La electrocloración in situ (generación electrolítica de hipoclorito sódico) produce cloro para la desinfección mediante la electrólisis de cloruro sódico acuoso (sal común o NaCl). Puede producirse por lotes, convirtiendo una solución salina en hipoclorito sódico con una concentración de 6-12 g/L, ya sea en un depósito de amortiguación o en un sistema de caudal continuo que produce hipoclorito.

La electrólisis utiliza una corriente eléctrica continua para impulsar reacciones químicas que, de otro modo, no serían espontáneas. Las reacciones se producen en dos electrodos: el ánodo y el cátodo. En el ánodo, el ion cloruro se convierte en cloro molecular (cloro gaseoso), mientras que la reacción en el cátodo produce hidrógeno gaseoso y aumenta el pH. El cloro gaseoso reacciona inmediatamente con los iones hidróxido y forma iones hipoclorito. La solución de hipoclorito sódico puede utilizarse directamente para la desinfección o el pretratamiento cuando se opera en modo continuo o puede almacenarse en un depósito de amortiguación para su uso posterior cuando se opera en modo por lotes.

Consideraciones de diseño

La calidad del agua cruda es un parámetro importante para los sistemas continuos. En general, la dureza, o las concentraciones de manganeso, hierro, fluoruro, cloro libre y cianuros, deben ser bajas o es necesario un pretratamiento exhaustivo para proteger los electrodos. Para tener en cuenta las aguas duras, los sistemas continuos suelen diseñarse con una capacidad entre un 20% y un 30% mayor para prolongar la vida útil de los equipos. Alternativamente, la sal solar (es decir, la sal producida por la evaporación de salmuera en contraposición a la sal que se extrae) con un mínimo de 99,8 % de NaCl es más adecuada, ya que tiene menores concentraciones de calcio y magnesio (<0,14 %), así como otros contaminantes que ensucian los electrodos.
Los sistemas por lotes tienen una mayor flexibilidad en cuanto a la calidad del agua cruda, ya que los electrodos suelen ser más accesibles para su limpieza y se puede utilizar cualquier tipo de sal. Los ciclos de producción pueden durar entre 3 y 12 horas, según la escala y el fabricante. La concentración de hipoclorito de sodio puede variar y debe controlarse después de cada ciclo. La solución producida no es estable y debe utilizarse directamente o estabilizarse añadiendo sosa cáustica.

Materiales

Algunos fabricantes ofrecen pequeñas células electrolíticas como parte de un conjunto que incluye el equipo de pruebas y el panel solar o el adaptador de corriente. Los grandes sistemas continuos pueden adquirirse con empresas internacionales y, en ocasiones, a través de distribuidores locales, como sistema totalmente diseñado y adaptado a los requisitos y el contexto  locales.

Salud y seguridad

La electrocloración in situ reduce la necesidad de manipular, transportar y almacenar materiales peligrosos, aumentando así la seguridad general de las instalaciones. La producción de lotes pequeños debe realizarse en salas bien ventiladas. En el caso de los grandes sistemas, es necesario un buen sistema de ventilación para eliminar el hidrógeno y evitar que quede atrapado en las tuberías.

Aplicabilidad

Los sistemas de lotes pequeños son lo suficientemente compactos como para llevarlos en el equipaje y producir hipoclorito muy rápidamente en contextos críticos de emergencia cuando se dispone de una fuente de alimentación (o un panel solar). Por ejemplo, un sistema pequeño típico en el mercado puede producir 2 L de cloro con una concentración de 6 g/L en 2,5 horas, suficiente para tratar unos 8.000 L de agua. Los sistemas más grandes pueden producir de 30 a 60 L de cloro en 4 a 5 horas y son adecuados para campamentos o plantas de tratamiento de agua potable cuando no se puede garantizar el suministro de hipoclorito líquido. Los sistemas pueden instalarse utilizando los tanques disponibles, y el hipoclorito producido puede dosificarse a través de los sistemas de dosificación existentes. Cuando los sistemas por lotes se crean desde cero, hay que formar a los operadores locales, lo que es más realista durante la fase de recuperación de una emergencia o más adelante. Los sistemas continuos a gran escala pueden considerarse en crisis urbanas prolongadas para reemplazar a los que dependen del cloro gaseoso o del hipoclorito líquido, especialmente cuando el suministro no puede garantizarse a largo plazo debido a problemas de seguridad, embargos o una capacidad de producción limitada en el país.

Operación y mantenimiento

Los sistemas por lotes son relativamente sencillos de manejar. Requieren una fuente de alimentación, así como equipos para medir la concentración de sal (salmuera), la dureza del agua y la concentración final de hipoclorito. La mayoría de los proveedores proporcionan equipos de prueba como parte del sistema. La producción debe realizarse en salas bien ventiladas. Los sistemas continuos a gran escala requieren el apoyo de un ingeniero calificado durante la fase de instalación y puesta en marcha, tras la cual el equipo queda totalmente automatizado. Los tanques de salmuera deben mantener una capacidad para cubrir una demanda de 15 a 30 días, y el nivel debe mantenerse cerca de la capacidad de almacenamiento recomendada para evitar el cierre automático. El control de fugas es esencial, al igual que la supervisión cuidadosa de la tensión de funcionamiento, la corriente y la relación entre el uso de sal y el tiempo de funcionamiento. Las inspecciones periódicas deben buscar signos de ensuciamiento de los electrodos e interruptores flotantes, que pueden requerir la limpieza de los electrodos. La mayoría de los sistemas se suministran con un sistema de limpieza ácido integrado, que puede ser totalmente automático o manual.

Costos

Los sistemas de lotes pequeños (que producen de 0,5 a 2 L de hipoclorito en un máximo de 3 horas) sin paneles solares están disponibles a partir de USD 150 a USD 300, mientras que los sistemas de lotes grandes (que producen 30 L de cloro en 4 a 5 horas) empiezan a partir de unos USD 1.000. Los sistemas de semilotes requieren un mayor grado de automatización y son más caros. El costo de los sistemas continuos a gran escala varía según el contexto, aunque suelen tener costos iniciales más elevados pero costos operativos más bajos en comparación con los sistemas de cloro gaseoso a gran escala. Cuando se eligen sistemas de electrocloración in situ para sustituir a un sistema convencional de cloro gaseoso, parte del equipo se puede adaptar para reducir costos.

Consideraciones medioambientales y sociales

En cuanto a otras técnicas de cloración, su aceptación en zonas donde es desconocida puede resultar problemática. Por eso es importante comunicarse con los líderes y la comunidad desde el principio para evitar malentendidos. Las objeciones de sabor y olor pueden hacer que los usuarios rechacen el agua, y esto es más probable cuando el agua tratada es turbia o si se sobredosifica el cloro. Las fugas de cloro concentrado al medio ambiente constituyen un grave peligro medioambiental y sanitario.