Sensor de turbidez: Sonda de calidad del agua
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Sondas de calidad del agua
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¿Por qué medir la turbidez?
La turbidez es una indicación de la cantidad de luz que atraviesa una columna de agua. Las aguas claras tienen una turbidez baja; las aguas con muchos sólidos en suspensión tienen una turbidez alta.
La turbidez se mide por varias razones. En primer lugar, la turbidez es un indicador bruto del valor estético de una masa de agua: un río con una turbidez elevada parece turbio y descolorido. Una turbidez elevada es una razón importante para la inclusión en la lista de la TMDL.
En segundo lugar, una turbidez baja maximiza la transmisión de la luz solar necesaria para la productividad fotosintética: los lagos claros tendrán una mayor productividad biológica porque las partículas en suspensión bloquean un mínimo de luz solar.
En tercer lugar, una turbidez elevada reduce la capacidad de las formas de vida superiores, como los peces, para alimentarse y reproducirse. Por otra parte, una turbidez baja hace que los peces más pequeños estén más expuestos a la depredación.
Los cambios en las tendencias de turbidez a largo plazo pueden indicar la necesidad de un estudio químico más detallado del agua y sus fuentes de contaminación.
¿Cómo se mide la turbidez?
En las aguas naturales, la turbidez se suele medir con un sensor óptico conforme a la norma ISO 7027: la cantidad de luz dispersada por las partículas en suspensión a 90 grados respecto a un haz de luz infrarroja. En aguas muy limpias, se dispersa poca luz, y la lectura de turbidez es baja. En aguas turbias, las partículas en suspensión dispersan mucha luz y la lectura de turbidez es alta.
Hay al menos cinco problemas con la medición de la turbidez:
- La turbidez no tiene definición analítica, por lo que no hay forma de establecer si una lectura de turbidez es «correcta».
- Existe una latitud significativa en la especificación de diseño ISO 7027, por lo que incluso los sensores que se ajustan a la norma ISO 7027 pueden dar lecturas diferentes.
- Hay varias formas de linealizar la salida del sensor, como igualar el turbidímetro Hach 2100, igualar diluciones de formazina e igualar diluciones de patrones de perlas de polímero.
- Existen varias soluciones de calibración, como la formazina, las perlas de polímero y algunas soluciones personalizadas formuladas por fabricantes individuales.
- Hay una docena o más de unidades de medida de la turbidez, como NTU (unidad de turbidez nefelométrica), FTU (unidad de turbidez de formazina), NTMU (unidad multihaz de turbidez nefelométrica), FAU (unidad de atenuación de formazina) y FNU (unidades nefelométricas de formazina), etc., que complican las comparaciones de las bases de datos de turbidez.
La mayoría de los instrumentos multiparamétricos emplean la ISO 7027, e informan en FNU o NTU. Hay otra técnica, llamada retrodispersión óptica, que a veces se utiliza en lugar de la ISO 7027, porque puede medir turbideces correspondientes a hasta 7000 NTU o más, donde el sensor ISO 7027 está limitado a unas 3000 NTU.
La turbidez utiliza una calibración de dos puntos; un punto es cero (agua sin turbidez), y el otro punto debe ser un estándar aproximado a la turbidez del agua que pretendes controlar. Hay que tener cuidado durante la calibración para garantizar que los efectos externos sean mínimos y que haya suficiente estándar de calibración para cubrir el «volumen óptico» del sensor: imagina una pelota de tenis pegada al extremo del sensor; asegúrate de que no haya nada en el volumen representado por esa pelota, excepto la solución de calibración.
Solinst Eureka recomienda tanto soluciones de calibración con microesferas de polímero, como patrones de formazina.

Sensor de turbidez para sondas de calidad del agua
- Gama
0 a 4000 FNU - Precisión
±,3 FNU o ±2% de la lectura p.i.g., 0 – 1000 FNU
±4% de la lectura, 1000 – 4000 FNU - Resolución
0,01 - Unidades
FNU (NTU opcionalmente) - Calibración
dos puntos con muestra calificada de laboratorio, solución de formacina,
o perlas de polímero - Mantenimiento
limpieza y calibrado
sustitución ocasional del elemento limpiador - Vida útil del sensor
3 años - Tipo de sensor
Norma ISO 7027 con rascador integrado
¿Qué debo saber sobre la medición de la turbidez?
Las mediciones de turbidez no se ven muy afectadas por otras condiciones del agua (como la temperatura). Sin embargo, cualquier material (algas, sedimentos, etc.) que se acumule en las superficies ópticas del sensor de turbidez es indistinguible del material del agua; por eso la mayoría de los sensores de turbidez tienen rascadores para limpiar la(s) ventana(s). Los sensores de turbidez no requieren un mantenimiento regular, salvo la limpieza, la sustitución ocasional de los limpiaparabrisas y la calibración. La(s) ventana(s) del sensor también debe(n) inspeccionarse periódicamente en busca de arañazos que puedan afectar a las lecturas.
Características del sensor de turbidez Solinst Eureka
Todos los sensores de turbidez ISO 7027 funcionan de forma similar, pero todos son intrínsecamente no lineales. La salida del sensor de turbidez Solinst Eureka se ha linealizado con formazina, elegida como medio linealizador por su papel en la cuantificación de la turbidez.
Aunque dos sensores de turbidez ISO 7027 de distintos fabricantes estén calibrados con el mismo patrón de formazina, y cada uno de ellos sea lineal en todo el rango del sensor, pueden indicar valores de turbidez diferentes cuando se miden uno junto al otro en las mismas aguas de campo. La magnitud de la diferencia varía con la composición del agua. Ninguno de los sensores es correcto o incorrecto, sólo son diferentes debido al margen de maniobra en la definición de turbidez, y también debido a los distintos métodos de linealización y filtrado utilizados. Eureka tiene una solución de «corrección». La salida del sensor de turbidez de Eureka puede modificarse, de modo que sus datos sean comparables a los que ya has recogido con un sensor utilizado anteriormente, o quizá con uno de un modelo aún en uso. Esto se hace utilizando la función «parámetro personalizado» del software Manta. Se aplica un factor de corrección (determinado a partir de pruebas de campo en paralelo) para corregir el ligero desplazamiento. Aunque no se prevé un desplazamiento notable, esto proporciona una forma de informar de los valores esperados, basándose en los datos históricos de turbidez.
El sensor de turbidez de Solinst Eureka emplea una modesta función de filtrado para eliminar los picos de datos (tanto positivos como negativos) causados por objetos relativamente grandes, como burbujas y restos de hojas, que no suelen considerarse partículas de turbidez y cuyos picos no deberían aparecer en los datos de turbidez. El periodo de filtrado (cinco segundos) es corto, lo que garantiza que se conserven con precisión las verdaderas tendencias de turbidez en las aguas naturales.
El elemento limpiador del sensor de turbidez de Solinst Eureka está construido como la escobilla de un limpiacristales; los limpiadores de otros fabricantes suelen ser almohadillas absorbentes, o cepillos, que tienen más probabilidades de arrastrar arenilla que raye la ventana óptica del sensor. La escobilla del sensor de turbidez de Eureka se sustituye fácilmente, con un coste nominal.
Sólidos en suspensión totales (SST)
No hay una forma directa de medir los SST porque las partículas de sólidos en suspensión (SS) tienen muchos tamaños, formas y colores. Sin embargo, si tu situación de SS es relativamente estable, es decir, tus SS no son diminutas partículas de arcilla un día y gruesas partículas orgánicas al siguiente, puedes crear un gráfico que relacione los datos de SST y turbidez.
Mide la turbidez de un litro de tu agua «típica», y luego determina su SST por medios convencionales de laboratorio. A continuación, diluye tu muestra de agua original con un 50% de agua desionizada y repite los análisis de turbidez-TSS. Por último, diluye la muestra diluida otro 50% y repite los análisis de turbidez-TSS. Ahora tienes tres lecturas de turbidez, cada una con su correspondiente número de SST. Si tienes suerte, encontrarás una relación lineal entre la turbidez y el SST. De lo contrario, puede que tengas que determinar una relación más compleja para estimar el SST a partir de las lecturas de turbidez, por ejemplo con la función de línea de tendencia de Excel.
El procedimiento anterior utiliza el método de dilución en serie (50%) para obtener tres pares de datos, pero puedes utilizar cualquier conjunto de diluciones que desees, y el número de diluciones que quieras.
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