ES2272184B1 - Pastilla de doble capa para tratamiento y desinfeccion de aguas. - Google Patents

Pastilla de doble capa para tratamiento y desinfeccion de aguas. Download PDF

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Abstract

Pastilla de doble capa para tratamiento y desinfección de aguas. Una pastilla de doble capa, una capa de mantenimiento y otra capa de tratamiento de choque, en la que la capa de tratamiento de choque comprende una mezcla reactiva y sustancias adyuvantes, mientras que la capa de mantenimiento comprende una mezcla de sustancias que permiten el mantenimiento prolongado de la calidad del agua, en medios acuáticos tales como, piscinas y parques acuáticos.

Description

Pastilla de doble capa para tratamiento y desinfección de aguas.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a una pastilla de doble capa para tratamiento del agua, preferiblemente, para su utilización en la limpieza y desinfección del agua de las piscinas y cualquier otro recinto acuático.
Antecedentes de la invención
Las pastillas para el tratamiento y desinfección del agua de piscinas y recintos acuáticos que se comercializan actualmente son de dos tipos: por un lado existen las pastillas de disolución lenta, que sirven para tratamientos más o menos prolongados y por otro existen las pastillas de disolución rápida que sirven para tratamientos de choque.
El tipo de pastilla que está más extendido en el mercado es la de disolución lenta. Estas pastillas son útiles fundamentalmente para llevar a cabo los tratamientos del agua de piscinas y otros recintos acuáticos de modo continuado, liberando un agente desinfectante de forma lenta y controlada. El uso de pastillas de disolución lenta que aportan cloro como agente desinfectante del agua está ampliamente extendido por su eficacia en el tratamiento del agua en una piscina. Además el ingrediente activo o sustancia donante de cloro más habitual de las pastillas es el ácido tricloroisocianúrico debido a su gran contenido en cloro, su estabilidad y su solubilidad limitada, lo que le confiere las propiedades de facilidad de transporte y almacenamiento así como de disolución lenta y controlada deseables en este tipo de pastillas.
Además de la desinfección del agua de las piscinas y demás recintos acuáticos, hay que tener en cuenta que es muy importante el control de algunos aspectos importantes como la dureza del agua, la proliferación de algas, la turbiedad del agua, etc. Para que el tratamiento global de la piscina resulte más cómodo a los usuarios se comercializan pastillas que contienen un ingrediente activo desinfectante como el ácido tricloroisocianúrico y además contienen otras sustancias algicidas, floculantes, secuestrantes de iones responsables de la dureza del agua, etc. Estas sustancias en estado sólido y formando parte de la pastilla se disuelven controladamente junto con el ácido tricloroisocianúrico proporcionando un tratamiento integral completo al agua de forma prolongada.
Hay situaciones en las que en una piscina es conveniente un tratamiento desinfectante de choque. Estas situaciones aparecen con frecuencia, como por ejemplo al principio de la temporada, en caso de proliferación de algas, por tormentas, mayor afluencia inesperada de bañistas, etc. En estos casos es necesario adicionar al agua de la piscina una sustancia donante de cloro capaz de aportar al agua la concentración de cloro demandada por la calidad del agua. En este sentido, se han desarrollado distintas técnicas para proporcionar un producto de manejo fácil y seguro.
Un ejemplo de estas técnicas es la patente US 4389318, de 1983, que describe mezclas de disolución rápida que contienen ácido tricloroisocianúrico. Estas mezclas están fundamentalmente compuestas por ácido tricloroisocianúrico y un bicarbonato de metal alcalino con o sin adición de ácido cianúrico y pueden estar comprimidas en forma de pastillas, discos, palitos, briquetas, etc., o no.
Otro ejemplo es la patente FR 2575637, de 1985, que describe un procedimiento para la preparación de pastillas efervescentes cloradas para uso en desinfección formadas por un derivado cloroisocianúrico, bicarbonato de sodio, un ácido orgánico y un adyuvante de formación de pastillas.
De aparición más reciente es la patente ES 2109871 B1, de 1998, que describe un producto desinfectante clorado para la limpieza general, obtenido sobre la base de una mezcla cuaternaria de dicloroisocianurato sódico, junto con ácido bórico, ácido cítrico y bicarbonato sódico, pudiendo estar este producto empastillado.
En 1976, se publicó una patente US 3873685 que describe un producto especialmente interesante para realizar tratamientos de choque seguidos de un mantenimiento prolongado de la calidad del agua en sistemas acuáticos como piscinas. Se trata de una estructura (pastilla o similar) formada por dos porciones discretas, una de ácido tricloroisocianúrico (de disolución lenta) y otra de dicloroisocianurato sódico dihidratado (de disolución rápida) comprimidas juntas.
Existe una patente US 6863830, de 2005, que describe una pastilla de doble capa, con una capa de disolución rápida y otra de disolución lenta. La capa de disolución lenta presenta un ingrediente activo desinfectante donor de cloro y/o bromo. La capa rápida puede llevar, entre otros ingredientes, ácido tricloroisocianúrico o dicloroisocianurato de sodio anhidro pudiendo llevar además, entre otros aditivos, un agente controlador de la disolución. Una de las limitaciones de esta patente consiste en que sólo se contempla el uso de dicloroisocianurato de sodio anhidro lo que rechaza el uso del dihidratado y de un producto hidratado con un grado de hidratación intermedio entre el anhidro y el dihidratado, el cual presenta las ventajas que se expondrán más adelante.
\newpage
Descripción de la invención
En este sentido, según un primer aspecto, la presente invención proporciona una pastilla de doble capa, para el tratamiento del agua de piscinas y otros medios acuáticos, en donde las dos capas que conforman la pastilla presentan distinta velocidad de disolución en medio acuoso así como distintas propiedades que afectan a la calidad del agua a tratar.
Una de las capas (se citará como capa de mantenimiento) se caracteriza por presentar una baja solubilidad en agua y, en consecuencia, una velocidad de disolución en el medio acuoso lenta, siendo el componente mayoritario el ácido tricloroisocianúrico que puede ir acompañado de otras sustancias algicidas, floculantes, secuestrantes de iones responsables de la dureza del agua, etc., así como algún producto adyuvante del proceso de empastillado. Entre estos últimos se emplean: ácido bórico, estearatos alcalinos y alcalino-térreos.
La otra capa (se citará como capa de choque) se caracteriza porque, en contacto con el agua, el material que la conforma se disgrega y/o disuelve rápidamente permitiendo la liberación de sus componentes al medio acuoso, donde tiene lugar una reacción química que permite una liberación de cloro muy rápida y por lo tanto un tratamiento desinfectante de choque del medio acuoso.
Opcionalmente, la pastilla comprenderá además un colorante.
Según una realización de la invención, la capa de choque de la pastilla comprende una mezcla reactiva a base de los siguientes componentes: ácido tricloroisocianúrico, bicarbonato sódico y ácido cianúrico,
Según otra realización de la invención, la capa de choque de la pastilla comprende una mezcla reactiva a base de los siguientes componentes: ácido tricloroisocianúrico, bicarbonato sódico, ácido cianúrico y dicloroisocianurato sódico hidratado, esto es, con un grado de hidratación intermedio entre el dicloroisocianurato sódico anhidro y el dihidratado. Otros componentes minoritarios de esta capa pueden ser adyuvantes del proceso de empastillado, colorantes, etc.
Esta composición presenta una serie de propiedades que le son conferidas por la combinación de sus componentes y que se pueden resumir en los siguientes puntos:
-
Alta concentración de cloro conferida por el contenido en ácido tricloroisocianúrico (90% de cloro útil).
-
Gran estabilidad de la mezcla de componentes secos que permite el almacenamiento prolongado y un fácil manejo.
-
Rápida disgregación de la mezcla comprimida cuando entra en contacto con agua debido a la efervescencia provocada por la reacción entre los componentes de la formulación, que provoca el desprendimiento de CO_{2}.
-
Alta solubilidad del dicloroisocianurato sódico presente en la mezcla sólida cuyas partículas disgregadas en el agua se disuelven rápidamente.
-
Alta reactividad de la mezcla de componentes en medio acuoso, según la reacción:
2Cl_{3}C_{3}N_{3}O_{3} + H_{3}C_{3}N_{3}O_{3} + 3 NaHCO_{3} \rightarrow 3 NaCl_{2}C_{3}N_{3}O_{3} + 3 CO_{2} + 3 H_{2}O
-
Alta solubilidad de todos los productos de reacción obtenidos al reaccionar los componentes en medio acuoso.
Es importante destacar que el uso de dicloroisocianurato sódico parcialmente hidratado, esto es, con un grado de hidratación no establecido e intermedio entre el dicloroisocianurato sódico anhidro y el dihidratado, presenta una ventaja en el proceso de fabricación de dicho componente, ya que así la etapa de secado no resulta crucial en el proceso de fabricación. Por un lado, el ahorro del coste necesario para un anhidrado total del producto es importante, y por otro lado, las condiciones del proceso de secado no son críticas al no precisarse un grado de hidratación determinado.
Otra realización opcional consiste en que la mezcla reactiva de la capa de choque comprende además una mezcla de dicloroisocianurato sódico anhidro y dicloroisocianurato sódico dihidratado o bien un producto de fabricación consistente en dicloroisocianurato sódico con un grado de hidratación no establecido e intermedio entre el dicloroisocianurato sódico anhidro y el dihidratado.
La invención será descrita ahora, sólo a título ilustrativo, por medio de los siguientes ejemplos que de ningún modo deberán ser considerados como limitativos del alcance de la invención.
Ejemplos de realización Ejemplo 1
Se fabrican tabletas de 200 gramos, de dos capas de composición diferente cada capa. Se utiliza una máquina rotativa capaz de dosificar dos capas diferentes en composición y cantidad.
La capa de mantenimiento está compuesta por 150 gramos de formulación multifunción sin colorante, con la formulación que se detalla a continuación:
Componente %, en peso.
Ácido tricloroisocianúrico 91.2%
Sulfato de aluminio(*) 4.6%
Sulfato de Cobre(**) 2.3%
Derivado del Ácido fosfónico 0.5%
Ácido bórico 1.4%
\hskip0.1cm (*) Sulfato de aluminio = producto comercial hidratado de 17-18% de riqueza en óxido de aluminio equivalente.
(**) Sulfato de cobre = producto comercial penta-hidratado. 
\vskip1.000000\baselineskip
La capa de choque está compuesta por 50 gramos de la formulación que se detalla a continuación:
Componente %, en peso.
Ácido tricloroisocianúrico 56.0%
Bicarbonato sódico 29.3%
Ácido cianúrico 9.8%
Dicloroisocianurato sódico n-hidratado(*) 2.4%
Ácido bórico 2.4%
Colorante azul 0.1%
(*) \begin{minipage}[t]{155mm}Producto directo de fabricación con un grado de hidratación equivalente a n moléculas de agua de cristalización con n= 1.7.\end{minipage}
El procedimiento a seguir es el siguiente: En una mezcladora se añaden los componentes una capa previamente pesados, se homogeneiza la mezcla y se descarga en uno de los dos silos de alimentación de la máquina rotativa.
Se colocan en la mezcladora los componentes de la otra capa una vez pesados y una vez homogeneizada la mezcla se descarga en el segundo silo de alimentación.
Se programa la máquina rotativa para dosificar dos capas, la de mantenimiento de 150 gramos y la de choque de 50 gramos. Una vez dosificada la capa inferior, ésta es sometida a un pre-prensado con presión de 392 kg/cm^{2} (5585 psi) y posteriormente se añade la capa superior. El conjunto de las dos capas se prensa con una presión de 1200 kg/cm^{2} (17080 psi). Se obtiene así la tableta con la dureza deseada, esto es con una fuerza necesaria para la rotura de la pastilla siempre por encima de 50 kg-fuerza y habitualmente de entre 60 y 80 kg-fuerza.
Las dimensiones de las tabletas obtenidas se citan a continuación:
Peso 197-203 gramos
Grueso 26 mm
Espesor capa coloreada 9 mm 
\vskip1.000000\baselineskip
Se mide la solubilidad en piscina piloto de las tabletas obtenidas del siguiente modo:
Se coloca la tableta de 200 gramos en el skimmer y se pasa a su través un caudal de 8 m^{3}/h de agua a 20ºC. No se coloca la tapa para controlar mejor la velocidad de disolución y observar visualmente el comportamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Se pesa la tableta a lo largo del tiempo obteniéndose los siguientes resultados:
tiempo (minutos) 0 5 10 15 20
peso (gramos) 200.5 176 160 155 153 
\vskip1.000000\baselineskip
Como puede comprobarse, al cabo de 20 minutos se ha disuelto completamente la capa rápida de la tableta. Asimismo se observa visualmente la completa consunción de la capa coloreada de azul.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 2
Se procede igual que en el ejemplo 1, teniendo en cuenta que la capa de mantenimiento tiene la misma composición y la capa de choque está formulada de la siguiente manera:
Componente %, en peso.
Ácido tricloroisocianúrico 56.0%
Bicarbonato sódico 29.3%
Ácido cianúrico 12.2%
Ácido bórico 2.4%
Colorante azul 0.1% 
\vskip1.000000\baselineskip
Igual que en el ejemplo anterior, se programa la máquina rotativa para dosificar dos capas, una de 150 gramos y otra de 50 gramos. Una vez dosificada la capa inferior, ésta es sometida a un pre-prensado con presión de 392 kg/cm^{2} (5585 psi) y posteriormente se añade la capa superior. El conjunto de las dos capas se prensa con una presión de 1200 kg/cm^{2} (17080 psi). Se obtiene así la tableta con la dureza deseada, esto es con una fuerza necesaria para la rotura de la pastilla siempre por encima de 50 kg-fuerza y habitualmente de entre 60 y 80 kg-fuerza.
\vskip1.000000\baselineskip
Las dimensiones de las tabletas obtenidas se citan a continuación:
Peso 200-203 gramos
Grueso 26.5 - 27 mm
Espesor capa coloreada 8-8.5 mm 
\newpage
Se mide la solubilidad en piscina piloto de las tabletas obtenidas del mismo modo que en el ejemplo anterior obteniéndose los siguientes resultados:
tiempo (minutos) 0 14 23
peso (gramos) 201 157 157
Al cabo de 14 minutos puede comprobarse visualmente la completa consunción de la capa coloreada de azul.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 3
Se procede igual que los ejemplos anteriores teniendo en cuenta que la capa de mantenimiento tiene la misma composición y la capa de choque está formulada de la siguiente manera:
Componente %, en peso.
Dicloroisocianurato sódico n-hidratado(*) 98.5%
Ácido bórico 1.4%
Colorante azul 0.1%
(*) \begin{minipage}[t]{155mm}Producto directo de fabricación con un grado de hidratación equivalente a n moléculas de agua de cristalización con n= 1.7.\end{minipage}
Se procede de la misma manera que en los ejemplos anteriores obteniendo así la tableta de las mismas características de dureza que las anteriores.
Las dimensiones de las tabletas obtenidas se citan a continuación:
Peso 198-201 gramos
Grueso 26 mm
Espesor capa coloreada 9 mm
Se mide la solubilidad en piscina piloto de las tabletas obtenidas del mismo modo que en los ejemplos anteriores obteniéndose los siguientes resultados:
tiempo (minutos) 0 5 10 15 20 25
peso (gramos) 200.5 195 180 167 158 153
Al cabo de 25 minutos puede comprobarse visualmente la completa disolución de la capa de choque que está coloreada de azul.

Claims (5)

1. Pastilla de doble capa para el tratamiento del agua, una de choque y otra de mantenimiento, capaz de liberar cloro en medio acuoso para la desinfección y el tratamiento de choque del agua, caracterizada porque una de las capas, la de mantenimiento, comprende: ácido tricloroisocianúrico; sustancias floculantes; algicidas; secuestrantes de los iones responsables de la dureza del agua y adyuvantes del proceso de empastillado y la otra capa, de tratamiento de choque, comprende: una mezcla reactiva y sustancias adyuvantes del proceso de empastillado.
2. Pastilla según la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende un colorante.
3. Pastilla según la reivindicación 1, caracterizada porque, en la capa de choque, la mezcla reactiva comprende los siguientes componentes: ácido tricloroisocianúrico, bicarbonato sódico y ácido cianúrico.
4. Pastilla según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque, en la capa de choque, la mezcla reactiva comprende además dicloroisocianurato sódico hidratado, con un grado de hidratación comprendido entre 0,5 y 2,0.
5. Pastilla según la reivindicación 3, caracterizada porque comprende además sustancias adyuvantes del proceso de empastillado.
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