John Wojtowicz, El Químico Que Nos Dio la Ciencia Moderna de Piscinas

Si alguna vez has usado una calculadora de piscinas que ajusta por Ácido CianúricoÁcido CianúricoTambién llamado estabilizador o acondicionador. Protege el cloro de ser destruido por la luz solar. Esencial para piscinas exteriores, pero demasiado reduce el poder desinfectante del cloro., te has beneficiado del trabajo de John Wojtowicz. Si tu app corrige las lecturas de Alcalinidad TotalAlcalinidad TotalUna medida de la capacidad de tu agua para resistir cambios de pH. Piensa en ella como un amortiguador que mantiene tu pH estable. Se mide en ppm. para tener en cuenta el estabilizador, esa es su fórmula. Si alguien te ha explicado por qué el Índice de SaturaciónÍndice de SaturaciónUn cálculo que predice si tu agua depositará sarro o disolverá calcio de las superficies. El agua balanceada tiene un índice cercano a cero. de la industria de piscinas necesitaba actualizarse, estaban canalizando la investigación que publicó a finales de los años 90.

La mayoría de los propietarios de piscinas nunca han escuchado su nombre. La ciencia en la que confían todos los días se remonta a artículos que escribió después de jubilarse de una carrera de 32 años en química industrial.

John A. Wojtowicz nació en Niagara Falls, Nueva York, el 12 de octubre de 1926. Cuando tenía diez años, durante los peores años de la Gran Depresión, pasó varios años en un orfanato antes de ir a vivir con su tía y tío. Se graduó de Trott Vocational High School en 1945, luego obtuvo una licenciatura en Química de la Universidad de Buffalo y una maestría de la Universidad de Niagara.

Trabajó durante once años como técnico de laboratorio en DuPont en Niagara Falls. Después de dos años en el Ejército, se unió a Olin Corporation como Químico Investigador. En 1959, Olin lo transfirió a su laboratorio de investigación en New Haven, Connecticut, donde trabajó como Químico Investigador Senior hasta su jubilación en 1991.

Su carrera en Olin produjo 56 patentes estadounidenses y numerosas patentes extranjeras. Fue autor de cincuenta artículos de revistas y escribió seis capítulos para la Enciclopedia Kirk-Othmer de Tecnología Química, la obra de referencia estándar para química industrial. Sus entradas en la enciclopedia cubrían Ácido HipoclorosoÁcido HipoclorosoLa forma activa y germicida del cloro en tu piscina. pH más bajo significa que más de tu cloro está en esta forma efectiva., hipocloritos, CloraminasCloraminasCompuestos formados cuando el cloro reacciona con nitrógeno del sudor, orina y otros contaminantes. Causa el fuerte ‘olor a piscina’ e irritación ocular., bromaminas y ácido cianúrico. Presentó artículos en reuniones nacionales de la Sociedad Química Americana. Era, por cualquier medida, un químico industrial serio trabajando en los niveles más altos de su campo.

Luego se jubiló. Y dirigió su atención a las piscinas.

El Problema Que Vio

La industria de las piscinas había estado usando el Índice de Saturación de Langelier (LSI)Índice de Saturación de LangelierUna fórmula que predice si tu agua depositará sarro o corroerá superficies. Cero es balanceado; positivo significa formación de sarro; negativo significa corrosivo. desde principios de los años 60 para predecir si el agua formaría incrustaciones o corroería. El LSI se originó en los años 30 con el Dr. Wilfred Langelier, un profesor de ingeniería sanitaria en UC Berkeley que lo desarrolló para sistemas de agua municipales. Su preocupación era la corrosión de tuberías en aplicaciones industriales de circuito cerrado.

La industria de las piscinas adoptó su índice y lo adaptó. La adaptación implicó simplificación. Las tablas de factores reemplazaron los cálculos termodinámicos subyacentes, y las aproximaciones se acumularon. Para cuando Wojtowicz examinó la fórmula que la industria estaba usando, se había desviado considerablemente de la ciencia original.

Encontró varios problemas. Los factores de temperatura en las tablas publicadas habían sido mal calculados y luego copiados en cada libro de texto importante de operación de piscinas. La fórmula usaba una constante para sólidos disueltos totalesTDSSólidos Disueltos Totales. Todo lo disuelto en tu agua, incluyendo minerales, químicos y sales. Alto TDS puede hacer que el agua se sienta ‘pesada’ y reduce la efectividad química. que asumía 500 ppmppmLa unidad estándar para medir concentraciones químicas en agua de piscina. 1 ppm equivale aproximadamente a 1 gota en 50 litros., lo que la hacía poco confiable para piscinas de agua salada. Más significativamente, trataba la alcalinidad total como si fuera lo mismo que la Alcalinidad de CarbonatoAlcalinidad de CarbonatoLa porción de la alcalinidad total que realmente afecta el balance del agua. En piscinas estabilizadas, resta aproximadamente un tercio de tu CYA de la alcalinidad total para obtener este número..

En piscinas que usan ácido cianúrico (CYACYAAbreviatura de Ácido Cianúrico. También llamado estabilizador o acondicionador. Protege el cloro de la degradación UV en piscinas exteriores.) como EstabilizadorEstabilizadorOtro nombre para el ácido cianúrico (CYA). Protege el cloro de ser destruido por la luz solar. A veces llamado acondicionador., este último problema importaba enormemente. El ácido cianúrico se ioniza en el agua para formar CianuratoCianuratoLa forma que toma el ácido cianúrico cuando se disuelve en agua. Se une al cloro, protegiéndolo de la luz solar pero ralentizando su velocidad de desinfección., que es alcalino. Cuando mides la alcalinidad total con un kit de prueba estándar, estás midiendo tanto la alcalinidad de carbonatos como la alcalinidad de cianurato combinadas. El índice de saturación solo se preocupa por la alcalinidad de carbonatos, porque eso es lo que determina la solubilidad del carbonato de calcio. Usar el número incorrecto significa que tu cálculo del índice es incorrecto, a veces significativamente.

Wojtowicz elaboró la corrección. A pH típico de piscina, aproximadamente un tercio de tu concentración de ácido cianúrico debe restarse de tu lectura de alcalinidad total para obtener la alcalinidad de carbonatos. A pH 7.4 con 100 ppm de CYA, una lectura de alcalinidad total de 100 ppm en realidad representa una alcalinidad de carbonatos de aproximadamente 69 ppm. La diferencia importa. El agua que parece balanceada en el papel podría ser realmente corrosiva.

Los Artículos

Entre 1995 y principios de los 2000, Wojtowicz publicó extensamente en el Journal of the Swimming Pool and Spa Industry. Su producción fue notable para alguien jubilado. Una serie de nueve partes sobre el balance de agua de piscinas reconstruyó el índice de saturación desde los primeros principios. Documentó la corrección de alcalinidad de cianurato con experimentos de laboratorio y pruebas de campo. Escribió sobre química de tampones, potencial de precipitación de carbonato de calcio, pérdida de dióxido de carbono y la base termodinámica subyacente a todo.

Los artículos son densos. Contienen derivaciones, constantes de equilibrio, fracciones de ionización y coeficientes de actividad. Citan el trabajo de 1982 de Plummer y Busenberg sobre solubilidad de calcita, la tesis de Harvard de 1972 de O’Brien sobre isocianuratos clorados, y la literatura primaria que se remonta décadas. Esta era ciencia revisada por pares aplicada a una industria que había estado funcionando con reglas generales.

También escribió artículos prácticos. Encuestas de sanitizantes y sistemas de sanitización. Resúmenes de información de productos. Guías de dosificación de ajustes químicos. Temperaturas seguras de almacenamiento y envío para químicos de piscinas. El trabajo teórico apoyaba la aplicación práctica.

Su artículo sobre la aplicabilidad del Índice de Saturación de Langelier a las piscinas abordó directamente si un índice diseñado para tuberías cerradas tenía sentido para cuerpos de agua abiertos. Algunos argumentaban que no. El Dr. Thomas, sucesor de Langelier en UC Berkeley, había sido citado diciendo que el índice “no tiene significancia para cuerpos de agua abiertos”. Wojtowicz demostró experimentalmente que un índice de saturación calculado correctamente era de hecho aplicable a las piscinas, siempre que se usara la fórmula correcta con las correcciones apropiadas.

Por Qué Esto Importa Ahora

Todos los recursos serios de química de piscinas de hoy citan a Wojtowicz. Las asociaciones comerciales de la industria hacen referencia a su ecuación revisada del índice de saturación. Los fabricantes de kits de prueba reconocen sus contribuciones a la comprensión de la química del agua de piscinas. Sus artículos son la base sobre la que descansa la ciencia moderna de piscinas.

Cuando usas una app moderna de piscinas que te da un CSICSIAbreviatura de Índice de Saturación de Calcita. Un índice de saturación más preciso que el LSI, basado en la termoquímica real del carbonato de calcio. o LSI corregido, la ciencia subyacente se remonta a sus publicaciones. Cuando alguien explica que el ácido cianúrico afecta tu lectura de alcalinidad, están transmitiendo su investigación. Cuando una publicación de foro desmiente los consejos obsoletos de la tienda de piscinas usando química real, la química a menudo viene de su trabajo.

El Motor de Química de PoolFu

El motor de química de PoolFu está construido sobre la investigación fundamental de Wojtowicz. Su ecuación corregida del índice de saturación, su trabajo sobre el ajuste de alcalinidad de carbonatos para el ácido cianúrico, y sus cálculos dependientes de la temperatura informan cómo la app evalúa tu agua.

Cuando PoolFu calcula el balance de tu agua, está usando ciencia que se remonta directamente a sus artículos. La app no solo aplica rangos estáticos de una tabla obsoleta, implementa las relaciones termodinámicas que documentó, adaptando los objetivos según la temperatura real de tu agua y la química.

Esto es lo que pasó su jubilación construyendo: una base científica lo suficientemente rigurosa para que el software pudiera implementarla correctamente. Esa base ahora funciona dentro de los teléfonos de propietarios de piscinas que nunca han leído un artículo de química pero se benefician de su trabajo cada vez que prueban su agua.

La Pregunta del Bloqueo de Cloro

Los artículos de Wojtowicz también proporcionan munición contra mitos persistentes. La noción de “bloqueo de cloro”Bloqueo de CloroUn mito. La idea de que alto CYA detiene completamente el funcionamiento del cloro. En realidad, alto CYA solo requiere niveles proporcionalmente más altos de cloro. No ‘bloquea’ nada., la idea de que el ácido cianúrico alto hace que el cloro sea completamente ineficaz, ha estado flotando en la industria de piscinas durante décadas. Se originó con estudios de laboratorio de los años 60 que mostraban que el ácido cianúrico ralentizaba el tiempo de muerte del cloro contra las bacterias.

Los estudios eran reales. Anderson en 1965 y Fitzgerald y DerVartanian en 1969 documentaron que el CYA reducía la velocidad bactericida en condiciones controladas. El propio Anderson advirtió que sus resultados provenían de condiciones de laboratorio y debían usarse con precaución si se extendían a la operación real de piscinas. Los estudios de campo de otros investigadores encontraron que en piscinas reales, con cargas orgánicas reales y compuestos de nitrógeno presentes, la relación era más compleja. El cloro en piscinas estabilizadas podía realmente superar a las piscinas no estabilizadas bajo ciertas condiciones.

Los artículos de Wojtowicz sobre química del cloro, el equilibrio cloroisocianurato, y la interacción entre CYA y cloro disponible proporcionan la base científica para entender lo que realmente sucede. Un CYA más alto sí requiere proporcionalmente más Cloro LibreCloro LibreEl cloro disponible para desinfectar tu piscina ahora mismo. Esto es lo que mata bacterias y algas. Diferente del cloro combinado, que ya ha reaccionado con contaminantes. para mantener el mismo poder sanitizante. La relación está bien definida y es calculable. La idea de que el cloro se “bloquea” completamente en algún umbral es una mala interpretación de la ciencia.

Una Vida en Química

Wojtowicz murió el 19 de mayo de 2020, a los 93 años. Había pasado su jubilación en Arizona, donde competía en los World Senior Games en Utah y las Olimpiadas Senior de Arizona. Era fanático del fútbol americano de Notre Dame. Dejó tres hijos, siete nietos y tres bisnietas.

Su obituario en el Hartford Courant enumeraba sus patentes, sus capítulos de enciclopedia, sus artículos de revista, y su libro, The Chemistry and Treatment of Swimming Pool and Spa Water. Mencionaba su trabajo de consultoría y su servicio como testigo experto en casos de responsabilidad por productos químicos. Notaba que había comenzado su educación después de sobrevivir la infancia en un orfanato de la era de la Depresión.

La industria de piscinas a la que contribuyó tan significativamente después de la jubilación rara vez lo menciona por su nombre. Sus artículos se citan en documentos técnicos y notas al pie de wiki. Sus fórmulas funcionan silenciosamente dentro de las calculadoras. Sus correcciones se aplican automáticamente por apps que nunca explican de dónde vienen las matemáticas.

Así es como funciona a menudo la ciencia. La persona que hizo la investigación fundamental se desvanece en el fondo mientras las aplicaciones prácticas se extienden por todas partes. Pero para aquellos que quieren entender la química de piscinas a un nivel más profundo, que quieren saber por qué ajustamos la alcalinidad por CYA o por qué importa el índice de saturación, los artículos de Wojtowicz siguen siendo la fuente primaria.

Están disponibles gratuitamente. Los archivos del Journal of the Swimming Pool and Spa Industry están alojados en poolhelp.com. Cualquiera lo suficientemente curioso para leerlos encontrará ciencia cuidadosa, claramente documentada, aplicable a problemas que los propietarios de piscinas enfrentan todos los días.

La mayoría de los propietarios de piscinas nunca leerán sus artículos. Usarán apps y calculadoras que incorporan su trabajo sin atribución. Seguirán consejos que se remontan a su investigación sin saberlo. Y sus piscinas estarán mejor mantenidas porque un químico industrial jubilado decidió aplicar ciencia seria a un campo que la necesitaba.