Ácido Isocianúrico en piscinas

El cloro estabilizado es el nombre genérico que se asigna al cloro cuando se emplea junto al Ácido Isocianúrico (CYA) o sus compuestos clorados como Dicloroisocianurato de Sodio y Ácido Tricloroisocianúrico.

Los isocianuratos clorados son compuestos de cloro estabilizados que se utilizan en la desinfección de piscinas al aire libre. Se disocian en agua para liberar cloro libre (CL) en equilibrio con CYA.

El CYA es la sustancia química que cuando se agrega al agua de la piscina forma un enlace débil con el cloro libre consiguiendo estabilizarlo, de esta manera se reducen las pérdidas causadas por la luz ultravioleta del sol. Se conoce que el agua de la piscina sin estabilizante, cuando se expone al sol, pierde aproximadamente el 35% del CL por hora.

El siguiente gráfico muestra la pérdida de cloro libre a medida que aumenta la concentración de CYA:

Si bien la adición de CYA reduce la degradación del cloro libre por la luz UV y esto es una característica muy positiva, también existe un factor negativo a tener muy en cuenta ya que según aumenta la concentración del CYA en el agua de la piscina, disminuye el poder de desinfección del CL, más cuanto mayor sea la concentración del CYA.

No hace falta una concentración elevada de CYA para reducir la destrucción de cloro por la luz ultravioleta, como muestra el siguiente gráfico:

Con 20 mg/l de CYA se obtienen rendimientos del 95% de estabilidad del cloro, con una pérdida del 5% del cloro.

De la misma manera hay que tener en cuenta que el CYA se va acumulando en el agua de la piscina cada vez que dosificamos el estabilizante clorado.

Para tener una idea: Por cada 10 mg/l de cloro libre añadido como tricloro, aumenta el CYA aproximadamente en 6 mg/l.

Es una buena práctica el ir disminuyendo progresivamente la concentración de CYA una vez alcanzado los 50 mg/l. Este ajuste de la concentración se conseguirá por renovación de una parte del agua del vaso de la piscina o por cambio temporal a cloro no estabilizado u otro biocida.

¿Cómo actúa químicamente el cloro estabilizado?

Cuando el CYA se mezcla con el agua de la piscina, la mayor parte del cloro se queda ligado a él. En estas condiciones de equilibrio químico, un elevado porcentaje (> 95%) de cloro libre está enlazado e inactivo y no tiene capacidad desinfectante, tan solo es una reserva con potencial de desinfección.

HClCY- + H2O <<< ---> HOCl + HCY
Cloro unido al estabilizante + agua <<< ---> "cloro activo" + CYA

Tan solo el ácido Hipocloroso HOCl o cloro activo es el que actúa como oxidante y desinfectante. El problema es que la concentración de HOCl además de muy pequeña es muy dependiente de la concentración del CYA , disminuyendo el HOCl cuando aumenta el CYA.

En el Estudio sobre Las Constantes de equilibrio químico, O´Brien en1972, se cuantificó la concentración del cloro activo o ácido Hipocloroso HOCl en presencia del CYA.

Obteniendo la conclusión que, a medida que aumenta la concentración de CYA, el porcentaje de HOCl disminuye alarmantemente. Incluso una pequeña cantidad de CYA tiene un gran efecto en la concentración de HOCl.

Efectos del CYA en la inactivación microbiana

Existen un gran número de Estudios que hacen referencia sobre el efecto del estabilizante cianúrico en los tiempos de muerte o inactivación (CT) medidos sobre diferentes microorganismos.

Andersen, J. R., “The influence of cyanuric acid on the bactericidal effectiveness of chlorine,” 1963, Ph.D. Dissertation, University of Wisconsin
Brady, A. P., Sancier, K. M. Sirine, G. Equilibria in solutions of cyanuric acid and its chlorinated derivatives, J. Am. Chem. Soc., 1963, 85, 3101-3104.

Canelli, E., Chemical, bacteriological, and toxicological properties of cyanuric acid and chlorinated isocyanurates as applied to swimming pool disinfection: A review, American Journal of Public Health, 1974, 64(2), 155-162.

Golaszewski, G., Clement, M., Seux, R., Influence of isocyanuric acid on the reactivity of chlorine with creatinine in swimming pool water, Journal Francais d’Hydrologie, 1988, 19, Fasc. 2, 179190,

Todos concluyen que la presencia de CYA aumenta los valores del tiempo de muerte o inactivación (CT) de los microorganismos estudiados, y este aumento depende especialmente del pH y de la relación de la concentración de cianúrico con respecto a la concentración de cloro libre o viceversa.

Son de especial interés los Estudios sobre el efecto del CYA en la inactivación del Cryptosporidium en piscinas.

Sin embargo muy pocos de estos estudios, casi ninguno, recomiendan o admiten un RATIO de la relación de equilibrio químico entre el CYA y el cloro libre o viceversa, que se requiere para mantener una piscina con seguridad bactericida.

Relación de equilibrio Cloro Libre/Isocianúrico (CL/CYA)

Del estudio bibliográfico así como de las consultas técnicas realizadas, se exponen a continuación las propuestas o recomendaciones más serias que cuantifican o no el RATIO CL/CYA.

1ª Propuesta

El Council for the Model Aquatic Health Code (CMAHC) presentó en Octubre 2017, en Denver (USA) las conclusiones al trabajo (Cyanuric Acid CMAHC Ad Hoc Committee Report). De todos los estudios que se presentaron sobre la influencia del CYA, se obtuvieron las siguiente conclusiones:

1. Los resultados obtenidos solo proporcionan tendencias generales.
2. HOCl es el desinfectante activo.
3. HOCl es aproximadamente constante cuando la relación CL/CYA es constante.
4. Las concentraciones de CL y CYA aceptables deben basarse en una relación CL/CYA.
5. Los límites actuales de MAHC dan una relación CL/CYA de 45.
6. Máximo 90 ppm CYA, mínimo 2 ppm CL.
7. Por último se plantea reducir la relación CL/CYA a 20

Relación CYA/CL con RATIO 20

2ª Propuestas

Este grupo lo lideran foros profesionales del sector de la piscina. Destacan Richard Falk, que calculó el RATIO de CL/CYA y Ben Powell que fue quien desarrolló la tabla original de la relación de equilibrio CL/ CYA.

El índice de Falk, también lo asume el conocido consultor químico de piscinas Robert Lowry, quien en 2012 incluyó este RATIO en su artículo "Cyanuric Acid: It Controls Your Pool".

Concluyen que la concentración de CL debe ser mínimo el 7.5 % de la concentración del CYA para evitar las algas en la piscina. Esta regla del 7.5% a pH 7,4 corresponde al nivel mínimo de 0,030 ppm de ácido Hipocloroso (Constantes de equilibrio O´Brien 1972), concentración mínima necesaria para el control y la prevención de algas verdes y negras. Por ejemplo: si el nivel de Isocianúrico es de 50 mg /l, entonces se necesita ajustar el nivel de CL próximo a 3.5 mg/l.

3ª Propuesta

En un documento de la APSP con título ¨Química de ácido cianúrico en equilibrio de Hales, Doug Latta y Kim Skinner

La cantidad ideal de CYA también se basa en la cantidad de cloro que desea mantener en la piscina. Los cálculos de (APSP) indican que la relación de cloro a ácido cianúrico es de aproximadamente 1:16, lo que significa que se necesita aproximadamente:

30 ppm de ácido cianúrico para estabilizar 2 ppm de cloro
50 ppm de ácido cianúrico para estabilizar 3 ppm de cloro
65 ppm de ácido cianúrico para estabilizar 4 ppm de cloro

Otras propuestas

La OMS no fija el RATIO entre en CL y el CYA. Lo único que concreta es que cuando se usa isocianuratos clorados, los niveles de CYA en el agua de la piscina no deben superar los 100 mg/l. Guidelines for safe recreational water environments VOLUME 2 OMS.

La EPA tampoco dice nada concreto de la relación de equilibrio químico CL/CYA. Se acoge a la Norma (ANSI/APSP 2009) fijando la concentración máxima de CYA a 100 mg/l y el valor del CL de 1 a 4 mg/l.

PWTAG Code of Practice for Swimming Pool Water – 2016 Gran Bretaña Para piscinas que usan isocianuratos clorados como desinfectante, el CL debe mantenerse a 2.5-5 mg/l y el CYA a no más de 150 mg/l.

Francia (diversos departamentos): Para el tratamiento de cloro estabilizado el cloro disponible tiene que ser superior a 2 mg/l, recomendación: entre 2-5 mg/l, El CYA inferior a 75 mg/l, con la recomendación de 25 – 50 mg/l.

Australia: La dosificación de CYA se debe suspender cuando la concentración supera los 50 mg/l. La concentración de CL cuando está presente el CYA será de 3 mg/l. La concentración óptima recomendada de CYA es 30 mg/l.

Estado de Nueva York: Está prohibido el uso de cloro a base de CYA (o cualquier otro estabilizador de cloro). Las piscinas que se encuentren usando o que contengan cualquier compuesto cianúrico deberán cerrarse, drenarse y rellenarse antes de continuar su uso. (State Sanitary Code Subpart 6-1.11(c)(4))

Alemania: El ácido dicloro y tricloroisocianúrico no están en el listado como desinfectantes según DIN 19643 "Tratamiento de aguas de baño y de baño", ya que con este desinfectante no es posible realizar mediciones exactas de cloro con la tecnología requerida y disponible en piscinas públicas. Se puede usar en piscinas privada.

Recomendaciones al uso del CYA en las piscinas

Antes de exponer las recomendaciones del uso de Isocianúrico es fundamental tener claro los siguientes aspectos:

El uso del CYA es muy interesante por ser capaz de estabilizar el cloro de las piscinas al aire libre logrando un gran ahorro de desinfectante.

Existen una amplia evidencias por estudios serios que concentraciones de CYA por encima de 50 mg/l disminuye de forma alarmante la capacidad de desinfección y oxidación del CL.
En la mezcla del estabilizante con con el agua de la piscina se forma ácido Hipocloroso HOCl y CYA. Solo el HOCl es el desinfectante y ocurre que se encuentra en una concentración muy pequeña, menor cuanto más CYA esté presente.

La mayor parte del cloro va a estar ligado al estabilizante y solo una pequeña parte del cloro va a estar activo como HOCl. El análisis de DPD1 va a medir las dos partes juntas. No va a distinguir una de otra. Este es el hecho por el que en Alemania no han admitido el Tricloro y el Dicloro como desinfectantes para el agua de la piscina pública.

Para una correcta desinfección es fundamental que exista un residual mínimo de 0,030 mg/l de HOCl y esto se da cuando hay una determinada relación de equilibrio químico constante entre el CYA/CL.
Conocer este RATIO es fundamental para asegurar una correcta desinfección. En piscinas que desinfectan con cloro estabilizado no se debe actuar sobre la concentración del CL sin tener en cuenta la concentración de CYA. No hay un acuerdo unánime en asegurar científicamente cual es el RATIO de la relación CYA/CL.

Por otro lado, tampoco hay una reglamentación que unifique el valor de la concentración máxima de CYA. Son tan dispares los valores que van desde 150-200 mg/l en algunos estados de USA, a la prohibición en Nueva York. En España se limita a 75 mg/l.

A nuestro parecer, un error del R.D.742/2013 es la limitación de la concentración máxima de CL a 2 mg/l sin tener en cuenta a las piscinas que contienen CYA. Se debería ampliar el valor paramétrico a 4 o 5 mg/l de CL en piscinas que desinfecten con cloro estabilizado con Isocianúrico añadido.

No es adecuado el uso de CYA en piscinas que dosifican bromo, en piscinas interiores y en spas, ya que el estabilizante no actúa con el bromo.
Se debería ir disminuyendo progresivamente el valor paramétrico máximo del CYA en el RD 742/2013 por debajo de 75 mg/l y acercándolo a 50 mg/l.
Hay que seguir realizando estudios científicos sobre el uso del CYA hasta unificar a todo el sector de las piscinas.

Teniendo todos estos puntos en cuenta se puede recomendar el uso de CYA con las siguientes concentraciones de CL:

* Los cálculos corresponden a valores medios de las diferentes referencias bibliográficas

Es recomendable mantener la concentración de CYA entre 30-50 mg/l.
Por debajo de 20 mg/l va a tener un efecto estabilizante insignificante.
Valores superiores a 75 mg/l van a limitar la eficiencia de la desinfección del cloro.