El Cloro

1. Introducción al Cloro: Un Elemento Esencial y Reactivo

1.1. Presentación del Cloro

El cloro es un elemento químico fundamental, representado por el símbolo Cl y con número atómico 17.¹ Se sitúa en el Grupo 17 (o VIIA) de la tabla periódica, clasificándose dentro del grupo de los halógenos.¹ Su masa atómica promedio es de aproximadamente 35.45 unidades de masa atómica (u), un valor que refleja la mezcla natural de sus isótopos.¹ La configuración electrónica del cloro es [Ne]3s23p5 ³, lo que significa que posee siete electrones en su capa de valencia. Esta estructura electrónica es la clave de su alta reactividad, ya que tiende a ganar un electrón para alcanzar la configuración estable de octeto completo.⁷

1.2. Breve Reseña Histórica

El descubrimiento del cloro se atribuye al químico sueco Carl Wilhelm Scheele en 1774, quien lo obtuvo mediante la reacción de óxido de manganeso(IV) con ácido clorhídrico.³ Inicialmente, Scheele creyó erróneamente que se trataba de un compuesto que contenía oxígeno.³ No fue hasta 1810 que el químico inglés Humphry Davy demostró que era un elemento químico distinto y le asignó el nombre de «cloro», derivado del término griego χλωρoς (chloros), que significa «amarillo verdoso», en alusión a su color característico.³ La historia del cloro también tiene un lado oscuro, ya que su elevada toxicidad llevó a su utilización como arma química durante la Primera Guerra Mundial, siendo uno de los primeros gases venenosos empleados en combate.² Este uso temprano subraya la peligrosidad inherente del cloro elemental.

1.3. Abundancia y Estado Natural

El cloro es un elemento relativamente abundante, ocupando el sexto lugar en abundancia en la corteza terrestre y siendo uno de los elementos más presentes en los océanos.² Sin embargo, debido a su gran reactividad química, no se encuentra en estado elemental (Cl2​) en la naturaleza.¹ En su lugar, existe combinado con otros elementos, principalmente formando sales iónicas conocidas como cloruros. La forma más común es el cloruro de sodio (NaCl), componente principal de la sal gema y la sal disuelta en el agua de mar, pero también se encuentra en minerales como la carnalita y la silvinita.¹ Además de los cloruros, puede formar parte de cloritos y cloratos.⁴ A pesar de la toxicidad de su forma elemental, el cloro es también un elemento químico esencial para numerosas formas de vida ³, principalmente bajo la forma del anión cloruro (Cl−), que desempeña funciones vitales en los fluidos biológicos.

Esta dualidad es fundamental para comprender el cloro: es indispensable para la vida en su forma iónica (como Cl− en la sal de mesa y los organismos vivos ⁶), pero altamente tóxico y reactivo en su forma molecular diatómica (Cl2​).¹ La forma química del elemento dicta drásticamente su papel biológico y sus propiedades. Esta característica marca su química, los métodos necesarios para su producción industrial, la diversidad de sus aplicaciones y las estrictas precauciones requeridas para su manejo seguro, buscando siempre maximizar sus beneficios mientras se minimizan sus considerables riesgos.

2. Propiedades Físicas del Cloro Elemental (Cl2​)

El cloro elemental, en su forma molecular diatómica (Cl2​), presenta un conjunto de propiedades físicas características que determinan su comportamiento y manejo.

2.1. Estado de Agregación, Apariencia y Olor

A temperatura y presión ambientales estándar (aproximadamente 20-25 °C y 1 atm), el cloro es un gas.³ De hecho, es uno de los pocos elementos que se encuentran en estado gaseoso en estas condiciones.¹⁶ Posee un distintivo color amarillo verdoso pálido ³ y un olor fuerte, acre, penetrante e irritante.³ Este olor es detectable por el ser humano a concentraciones relativamente bajas, con un umbral olfativo que varía según las fuentes entre 0.2 y 3.5 ppm (partes por millón).³ Si bien este olor sirve como una señal de advertencia temprana, a concentraciones peligrosas, la capacidad olfativa puede saturarse o el daño puede ocurrir rápidamente.

2.2. Propiedades Térmicas

El cloro tiene un punto de ebullición de aproximadamente -34 °C (239 K) a presión atmosférica.¹ Su punto de fusión se sitúa en torno a -101 a -102 °C (171-172 K).¹ La temperatura crítica del cloro, por encima de la cual no puede ser licuado por presión, es de 114 °C.¹¹ Las entalpías asociadas a los cambios de fase son: entalpía de vaporización de 10.2 kJ/mol y entalpía de fusión de 3.203 kJ/mol.³

2.3. Densidad y Peso Molecular

La molécula diatómica de cloro (Cl2​) tiene un peso molecular de aproximadamente 70.91 g/mol.¹ Como gas, el cloro es notablemente más denso que el aire, aproximadamente 2.5 veces.¹ Su densidad específica como gas a 0 °C y 1 atm es de 3.214 kg/m³.³ La densidad del cloro líquido es de aproximadamente 1.4 g/ml a 20 °C bajo una presión de 6.86 atmósferas.¹

2.4. Solubilidad y Presión de Vapor

El cloro gaseoso presenta una solubilidad moderada en agua. A 20 °C y presión atmosférica, se disuelven aproximadamente 0.7 gramos de cloro por cada 100 ml de agua.¹ A 0 °C y 1 atm, 1 litro de agua puede disolver cerca de 5 litros de cloro gaseoso, formando una disolución conocida como «agua de cloro».⁹ La solubilidad disminuye a medida que aumenta la temperatura por encima de unos 9.6 °C (49 °F).¹¹ A temperaturas más bajas, el cloro puede formar hidratos cristalinos sólidos con el agua, volviéndose insoluble.¹¹ La presión de vapor del cloro es considerable a temperatura ambiente, alcanzando valores entre 624 y 638 kPa a 20 °C.¹

2.5. Isótopos Naturales

En la naturaleza, el cloro se compone principalmente de dos isótopos estables: el cloro-35 (35Cl) con una abundancia relativa de aproximadamente 75.77%, y el cloro-37 (37Cl) con una abundancia de alrededor del 24.23%.³ Esta composición isotópica es la razón por la cual la masa atómica promedio del cloro no es un número entero, sino aproximadamente 35.45 u. Existen otros isótopos del cloro, pero son radiactivos. Entre ellos destaca el cloro-36 (36Cl), que se forma en trazas en la atmósfera por acción de los rayos cósmicos y tiene una vida media muy larga (unos 301,000 años), lo que permite su uso en técnicas de datación geológica de aguas subterráneas, hielos y sedimentos.³

2.6. Otras Propiedades Físicas

Otras propiedades físicas relevantes incluyen un calor específico de 480 J/(kg·K) ³, una conductividad térmica muy baja de 0.0089 W/(m·K) ³, y una viscosidad dinámica en estado gaseoso de 1.333×10−8 Pa·s a 20 °C.¹⁶ También se han determinado sus radios atómico, covalente y de Van der Waals.³

Tabla 1: Propiedades Físico-Químicas Clave del Cloro (Cl2​)

Las propiedades físicas del cloro tienen implicaciones directas en su manejo y seguridad. Su densidad, mayor que la del aire ¹, significa que en caso de una fuga accidental, el gas tenderá a desplazarse hacia el suelo y acumularse en áreas bajas o confinadas, incrementando el riesgo de exposición para las personas en esas zonas. Por otro lado, su punto de ebullición de -34 °C ¹, aunque bajo, es relativamente alto en comparación con otros gases industriales como el oxígeno (-183 °C) o el hidrógeno (-253 °C).¹⁶ Esta característica facilita su licuefacción mediante compresión y enfriamiento moderado, lo que permite su almacenamiento y transporte eficiente en estado líquido bajo presión.¹⁰ Sin embargo, esta misma propiedad implica que cualquier derrame de cloro líquido a temperatura ambiente provocará una rápida vaporización, generando un gran volumen de gas tóxico (aproximadamente 460 volúmenes de gas por cada volumen de líquido ¹⁴), lo que representa un peligro significativo.

3. Propiedades Químicas y Reactividad del Cloro

La química del cloro está dominada por su posición en la tabla periódica y su estructura electrónica.

3.1. Estructura Electrónica y Posición Periódica

Con una configuración electrónica [Ne]3s23p5 ³, el cloro posee siete electrones en su capa más externa (valencia).⁴ Esta configuración está a solo un electrón de completar el octeto estable, similar al del gas noble argón. Esta fuerte tendencia a adquirir un electrón adicional es la fuerza impulsora detrás de su alta reactividad química.⁷ El cloro exhibe una alta electronegatividad, con un valor de 3.16 en la escala de Pauling ³, lo que indica una fuerte capacidad para atraer electrones en un enlace químico, aunque es menos electronegativo que el flúor.⁷ También posee una afinidad electrónica considerablemente alta (349 kJ/mol) ⁶, reflejando la energía liberada cuando un átomo de cloro gaseoso acepta un electrón.

3.2. Carácter Oxidante y Estados de Oxidación

El cloro elemental (Cl2​) es un agente oxidante fuerte ⁵, lo que significa que tiende a aceptar electrones de otras sustancias, provocando la oxidación de estas últimas.⁵ Su potencial normal de reducción para la semirreacción Cl2​+2e−→2Cl− es de +1.36 V ⁹, un valor relativamente alto que confirma su capacidad oxidante. Una característica notable del cloro es su capacidad para existir en múltiples estados de oxidación en sus compuestos. El estado de oxidación más común y estable es -1, que se encuentra en los iones cloruro (Cl−) y en la mayoría de los cloruros metálicos y no metálicos.¹ Sin embargo, el cloro también puede adoptar estados de oxidación positivos, especialmente cuando se combina con elementos más electronegativos como el oxígeno o el flúor. Estos incluyen +1 (como en el ácido hipocloroso, HClO, y el ion hipoclorito, ClO− ⁸), +3 (en cloritos), +4 (en dióxido de cloro, ClO2​), +5 (en cloratos, como KClO3​ y el ion ClO3−​ ⁸), y +7 (en percloratos).³ El estado de oxidación 0 corresponde al cloro elemental (Cl2​).⁷

3.3. Reactividad General

El cloro es un elemento extremadamente reactivo.¹ Reacciona directamente con la mayoría de los elementos de la tabla periódica, tanto metales como no metales, así como con una gran variedad de compuestos químicos.¹ Estas reacciones son a menudo vigorosas y exotérmicas, liberando calor.¹¹ Su reactividad es tal que puede formar compuestos incluso con el oro, considerado uno de los metales menos reactivos.¹⁶ Es importante destacar que el cloro elemental no es inflamable por sí mismo, pero al ser un fuerte oxidante, puede iniciar o acelerar la combustión de muchos materiales combustibles.¹⁴

3.4. Reacciones Específicas

El cloro participa en una amplia gama de reacciones químicas:

• Con Agua: El cloro se disuelve parcialmente en agua y reacciona reversiblemente para formar una mezcla de ácido clorhídrico (HCl) y ácido hipocloroso (HOCl).⁵ La ecuación química es: Cl2​(g)+H2​O(l)⇌HCl(aq)+HOCl(aq). Esta reacción es una desproporción, ya que el cloro en estado de oxidación 0 se transforma en cloro -1 (en HCl) y cloro +1 (en HOCl).⁸ Esta reacción es la base química fundamental de las propiedades desinfectantes y blanqueadoras del cloro en disolución acuosa.⁸ A la temperatura de ebullición del agua, el cloro puede descomponer el agua para formar HCl y oxígeno (O2​).¹¹
• Con Hidrógeno: El cloro reacciona con el hidrógeno (H2​) para formar cloruro de hidrógeno (HCl), un gas incoloro.¹ La reacción H2​(g)+Cl2​(g)→2HCl(g) puede ser extremadamente rápida y explosiva si se expone a la luz solar directa o a altas temperaturas, pero procede lentamente en la oscuridad.¹¹
• Con Metales: El cloro reacciona con la gran mayoría de los metales para formar los correspondientes cloruros metálicos, que suelen ser sales iónicas.⁵ Por ejemplo, reacciona con hierro para dar cloruro de hierro(II) (FeCl2​) o cloruro de hierro(III) (FeCl3​) dependiendo de las condiciones ¹¹, y con sodio para formar cloruro de sodio (NaCl).⁸ La reacción puede ser muy vigorosa, especialmente a temperaturas elevadas o si el metal está finamente dividido (en forma de polvo o alambre), lo que aumenta su área superficial.¹¹
• Con No Metales: El cloro también reacciona con muchos no metales para formar compuestos covalentes. Ejemplos incluyen la reacción con fósforo para dar tricloruro de fósforo (PCl3​) o pentacloruro de fósforo (PCl5​) si hay exceso de cloro ⁹, y la formación de diversos óxidos de cloro con el oxígeno.¹¹
• Con Otros Halógenos: El cloro puede reaccionar con otros halógenos (flúor, bromo, yodo) para formar compuestos interhalógenos, como BrCl, ICl, ICl2​, ClF, ClF3​ y ClF5​.¹¹ En estos compuestos, el halógeno más pesado suele actuar como átomo central (excepto cuando el cloro se combina con flúor).
• Con Compuestos Orgánicos: El cloro reacciona con compuestos orgánicos a través de mecanismos de sustitución (reemplazando átomos de hidrógeno) o adición (a enlaces múltiples carbono-carbono). Estas reacciones son fundamentales para la síntesis industrial de una vasta gama de productos organoclorados, incluyendo solventes como el tetracloruro de carbono (CCl4​) y el cloroformo (CHCl3​) ¹, el monómero para el PVC ¹⁹, y numerosos pesticidas y herbicidas.²⁰ El cloro también puede romper enlaces dobles y triples y degradar moléculas orgánicas complejas.¹⁷
• Con Amoníaco: La reacción entre el cloro (o sus derivados como el hipoclorito) y el amoníaco o compuestos a base de amoníaco es peligrosa, ya que puede generar cloraminas tóxicas e incluso compuestos explosivos. Por esta razón, nunca se debe mezclar lejía con limpiadores que contengan amoníaco.²⁶
• Con Álcalis (NaOH): El cloro reacciona fácilmente con disoluciones de hidróxido de sodio (NaOH) para formar hipoclorito de sodio (NaClO), cloruro de sodio (NaCl) y agua.²⁸ Cl2​(g)+2NaOH(aq)→NaClO(aq)+NaCl(aq)+H2​O(l). Esta reacción es la base para la producción industrial y doméstica de lejía (blanqueador).¹³

3.5. Corrosividad

La presencia de humedad altera drásticamente la corrosividad del cloro. El cloro gaseoso o líquido considerado «seco» (con un contenido de agua inferior a 150 ppm, y típicamente especificado por debajo de 50 ppm ¹⁴) es relativamente poco corrosivo para metales comunes como el acero al carbono a temperaturas moderadas. Sin embargo, el cloro «húmedo» (con más de 150 ppm de agua ¹⁴) es extremadamente corrosivo para la mayoría de los metales de construcción, debido probablemente a la formación de ácidos (HCl y HOCl) en presencia de agua.¹⁴ Esto exige el uso de materiales resistentes a la corrosión, como titanio ³² o polímeros fluorados como el PFA ³³, en equipos que manejan cloro húmedo o en condiciones de alta temperatura. Por ello, es crucial evitar la entrada de agua en sistemas de cloro seco, ya que podría provocar una corrosión acelerada y fallos en los equipos.¹⁴

La elevada reactividad del cloro ¹, aunque presenta desafíos de seguridad y manejo, es precisamente la propiedad que lo convierte en una herramienta química industrial de inmenso valor. Su capacidad para actuar como un potente agente oxidante ⁵ y para participar en una diversidad de reacciones de sustitución y adición con compuestos orgánicos e inorgánicos ¹ permite la síntesis de una gama extraordinariamente amplia de productos químicos intermedios y finales. Estos van desde plásticos de uso masivo como el PVC ¹⁹ hasta productos farmacéuticos complejos ²⁰ y agroquímicos esenciales.²⁰ La industria química ha desarrollado tecnologías y procesos sofisticados para controlar esta reactividad inherente, manipulando condiciones como la humedad (uso de cloro seco ¹⁴), la temperatura, la presión y el uso de catalizadores, para dirigir las reacciones de manera selectiva hacia los productos deseados y operar de forma segura. De este modo, una propiedad potencialmente peligrosa se transforma en un activo industrial fundamental.

La reacción clave del cloro con el agua, Cl2​+H2​O⇌HCl+HOCl ⁵, merece una atención especial, ya que es la base de una de sus aplicaciones más importantes: la desinfección. El agente desinfectante primario formado en esta reacción no es el cloro molecular en sí, sino el ácido hipocloroso (HOCl).⁸ El HOCl es significativamente más eficaz para matar microorganismos que su forma disociada, el ion hipoclorito (OCl−), porque, al ser una molécula neutra, puede penetrar más fácilmente las paredes celulares de bacterias y virus, que suelen tener carga negativa.³⁵ La proporción entre HOCl y OCl− en el agua depende críticamente del pH. A pH más bajo, predomina el HOCl, mientras que a pH más alto, predomina el OCl−. La máxima eficacia desinfectante se logra en un rango de pH óptimo, generalmente entre 5.5 y 7.5, donde la concentración de HOCl es mayor.³⁵ Esto explica por qué el control cuidadoso del pH es un factor crucial en los procesos de cloración del agua potable y de piscinas para asegurar una desinfección efectiva.

4. Obtención Industrial del Cloro: El Proceso Cloro-Álcali

La producción industrial de cloro a gran escala se basa casi exclusivamente en la electrólisis de disoluciones acuosas de cloruros alcalinos, un proceso conocido genéricamente como proceso cloro-álcali.

4.1. Principio Fundamental y Reacción Global

El principio consiste en utilizar energía eléctrica para descomponer una disolución de salmuera, que es una solución concentrada de cloruro de sodio (NaCl) en agua.¹ Aunque menos común, también se puede utilizar cloruro de potasio (KCl) como materia prima, en cuyo caso se produce hidróxido de potasio (KOH, o potasa cáustica) en lugar de hidróxido de sodio (NaOH).³⁶

La reacción química global que tiene lugar durante la electrólisis de la salmuera de NaCl es 31:

2NaCl(aq)+2H2​O(l)+Energıˊa Eleˊctrica→Cl2​(g)+H2​(g)+2NaOH(aq)

En esta reacción, el cloruro de sodio y el agua se consumen para producir tres productos químicos valiosos: cloro gaseoso (Cl2​), hidrógeno gaseoso (H2​) e hidróxido de sodio (NaOH, también conocido como sosa cáustica) disuelto en agua.

4.2. Materias Primas y Preparación

La materia prima principal es el cloruro de sodio (NaCl), que puede obtenerse de depósitos subterráneos de sal gema (mediante minería tradicional o disolución in situ para formar salmuera) o a partir de la evaporación del agua de mar.³⁷ La salmuera utilizada en el proceso electrolítico debe ser de alta pureza y estar saturada o cercana a la saturación.³³ Antes de introducirla en las celdas electrolíticas, la salmuera cruda debe someterse a un riguroso proceso de purificación para eliminar impurezas iónicas, principalmente iones de calcio (Ca2+), magnesio (Mg2+) y sulfato (SO42−​), así como otros metales.²⁸ Estas impurezas pueden precipitar en las condiciones alcalinas de la celda, obstruyendo diafragmas o dañando irreversiblemente las costosas membranas de intercambio iónico, además de reducir la eficiencia del proceso.³⁷ La purificación generalmente implica tratamientos químicos (por ejemplo, con carbonato de sodio e hidróxido de sodio para precipitar carbonatos y hidróxidos de calcio y magnesio) seguidos de etapas de sedimentación y filtración.³⁶

4.3. Tecnologías de Celda Electrolítica

El corazón del proceso cloro-álcali es la celda electrolítica, donde se aplica una corriente eléctrica continua entre un ánodo (electrodo positivo) y un cátodo (electrodo negativo) sumergidos en la salmuera. Existen tres tecnologías principales de celdas electrolíticas, que difieren en la forma en que separan los productos anódicos y catódicos para evitar reacciones secundarias indeseadas:

• Celdas de Membrana: Representan la tecnología más moderna, eficiente y ambientalmente preferible, y constituyen la mayor parte de la capacidad de producción nueva y en expansión.³⁶ En este tipo de celda, los compartimentos anódico y catódico están separados por una membrana de intercambio catiónico selectiva, fabricada con polímeros perfluorados (como los ácidos perfluorosulfónico o perfluorocarboxílico, tipo Nafion®).²⁸ Esta membrana permite el paso de iones sodio (Na+) y una cantidad controlada de agua desde el compartimento anódico (donde se alimenta la salmuera purificada) hacia el compartimento catódico, pero bloquea el paso de iones cloruro (Cl−) y de iones hidróxido (OH−) en dirección opuesta.²⁸ En el ánodo, los iones cloruro se oxidan para producir cloro gaseoso (2Cl−→Cl2​+2e−). En el cátodo, el agua se reduce para producir hidrógeno gaseoso e iones hidróxido (2H2​O+2e−→H2​+2OH−).³⁸ Los iones Na+ que atraviesan la membrana se combinan con los iones OH− generados en el cátodo para formar una disolución de hidróxido de sodio (NaOH) de alta pureza y concentración relativamente alta (típicamente 31-33%).²⁸ La salmuera parcialmente agotada que sale del compartimento anódico se resatura y recircula.²⁸
• Celdas de Diafragma: Esta tecnología más antigua utiliza un diafragma poroso, tradicionalmente hecho de amianto crisotilo depositado sobre una malla de acero ³⁶, aunque en instalaciones más recientes se emplean diafragmas sintéticos a base de polímeros libres de amianto.⁴¹ El diafragma separa físicamente los compartimentos anódico y catódico, pero permite el flujo controlado de la salmuera desde el ánodo hacia el cátodo a través de sus poros.³⁶ Al igual que en las celdas de membrana, en el ánodo se produce Cl2​ y en el cátodo se generan H2​ y OH−.³⁸ Sin embargo, como la salmuera fluye hacia el cátodo, la solución catódica resultante (llamada «licor de celda») contiene una mezcla de hidróxido de sodio (a una concentración más baja, ~10-12%) y una cantidad significativa de cloruro de sodio sin reaccionar.³⁶ Para obtener NaOH de grado comercial, este licor debe someterse a un proceso de evaporación intensivo en energía para concentrar el NaOH (hasta ~50%) y precipitar la mayor parte del NaCl, que luego se separa por filtración o centrifugación.³⁶ Las celdas de diafragma generalmente tienen un mayor consumo de energía total (electrólisis + evaporación) en comparación con las celdas de membrana.³³
• Celdas de Mercurio (Proceso Castner-Kellner): Esta fue una de las primeras tecnologías desarrolladas para el proceso cloro-álcali y produce NaOH de muy alta pureza.³ Sin embargo, su uso está en declive y se está eliminando progresivamente en muchas regiones del mundo debido a las graves preocupaciones ambientales asociadas con el uso y las posibles emisiones de mercurio, un metal pesado tóxico.³¹ En este proceso, el cátodo es una fina capa de mercurio líquido que fluye por el fondo de la celda electrolítica.³ En el ánodo (generalmente de titanio recubierto) se produce Cl2​ a partir de la salmuera.⁴¹ En el cátodo de mercurio, los iones sodio se reducen y se disuelven en el mercurio para formar una amalgama líquida de sodio (NaHgx​) [Na++e−+xHg→NaHgx​(l)].³ Esta amalgama fluye continuamente hacia un compartimento separado llamado descomponedor, donde reacciona con agua pura en presencia de un catalizador (generalmente grafito) para producir hidróxido de sodio de alta concentración (~50%) y muy alta pureza (libre de NaCl), hidrógeno gaseoso, y regenerar el mercurio metálico líquido, que se recircula de nuevo a la celda electrolítica [2NaHgx​(l)+2H2​O(l)→2NaOH(aq)+H2​(g)+2xHg(l)].³

Tabla 2: Comparación de Tecnologías de Electrólisis Cloro-Álcali

4.4. Productos y Procesamiento Posterior

Independientemente de la tecnología de celda utilizada, el proceso cloro-álcali genera tres productos principales que requieren tratamiento adicional:

• Cloro (Cl2​): El gas cloro que sale de los ánodos de las celdas está caliente, saturado de vapor de agua y puede contener pequeñas impurezas. Debe ser enfriado (generalmente con intercambiadores de calor de titanio ³²), secado rigurosamente (pasándolo a contracorriente a través de ácido sulfúrico concentrado ³²), purificado (para eliminar trazas de aire, CO2​, etc.), y finalmente licuado mediante compresión y enfriamiento adicional para su almacenamiento y transporte en recipientes a presión (cilindros, isocontenedores, carros tanque).¹⁴
• Hidróxido de Sodio (NaOH) / Sosa Cáustica: Se obtiene como una disolución acuosa. Su concentración y pureza inicial dependen de la tecnología de celda (alta pureza y ~32% en membrana, ~50% en mercurio; baja pureza y ~11% en diafragma).²⁸ La solución de diafragma requiere evaporación para alcanzar la concentración comercial (~50%) y eliminar la sal.³⁶ La solución de membrana también puede concentrarse por evaporación si se requiere NaOH al 50%.³⁶ Se almacena y transporta como solución líquida o, a veces, se solidifica en escamas o perlas.
• Hidrógeno (H2​): El gas hidrógeno generado en los cátodos es también un subproducto valioso.³⁶ Generalmente está saturado de vapor de agua y puede contener trazas de cloro o mercurio (dependiendo de la celda). Requiere enfriamiento, purificación (eliminación de humedad y otras impurezas) y compresión para su almacenamiento o uso posterior.⁴⁰ Puede ser utilizado como combustible en la propia planta, vendido como producto químico, o utilizado para la síntesis de otros productos, como ácido clorhídrico (reaccionando con parte del cloro producido ¹) o amoníaco.

Una característica inherente del proceso cloro-álcali es la producción conjunta y estequiométrica de cloro, sosa cáustica e hidrógeno.³¹ Por cada tonelada de cloro producida, se generan aproximadamente 1.1 toneladas de NaOH y 0.03 toneladas de H2​. Esta interdependencia significa que la producción de cloro está intrínsecamente ligada a la demanda de sosa cáustica (y, en menor medida, de hidrógeno). Los operadores de plantas cloro-álcali deben gestionar cuidadosamente el equilibrio entre la oferta y la demanda de estos tres coproductos, ya que un desajuste en el mercado de uno de ellos puede afectar la rentabilidad y la viabilidad de la producción de los otros. Esto crea dinámicas de mercado particulares para la industria.

La evolución histórica de las tecnologías de celda (mercurio → diafragma → membrana) ilustra una clara tendencia industrial impulsada por la búsqueda de una mayor eficiencia y sostenibilidad.³⁶ La eliminación progresiva de las celdas de mercurio se debe a la presión regulatoria y social para evitar la contaminación por mercurio.³¹ La preferencia por las celdas de membrana sobre las de diafragma se basa en su menor consumo de energía eléctrica (que es un costo operativo muy significativo en la electrólisis ³⁷) y en la producción directa de NaOH de mayor pureza y concentración, evitando la costosa etapa de evaporación.²⁸ La investigación y el desarrollo en la industria continúan enfocándose en mejorar aún más la eficiencia energética, a través de innovaciones en los materiales de las membranas, recubrimientos de electrodos más activos y diseños de celdas optimizados (como los de «brecha cero»).⁴²

5. Compuestos Clave Derivados del Cloro y sus Características

El cloro elemental es el punto de partida para la producción de una vasta gama de compuestos inorgánicos y orgánicos que tienen una importancia industrial y comercial enorme.

5.1. Cloruro de Hidrógeno (HCl) y Ácido Clorhídrico

El cloruro de hidrógeno (HCl) es un gas incoloro, corrosivo y de olor picante. Se puede producir por síntesis directa, haciendo reaccionar cloro (Cl2​) e hidrógeno (H2​), ambos productos del proceso cloro-álcali.¹ La disolución acuosa de HCl se conoce como ácido clorhídrico, uno de los ácidos minerales fuertes más importantes.¹ Sus aplicaciones son muy variadas: se utiliza ampliamente en la industria química para la síntesis de otros compuestos (como cloruros inorgánicos), en el decapado y limpieza de metales, para el ajuste del pH en numerosos procesos industriales y de tratamiento de aguas, en la industria alimentaria (en su forma purificada), y en geología para la identificación de rocas carbonatadas debido a su reacción con los carbonatos.¹

5.2. Cloruro de Sodio (NaCl)

Aunque no es un derivado directo de la producción de cloro, el cloruro de sodio (sal común) es la materia prima esencial para el proceso cloro-álcali.² Es un compuesto iónico abundante en la naturaleza, encontrado en depósitos de sal gema y disuelto en el agua de mar.² Además de su rol industrial, es fundamental para la vida animal, siendo un componente esencial de la dieta y los fluidos corporales.⁶

5.3. Hipoclorito de Sodio (NaClO)

El hipoclorito de sodio (NaClO) es el ingrediente activo de la lejía doméstica (también llamada lavandina o blanqueador).¹³ Se produce industrialmente haciendo reaccionar cloro gaseoso con una disolución fría y diluida de hidróxido de sodio (Cl2​+2NaOH→NaClO+NaCl+H2​O).²⁸ También puede generarse in situ mediante electrólisis de salmuera en celdas sin separación de productos.²⁸ Es un potente agente oxidante y desinfectante. Sus principales usos incluyen la desinfección de agua (potable, piscinas), la desinfección de superficies en hogares, hospitales e industrias (alimentaria, etc.), y el blanqueo de textiles (ropa) y pulpa de papel.⁴ Se comercializa en disoluciones acuosas de diferentes concentraciones (lejía doméstica ~5-9% ⁴³, soluciones industriales pueden ser más concentradas ~12-15% ²⁸).

Es crucial entender la diferencia entre el cloro elemental (Cl2​, un gas amarillo verdoso tóxico) y la lejía (una disolución acuosa de NaClO, un compuesto derivado del cloro).¹³ Aunque ambos tienen propiedades desinfectantes y blanqueadoras relacionadas con la química del cloro, son sustancias distintas. Esta distinción es vital para la seguridad: mezclar lejía (NaClO) con productos ácidos (como limpiadores de inodoros) provoca una reacción química que libera cloro gaseoso (Cl2​) altamente peligroso.¹³ De igual manera, mezclar lejía con amoníaco genera cloraminas tóxicas.²⁶

5.4. Clorato de Potasio (KClO3​)

El clorato de potasio (KClO3​) es una sal inorgánica que se presenta como cristales blancos o polvo.⁴⁴ Es un agente oxidante muy fuerte.⁴⁴ Se utiliza en diversas aplicaciones, como la fabricación de cerillas (fósforos), pirotecnia (para generar colores y efectos), explosivos, como desinfectante y blanqueador, en la impresión textil, como fuente de oxígeno en experimentos de laboratorio (por descomposición térmica: 2KClO3​→2KCl+3O2​), y en agricultura para inducir la floración en ciertos árboles frutales como el longan.⁴⁴ Debido a su fuerte poder oxidante, el KClO3​ es peligroso si se mezcla con materiales combustibles, reductores (como azufre, fósforo, carbón, azúcares) o materia orgánica, ya que estas mezclas pueden ser sensibles al calor, la fricción o el impacto, y pueden detonar violentamente.⁴⁴ Por esta razón, está clasificado como precursor de explosivos y su venta y manejo están regulados en muchos países.⁴⁸

5.5. Cloruro de Polivinilo (PVC)

El cloruro de polivinilo (PVC) es uno de los plásticos más utilizados en el mundo. Es un polímero termoplástico producido a partir del monómero cloruro de vinilo (VCM). La producción de VCM requiere cloro, generalmente a través de un intermedio llamado 1,2-dicloroetano (EDC), que se obtiene por cloración directa del etileno o por oxicloración.¹⁹ El PVC tiene una amplia gama de aplicaciones debido a su versatilidad, durabilidad y bajo costo. Se utiliza masivamente en el sector de la construcción (tuberías para agua potable y saneamiento, perfiles de ventanas y puertas, revestimientos de suelos y paredes, aislamiento de cables eléctricos), en la industria automotriz, en envases y embalajes (películas, botellas), en productos médicos (bolsas de sangre, tubos), y en muchos otros bienes de consumo.¹⁹ La enorme demanda mundial de PVC es uno de los principales motores que impulsan la producción industrial de cloro.¹⁹

5.6. Compuestos Organoclorados

Esta es una clase muy amplia y diversa de compuestos orgánicos que contienen uno o más enlaces covalentes entre átomos de carbono y cloro (C-Cl). Se sintetizan mediante diversas reacciones de cloración. Sus aplicaciones son extremadamente variadas:

• Solventes: Muchos compuestos organoclorados son excelentes solventes para grasas, aceites y otras sustancias orgánicas. Ejemplos históricos incluyen el tetracloruro de carbono (CCl4​) y el cloroformo (CHCl3​) ¹, aunque su uso ha disminuido debido a preocupaciones ambientales y de salud. Otros solventes clorados como el diclorometano y el tricloroetileno todavía se utilizan en desengrase industrial y limpieza en seco.
• Intermediarios Químicos: Son bloques de construcción clave en la síntesis de otros productos químicos orgánicos más complejos.
• Plásticos y Polímeros: Además del PVC, el cloro interviene en la producción de otros polímeros y resinas.
• Agroquímicos: Históricamente, los compuestos organoclorados han sido muy importantes como pesticidas (insecticidas, herbicidas, fungicidas). Ejemplos notables incluyen el DDT, el lindano (hexaclorociclohexano), el clordano, el aldrín, y el endrín.⁷ Sin embargo, muchos de estos compuestos (especialmente los insecticidas más antiguos como el DDT) han sido prohibidos o restringidos en gran parte del mundo debido a su alta persistencia en el medio ambiente, su tendencia a bioacumularse en las cadenas alimentarias y sus efectos adversos sobre la vida silvestre y potencialmente la salud humana.²² No obstante, todavía se desarrollan y utilizan agroquímicos clorados más modernos y selectivos.
• Productos Farmacéuticos: El cloro se incorpora en la estructura de muchos ingredientes farmacéuticos activos (APIs) para modular sus propiedades farmacológicas. La química del cloro es importante en la síntesis de numerosos medicamentos.⁵

5.7. Otros Cloruros Inorgánicos

Además del NaCl y el HCl, existe una gran variedad de cloruros inorgánicos, que son sales formadas por el anión cloruro (Cl−) y un catión metálico o no metálico.¹² Sus propiedades físicas y químicas varían ampliamente. La mayoría son sólidos cristalinos a temperatura ambiente y muchos son solubles en agua, con algunas excepciones notables como el cloruro de plata (AgCl), el cloruro de mercurio(I) (Hg2​Cl2​) y el cloruro de talio(I) (TlCl), que son prácticamente insolubles.¹² Algunos cloruros metálicos, como el cloruro de hierro(III) (FeCl3​) o el cloruro de mercurio(II) (HgCl2​), muestran cierto carácter covalente.¹² Tienen usos muy diversos en la industria y el laboratorio, como catalizadores (ej. AlCl3​), reactivos de síntesis, en tratamiento de aguas (ej. FeCl3​ como coagulante ³²), galvanoplastia, etc..¹

Tabla 3: Principales Compuestos de Cloro y sus Usos Comunes

Más allá de sus aplicaciones directas como desinfectante o blanqueador, el cloro elemental y sus derivados primarios (HCl, NaClO) funcionan como «bloques de construcción» químicos indispensables para una inmensa red de industrias químicas secundarias y terciarias.¹ Permiten la fabricación de materiales tan esenciales como el PVC ¹⁹, solventes industriales ¹, una amplia gama de productos farmacéuticos ²⁰ y agroquímicos necesarios para la producción de alimentos.⁷ La escala de producción de cloro en un país se considera a menudo un indicador de su nivel general de desarrollo industrial y actividad económica ³¹, reflejando su papel central en la química industrial moderna.

6. Aplicaciones Fundamentales del Cloro y sus Compuestos

Las propiedades químicas únicas del cloro, especialmente su reactividad y poder oxidante, junto con la versatilidad de sus compuestos derivados, le confieren una amplia gama de aplicaciones en múltiples sectores industriales y en la vida cotidiana.

6.1. Tratamiento y Potabilización de Aguas

Quizás la aplicación más crucial del cloro y sus compuestos (principalmente hipoclorito de sodio o calcio, o cloro gaseoso que forma HOCl in situ) es la desinfección del agua potable.³ La cloración es un método eficaz y económico para eliminar o inactivar microorganismos patógenos (bacterias, virus, protozoos) presentes en las fuentes de agua, haciéndola segura para el consumo humano.⁸ Su uso generalizado desde principios del siglo XX ha sido un factor determinante en la mejora de la salud pública a nivel mundial, contribuyendo a la drástica reducción de enfermedades transmitidas por el agua como el cólera y la fiebre tifoidea.⁸ La eficacia del cloro como desinfectante es notable; por ejemplo, es considerablemente más efectivo contra bacterias como Escherichia coli que concentraciones equivalentes de bromo o yodo.⁴

6.2. Desinfección General

Más allá del agua potable, el cloro y sus derivados se emplean extensamente para la desinfección en otros ámbitos:

• Piscinas y Spas: El tratamiento con cloro (generalmente hipocloritos o compuestos orgánicos liberadores de cloro) es el método más común para mantener el agua de piscinas y jacuzzis libre de algas y microorganismos nocivos, previniendo infecciones.⁵
• Hogar: La lejía diluida (NaClO) es un desinfectante doméstico universal, utilizado para limpiar y desinfectar superficies en baños y cocinas (fregaderos, inodoros, encimeras, pisos), eliminar moho y desinfectar objetos como pomos de puertas o juguetes.²⁶
• Industria Alimentaria: Se utilizan soluciones de hipoclorito para desinfectar equipos, superficies de preparación de alimentos y áreas de almacenamiento, ayudando a prevenir la contaminación microbiana y garantizar la seguridad alimentaria.²⁶
• Ámbito Sanitario: La desinfección de superficies, instrumental médico reutilizable y áreas en hospitales, clínicas y laboratorios con soluciones a base de cloro es una práctica estándar para controlar la propagación de infecciones nosocomiales.²⁶
• Tratamiento de Aguas Residuales: La cloración se utiliza a menudo como etapa final en el tratamiento de aguas residuales para reducir la carga de patógenos antes de verter el efluente tratado al medio ambiente.³⁵

6.3. Blanqueamiento

El poder oxidante del cloro y sus compuestos también se aprovecha para el blanqueamiento:

• Industria Papelera y Textil: El cloro elemental o dióxido de cloro se han utilizado tradicionalmente para blanquear la pulpa de madera en la fabricación de papel y para blanquear fibras textiles como el algodón.¹¹ Aunque se están desarrollando alternativas, sigue siendo un proceso importante.
• Lavandería Doméstica: La lejía a base de hipoclorito de sodio es el agente blanqueador más común para la ropa blanca, eliminando manchas y devolviendo la blancura a los tejidos.¹³

6.4. Síntesis Química e Industria

El cloro es una materia prima fundamental en la industria química para la síntesis de una enorme variedad de productos ¹:

• Compuestos Orgánicos: Es esencial para producir plásticos como el PVC ¹⁵, poliuretanos (a través de isocianatos derivados ³⁴), solventes clorados, glicerina sintética ³⁶, cloro parafinas ³⁶, y una multitud de intermedios orgánicos utilizados en diversas síntesis.
• Compuestos Inorgánicos: Se utiliza para fabricar ácido clorhídrico ¹, cloruros metálicos (utilizados como catalizadores, en tratamiento de aguas, etc.) ¹, cloratos y percloratos ¹⁶, entre otros.
• Industria Farmacéutica: El cloro es un componente estructural o un reactivo clave en la síntesis de numerosos principios activos farmacéuticos (APIs) y medicamentos.⁵
• Agroquímicos: Es indispensable en la fabricación de muchos pesticidas (insecticidas, herbicidas, fungicidas) que ayudan a proteger los cultivos y aumentar la producción agrícola.⁷
• Otras Industrias: El cloro o sus derivados se utilizan en la metalurgia ³⁶, la producción de refrigerantes ³⁶, la fabricación de componentes electrónicos ³⁴, adhesivos, pinturas ⁴², y en la manufactura de miles de otros productos de consumo e industriales.¹³

A pesar de los innegables beneficios de la cloración para garantizar la seguridad microbiológica del agua potable ³, existe una contrapartida. El cloro puede reaccionar con la materia orgánica natural (como ácidos húmicos y fúlvicos) presente en las fuentes de agua cruda para formar compuestos no deseados conocidos como subproductos de la desinfección (DBPs, por sus siglas en inglés).⁸ Algunos de estos DBPs, como los trihalometanos (THMs) y los ácidos haloacéticos (HAAs), han sido asociados en estudios epidemiológicos con posibles riesgos para la salud a largo plazo, incluyendo un mayor riesgo de ciertos tipos de cáncer (vejiga, colon) y problemas reproductivos.⁸ Esto genera una tensión inherente en el tratamiento del agua: la necesidad de usar suficiente cloro para inactivar eficazmente los patógenos (riesgo agudo) frente a la necesidad de minimizar la formación de DBPs (riesgo crónico). Esta disyuntiva impulsa la optimización de los procesos de cloración (ej. control de dosis, puntos de aplicación, eliminación previa de precursores orgánicos) y la investigación y adopción de tecnologías de desinfección alternativas o complementarias (ozonización, luz ultravioleta, cloramina) en muchos sistemas de abastecimiento de agua.

La amplitud y diversidad de las aplicaciones del cloro y sus compuestos ¹ revelan su papel como un verdadero facilitador de la vida moderna. Desde el agua segura que bebemos y la higiene básica que previene enfermedades, hasta los materiales de construcción que conforman nuestras infraestructuras (PVC ¹⁹), los medicamentos que mejoran nuestra salud ²⁰, la tecnología que usamos a diario (electrónica ³⁴, fibra óptica ⁴²), los medios de transporte ³⁴ y la agricultura que nos alimenta ²⁰, la química del cloro está presente de forma directa o indirecta. Una interrupción significativa en la cadena de suministro del complejo cloro-álcali tendría, por lo tanto, repercusiones económicas y sociales profundas y generalizadas, subrayando la dependencia de nuestra sociedad actual de este elemento químico fundamental.

7. Consideraciones de Seguridad y Medio Ambiente

Dada la alta reactividad y toxicidad del cloro y algunos de sus derivados, es imperativo considerar cuidadosamente los aspectos de seguridad en su manejo y su impacto potencial en el medio ambiente.

7.1. Toxicidad

• Cloro Gaseoso (Cl2​): Es un gas altamente tóxico, especialmente por inhalación.¹ Actúa como un irritante severo y corrosivo para el sistema respiratorio (nariz, garganta, pulmones), los ojos y la piel.¹ Los efectos dependen de la concentración y la duración de la exposición.¹³ Concentraciones bajas (1-3 ppm) causan irritación nasal leve; a 5 ppm irrita los ojos; entre 5-15 ppm irrita la garganta; a 30 ppm puede causar dolor de pecho, vómitos y tos; concentraciones de 40-60 ppm pueden provocar daño pulmonar grave (neumonía tóxica, edema pulmonar); y exposiciones a concentraciones superiores a 430 ppm pueden ser letales en minutos o media hora.³ El mecanismo de toxicidad implica la reacción del gas cloro con el agua presente en las superficies húmedas de las vías respiratorias y los ojos, formando ácido clorhídrico y ácido hipocloroso, que son los agentes irritantes directos.¹³
• Cloro Líquido: El contacto directo del cloro líquido con la piel o los ojos provoca quemaduras químicas graves.²
• Hipoclorito de Sodio (Lejía): Las soluciones de hipoclorito son irritantes para la piel, ojos y mucosas; la severidad depende de la concentración.¹³ La ingestión puede causar irritación o quemaduras en el esófago y el estómago.¹⁸
• Clorato de Potasio (KClO3​): Es nocivo si se ingiere o inhala. Puede causar irritación gastrointestinal, metahemoglobinemia (afectando el transporte de oxígeno en la sangre), y daños en riñones, hígado y sistema nervioso.⁴⁴

7.2. Riesgos de Manejo y Almacenamiento

• Reactividad: El cloro reacciona violentamente con muchas sustancias, incluyendo materiales orgánicos, agentes reductores, amoníaco, hidrógeno y metales (especialmente si están finamente divididos o si el cloro está húmedo o caliente).⁵ El clorato de potasio forma mezclas explosivas con materiales combustibles.⁴⁴ Es crucial almacenar el cloro y sus derivados oxidantes separados de sustancias incompatibles.
• Corrosividad: El cloro húmedo es muy corrosivo para la mayoría de los metales ¹⁴, requiriendo el uso de materiales de construcción específicos y resistentes (acero revestido, titanio, aleaciones especiales, polímeros fluorados).¹⁴
• Presión: El cloro se almacena y transporta comúnmente como líquido bajo presión.¹⁰ Los contenedores deben protegerse del calor, ya que un aumento de temperatura incrementa la presión interna debido a la expansión térmica del líquido y la vaporización, lo que podría llevar a la ruptura del recipiente.¹⁴ Algunos cilindros tienen dispositivos de alivio de presión (tapones fusibles).¹⁴
• Fugas: En caso de fuga, el gas cloro, al ser más denso que el aire, tiende a acumularse en zonas bajas.³ El cloro líquido derramado se evapora rápidamente, generando grandes nubes de gas tóxico que pueden dispersarse con el viento.¹³
• Mezclas Peligrosas: Es extremadamente peligroso mezclar lejía (hipoclorito) con ácidos (libera Cl2​ gaseoso ¹³) o con productos que contengan amoníaco (libera cloraminas tóxicas ²⁶). Tampoco se debe calentar la lejía, ya que desprende vapores tóxicos y pierde su poder desinfectante.²⁹ Las mezclas de clorato de potasio con azufre, fósforo, carbón, azúcares u otros combustibles son altamente sensibles y explosivas.⁴⁴

7.3. Precauciones y Equipos de Protección

Debido a los riesgos inherentes, el manejo seguro del cloro y sus compuestos requiere precauciones estrictas:

• Ventilación: Trabajar siempre en áreas bien ventiladas. Para procesos industriales, se recomiendan sistemas de contención (operaciones cerradas) y ventilación por extracción localizada en los puntos de emisión.²⁷
• Equipo de Protección Personal (EPP): Es esencial el uso de EPP adecuado, que incluye guantes resistentes a productos químicos (ej. goma, neopreno, nitrilo), protección ocular (gafas de seguridad con protección lateral, pantalla facial si hay riesgo de salpicaduras), ropa de protección adecuada (batas, delantales, trajes resistentes a químicos) y, en función de la concentración esperada de cloro en el aire, protección respiratoria apropiada (desde mascarillas con filtros específicos hasta equipos de respiración autónoma).²⁷
• Procedimientos y Formación: Seguir estrictamente las instrucciones de uso de los productos comerciales (ej. dilución correcta de la lejía ²⁶). Disponer de procedimientos de emergencia claros y equipos como duchas de seguridad y lavaojos.⁴⁴ El personal que maneja cloro debe recibir formación adecuada sobre los riesgos y las prácticas seguras.

7.4. Impacto Ambiental y Destino

• Cloro Elemental: A pesar de su toxicidad, el cloro elemental (Cl2​) es muy inestable y reactivo en el medio ambiente.¹³ Reacciona rápidamente con el agua y otras sustancias químicas.¹³ En la atmósfera, se degrada en cuestión de minutos por la acción de la luz solar.¹³ En el agua, se hidroliza formando iones cloruro (Cl−) y ácido hipocloroso (HOCl) ¹³, que a su vez reaccionan o se descomponen.
• Compuestos Derivados: El destino ambiental de los compuestos de cloro es muy variable. El ion cloruro (Cl−) es generalmente estable, ubicuo y relativamente inocuo en las concentraciones habituales en el medio ambiente. El hipoclorito (NaClO) también se descompone con relativa rapidez en el medio ambiente.²⁷ Sin embargo, la principal preocupación ambiental radica en ciertos compuestos organoclorados sintéticos. Algunos de ellos, como los pesticidas organoclorados de primera generación (DDT, lindano) y los bifenilos policlorados (PCBs), son muy persistentes en el medio ambiente, resisten la degradación natural, pueden bioacumularse en los tejidos grasos de los organismos y biomagnificarse a lo largo de la cadena alimentaria, causando efectos tóxicos en la vida silvestre (adelgazamiento de cáscaras de huevos en aves, problemas reproductivos) y representando un riesgo potencial para la salud humana.²² El uso de muchos de estos compuestos persistentes ha sido prohibido o severamente restringido a nivel internacional.²² La formación de subproductos de la desinfección (DBPs) durante la cloración del agua también es una preocupación ambiental y de salud pública.⁸
• Proceso Productivo: La producción de cloro mediante el proceso cloro-álcali también tiene impactos ambientales asociados, principalmente el alto consumo de energía eléctrica (a menudo generada a partir de combustibles fósiles) ³⁷ y, en el caso de las tecnologías más antiguas, las emisiones de mercurio ³¹ o la gestión de residuos que contienen amianto o sal.³⁶

La alta toxicidad y reactividad del cloro ¹ no solo dictan la necesidad de precauciones rigurosas, sino que también actúan como un motor para la innovación en la industria. Las estrictas regulaciones y los costos asociados a la seguridad en la producción, transporte y manejo del cloro ¹⁴ incentivan el desarrollo y la adopción de tecnologías intrínsecamente más seguras, como la transición a celdas de membrana ³⁶ o la promoción de sistemas de generación in situ de hipoclorito a partir de sal y agua en el punto de uso (especialmente para desinfección de agua), eliminando así la necesidad de transportar y almacenar grandes cantidades de cloro gaseoso o lejía concentrada.²⁸ Asimismo, se buscan y desarrollan productos alternativos o formulaciones que ofrezcan una eficacia similar con un perfil de riesgo menor, como los desinfectantes basados en dicloroisocianurato de sodio (NaDCC), a menudo denominados «cloro orgánico», que son más estables y menos corrosivos que el hipoclorito.⁵²

Es fundamental diferenciar el destino ambiental del cloro elemental (Cl2​) del de sus diversos compuestos. Mientras que Cl2​ es efímero en el medio ambiente debido a su alta reactividad ¹³, el impacto ambiental a largo plazo asociado al «cloro» proviene principalmente de la persistencia y toxicidad de ciertos compuestos organoclorados sintéticos.²² El ion cloruro (Cl−), producto final de muchas reacciones, es ambientalmente benigno en concentraciones normales. El hipoclorito (NaClO) tiene una persistencia limitada.²⁷ Por lo tanto, cualquier evaluación del impacto ambiental debe considerar el ciclo de vida completo y la naturaleza química específica del compuesto clorado en cuestión, evitando generalizaciones indebidas. La preocupación por la persistencia y bioacumulación ha llevado a la regulación estricta o prohibición de los organoclorados más problemáticos ²², mientras que la gestión de los DBPs sigue siendo un desafío activo en el tratamiento del agua.⁸

8. Conclusión: La Importancia Multifacética del Cloro

El cloro emerge como un elemento halógeno de extraordinaria importancia, caracterizado por una marcada reactividad química y propiedades físicas distintivas, como su estado gaseoso a temperatura ambiente y su color amarillo verdoso. Su química está dominada por su tendencia a ganar un electrón y su capacidad para actuar como un potente agente oxidante, lo que le permite reaccionar con una vasta mayoría de elementos y compuestos.

La relevancia del cloro en el mundo moderno es profundamente multifacética y presenta una dualidad inherente. Por un lado, es un pilar fundamental de la industria química, actuando como un reactivo esencial y un bloque de construcción indispensable para la síntesis de una miríada de productos, desde plásticos de uso masivo como el PVC hasta solventes, productos farmacéuticos y agroquímicos. Por otro lado, desempeña un papel insustituible en la protección de la salud pública a través de la desinfección del agua potable y la higienización general, aplicaciones que han salvado incontables vidas al prevenir la propagación de enfermedades infecciosas.

Sin embargo, estos enormes beneficios deben sopesarse cuidadosamente frente a los riesgos significativos asociados a su manejo. La alta toxicidad del cloro elemental y la peligrosidad de algunos de sus derivados exigen la implementación de rigurosas medidas de seguridad en toda su cadena de valor, desde la producción mediante el proceso cloro-álcali hasta su transporte, almacenamiento y aplicación final. Además, es necesario considerar y gestionar su impacto ambiental, que incluye el consumo energético de su producción, la posible formación de subproductos de desinfección no deseados durante la cloración del agua, y la persistencia ambiental de ciertos compuestos organoclorados sintéticos.

La gestión responsable del cloro implica, por tanto, un esfuerzo continuo por optimizar los procesos productivos para mejorar la eficiencia energética y la seguridad, como demuestra la transición hacia la tecnología de celdas de membrana. También requiere una evaluación constante de los riesgos y beneficios en cada aplicación, la búsqueda de alternativas más seguras o sostenibles cuando sea factible y apropiado, y el cumplimiento de normativas estrictas para proteger tanto la salud humana como el medio ambiente. En definitiva, el cloro, con su compleja interacción de propiedades útiles y peligrosas, seguirá siendo un elemento clave en nuestra sociedad tecnológica, pero su uso sostenible dependerá de la continua aplicación de la ciencia, la ingeniería y la responsabilidad en su manejo a lo largo de todo su ciclo de vida.

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