Como disificar los Iones Plata

Hay básicamente tres métodos para añadir plata al Agua:

1) Principio de Contacto

Un sustrato neutro, que expone una gran superficie, es impregnado con pequeñas cantidades de plata en forma de una capa de metal. Arena, cerámica, grava de cuarzo, gel de sílice, carbón activado, porcelana, etc., pueden ser tales sustratos. Se obtiene así un material que libera y disuelve la plata, al estar en contacto con el Agua.
Este fue el proceso utilizado en los primeros días de la desinfección con plata en este siglo, siguiendo Krause su desarrollo. El aumentó la efectividad y acortó el tiempo de contacto, consiguiendo un estado óptimo en cuanto a la relación volumen/superficie. Este principio todavía se aplica en ciertos contenedores de almacenamiento de Agua, que tienen un recubrimiento de plata especial. Se usa también en elementos cerámicos filtrantes, para darles propiedades auto desinfectantes (Bacteriostáticas).
Nota: En esta última aplicación, la desinfección bacteriológica del Agua se hace mecánicamente por filtración, controlando que el tamaño max. de los poros no exceda 0.2 µ. Si la porosidad permite el paso de bacterias, el efecto de la plata es casi nulo.
El método de contacto no aplica en donde se necesita un control preciso de emisión o dosificación de plata.

2) Compuestos de Sales de Plata y Soluciones de Plata

En este caso, la plata se añade manualmente al Agua, en forma de comprimidos, polvos o líquido. Se puede dosificar con precisión.
Este método de tratamiento es indicado para aplicaciones intermitentes a volúmenes definidos de Agua (ejemplo: cisternas o tanques de almacenamiento de Agua en buques, barcos veleros, plataformas petroleras, etc.), o para volúmenes pequeños de Agua (cantimploras, garrafones, tambos, etc.).
En la forma líquida, también se puede tratar altos volúmenes mediante bombas
dosificadoras. Se puede usar nitrato de plata, pero también aumentan los nitratos.
En el caso de comprimidos o polvo, el excipiente se puede componer de minerales que porten la sal básica de plata, que incluso, puede ser cloruro de sodio.

3) El Proceso Electrolítico

Con este proceso, los iones de plata se liberan electrolíticamente y se incorporan al Agua en forma de cationes monovalentes de plata (Ag+).
Es el proceso ideal para una dosificación exacta de plata pura (electrolítica), basada en la aplicación práctica de la Ley de Faraday de equivalencias electroquímicas. Es un método de fácil operación, que se emplea a nivel industrial, y en situaciones de uso continuo, como es el caso en la Industrias de Alimentos y Bebidas, y de Purificación de Agua, y que requiere de una dosificación exacta, para cualquier volumen de Agua por unidad de tiempo, con un costo de operación bajo.


La Ley de Faraday

Faraday descubrió que el amperaje aplicado a un sistema electrolítico y la cantidad de metal liberado por éste, están interrelacionados. Cada metal tiene su propio "equivalente electroquímico".

El equivalente electroquímico de la plata es de 1.11817 mg/As.
Este es el cociente de la masa de metal liberada (expresada, por ejemplo, en mg) y de la cantidad eléctrica aplicada (expresada en Ampérios-segundo).

Esto significa que 1.11817 miligramos de iones de plata se desprenden de un ánodo de plata en un segundo, si se aplica una corriente de un Amperio al sistema.

Para añadir una dosis controlada de iones de plata al Agua, aplica la siguiente regla básica:

Si se aplica una corriente de 1 mA a un sistema electrolítico con electrodos de plata, se liberan 4 mg de plata (Ag+) por hora.

(1.11817 mg/As x 3,600 s/h = 4,025.4 mg/Ah  1A = 4,025 mg/h  4 g/hora)

 1 mA = 4 mg/hora
Debido a las pequeñas concentraciones de plata requeridas y permitidas, solo se aplicarán corrientes bajas, generalmente en el rango de miliamperios (mA).

Si, por ejemplo, se quiere platear 2 m3 de Agua por hora, con una concentración de 0.1 ppm (mg/l) y se quiere saber con que amperaje se debe trabajar, se hace el siguiente cálculo:

Flujo : 2 000 l/hora
Dosis: 0.1 mg/l

Plata requerida para platear 2,000 l/h con 0.1mg de Ag+/l = 200 mg Ag+/h.
(2,000 l/h x 0.1 mg Ag+/l = 200 mg Ag+/h).

Si con 1 mA se liberan 4 mg de plata/hora, para liberar 200 mg/h, se requiere aplicar 50 mA.

(200 mg/h  4 mg/h/ mA = 50 mA).


La Unidad de Proceso Electrolítico

El diseño de un equipo para el proceso electrolítico consta básicamente de una unidad con los controles eléctricos y de una cámara de ionización. Esta última contiene el sistema de electrodos, con ánodos de plata y cátodos que pueden ser de acero inoxidable.
La dosificación de la plata se controla a través del amperaje aplicado al sistema de electrodos (corriente directa). Los iones de plata se desprenden del ánodo y tratarán de llegar al cátodo. En este proceso, literalmente, se los lleva la corriente (de Agua). De esta manera se obtiene una dispersión óptima de los iones de plata disueltos en el Agua. Para conseguir un rendimiento óptimo con este método, es preciso que el Agua reúna determinadas condiciones físicas y químicas.


Condiciones para el Funcionamiento Adecuado de un Sistema Electrolítico

a) Conductividad eléctrica
Esta determina la distancia entre los ánodos y los cátodos del sistema de electrodos a usarse, por consiguiente, determina el tipo de aparato requerido. Por otra parte, una conductividad muy baja requiere más electrodos (área de contacto), para platear un determinado volumen de Agua. Es importante conocerla, para dimensionar correctamente el equipo requerido.


b) Contenido de Cloruros
En términos de parámetros químicos, el contenido de cloruros es el más importante. Los cloruros, por ser bi-polares, tienden a pegarse a los ánodos de plata. Si el contenido de cloruros es mayor de 25 ppm, esto impide la liberación adecuada de iones de plata al Agua. Cuanto mayor sea su concentración, con mayor frecuencia se tendrán que limpiar los ánodos. Si el contenido de cloruros es mucho mayor a 25 ppm, se tendrá que reducir previamente los cloruros, o usar sales o soluciones de plata, ya que el sistema electrolítico se vuelve ineficiente.

c) Contenido Orgánico
Las sustancias orgánicas, así como la turbidez y las partículas en suspensión, reducen la eficacia de los desinfectantes, y esto ocurre también con la plata. Por lo tanto, el Agua no debe tener materia en suspensión, y el contenido de sustancias orgánicas no debe superar un consumo de permanganato de potasio (KMnO4) de 10 ppm.

d) Dureza
La dureza no es en sí limitante, como es el caso de los cloruros. Es importante por los depósitos de calcio, manganeso y hierro que se adhieren al sistema de electrodos. Entre mayor sea la dureza, con mayor frecuencia será necesario limpiar los electrodos, ya sea con un cepillo duro de nylon, o con ácido clorhídrico (muriático) diluido (HCl de 3% - 5%).


Beneficios del Sistema Electrolítico

Si analizamos el método electrolítico, tiene las siguientes ventajas:
1) Es un método no agresivo de tratamiento.
2) No hay cambios en sabores, olores o colores del producto.
3) Se manejan corrientes eléctricas y concentraciones de plata muy bajas .
4) El sistema de dosificación es sencillo y exacto.
5) Es fácil y seguro de operar, limpiar y mantener.
6) No afecta al medio ambiente, y no tiene costos consecutivos.
7) Es muy eficiente en relación costo-beneficio.


Después de haber presentado los tres métodos para añadir plata al Agua, como desinfectante y conservador, vale la pena mencionar algunas características generales que distinguen a este noble metal de otros desinfectantes.




El espectro efectivo y activo de la plata cubre en su totalidad el rango de Bacterias Vegetativas y de Algas.

Ya que existen diferencias en la sensibilidad de diferentes tipos de bacterias hacia la plata, su eliminación depende, por un lado, de la concentración de plata que se aplique, y por otra parte, del tiempo de contacto.
Con una concentración de 0.1 ppm, el tiempo de contacto promedio para eliminar 99.9% de las colonias de las siguientes especies es el siguiente:



E. coli: 26 - 50 min Salmonella typhimurium: 30 min
Ps. fluorescens: 30 min Proteus vulgaris: 13 min
(Pseudomonas) Micrococcus pyogenes: 95 min
Salmonella paratyphi A : 48 - 70 min Micrococcus roseus: 170 min
Salmonella paratyphi B : 23 - 68 min Micrococcus candidus: 50 min
Salmonella typhosa : 20 min Streptococcus pyogenes: 115 min

A pesar de que la acción bactericida puede parecer lenta en lo que se refiere al tiempo de contacto, el poder residual de la plata es insuperable por otros desinfectantes, en dosis aptas para consumo humano. Además, el tiempo de contacto requerido generalmente se obtiene en los envases mismos, como son botellas o garrafones.
Frente a las esporas su acción es limitada. Al igual que otros desinfectantes, solo puede manifestar toda su capacidad después de la germinación de las mismas.