NUEVA TECNOLOGÍA DE MEDIDA DE TURBIDEZ EN AGUAS POTABLES Jornada  Técnica  CABB  /  AEAS  15  de  Octubre  de  2015  

TURBIDEZ: INTRODUCCIÓN

•  La  turbidez  es  una  expresión  de  la  claridad  del  agua.  

•  Está   relacionada  con   la  presencia  d e   p a r E c u l a s   s ó l i d a s   e n  suspensión  en  la  muestra  

•  Es   un   indicador   de   calidad   del  a gua   f undamen t a l   e n   s u  tratamiento  

•  Su   medición   a   bajos   niveles  presenta  dudas  al  operador:      ¿El   cambio   de   medida   en   el  

instrumento   corresponde   a   un  cambio  en  el  proceso?    

TURBIDEZ: CONCEPTOS

•  Definición  Standard  Methods:  Una  expresión  de  la  propiedad  ópPca  de  un   líquido  que  causa  que  un  haz   luminoso   lineal  que   lo  atraviesa  se  disperse  y  absorba  en  su  interior  

•  Causada  por  parEculas   sólidas  de  origen  mineral,  orgánico   o   biológico   (limo,   arcilla,   algas,  microorganismos,  materia  orgánica,…)  

•  No   está   relacionada   con   la   composición   química  de  la  muestra  

•  Nos  da  una  idea  cualitaPva  de  la  calidad  del  agua,  no  disPngue  tamaño  de  parEculas  

TURBIDEZ: APLICACIÓN EN AGUA POTABLE

•  Cumplimiento  de  legislación  en  agua  producto.  Valores  de  turbidez  cada  vez  más  exigentes  

•  Influencia  en  la  efecPvidad  de  la  desinfección  •  Medida  necesaria  en  el  control  de  todos  los  procesos  de  la  planta  de  

tratamiento  •  UPlización  de  instrumentación  de  proceso  y  laboratorio  para  medida  de  

turbidez  en  valores  bajos  

MEDIDA DE TURBIDEZ: HISTORIA

•  1900   Turbidímetro   de   vela   de   Jackson.  Determinación   visual   de   la   atenuación   de   luz  generada   por   una   vela.   Unidades   JTU,   patrón  solución  de  Perras  diatomeas    

•  1930  Desarrollo  del  estándar  de  formacina.    •  1950  Desarrollo  del  fotómetro  de  atenuación,  con  

detector  a  180o.  Solo  es  aplicable  en  muestras  con  turbidez  media.  Unidades  FAU.  

 

MEDIDA DE TURBIDEZ: NEFELOMETRÍA Para  evitar  la  limitación  de  los  fotómetros  de  atenuación  en  valores  bajos  de  turbidez,  en  los  años  1950  se  desarrolla  la  técnica  de  medida  de  luz  dispersa.  La  dispersión  de  luz  provocada  por  las  parEculas  en  suspensión  es  función  de:  •  Tamaño,  forma  e  índice  de  refracción  de  las  parEculas  •  Color  de  las  parEculas  y  fluido  •  Concentración  de  las  parEculas  Se  selecciona  el  ángulo  de  dispersión  a  90o  porque  es  el  menos  dependiente  del  tamaño  de  las  parEculas  en  suspensión.  A  la  técnica  así  definida  se  le  llama  Nefelometría.    

Espectro  de  luz  dispersa  según  tamaño  de  parEcula  

MEDIDA DE TURBIDEZ: NEFELOMETRÍA En   la  actualidad   se   conPnúa  uPlizando   la  medida  nefelométrica  de   turbidez,  con   medida   de   luz   dispersa   a   90o   mediante   fotodetector   colocado  perpendicular  al  haz  luminoso.  Las  unidades  actuales  son  NTU  ó  FNU.  Normas  diferentes  para  Europa  y  Estados  Unidos:  1.  Europa  ISO  7027:  Fuente  luminosa  a  860  nm,  camino  ópPco  ≤  10  cm,  luz  

dispersa  a  90o  ±  1o,  detección  a  860  nm  ±  30  nm  2.  Estados   Unidos   USEPA   180.1:   Lámpara   halógena/tungsteno,   camino  

ópPco  ≤  10  cm,  luz  dispersa  a  90o  ±  30o,  detección  entre  400  –  600  nm    

MEDIDA DE TURBIDEZ: HISTORIA HACH PROCESO

Más  de  50  años  desarrollando  turbidímetros  basados  en  la  misma  técnica  nefelométrica  

MEDIDA NEFELOMÉTRICA: LIMITACIONES

En   bajas   turbideces,   muy   poca   radiación  luminosa  alcanza  el  fotodetector  a  900,  con  una  desfavorable   relación   señal/ruido,   viéndose  afectada  la  lectura  por  estas  variables:  •  Luz   parásita,   es   la   radiación   luminosa   que  

llega  al  fotodetector  ajena  al  sistema  ópPco  del  turbidímetro.    

•  Geometría   de   la   cubeta   de   medición.  Genera   diferencias   de   medida   entre  turbidímetros   de   proceso   y   de   laboratorio,  pueden  seguir  incluso  diferente  normaPva.  

•  Presencia  de  burbujas.  •  Efecto   cubeta,   manipulación   por   el  

operario.      

MEDIDA NEFELOMÉTRICA: EFECTO CUBETA/1

Medida  sin  limpiar  la  cubeta:  0,40  NTU  

Medida  tras  limpiar  la  cubeta  con  un  paño  adecuado:  0,30  NTU  

MEDIDA NEFELOMÉTRICA: EFECTO CUBETA/2

Medida  tras  aplicar  aceite  de  silicona  a  la  cubeta:  0,21  NTU  

Medida  tras  indexar  por  rotación  la  cubeta:  0,17  NTU    DIFERENCIA:  Desde  0,40  a  0,17  NTU  

MEDIDA NEFELOMÉTRICA MEJORA DEL SISTEMA ÓPTICO

Para   mejorar     la   respuesta   del  turbidímetro  nefelométrico  para  bajas   turbideces,   es   necesario  incrementar   la   intensidad  luminosa   rec ib ida   por   e l  fotodetector.    Una   pos ib le   opc ión   ser ía  dup l i ca r   e l   fo todetec tor ,  obteniendo   una   señal   doble  frente  al  detector  único.        

MEDIDA NEFELOMÉTRICA MEJORA DEL SISTEMA ÓPTICO

Para   mejorar     la   respuesta   del  turbidímetro   nefelométrico   para  bajas   turbideces,   es   necesario  incrementar   la   intens idad  l uminosa   rec ib ida   po r   e l  fotodetector.    La   solución   ideal   debería  contemplar   toda   la   radiación  luminosa  dispersada  en  el  plano  perpendicular   al   haz   luminoso.  Pero   ¿cómo   conseguirlo   con   la  cubeta  cilíndrica?    

MEDIDA NEFELOMÉTRICA LA SOLUCIÓN 360º X 90º

•  Colocando   el   haz   luminoso   incidente  sobre  el  eje  de  la  cubeta  podemos  uPlizar  toda   la   radiación   luminosa   dispersada  sobre  un  plano  perpendicular.  

•  La   señal   recibida   en   el   sistema   ópPco   es  muy   super io r   a   l a   de l   s i s tema  nefelométrico    convencional,  permiPendo  minimizar   los   errores   incluso   en  turbideces  muy  bajas.  

   

MEDIDA NEFELOMÉTRICA LA SOLUCIÓN 360º X 90º

•  Colocando   el   haz   luminoso   incidente  sobre  el  eje  de  la  cubeta  podemos  uPlizar  toda   la   radiación   luminosa   dispersada  sobre  un  plano  perpendicular.  

•  La   señal   recibida   en   el   sistema   ópPco   es  muy   super io r   a   l a   de l   s i s tema  nefelométrico    convencional,  permiPendo  minimizar   los   errores   incluso   en  turbideces  muy  bajas.  

•  En   la   medida   se   contempla   toda   la  superficie   perimetral   de   la   cubeta,   se  eliminan  los  errores  por  el  efecto  cubeta.  

   

NUEVA PLATAFORMA TU5: LA SOLUCIÓN 360º X 90º SISTEMA ÓPTICO

Sistema  ópPco  patentado  de  la  nueva  plataforma  de  turbidímetros  TU5  

Tecnología  de  Detección  360ox90o  

NUEVA PLATAFORMA TU5 COINCIDENCIA ENTRE PROCESO Y LABORATORIO

Diferentes  versiones  según  norma  ISO  /  EPA  para  laboratorio  y  proceso  

Medida  de  turbidez  en  la  misma  longitud  de  onda  en  ambos  campos  

NUEVA PLATAFORMA TU5 COINCIDENCIA ENTRE PROCESO Y LABORATORIO

Mismo  sistema  ópPco  para  los  equipos  de  proceso  y  laboratorio  

Elementos  comunes  de  calibración  /  verificación  

Coincidencia  de  medidas  

NUEVA PLATAFORMA TU5 LA CONFIANZA QUE BUSCABA EN LA MEDIDA DE TURBIDEZ

La  seguridad  de  que  un  cambio  en  la  medida  del  instrumento  corresponde  a  un  cambio  en  el  proceso  

Disponible  a  parPr  de  Enero  de  2016