DESCRIPCIÓN 

Las actividades de desinfección son 

consideradas como los mecanismos 

principales en la desactivación o 

destrucción de los organismos patógenos 

para prevenir la dispersión de 

enfermedades transmitidas a través del 

agua tanto a los usuarios aguas abajo 

como al ambiente. Es muy importante 

que las aguas residuales sean tratadas 

adecuadamente antes de realizarse las 

actividades de desinfección para que la 

acción de cualquier desinfectante sea 

eficaz. La Tabla 1 muestra los 

microorganismos que comúnmente se 

encuentran en aguas residuales 

domésticas y las enfermedades asociadas 

a ellos. 

El ozono se produce cuando las 

moléculas de oxígeno (O2) son 

disociadas por medio de una fuente de 

energía produciendo átomos de oxígeno 

que posteriormente chocan con una 

molécula de oxígeno para formar un gas 

inestable, el ozono (O3), que se utiliza 

para desinfección de las aguas 

residuales. La mayoría de las plantas de 

tratamiento de aguas residuales generan 

ozono mediante la aplicación de una 

corriente alterna de alto voltaje (6 a 20 

kilovoltios) a través de una brecha entre 

placas dieléctricas de descarga en donde 

se encuentra un gas de alimentación que 

contiene el oxígeno. El ozono es 

generado en la planta debido a que el gas 

TABLA 1 AGENTES 

INFECCIOSOS POTENCIALMENTE 

PRESENTES EN AGUAS 

RESIDUALES DOMÉSTICAS NO 

TRATADAS 

Organismo Enfermedad Causada 

Bacterias 

Escherichia coli 

(enterotoxígeno) 

Gastroenteritis 

Leptospira (spp.) Leptospirosis 

Salmonella typhi Fiebre tifoidea 

Salmonella (2,100 

serotipos) 

Salmonelosis 

Shigella (4 spp.) Shigellosis (disentería bacilar) 

Vibrio cholerae Cólera 

Protozoos 

Balantidium coli Balantidiasis 

Cryptosporidium 

parvum

Cryptosporidiasis 

Entamoeba 

histolytica

Amebiasis (disentería 

amoébica) 

Giardia lamblia Giardiasis 

Helmintos 

Ascaris lumbricoides Ascariasis 

T. solium Teniasis 

Trichuris trichiura Tricuriasis 

Viruses 

Enteroviruses (72 

tipos; por ejemplo: 

víruses echo y 

coxsackie del polio) 

Gastroenteritis, anomalías del 

corazón y meningitis. 

Hepatitis A Hepatitis de tipo infeccioso 

Agente de Norwalk Gastroenteritis 

United States Office of Water EPA 832-F-99-063 

Environmental Protection Washington, D.C. Septiembre de 1999 

Agency 

Folleto informativo de tecnología 

de aguas residuales 

Desinfección con ozono
Rotavirus Gastroenteritis 

Fuente: Tabla adaptada de Crites and Tchobanoglous, 

1998 

es inestable y se descompone en oxígeno 

elemental en un período corto de tiempo 

luego de su generación. 

El ozono es un oxidante y agente 

germicida de virus muy fuerte. Los 

mecanismos de desinfección asociados 

con el uso del ozono incluyen: 

• La oxidación o destrucción directa 

de la pared de la célula con la salida 

de componentes celulares fuera de la 

misma. 

• Las reacciones con los subproductos 

radicales de la descomposición del 

ozono. 

• El daño a los componentes de los 

ácidos nucleicos (purinas y 

pirimidinas). 

• La ruptura de las uniones de 

carbono-nitrógeno que conduce a la 

despolimerización 

Cuando el ozono se descompone en 

agua, los radicales libres del peróxido de 

hidrógeno (HO2) y del hidróxido (OH) 

que se forman tienen gran capacidad de 

oxidación y desempeñan un papel activo 

en el proceso de desinfección. En 

general se cree que las bacterias son 

destruídas debido a la oxidación 

protoplasmática, dando como resultado 

la desintegración de la pared de la célula 

(fisuramiento o lisis de la célula). 

La eficacia de la desinfección depende 

de la susceptibilidad de los organismos a 

ser tratados, del tiempo de contacto y de 

la concentración de ozono. Un diagrama 

linear del proceso de desinfección con 

ozono se muestra en la Figura 1. Los 

componentes de un sistema de 

desinfección utilizando ozono incluyen 

la preparación del gas de alimentación, 

la generación del ozono, el contacto con 

el ozono, y la destrucción del ozono. 

El aire o el oxígeno puro se utilizan 

como fuente de oxígeno en el gas de 

alimentación, el cual es transmitido al 

generador de ozono a una tasa 

establecida de flujo. La fuente de 

energía para la producción es generada 

mediante una descarga eléctrica en un 

gas que contenga oxígeno. Los 

generadores de ozono son comúnmente 

clasificados de acuerdo a: 

• El mecanismo de control (voltaje o 

unidad de frecuencia). 

• El mecanismo de enfriamiento (agua, 

aire, o agua más aceite). 

• El arreglo físico de las placas 

dieléctricas (vertical u horizontal). 

• El nombre del inventor. 

Si bien los generadores de ozono 

fabricados por diversas compañías tienen 

características únicas, estos también 

tienen algunas configuraciones en 

común. 

El método de descarga eléctrica es la 

fuente de energía más comúnmente 

utilizada para la producción de ozono. 

El aire extremadamente seco u oxígeno 

puro se exponen a una descarga 

controlada y uniforme de alto voltaje a 

una frecuencia alta o baja. El punto de 

condensación del gas de alimentación 

debe ser igual o menor de -60 o

C (-76 o

F). La corriente de gas generada del 
aire contiene cerca del 0.5 a 3.0% de 

ozono por peso, mientras que el oxígeno 

puro genera aproximadamente de 2 a 4 

veces esa concentración. 

Después de su generación, el ozono es 

alimentado a una cámara de contacto de 

flujo vertical de caída que contiene el 

agua residual a ser desinfectada. El 

propósito principal de la cámara de 

contacto es transferir el ozono que se 

encuentra dentro de la burbuja de gas al 

Fuente: U.S. EPA, 1986 

FIGURA 1 DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DEL PROCESO DE OZONIZACIÓN 

cuerpo del líquido mientras que se permite 

suficiente tiempo de contacto para la 

desinfección. Los tipos de cámara de contacto 

de burbujas difusas comúnmente utilizados 

(bien sea en dirección del flujo o a 

contracorriente) son los de inyección de presión 

positiva, de presión negativa (Venturi), de 

agitación mecánica y las torres de lecho fijo. 

Debido a que el ozono se consume rápidamente, 

debe proveerse un contacto uniforme en una 

cámara de flujo en pistón (tubular). 

Los gases de escape de la cámara de contacto 

deben ser tratados para destruir cualquier ozono 

restante antes de ser liberados a la atmósfera. 

Por lo tanto, es esencial mantener una 

dosificación óptima del ozono para una mejor 

eficacia. Cuando se utiliza el oxígeno puro 

como gas de alimentación, los gases de escape 

de la cámara de contacto pueden ser reciclados 

para generar el ozono o para la reutilización en 

el tanque de aereación. Los gases de escape del 

ozono que no se utilizan se envían a una unidad 

de destrucción de ozono o se reciclan. 

Los parámetros principales de control del 

proceso son la dosis, la mezcla y el tiempo de 

contacto. Los sistemas de desinfección por 

Destrucción del 

ozono

Generación de 

ozono

Preparación de gas de alimentación 

• Producción de oxígeno 

• Almacenamiento de oxígeno 

• Tratamiento con aire/oxígeno 

Cámara de contacto 

de ozono

Gases de 

escape

Reciclaje

Entrada del agua 

residual

Descarga
medio de ozono tienen como objetivo el 

maximizar la solubilidad del ozono en el agua 

residual ya que la desinfección depende de la 

transferencia del ozono al agua residual. La 

cantidad de ozono que se disuelve en el agua 

residual a una temperatura constante es una 

función de la presión parcial del ozono gaseoso 

sobre el agua o en la corriente del gas de 

alimentación. 

Es crítico que todos los sistemas de desinfección 

que utilizan ozono sean evaluados a escala 

piloto y calibrados antes de la instalación para 

asegurar que se cumplan con los requisitos del 

permiso de descarga en los sitios específicos de 

uso. 

APLICABILIDAD 

La desinfección con ozono se utiliza 

generalmente en plantas de tamaño mediano o 

grande una vez que el agua residual haya 

recibido por lo menos tratamiento secundario. 

Además de la desinfección, otro uso común del 

ozono en el tratamiento del agua residual es el 

control de malos olores. 

La desinfección con ozono es el método menos 

utilizado en los Estados Unidos aún cuando en 

Europa esta tecnología ha tenido una amplia 

aceptación por varias décadas. El tratamiento 

con ozono tiene la capacidad de lograr niveles 

más altos de desinfección en comparación con 

el cloro o la luz ultravioleta; sin embargo, los 

costos de inversión así como los gastos de 

mantenimiento no son competitivos con las 

alternativas disponibles. Por lo tanto, el ozono 

es utilizado con poca frecuencia, principalmente 

en casos especiales en los cuales otras 

alternativas no son efectivas. 

VENTAJAS Y DESVENTAJAS 

Ventajas: 

• El ozono es más eficaz que la utilización del 

cloro para la desinfección o destrucción de 

virus y bacterias. 

• El proceso de ozonización utiliza un período 

corto de contacto (aproximadamente de 10 a 

30 minutos). 

• No existen residuos peligrosos que necesiten 

ser removidos después del proceso de 

ozonización porque el ozono se descompone 

rápidamente. 

• Después del proceso de ozonización, los 

microorganismos no crecen nuevamente, a 

excepción de aquellos que están protegidos 

por las partículas en la corriente de agua 

residual. 

• El ozono es generado dentro de la planta, 

existiendo así muy pocos problemas de 

seguridad industrial asociados con el envío y 

el transporte. 

• El proceso de ozonización eleva la 

concentración de oxígeno disuelto (O.D.) 

del efluente. El incremento O.D. puede 

eliminar la necesidad de reaereación y 

también puede incrementar el nivel de O.D. 

en la corriente de agua receptora. 

Desventajas 

• La baja dosificación puede no desactivar 

efectivamente algunos virus, esporas o 

quistes. 

• El proceso de ozonización es una tecnología 

más compleja que la cloración o la 

desinfección con luz ultravioleta, por lo cual 
se requieren equipos complicados y sistemas 

de contacto eficientes. 

• El ozono es muy reactivo y corrosivo, 

requiriendo así de materiales resistentes a la 

corrosión tales como el acero inoxidable. 

• El proceso de ozonización no es económico 

para las aguas residuales con altas 

concentraciones de sólidos suspendidos 

(SS), demanda bioquímica del oxígeno 

(DBO), demanda química de oxígeno, o 

carbono orgánico total. 

• El ozono es extremadamente irritante y 

posiblemente tóxico, así que los gases de 

escape que salen de la cámara de contacto 

deben ser destruidos para evitar que los 

trabajadores estén expuestos a ellos. 

• El costo del tratamiento puede ser 

relativamente alto en cuanto a la inversión 

de capital y la demanda de energía eléctrica. 

DESEMPEÑO 

Plantas de tratamiento de aguas residuales de 

Belmont y Southport en Indianápolis, 

Indiana 

En 1985, la ciudad de Indianápolis, Indiana, 

operaba dos plantas de tratamiento avanzado de 

aguas residuales en Belmont y Southport, cada 

una con capacidad de 125 millones de galones 

por día (mgd) en donde se utilizaba el proceso 

de desinfección con ozono. La capacidad 

nominal de los generadores de ozono 

alimentados por oxígeno era de 6,380 libras 

diarias, lo cual era utilizado para cumplir con 

los promedios geométricos semanales y 

mensuales de desinfección de coliformes fecales 

establecidos en los permisos de descarga (400 y 

200 por 100 ml, respectivamente). 

La desinfección fue requerida en ambas plantas 

de tratamiento de Indianápolis desde el 1 de 

abril hasta el 31 de octubre de 1985. Las 

características del funcionamiento de los 

equipos fueron evaluadas durante el período de 

desinfección llevado a cabo en 1985 y, 

consecuentemente, el desempeño de la 

desinfección fue optimizado durante la 

temporada de 1986. El costo de inversión de 

ambos sistemas de ozonización representó cerca 

del 8% del costo total de la construcción de las 

plantas. La operación y el mantenimiento de los 

sistemas de ozonización representaron cerca del 

1.9 % y del 3.7 % de los costos totales de 

operación y mantenimiento de las plantas 

Belmont y Southport, respectivamente. 

En 1989 se llevó a cabo un programa detallado 

de monitoreo y de control del proceso. Los 

datos indicaron efectos significativos en el 

desempeño del proceso debido a los cambios en 

el caudal del agua residual, la concentración de 

las coliformes fecales que ingresaban a la 

cámara de contacto y la demanda de ozono. 

La información sobre la demanda de ozono no 

se conocía previamente. Se realizaron diversos 

estudios para permitir un mejor control del 

proceso de desinfección con ozono. Estos 

incluyeron la instalación reciente de una cámara 

de contacto de ozono a escala piloto para 

permitir que el personal de la planta midiera 

diariamente la demanda de ozono. Además, se 

realizaron las pruebas con rastreadores para 

medir la posibilidad de flujo de corto circuito en 

la cámara de contacto. Los resultados indicaron 

que se lograba una ventaja notable al agregar 

deflectores adicionales. Los resultados también 

señalaron estrategias operacionales que podrían 

lograr una máxima remoción de coliformes 

fecales, tales como la reducción del número de 

cámaras de contacto en operación en 

condiciones de flujo bajo y moderado. 
OPERACION Y MANTENIMIENTO 

La generación de ozono utiliza una cantidad 

significativa de energía eléctrica. Por esto se 

debe dar una atención constante al sistema para 

asegurar que el uso de la energía es optimizado 

para un rendimiento controlado de la 

desinfección. 

No deben existir conexiones con fugas dentro o 

en los alrededores del generador de ozono. El 

operador debe monitorear regularmente las 

subunidades apropiadas para asegurar que no 

estén recalentadas. Por lo tanto el operador 

debe verificar rutinariamente que no existan 

escapes puesto que una fuga muy pequeña 

puede causar concentraciones inaceptables de 

ozono en el ambiente. El equipo de monitoreo 

de ozono debe ser probado y calibrado según lo 

recomendado por el fabricante del equipo. 

Tal como el oxígeno, el ozono tiene una 

solubilidad limitada y se descompone más 

rápidamente en agua que en el aire. Este factor, 

junto con la reactividad del ozono, requiere que 

la cámara de contacto de ozono esté bien 

cubierta y que el ozono se difunda al agua 

residual lo más eficazmente posible. 

El ozono en forma gaseosa es explosivo una vez 

que alcanza una concentración de 240 g/m3

. 

Puesto que la mayoría de los sistemas del 

proceso de ozonización nunca exceden una 

concentración gaseosa de ozono de 50 a 200 

g/m3

, esto no es generalmente un problema. Sin 

embargo, el ozono en forma gaseosa sigue 

siendo peligroso durante una cantidad 

significativa de tiempo, de modo que es 

necesario tomar medidas extremas de 

precaución cuando se operan sistemas del gas de 

ozono. 

Es importante que las tuberías del generador de 

ozono, de distribución, de contacto, del gas de 

escape y de entrada a la unidad de destrucción 

de ozono sean purgadas antes de abrir los 

diversos sistemas o subsistemas. Al ingresar a 

la cámara de contacto de ozono, el personal 

debe estar consciente de que existe un potencial 

de deficiencia de oxígeno o de gas de ozono 

atrapado a pesar de que se realicen los mejores 

esfuerzos de limpieza del sistema. El operador 

debe estar enterado de todos los procedimientos 

de operación de emergencia requeridos en caso 

que surgiese un problema. Los operadores 

deben tener todo el equipo de seguridad 

industrial disponible para su utilización en caso 

de que suceda una emergencia. Los parámetros 

de operación y mantenimiento importantes 

incluyen: 

• Abastecer al generador de ozono con un gas 

limpio de alimentación que tenga un punto 

de condensación igual o menor a -60 o

C (-76 o

C). Si el gas alimentado tiene humedad, la 

reacción de ozono y la humedad puede 

generar una condensación muy corrosiva en 

el interior del ozonizador. La producción 

del generador puede ser disminuida por la 

formación de los óxidos de nitrógeno (tales 

como ácido nítrico). 

• Mantener el flujo requerido del enfriador del 

generador (aire, agua u otro líquido). 

• Lubricar el compresor o el soplador de 

acuerdo con las especificaciones del 

fabricante. Asegurarse que todas las 

empaquetaduras de sellado del compresor se 

encuentren en buenas condiciones. 

• Operar el generador de ozono dentro de los 

parámetros de diseño. Examinar y limpiar 

regularmente el ozonizador, el suministro de 

aire y los ensamblajes dieléctricos, y 

monitorear regularmente la temperatura del 

generador de ozono. 

• Hacer monitoreo del sistema de 

alimentación y distribución de ozono para 
asegurar que el volumen necesario tenga 

suficiente contacto con las aguas residuales. 

• Mantener los niveles ambientales de ozono 

por debajo de los límites de las regulaciones 

de seguridad aplicables.

COSTOS 

El costo de los sistemas de desinfección con 

ozono depende del fabricante, de la ubicación, 

de la capacidad de la planta, y de las 

características del agua residual a ser 

desinfectada. Los costos del proceso de 

ozonización son generalmente altos en 

comparación con otras técnicas de desinfección. 

La Tabla 2 muestra una estimación de costos 

típica (valores bajos a medianos) para el sistema 

de desinfección con ozono utilizado para 

desinfectar 1 mgd de agua residual. Los costos 

se basan en agua residual que ha pasado por los 

procesos de tratamiento primario y secundario 

en un sistema correctamente diseñado (el 

contenido del DBO no debe exceder 30 

miligramos por litro [mg/L] y el contenido de 

los sólidos suspendidos debe ser menor a 30 

mg/L). En general, los costos son influenciados 

en gran parte por factores específicos de la 

localidad; por esto, las estimaciones que se 

presentan a continuación son valores típicos que 

pueden variar de un sitio a otro. 

Debido a que la concentración de ozono 

generada del aire o del oxígeno es tan reducida, 

la eficacia de transferencia a la fase líquida es 

una consideración económica crítica. Por esta 

razón las cámaras de contacto utilizadas son 

generalmente muy profundas y recubiertas. 

El costo total de un sistema de ozonización 

también es determinado en gran parte por el 

costo de inversión y los costos de operación y 

mantenimiento. Los costos anuales de 

operación para la desinfección con ozono 

incluyen el consumo de energía, los suministros, 

la reparación de equipos misceláneos y las 

necesidades de personal. 

TABLA 2 ESTIMACIÓN DE COSTOS 

TÍPICOS DE UN SISTEMA DE 

OZONIZACIÓN 

Componente Costo del sistema 

(dólares) 

Costos de inversión 

de capital 

Gas de alimentación y 

compresor de oxígeno 

$ 245,500 

Cámara de contacto 

(500 gpm) 

$ 4,000 – 5,000 

Unidad de 

destrucción 

Pequeña (cerca de 30 

pcm) 

$ 800 

Grande (cerca de 120 

pcm) 

$ 1,000 – 1,200 

Costos misceláneos $ 35,000 

Costos de ingeniería $ 12,000 – 15,000 

Contingencias 30% 

Costo anual de 

operación y 

mantenimiento 

Mano de obra $ 12,000 

Energía eléctrica 90 kW 

Otros (reemplazo de 

filtros, aceite del 

compresor, repuestos 

dieléctricos, etc) 

$ 6,500 

gpm: galones por minuto 

pcm: pies cúbicos por minuto 

Fuente: Champion Technology, 1998 
Otra consideración referente al costo es que 

cada sistema de ozonización es muy específico 

para cada caso, dependiendo de las limitaciones 

del efluente de la planta. Se deberán contactar 

empresas de abastecimiento de substancias 

químicas para obtener información específica de 

costos. 

REFERENCIAS 

1. Crites, R. and G. Tchobanoglous. 1998. 

Small and Decentralized Wastewater 

Management Systems. The McGrawHill Companies. New York, New York. 

2. Martin, E. J. and E. T. Martin. 1991. 

Technologies for Small Water and 

Wastewater Systems. Environmental 

Engineering Series. Van Nostrand 

Reinhold (now acquired by John Wiley 

& Sons, Inc.). New York, New York. 

pp. 209–213. 

3. Metcalf & Eddy, Inc. 1991. Wastewater 

Engineering: Treatment, Disposal, and 

Reuse. 3d ed. The McGraw-Hill 

Companies. New York, New York. 

4. Rakness, K. L.; K. M. Corsaro; G. Hale; 

and B. D. Blank. 1993. "Wastewater 

Disinfection with Ozone: Process 

Control and Operating Results." Ozone: 

Science and Engineering. vol. 15. no. 6. 

pp. 497–514. 

5. Rakness, K. L.; R. C. Renner; D. B. 

Vornehm; and J. R. Thaxton. 1988. 

"Start-Up and Operation of the 

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and Engineering. vol. 10. no. 3. pp. 215–

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6. Rudd, T. and L. M. Hopkinson. 

December 1989. "Comparison of 

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1986. Wastewater Disinfection. Manual 

of Practice No. FD-10. Water Pollution 

Control Federation. Alexandria, 

Virginia. 

8. U.S. Environmental Protection Agency 

(EPA). 1986. Design Manual: Municipal 

Wastewater Disinfection. EPA Office of 

Research and Development. Cincinnati, 

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Practice No. 11. 5th ed. vol. 2. WEF. 

Alexandria, Virginia. 

10. Rasmussen, Karen (Frost & Sullivan). 

1998. Pollution Engineering Online. 

Market Forecast: Wastewater Treatment 

Equipment Markets.” WEFTEC, 

Orlando, FL. 

INFORMACION ADICIONAL 

Mark Boner, P.E. 

WWETCO 

1825 2nd Avenue 

Columbus, GA 31901 
Roy F. Weston Inc. 

Peter J. Lau 

1515 Market Street, Suite 1515 

Philadelphia, PA 19102-1956 

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Ambiental de los Estados Unidos respalda o 

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Code 4204, 401 M St., S.W., Washington, D.C., 

20460 

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