Tecnología de oxicloruro mineral

Una química líquida de oxicloruro mineral que ofrece oxidación de clase ozono, sin disolver un gas en el agua, a menos del uno por ciento del costo de un sistema convencional de ozono.

El oxicloruro mineral es una quelación líquida de minerales con oxígeno que libera especies reactivas de oxígeno (ROS) al contacto con el agua y los contaminantes. La familia de ROS que genera incluye el radical hidroxilo, el oxígeno singlete, el anión superóxido y el peróxido de hidrógeno, que en conjunto dan un potencial de oxidación de 2.8 a 2.9 volts y logran una oxidación de clase ozono sin disolver un gas en el agua.

Aprobado, certificado y validado de forma independiente

Estos registros y certificaciones se emitieron en Estados Unidos para formulaciones, fabricantes y usos específicos. No sustituyen las autorizaciones que se requieren en cada país.

La química

¿Qué es el oxicloruro mineral?

El oxicloruro mineral es una quelación líquida de minerales con oxígeno, expresada como MxOyClz. Los átomos de oxígeno están débilmente unidos, por lo que al contacto con el agua y los contaminantes el complejo los libera y genera una familia de especies reactivas de oxígeno (ROS). La idea se exploró por primera vez a principios de la década de 1900, pero solo pudo medirse y controlarse cuando llegaron los instrumentos modernos de potencial de óxido-reducción (ORP) a finales del siglo XX. Oxysolution suministra la química como DZ 9450 y como el producto insignia DZ 9966, registrado ante la EPA/USDA.

La familia de ROS generada incluye el anión superóxido (O2−), el radical hidroxilo (OH•), el oxígeno singlete o naciente (1O2), el hidroperoxilo (HO2−) y el peróxido de hidrógeno (H2O2). En conjunto dan al producto un potencial de oxidación de 2.8–2.9 V, solo por debajo del flúor y a la par del propio radical hidroxilo. Como la reacción es esencialmente catalítica, los subproductos de óxido mineral son ligeramente biocidas (resisten la recontaminación) y permanecen por debajo de los límites de la FDA. El producto es 100% soluble en agua y está listo para usarse.

La reacción catalizada

El hipoclorito de sodio por sí solo se disocia en ácido hipocloroso, ion hipoclorito y una pequeña cantidad de radical hidroxilo: NaOCl → HOCl + OCl− + OH•. Con el catalizador mineral presente, la misma alimentación llega más lejos — Catalizador + NaOCl → HOCl + OCl− + OH• + complejos de M — y produce un espectro de ROS más amplio y un potencial de oxidación efectivo mucho más alto.

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Controlado por ORP, no solo por dosis

El potencial de óxido-reducción (medido en milivolts) es la variable de control práctica. La eficacia de eliminación sigue al ORP y no solo a las partes por millón, así que el tratamiento puede dosificarse con precisión hasta la barrera objetivo de cada proceso.

Oxidación por especies reactivas de oxígeno en el agua

Poder de oxidación

Por encima del ozono, muy por encima del cloro.

El potencial de oxidación mide qué tan agresivamente un oxidante le quita electrones a los contaminantes. El oxicloruro mineral se ubica en 2.8–2.9 V: más que el ozono (2.07 V), mucho más que el dióxido de cloro (1.57 V), el cloro (1.36 V) o el hipoclorito de sodio (0.94 V).

Eso lo coloca en la misma clase que el radical hidroxilo que se usa en la oxidación avanzada, pero entregado como un líquido estable y no como un gas que haya que generar en sitio.

Datos de referencia

Potencial de oxidación de oxidantes comunes.

Potenciales de oxidación estándar. Fuente: documentación técnica de Oxysolution.
Oxidante Potencial de oxidación (V)
Flúor 3.06
Radical hidroxilo (OH•) 2.80
Oxicloruro mineral (DZ 9966) 2.8–2.9
Ozono 2.07
Dióxido de cloro 1.57
Cloro 1.36
Hipoclorito de sodio 0.94

Referencia de desinfección

¿Por qué un ORP más alto elimina más organismos?

Como la química se dosifica según el ORP, la relación entre la meta en milivolts y el conteo bacteriano sobreviviente es predecible. La siguiente tabla muestra la referencia que se usa para fijar las barreras de desinfección y esterilización.

Referencia ORP-CFU. Fuente: documentación técnica de Oxysolution.
ORP (mV) Conteo sobreviviente (CFU/100 mL) Efecto
+200 300 Reducción parcial
+300 36 Reducción
+400 3 Reducción fuerte
+600 0 Desinfección
+800 0 Esterilización
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Eliminación de 6 log en menos de 10 segundos

Mantener el ORP por encima de aproximadamente +700 mV logra una reducción de patógenos de 6 log en menos de diez segundos de contacto: la base de la barrera de desinfección que se usa en aplicaciones de inocuidad alimentaria y poscosecha.

Eficiencia de dosis

¿Por qué se necesita menos oxidante?

Relaciones de dosis típicas por clase de contaminante. Fuente: documentación técnica de Oxysolution.
Clase de contaminante Dosis de oxicloruro mineral Referencia
Inorgánicos <1.0 mg/L por cada mg/L Cloro, típicamente ~6 mg/L
Patógenos 1.0 mg/L por 1,000–10,000 mg/L Alto apalancamiento
Orgánicos 1.0–8.0 mg/L por mg/L Varía según la carga

Eficacia contra patógenos

Inactivación de Salmonella frente a hipoclorito.

En una prueba de contacto de 30 minutos, partiendo de un inóculo alto de 2.0×107 CFU/mL de Salmonella enterica, DZ 9966 a solo 2 ppm igualó el resultado para el que el hipoclorito de sodio necesitó 100 ppm: una diferencia de dosis de aproximadamente cincuenta veces.

Salmonella enterica, contacto de 30 min, inicio de 2.0×10⁷ CFU/mL. Fuente: pruebas de eficacia de DZ 9966.
Tratamiento Dosis Reducción logarítmica
DZ 9966 2 ppm 6.60 log
Hipoclorito de sodio 10 ppm 2.02 log
Hipoclorito de sodio 100 ppm 6.49 log
En biofilms, bacterias, virus y esporas, se reporta que la tecnología es 12–24× más eficaz que el cloro.

En cifras

¿Por qué los operadores la eligen?

2.8–2.9 V Potencial de oxidación: por encima del ozono
<1% Del costo de un sistema de ozono para una oxidación equivalente
6× Vida de anaquel frente al hipoclorito de sodio (6 meses frente a ~30 días)
12–24× Más eficaz que el cloro contra biofilm y patógenos

Ozono y cloro, reemplazados

¿Por qué prescindir del sistema de ozono?

Sin gas que generar ni manejar

El ozono debe generarse en sitio y disolverse en el agua, con la carga de capital, energía y seguridad que eso implica. El oxicloruro mineral llega como un líquido estable que se dosifica directamente a la corriente, a menos del uno por ciento del costo de una instalación de ozono equivalente.

Un residual que el ozono no puede dejar

El ozono se disipa casi de inmediato, así que no protege contra la recontaminación. Los subproductos de óxido mineral de esta química son ligeramente biocidas y persisten como una barrera residual, útil por igual para circuitos de enfriamiento, agua de reúso y control de mejillones.

Mayor vida de anaquel que el hipoclorito

El producto mantiene una vida de anaquel de seis meses frente a unos treinta días del hipoclorito de sodio: una mejora de 6× que reduce desperdicio, reabastecimiento y deriva de dosificación.

Dosis mucho menor que la del cloro

En inorgánicos, el producto funciona a menos de 1.0 mg/L por mg/L, donde el cloro puede necesitar cerca de 6 mg/L, y alcanza un ORP de grado esterilizante al que el cloro no llega.

Aprobaciones

¿Está registrado y aprobado para uso orgánico?

  • Registrado EPA FIFRA — DZ 9966 registrado conforme a la Ley Federal de Insecticidas, Fungicidas y Rodenticidas (2020).
  • Certificado orgánico USDA NOP — DZ 9966 certificado conforme al Programa Orgánico Nacional, 7 CFR Part 205 (2021).
  • Aprobado por USEPA para agua — autorizado para aplicaciones de tratamiento de agua.
  • Certificado NSF/ANSI Standard 60 — DZ 9966 y DZ 9450 certificados para el tratamiento de agua potable con una dosis máxima de 84 mg/L.

Aplicaciones de DZ 9966

¿Dónde se aplica esta tecnología?

Torres de enfriamiento

Las bacterias y los depósitos orgánicos pueden reducir de forma importante las tasas de transferencia de calor. DZ 9966 ayuda a prevenir el ensuciamiento biológico y la incrustación; el control de ORP de +400 a +500 mV favorece CFU por debajo de 100.

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Sistemas de ósmosis inversa (OI)

Sirve como pretratamiento y postratamiento para prevenir el ensuciamiento biológico: un oxidante de alta potencia de la misma familia del ozono, pero con un costo de capital y de operación mucho menor.

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Biofilm

Destruye la sustancia polimérica extracelular (EPS) con niveles de ORP por encima de +600 mV, y elimina el biofilm que protege a los patógenos en agua, aguas residuales y petróleo y gas.

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Control de E. coli y Salmonella

Logra una remoción de 6 log de E. coli y elimina Salmonella en menos de 10 segundos de contacto al generar iones de radical hidroxilo.

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Desinfección en campo y poscosecha

Con un ORP entre +650 mV y +750 mV, DZ 9966 crea una barrera de desinfección para la cosecha en campo y las operaciones poscosecha.

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Reducción de moho y mildiú

La energía oxidativa penetra el moho y el mildiu sin dejar residuos en las superficies tratadas.

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Mayor vida de anaquel

Reduce las bacterias y el moho que causan el deterioro, inactivando organismos sin cambiar el sabor y favoreciendo una mayor vida útil de los productos frescos.

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Desinfectante

Un desinfectante líquido que logra una inactivación rápida de patógenos en alimentos, manejo de productos frescos y agua de proceso.

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Tratamiento de sistemas de fabricación de hielo

DZ 9966 eleva el ORP del agua usada para fabricar hielo y aporta energía oxidativa a medida que el hielo se derrite, para ayudar a inactivar patógenos orgánicos.

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Control del cancro de los cítricos

Se aplica en entornos agrícolas para ayudar a controlar la cancrosis de los cítricos y reducir la presión de patógenos en los cultivos.

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Preguntas

¿Cómo funciona el oxicloruro mineral?

¿Cómo puede un líquido igualar la oxidación del ozono?

El poder de oxidación lo define el potencial de oxidación, no el estado físico. El oxicloruro mineral lleva oxígeno débilmente unido que libera una familia de especies reactivas de oxígeno, entre ellas el radical hidroxilo, al contacto, con lo que alcanza un potencial de 2.8–2.9 V, por encima de los 2.07 V del ozono. Lo logra como un líquido estable y no como un gas que haya que generar en sitio.

¿Cómo se controla la dosis?

Mediante el potencial de óxido-reducción (ORP) en milivolts. La eficacia de eliminación sigue al ORP y no solo a las partes por millón, así que el programa se dosifica hacia una barrera objetivo, por ejemplo por encima de +700 mV para una barrera de desinfección de 6 log, con resultados predecibles y repetibles. La química solo pudo controlarse de esta manera cuando llegaron los instrumentos modernos de ORP a finales del siglo XX, aunque la idea del oxicloruro mineral se exploró por primera vez a principios de la década de 1900.

¿Está aprobado para agua potable y uso orgánico?

Sí. DZ 9966 está registrado EPA FIFRA (2020), certificado orgánico USDA NOP (2021, 7 CFR Part 205) y aprobado por la USEPA para agua. DZ 9966 y DZ 9450 están certificados NSF/ANSI Standard 60 para agua potable con una dosis máxima de 84 mg/L.

¿Deja un residual como el cloro o se disipa como el ozono?

Deja un residual. Los subproductos de óxido mineral de la reacción son ligeramente biocidas, permanecen por debajo de los límites de la FDA y resisten la recontaminación, algo que el ozono no puede hacer porque se disipa casi de inmediato. Esos subproductos se forman porque la reacción es esencialmente catalítica: los átomos de oxígeno débilmente unidos se liberan al contacto con el agua y los contaminantes, y lo que queda en el agua es óxido mineral y no una alimentación química sin reaccionar.

¿Cómo se compara el costo con el de un sistema de ozono?

Para una oxidación equivalente, el costo entregado es inferior al uno por ciento del de un sistema de ozono convencional, sin generación de gas, sin manejo en sitio de un gas peligroso y con una vida de anaquel de seis meses frente a unos treinta días del hipoclorito de sodio. La química ofrece oxidación de clase ozono como un líquido listo para usarse, así que no hay que disolver nada en el agua como gas ni comprar, alimentar con energía o mantener un generador.