Tratamiento de Agua con Ozono

Tratamiento de Agua con Ozono

Para poder comprender las variables y alternativas se deben considerar algunos preceptos básicos en el tratamiento de agua embotellada con ozono.

El ozono es un poderoso oxidante y desinfectante que se utiliza ampliamente en el tratamiento de agua embotellada. Su aplicación en el proceso de purificación del agua tiene varios beneficios. En primer lugar, el ozono es altamente efectivo para eliminar microorganismos, como bacterias, virus y protozoos, que pueden estar presentes en el agua. Esto asegura que el agua embotellada tratada con ozono esté libre de patógenos dañinos y sea segura para el consumo humano.

Además de su capacidad desinfectante, el ozono ofrece otros beneficios en el tratamiento de agua embotellada. Por ejemplo, el ozono es eficaz para eliminar olores y sabores indeseables del agua. Muchas fuentes de agua contienen compuestos orgánicos volátiles que contribuyen a un sabor y olor desagradables. El ozono es capaz de oxidar y destruir estos compuestos, dejando el agua con un sabor fresco y agradable.

Otro beneficio del tratamiento de agua con ozono es su capacidad para reducir la concentración de metales pesados y otros contaminantes químicos presentes en el agua. El ozono oxida estos compuestos, convirtiéndolos en formas menos tóxicas o precipitándolos para su posterior eliminación. Esto contribuye a mejorar la calidad y la pureza del agua tratada.

Además de su efectividad en la eliminación de microorganismos y la mejora de la calidad del agua, el ozono no deja residuos tóxicos ni sabor en el agua tratada. A diferencia de otros desinfectantes, como el cloro, que pueden dejar un sabor y olor desagradables en el agua, el ozono se descompone rápidamente después de su uso, dejando el agua fresca y libre de sabores indeseables.

Concepto CT

“CT” es el producto de la “concentración desinfectante residual” (C) en mg/l, y el correspondiente “tiempo de contacto desinfectante” (T) en minutos. En otras palabras, para la CT de ozono, es la concentración de ozono disuelta multiplicada por el tiempo de contacto. (Recuerde que 1 mg / l = 1 PPM)

Algunos tratamientos de desinfección con ozono se pueden lograr muy rápidamente, pero algunos tratamientos requieren suficiente ozono en el agua junto con un tiempo de contacto adecuado. Este tiempo de contacto es necesario para que el ozono disuelto oxide los contaminantes orgánicos y desinfecte el agua.

Se supone que este valor de CT no posee unidad. La Concentración puede mantenerse constante mientras que el Tiempo es variado, o viceversa, para asegurar que se obtiene un nivel de desinfección determinado.
Por ejemplo, un valor CT que la industria del agua embotellada usa generalmente es 1,6. Esto significa que la dosis es de 1,6 mg/l minutos. El operador tiene la opción de ozonizar a 0,2 PPM durante 8 minutos o 0,4 PPM durante 6 minutos. Depende de ellos siempre y cuando la TC final sea de 1,6.

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Sistemas de Inyección

Inyectores Venturi

Los inyectores Venturi trabajan forzando el agua a través de un cuerpo cónico que inicia una diferencia de presión entre los puertos de entrada y salida. Esto crea un vacío dentro del cuerpo del inyector, que inicia la succión de ozono a través del puerto de succión.

Características

Muy alta tasa de transferencia de masa de ozono (hasta 98% si se presuriza, 50-70% sin presión)
Requiere bomba de agua para iniciar la succión
La eficiencia rara vez disminuye con el tiempo
Sin piezas móviles

Ventajas

Muy alta tasa de transferencia de masa de ozono (hasta 98% si se presuriza, 50-70% sin presión)
Mantenimiento mínimo requerido
Más controlado y consistente con el tiempo
Funciona bien tanto en corrientes de fluido presurizado como sin presión

Desventajas

Requiere energía de una bomba, o suministro de agua presurizada para lograr la transferencia del 98% de lo contrario puede dar 50-70%.

Los inyectores producen miles de burbujas que aumentan enormemente el área superficial de ozono en contacto con el agua. (Dos pequeñas burbujas tienen una superficie mayor que una burbuja grande del mismo volumen). Esto da como resultado una tasa de transferencia de masa muy alta.

Mezclador Estático

Los inyectores Venturi logran una transferencia de masa muy buena, pero el uso de un mezclador estático puede mejorar en gran medida su eficiencia de transferencia de masa.

(Foto tomada en el tiempo de exposición de 1 milisegundo)

Podemos observar cómo las burbujas se separan en burbujas mucho más pequeñas, ya que se mueven de izquierda a derecha, dando lugar a una transferencia de masa de ozono significativamente mayor que el uso de un inyector Venturi solo.
Los mezcladores estáticos no requieren mantenimiento y deben instalarse dentro de 30 centímetros antes de un tanque de contacto.

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Desinfección con Ozono, 5 estudios científicos

Desinfección con Ozono, 5 estudios científicos

La exposición humana a las aguas residuales en el medio ambiente ha aumentado en los últimos 15 a 20 años debido al aumento de la población y la mayor demanda de recursos hídricos.
Si los patógenos no se tratan, muchas enfermedades dañinas se pueden propagar. Algunas enfermedades comunes que pueden ser causadas por las aguas residuales no tratadas son: la fiebre tifoidea, el cólera y la salmonelosis.

Debido a esto, las técnicas de desinfección son más críticas que nunca. Un método comúnmente utilizado como método de limpieza primario o secundario es el ozono.

La desinfección con ozono no es una tecnología nueva, se ha utilizado para limpiar el agua durante décadas. De hecho, los desinfectantes más comúnmente utilizados para el tratamiento del agua en los EE. UU. son: la cloración, la ozonización y la desinfección ultravioleta (UV).

El ozono es uno de los oxidantes más fuertes del planeta.
Con un poder oxidante 3,000 veces más efectivo que el cloro, el ozono es el segundo oxidante más poderoso que existe (el flúor es el primero).
Sin embargo, a medida que avanza la tecnología, se convierte en una solución más rentable para la gestión de aguas residuales.

Este proceso muy eficaz desodoriza, desinfecta y destruye muchos de los agentes patógenos y humos que afectan negativamente las fuentes de aire y agua de forma natural.

Ventajas del ozono

  • El ozono es más efectivo que el cloro.
  • El proceso de ozonización requiere un tiempo de contacto corto de solo 10 a 30 minutos.
  • No se dejan residuos químicos nocivos.
  • La ozonización previene el rebrote de microorganismos.
  • El ozono se crea en el sitio, lo que reduce las preocupaciones de seguridad y los costos de envío.
  • Proporciona oxígeno adicional al agua.

Oxi3 utiliza tubos de descarga Corona (CD) refrigerado por ventilador para generar ozono a partir de una variedad de fuentes presurizadas como aire comprimido, oxígeno embotellado o un generador de oxigeno.
El resultado es alto rendimiento de concentración de ozono a baja demanda de energía.

La descarga de corona es el método mas común de producción de ozono. Los equipos de ozono usan oxígeno o aire como fuente de combustible para producir gas ozono.
Al exponer el aire / oxígeno a una descarga controlada de alto voltaje a una frecuencia establecida, se producen altas concentraciones de ozono. Esta mezcla, luego es utilizado por las plantas de tratamiento de agua para tratar las aguas residuales.

Beneficios ambientales de la desinfección con ozono en la gestión de aguas residuales

La desinfección con ozono en la gestión de aguas residuales ofrece una serie de beneficios ambientales que son dignos de destacar. Este proceso se ha convertido en una solución efectiva y respetuosa con el medio ambiente para abordar los desafíos asociados con la contaminación del agua.

En primer lugar, la desinfección con ozono evita la formación de subproductos químicos nocivos. A diferencia de otros desinfectantes, como el cloro, el ozono no genera subproductos orgánicos tóxicos durante el proceso de desinfección. Esto significa que el agua tratada con ozono no presenta riesgos potenciales para la salud humana ni impactos negativos en los ecosistemas acuáticos.

Además, el ozono es un agente altamente eficiente en la eliminación de patógenos y compuestos orgánicos presentes en las aguas residuales. Su capacidad oxidante permite destruir bacterias, virus y otros microorganismos dañinos, reduciendo así el riesgo de propagación de enfermedades a través del agua. Al eliminar estos agentes patógenos, la desinfección con ozono contribuye a mantener la calidad del agua y a proteger la salud pública.

Otro beneficio destacado es que el ozono no deja residuos químicos en el agua tratada. Después de su uso, el ozono se descompone rápidamente en oxígeno, sin dejar residuos tóxicos ni compuestos químicos persistentes. Esto reduce la carga contaminante y minimiza el impacto ambiental de los procesos de tratamiento de aguas residuales.

Además, la desinfección con ozono puede ayudar a controlar el crecimiento de algas y otras formas de vida acuática no deseada. Al eliminar los nutrientes y microorganismos que fomentan el crecimiento excesivo de estas especies, el ozono contribuye a mantener el equilibrio ecológico en los cuerpos de agua tratados.

Avances tecnológicos en la desinfección con ozono: eficiencia y rentabilidad

En los últimos años, se han producido avances tecnológicos significativos en el campo de la desinfección con ozono, lo que ha mejorado tanto su eficiencia como su rentabilidad. Estos avances han permitido optimizar el proceso de ozonización y hacerlo aún más atractivo como método de desinfección en diversas aplicaciones.

Uno de los avances más destacados se refiere a la generación de ozono. La tecnología actual ha logrado desarrollar sistemas más eficientes y económicos para producir ozono en cantidades adecuadas y concentraciones óptimas. Esto ha permitido reducir los costos de producción y hacer que la desinfección con ozono sea más accesible para diferentes industrias y plantas de tratamiento de aguas residuales.

Además, se han implementado mejoras en los sistemas de dosificación y control del ozono. Estos avances tecnológicos han permitido un monitoreo y una regulación más precisos de la cantidad de ozono utilizado durante el proceso de desinfección. Como resultado, se ha logrado optimizar el uso de ozono, evitando el exceso de dosis y reduciendo el desperdicio de este valioso agente desinfectante.

La eficiencia energética también ha sido objeto de mejoras significativas en los sistemas de desinfección con ozono. Las tecnologías más modernas han logrado reducir el consumo de energía requerido para la generación de ozono, haciendo que este proceso sea más sostenible y respetuoso con el medio ambiente. Esta mejora en la eficiencia energética también se traduce en ahorros económicos a largo plazo para las industrias y plantas de tratamiento.

Además, se han desarrollado sistemas de ozono más compactos y modulares, lo que facilita su integración en diferentes entornos y aplicaciones. Estos sistemas más pequeños y versátiles permiten una instalación más rápida y sencilla, así como una mayor flexibilidad en el diseño y la configuración de las plantas de tratamiento de aguas residuales.

Aplicaciones versátiles de la desinfección con ozono más allá del tratamiento de aguas residuales

La desinfección con ozono tiene aplicaciones versátiles que van más allá del tratamiento de aguas residuales. Esta técnica se ha utilizado con éxito en diversas áreas donde se requiere una desinfección eficaz y segura. A continuación, se presentan algunas de las aplicaciones más destacadas del ozono:

  1. Desinfección de agua potable: El ozono es ampliamente utilizado en plantas de tratamiento de agua potable como un agente desinfectante altamente efectivo. Elimina bacterias, virus, parásitos y otros contaminantes presentes en el agua, asegurando que cumpla con los estándares de calidad y sea segura para el consumo humano.

  2. Desinfección de superficies en entornos médicos: El ozono se utiliza en hospitales, clínicas y laboratorios para desinfectar superficies y equipos médicos. Su acción antimicrobiana ayuda a prevenir la propagación de infecciones y garantiza la higiene en entornos sensibles.

  3. Tratamiento de aire: El ozono se utiliza en sistemas de purificación de aire para eliminar olores desagradables y eliminar microorganismos presentes en el aire. Esto es especialmente útil en espacios donde se requiere una alta calidad de aire, como salas de cirugía, laboratorios y áreas de procesamiento de alimentos.

  4. Desinfección de alimentos: El ozono se ha utilizado para desinfectar alimentos frescos, prolongando su vida útil y reduciendo la carga microbiana. También puede ayudar a eliminar pesticidas y otros residuos químicos presentes en los alimentos, brindando una opción más segura y saludable para los consumidores.

  5. Tratamiento de aguas de piscinas: El ozono se utiliza como un método de desinfección alternativo o complementario en piscinas y spas. Es eficaz para eliminar bacterias, virus, algas y otros microorganismos, manteniendo el agua limpia y segura para los bañistas.

Estas son solo algunas de las aplicaciones versátiles del ozono en diferentes sectores. Su eficacia como desinfectante, su capacidad para eliminar olores y su acción no deja residuos químicos la convierten en una opción atractiva en muchas áreas donde la higiene y la seguridad son fundamentales. A medida que se continúan investigando y desarrollando nuevas tecnologías, es probable que se descubran más aplicaciones beneficiosas para el ozono en el futuro.

Fuentes

Desinfección con Ozono
http://www.nesc.wvu.edu/pdf/WW/publications/eti/Ozone_Dis_tech.pdf
Hoja informativa sobre tecnología de aguas residuales Desinfección del ozono
https://www3.epa.gov/npdes/pubs/ozon.pdf
Resumen técnico Una hoja informativa nacional sobre el agua potable Ozono
http://www.nesc.wvu.edu/pdf/dw/publications/ontap/2009_tb/ozone_DWFSOM44.pdf
La quimica de la desinfeccion del ozono en aguas residuales https://www.epa.gov/sites/production/files/2016-12/documents/mcchristian-ozone.pdf
El ozono como agente desinfectante en la reutilización de aguas residuales
http://www.ozonia.com/media/pdf/app/ozone_as_a_disinfecting_agent-e.pdf

Generalidades del Ozono

La concentración de ozono en aire es de 0,000002% en volumen. Su formación en la atmósfera, específicamente en la troposfera, se inicia cuando las moléculas diatómicas de oxígeno se separan en átomos libres altamente reactivos debido a la acción de la radiación ultravioleta. Estos átomos, luego colisionan con otras moléculas de oxígeno, dando como resultado moléculas de ozono.

Debido a su gran inestabilidad se descompone rápidamente en oxígeno diatómico, cumpliendo así su principal función, actuar como filtro de las Luz UV-B, radiaciones de alta energía provenientes del sol, conocidas por ser biológicamente nocivas.

A temperatura ambiente el ozono es un gas azulado y de olor acre característico que puede resultar irritante, además, es trece veces más soluble en agua que el oxígeno. Debido a su alto potencial de oxidación (2,07 V) es uno de los oxidantes más fuertes que se conocen, pudiendo oxidar hierro, manganeso y otros metales pesados.

Esta característica otorga al generador de ozono la capacidad de desinfección muy superior a la del cloro y otros desinfectantes comunes.

En la Tabla 1 pueden observarse varios ejemplos que lo demuestran, ya que remueve el 99% de los organismos patógenos (de cualquier grupo) con el menor valor de CT (concentración de desinfectante por tiempo de contacto).

Desinfectante        
Agente Patógeno Cloro libre Cloramina Dióxido de cloro Ozono
E. coli 0,0034-0,05 95-180 0,4 – 0,75 0,02
Poliovirus-1 1,1-2,5 768-3740 0,2 – 6,7 0,1 – 0,2
Rotavirus 0,01-0,05 3806 6476 0,2 – 2,1 0,006 – 0,06
Giardia lambia 47-150 2200 26 0,5-0,6
Cryptospordium 7200 7200 78 5 – 10

Valores de CT (C(mg / l) x T (min)) al 99% de eficiencia biocida para diferentes desinfectantes.
Fuente: Manuel J. Rodríguez, Germán Rodríguez, Jean Serodes y Rehan Sadiq, 20

Mecanismo de Acción

La acción microbicida del ozono se debe a su capacidad de oxidar componentes celulares vitales de muchos microorganismos. El principal punto de acción son los constituyentes de la superficie celular. Dependiendo del tipo de microorganismo, la pared celular está formada por distintos componentes, en las bacterias se constituye de peptidoglicano, entre las arqueobacterias se presentan distintas composiciones químicas, incluyendo glicoproteínas, pseudopeptidoglicano o polisacáridos.

El ozono actúa sobre todos ellos oxidándolos a otros compuestos que ya no forman la pared celular, por lo cual se incrementa la permeabilidad y puede ocasionar la lisis celular. Además, una vez que penetró la célula, el ozono daña los constituyentes de los ácidos nucleicos (ARN y ADN), como consecuencia, los microorganismos no son capaces de desarrollar inmunidad al ozono como lo hacen frente a otros agentes desinfectantes.

Efectos sobre bacterias

El ozono ataca la pared celular de las bacterias, y rompe además su actividad enzimática al actuar sobre los grupos sulfhídrilos en ciertas enzimas. A partir de este momento la bacteria pierde su capacidad de degradar azúcares y producir gases.
El deshidrogenado de glucosa fosfato-6 es afectado del mismo modo que el sistema enzimático. La muerte de la bacteria puede ser debido a los cambios en la permeabilidad celular, posiblemente seguido de una lisis celular.

Efectos sobre los virus

Los virus son microorganismos acelulares, compuestos solamente de ácido nucleico y una proteína que lo encierra llamada cápside.
El ozono actúa rompiendo esta cápsula viral, dejando el ácido nucleico desprotegido. Es probable además que el ozono modifique los sitios de la cápsula viral que el virus utiliza para fijarse a la superficie de las células.

Efecto fungicida

Existen ciertos tipos de hongos que tienen capacidad de provocar patologías en animales y plantas. Otros muchos son capaces de ocasionar alteraciones en nuestros alimentos, haciéndolos inaceptables para su consumo, como es el caso, entre otros, de los mohos.
Debido a esto, resulta interesante controlar y eliminar estas formas patógenas, cuyas esporas proliferan por todo tipo de ambientes.

Efecto esporicida

Existen algunos hongos y bacterias que cuando las condiciones son adversas para su desarrollo, fabrican una gruesa envoltura alrededor de ellas, y paralizan su actividad metabólica, permaneciendo en estado de latencia. Cuando las condiciones para la supervivencia vuelven a ser favorables, retoman su forma normal y su metabolismo recupera su actividad.
Estas formas de resistencia se conocen como esporas y son típicas de bacterias tan patógenas como las que provocan el tétanos, la gangrena gaseosa, el botulismo y el ántrax.
El Ozono a concentraciones ligeramente superiores a las usadas para el resto de las bacterias, es capaz de acabar con la resistencia de las esporas.

Acción Desodorante del Ozono

Es una de las propiedades mejor comprobadas, debido a su gran utilidad en todo tipo de locales de uso público y en el tratamiento de ciertos olores de origen industrial, posee la propiedad de destruir los malos olores atacando directamente sobre la causa que los provoca y sin añadir ningún otro olor.

En sitios cerrados, de gran afluencia de público, animales o plantas, la causa de los malos olores, suele ser la materia orgánica en suspensión y la acción de los distintos microorganismos sobre ella, tal es el caso del típico olor a personas, humedad, tabaco, comidas, naves en avicultura, porquerizas, hatos, corrales y establos.

El Ozono ataca a ambas causas, por un lado, oxida la materia orgánica, además de atacarla por ozonólisis y por otro lado ataca a los microbios que se alimentan de ella.
Existe una amplia gama de olores los cuales pueden ser atacados por el Ozono, todo depende de la naturaleza de la sustancia causante del olor.

Uso de Ozono en la Industria de Alimentos

Ozono en la Industria de Alimentos

En toda industria donde se procesan alimentos es primordial el cuidado de la higiene y sanitización de sus instalaciones para asegurar la inocuidad de sus productos. Para ello, se utiliza tradicionalmente agua en conjunto con agentes desinfectantes como el cloro y sus derivados (hipoclorito de sodio, cloramina, dióxido de cloro, etc.).

Además, la cloración ha sido el método predominante para el tratamiento de agua en plantas potabilizadoras en todo el mundo, debido a su bajo costo y a su efecto residual.

No obstante, esta técnica presenta algunos inconvenientes importantes. En la década del 70 comenzaron a realizarse investigaciones sobre los diferentes subproductos de la cloración. Se descubrió que muchos de ellos, entre los que se destacan los trihalometanos (THM), especialmente el cloroformo, bromodiclorometano, dibromoclorometano y bromoformo, son potencialmente cancerígenos, representando un riesgo para la salud.

Debido a estos resultados, desde hace tiempo se investiga el desarrollo de procesos alternativos de desinfección y sanitización que aseguren la inocuidad de los alimentos. Como consecuencia, surgieron métodos superiores a la cloración en cuanto a efectividad, como el tratamiento con radiación ultravioleta y la ozonización.

Descubrimiento del ozono

En 1785 el científico holandés Von Marum sometió oxígeno puro y aire atmosférico a intensas descargas eléctricas. Obtuvo como resultado una reducción de los volúmenes de los gases, por lo que concluyó que durante las descargas ocurrían reacciones químicas que daban como producto un gas de olor punzante característico.

A partir de esto, Von Marum describió al ozono científicamente, siendo el primero en hacerlo, aunque sin darle esta denominación. Años después -en 1840- Christian Schonbein continuó con los experimentos del holandés Von Marum, dando el nombre de ozono al gas investigado, palabra que proviene del griego “ozein” cuyo significado es “oler”.

Debido a su inestabilidad y elevado poder oxidante, el ozono actúa rápidamente, rompiendo dobles enlaces y anillos aromáticos. Por ello se lo utiliza como agente desinfectante en distintas aplicaciones, siendo la más difundida, el tratamiento de aguas y la desinfección de aire en distintos tipos de ambientes cerrados (posee acción microbicida y desodorizante).

Propiedades y aplicaciones del ozono

El O3 (ozono) es una alótropo del oxígeno termodinámicamente inestable formado por tres moléculas de este elemento. Su energía libre estándar de formación (ΔG°f) es positiva, por lo que el proceso de descomposición en moléculas de oxígeno diatómicas (O2) es espontáneo. En medicina se lo utiliza para desinfectar quirófanos y otras salas y para el tratamiento de distintas patologías (ozonoterapia), ya que posee numerosos efectos benéficos para el metabolismo y la salud. En la industria de los alimentos se usa como desinfectante de superficies que estén en contacto con alimentos, conservación, desinfección y desodorización, entre otras.

El ozono es un oxidante muy fuerte y, literalmente, destruye las moléculas de sustancias orgánicas tales como bacterias y mohos, además de esterilizar el aire y eliminar los olores y gases tóxicos. Ha sido utilizado por la industria durante muchos años y en diferentes aplicaciones tales como el control de olores, la purificación del agua y como desinfectante. (Mork, 1993).

El Gobierno de los Estados Unidos ha aprobado recientemente la desinfección con ozono en la industria alimentaria, vehiculizado por agua o aire, en superficies en contacto con estos, abriendo así un sinfín de posibilidades interesantes para el uso de esta tecnología.

En resumen y siguiendo a Rodoni (2010), el ozono es un fuerte oxidante efectivo en el control de bacterias, mohos, protozoarios y virus. Se ha empleado en la industria de alimentos como desinfectante alternativo al uso de hipoclorito de sodio y con el objetivo de incrementar la vida útil post cosecha de una amplia gama de productos frescos de origen vegetal mínimamente procesados (Mahapatra et al. 2005; Chauhan et al. 2011).

Desde hace más de 100 años el ozono ha sido utilizado como sanitizante en las plantas de tratamiento de aguas y en la producción de agua embotellada, así como se ha reportado su uso para la limpieza y desinfección de superficies y equipos (Kim et al. 1999; Mahapatra et al. 2005).

Aprobación y regulaciones del uso del ozono en la industria alimentaria

En 1997 el ozono fue confirmado como un producto GRAS (Generally Recognised as Safe) por la FDA (US-FDA 1997) y en el 2001 se aprobó su empleo en la industria alimentaria como aditivo o en contacto directo con el alimento durante su procesamiento o almacenamiento (FDA 2001, 2004). En consecuencia, la industria alimentaria ha mostrado en los últimos años un interés creciente por la implementación de sus diferentes aplicaciones, tanto en solución como en estado gaseoso (Tzortzakis et al. 2007).

En solución puede ser utilizado por inmersión o por aspersión, mientras que, en forma gaseosa, se emplea en cámaras de almacenamiento. Además, el ozono puede degradar el etileno presente en la atmósfera, por lo que su uso es positivo en la conservación de productos sensibles al etileno.

El ozono no deja residuos detectables en el producto tratado, se descompone rápidamente en oxígeno y es amigable con el ambiente; es un poderoso agente antimicrobiano, efectivo contra patógenos para el ser humano, además de reducir la incidencia y la severidad del deterioro causado por diferentes microorganismos, pudiendo ser usado incluso en la eliminación de pesticidas.

La descomposición del ozono produce radicales libres, principalmente hidroxilo, y sus efectos están asociados con la inactivación de enzimas, la alteración de ácidos nucleicos y la peroxidación lipídica a nivel de las membranas microbianas. Tiene una vida media de 20 a 30 min en agua a 20 ºC, en función de la carga orgánica del medio en que se encuentre disuelto. Presenta además la ventaja que puede ser generado in situ, eliminando los problemas de transporte y almacenamiento.

Efectividad del ozono en el control microbiano

Numerosos estudios han evaluado la efectividad del ozono en el control del crecimiento microbiano y la mejora de calidad, tanto de productos frescos como procesados, tales como uvas (Sarig et al. 1996; Palou et al. 2002; Smilanick et al. 2002; Tzortzakis et al. 2007), tomate (Aguayo et al. 2006 ; Das et al. 2006 ; Tzortzakis et al. 2007; Chaidez et al. 2007; Rodoni et al. 2010), jugos de naranja, fresa y mora (Tiwari et al. 2008; Tiwari et al. 2009a, 2009b) y sidra de manzana (Steenstrup & Floros 2004; Choi & Nielsen 2005), entre otros.

Achen & Yousef (2001) reportaron que el uso de agua ozonificada para el lavado de manzanas redujo los recuentos de E. coli O157:H7. Por otra parte, Rodoni et al. (2010) encontraron que tratamientos cortos con ozono gaseoso (10 μL/L; 10 min) disminuyeron el porcentaje de tomates dañados y el ablandamiento de los frutos maduros durante su almacenamiento a 20 ºC por 9 días, lo que se relaciona con una menor actividad de la enzima pectinmetilesterasa.

Asimismo, Wang et al. (2008) mencionan diferentes trabajos que permitieron reducir los contenidos de aflatoxinas entre 78 a 95% en semillas de algodón, maní y maíz. Sin embargo, no todos los estudios realizados muestran efectos favorables del empleo del ozono. Los resultados de distintas investigaciones indicarían que el impacto y los beneficios del uso del ozono varían en función de los productos tratados (Tzortzakis et al. 2007).

Las ventajas reportadas en la literatura indican que el empleo del generador de ozono constituye una alternativa que merece ser evaluada para lograr una aplicación más amplia en las industrias agro alimentarias.

Ozono en el procesamiento, conservación y almacenaje de carnes

El ozono y el procesamiento de carnes

En las industrias de procesado de pescados, aves y carnes rojas el problema de la Salmonella y Listeria representan uno de los retos más grandes. Es muy frecuente, en este tipo de industrias, el uso de agua para lavar y eliminar la suciedad, como también restos no deseables en los productos. La mayoría de estas aguas están tratadas con altas dosis de cloro para poder eliminar las bacterias en un corto periodo de tiempo. Desafortunadamente, el cloro reacciona con los alimentos formando sustancias potencialmente cancerígenas llamadas THM´s (tri-halometanos).
Estos tratamientos normalmente producen alteraciones en la superficie del producto en cuanto al color y al sabor. El ozono juega un papel importante en estos procesos, pues, a diferencia de otros sistemas, no deja residuales químicos sobre el producto ni en el agua de lavado.

Conservación y almacenamiento de carnes

Para la conservación y almacenamiento de la carne se requiere el frío, pero no basta con esto.  Los gérmenes y mohos que habitan en la superficie y que han sido neutralizados mediante el frío, vuelven a recobrar su vigor cuando retoman la temperatura ambiente. El ozono destruye estos agentes dañinos, garantizando una asepsia total en la carne. Además, se obtiene un mejor aspecto y presentación, así como la desodorización de las cámaras y eliminación de los agentes nitrogenados originados por la descomposición de la urea.

Los objetivos principales de la utilización de generadores de ozono en la industria alimenticia son:

  • Reducción o eliminación de olores en el procesado de los productos.
  • Desinfección del agua de uso en dicho procesado.
  • Destrucción de virus y bacterias existentes en los elementos, en las materias primas y en el proceso.
  • El ozono es un desinfectante universal que puede oxidar la materia orgánica y compuestos inorgánicos destruyendo virus, bacterias y otros patógenos.

Durante más de un siglo ha sido utilizado para procesos de tratamiento de aguas y solo recientemente ha tomado gran protagonismo en la industria de alimentación y agricultura. El ozono actúa rompiendo las paredes de las células patógenas y es un método mucho más efectivo que el cloro, pues con solo 0,4 ppm durante cuatro minutos es capaz de eliminar bacterias, virus, mohos y hongos. El ozono es un compuesto muy inestable, con una vida media muy corta, que una vez que realiza su labor de desinfección se descompone formando oxígeno.

El aumento en las exigencias de los consumidores y de las reglamentaciones actuales han dado como resultado un análisis exhaustivo de la selección de desinfectantes utilizados en los procesos de lavado de carnes y pescados.
El ozono juega un papel importante en estos procesos pues, a diferencia de otros sistemas, no deja residuales químicos sobre el producto ni en el agua de lavado.

La aplicación de ozono probó ser particularmente beneficiosa en el proceso de ablandamiento de carnes. Durante el ablandamiento, la carne es mantenida de 42 a 44 horas en un espacio cerrado a una temperatura de 20º C y humedad relativa del 85%. El proceso de ablandamiento consiste en la acción digestiva causada por enzimas presentes naturalmente en la carne, que suavizan y aflojan los músculos y el tejido conectivo. El mismo proceso puede tomar hasta 20 días a una temperatura de 6º C.El efecto acelerador del ablandamiento mediante el incremento de la temperatura provee un campo fértil a la multiplicación de bacterias infecciosas y esporas de naturaleza perjudicial. El tratamiento con ozono mediante generadores de ozono industriales provoca la destrucción de estos organismos superficiales dañinos.

Algunos estudios demuestran que a concentraciones de 0.1 ppm y humedad relativa del 60 al 90% retardan el crecimiento de bacterias, si bien no brinda esterilización total. La acción germicida del ozono es restringida solo a la superficie de la carne. El moho presente en forma de esporas puede ser destruido solo si es atacado con altas concentraciones de ozono.

El tiempo de almacenamiento de la carne puede ser incrementado entre un 30 y 40% si se mantiene en una atmósfera de entre 10 y 20 mg/m3 de ozono ambiental y la saturación microbiana sobre su superficie no es mayor a 103 bacterias/cm2. Se ha investigado detalladamente la vida de las carnes de vaca, ternera, cordero, cerdo, pollo y conejo.

En el caso de las variedades de carne almacenadas en una atmósfera normal, se produjo una significativa contaminación microbiana después de los primeros siete días. Aplicando ozono, el mismo nivel de contaminación se registró recién después de catorce días bajo idénticas condiciones.
Puede establecerse que, en una atmósfera refrigerada y en la presencia de ozono, se reduce la proliferación de familias de pseudomonas, esporas, salmonella y estafilococos. No obstante, si la contaminación inicial es muy grande el ozono no ejerce ningún efecto sobre la flora microbiana superficial.
Así, si bien el ozono falla en producir un expreso efecto antiséptico sobre las carnes almacenadas, aún hace la atmósfera de lugares refrigerados más pura y saludable.