada, el aspecto más importante a considerar es la concentración de moléculas de ozono, para no exponer al personal a niveles por arriba de los límites de seguridad, esto implica una producción continua pero dosificada y bien distribuida (con movimiento de aire que garantice la distribución del ozono).
Si la intención es eliminar olores residuales en ambientes no ocupados, entonces lo importante es mantener la concentración necesaria en el local, durante el tiempo que se requiera, esto significa que es necesario saturar el ambiente y mantener la saturación, durante largos periodos de tiempo (de acuerdo al cálculo efectuado).
Existe otra aplicación importante del ozono en ambientes cerrados: la descontaminación de los sistemas de aire acondicionado, que consiste en la eliminación de la carga biológica existente en equipos y ductos, para ello es necesario generar una concentración equivalente a cuatro gramos de ozono por m3, la cual supera muy ampliamente las dosis permitidas.
Es por ello que esta actividad deberá desarrollarse únicamente por personal altamente calificado y debidamente equipado, la dosis tan alta es necesaria para eliminar por completo los microorganismos y deberá mantenerse por periodos de tiempo equivalentes a un mínimo de seis a diez cambios de aire.
Esto significa que se debe utilizar un equipo que genere la concentración requerida y se mantenga funcionando por el tiempo necesario para que, de acuerdo a la capacidad del sistema, se reemplace el aire del ambiente por lo menos seis veces.
Sólo para fines informativos, mencionaremos una aplicación más del ozono: la denominada ozonoterapia, que en la actualidad está cobrando mucha importancia.
Sin embargo, ese es tema de otro documento, sólo basta decir que ésta es reconocida dentro de lo que se considera como medicina alternativa, aplicándose desde hace muchos años y cuyos resultados han sido exitosos en diferentes casos que van desde el control de peso, hasta la erradicación de infecciones cutáneas, todos ellos documentados.
Es muy importante también destacar que muchos de los equipos productores de ozono (ozonizadores), es posible que generen otros gases o subproductos, que pueden resultar muy dañinos al ser humano y/o al medio ambiente y los animales.
Por lo tanto, antes de adquirir y contratar estos equipos para la producción de ozono, el usuario deberá asegurarse que no se originen estos gases.
En este sentido el fabricante necesita un certificado de no emisión de radiaciones roentgen (rayos x), gases, parásitos, emitido por una autoridad competente que demuestre que se efectuaron las pruebas necesarias en los equipos fabricados, para demostrar su seguridad
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