Turbidez

La turbidez del agua es una propiedad óptica que hace que la luz se disperse y se absorba, en lugar de transmitirse. La dispersión de la luz que pasa a través de un líquido es causada principalmente por sólidos en suspensión. Cuanto mayor es la turbidez, mayor es la cantidad de luz dispersa. Incluso un fluido muy puro dispersará la luz hasta cierto punto. Ninguna solución tiene turbidez cero.

Hay diferentes estándares de medición utilizados en función de las aplicaciones, y con estos estándares se aplican unidades. El estándar ISO adoptó la FNU (Unidad Nefelométrica de Formacina) mientras que la EPA utiliza la NTU (Unidad de Turbidez Nefelométrica). Otras unidades incluyen la JTU (Unidad de Turbidez Jackson), FTU (Unidad de Turbidez de Formacina), EBC (Unidad Europea de Turbidez de la Convención de Cervecería) y tierra de diatomeas (mg/L SiO2).

Existen tres métodos de prueba de analíticos para la turbidez:

  • ISO 7027 "Calidad del Agua: Determinación de la Turbidez"
  • Método USEPA No.180.1, "Turbidez"
  • Agua de Mar y Aguas Residuales No 2130, "Turbidez"

Se recomiendan longitudes de onda específicas para cada método. Para la USEPA y los Métodos Estándar, se recomienda la longitud de onda en el rango visible del espectro, donde el método ISO europeo requiere una fuente de luz infrarroja.

El Método Infrarrojo (ISO 7027)

El estándar ISO 7027 especifica los parámetros clave para que el sistema óptico mida la turbidez del agua potable y superficial, utilizando el método métrico basado en formacina. Los medidores de turbidez ISO funcionan al pasar un haz de luz infrarroja a través de un vial que contiene la muestra a analizar. La fuente de luz es un LED infrarrojo de alta emisión. Un sensor colocado a 90 ° con respecto a la dirección de la luz detecta la cantidad de luz dispersada por las partículas no disueltas presentes en la muestra. Un microprocesador convierte estas lecturas en valores FTU (FNU).

Método Aprobado por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (180.1)

El Método 180.1 de USEPA especifica los parámetros clave para que el sistema óptico mida la turbidez del agua potable, salina y superficial, en un rango de 0 a 40 NTU, utilizando el método nefelométrico.

Los medidores que cumplen con los métodos aprobados por la EPA están diseñados para cumplir o exceder los criterios especificados por el Método 180.1 de la USEPA y el Método 2130 B.

Principio de Funcionamiento

El haz de luz que atraviesa la muestra se dispersa en todas las direcciones. La intensidad y el patrón de la luz dispersa se ven afectados por muchas variables, como la longitud de onda de la luz incidente, el tamaño y la forma de las partículas, el índice de refracción y el color. El sistema óptico incluye una lámpara de filamento de tungsteno o LED IR, un detector de luz dispersa (90°) y un detector de luz transmitida (180°).

En el rango de turbidímetro de proporción, el microprocesador del instrumento calcula el valor de turbidez de las señales que llegan a los dos detectores mediante un algoritmo efectivo. Este algoritmo corrige y compensa las interferencias de color, haciendo que los turbidímetros sean de color compensado. El sistema óptico y la técnica de medición también compensan las fluctuaciones de intensidad de la lámpara o del LED, minimizando la necesidad de calibración frecuente.

En el rango de turbidímetro sin proporción, el valor de turbidez se calcula a partir de la señal en el detector de luz dispersa (90 °). Este método ofrece una alta linealidad en el rango bajo pero es más sensible a las fluctuaciones de intensidad de la lámpara o LED.

El límite inferior de detección de un turbidímetro está determinado por la luz parásita. La luz parásita es la luz detectada por los sensores que no es causada por la dispersión de la luz de las partículas suspendidas. Los sistemas ópticos de turbidímetros están diseñados para tener una luz parásita muy baja, proporcionando resultados precisos para muestras de baja turbidez.

Hanna Instruments ofrece una amplia variedad de instrumentos para medir la turbidez. Los productos incluyen medidores de sobremesa y portátiles que se basan en la metodología ISO y EPA.

 

Medidores de Sobremesa para Turbidez

Los medidores de turbidez de sobremesa incluyen versiones basadas en métodos ISO y EPA. Los medidores basados ​​en el método EPA tienen NTU, Nephelos y EBC como unidades de medida. Un medidor de sobremesa basado en el método EPA también está disponible para medir el cloro. Los medidores basados ​​en el método ISO pueden mostrar resultados como FNU, FAU, NTU y EBC.

 

 

Medidores Portátiles de Turbidez

Los medidores de turbidez portátiles incluyen versiones basadas en métodos ISO y EPA. Los medidores basados ​​en el método EPA muestran resultados como NTU. Un medidor portátil basado en el método EPA también está disponible para medir el cloro. Los medidores basados ​​en el método ISO muestran los resultados como FNU. En esta categoría hay portátiles que pueden medir parámetros adicionales junto con turbidez y una versión hecha para el monitoreo de bentonita en vino y neblina en cerveza. El medidor de neblina que puede mostrar resultados como FTU, EBC, ASBC y HELM.

 

 

Soluciones de Calibración

El medidor de turbidez nefelométrica está diseñado para ser estandarizado rutinariamente con un estándar de dispersión de luz conocido. Los estándares y materiales de referencia deben producirse y caracterizarse de una manera técnicamente competente y deben ser homogéneos, estables, certificados y tener disponible una incertidumbre de medición conocida. Actualmente, existen al menos dos estándares reconocidos y aprobados por la USEPA, Métodos Estándar, ASTM y otras agencias reguladoras. Estos son formacina y AMCO AEPA-1.

La formacina es una suspensión acuosa de un polímero insoluble formado por la reacción de condensación entre sulfato de hidracina y hexametilentetramina. Aunque la formacina se sugirió como un estándar de turbidez ya en 1926, tiene muchas limitaciones, como su alta toxicidad, baja vida útil, rápida tasa de sedimentación y fácil aglomeración. Afortunadamente, desde 1982, hay un estándar disponible que supera las deficiencias de la formacina. Esto ha sido desarrollado por la empresa estadounidense Advanced Polymer Systems, y es una mezcla suspendida de esferas de polímero de estireno divinilbenceno. Estas normas tienen las siguientes características:

Estabilidad: Los estándares de turbidez AMCO AEPA-1 son una suspensión estabilizada de micro perlas de copolímero de estireno divinilbenceno reticulado en agua ultra pura. Estas perlas son químicamente inertes y mantienen su equilibrio químico en un medio acuoso independientemente de la concentración. La dispersión del tamaño de las perlas solo varía de 0.06 a 0.2 micras. Este pequeño tamaño explica el movimiento Browniano aleatorio de estas cuentas en suspensión, manteniéndolas en movimiento constante y totalmente dispersas dentro de la matriz de agua ultra pura.

Propiedades físicas: El tamaño de partícula, la forma uniforme y el índice de refracción hacen que estas esferas sean ideales para caracterizar la absorción de luz y la dispersión para un comportamiento de 90 ° en el rango UV-VIS. Además, la forma y el tamaño esféricos del cordón impiden la aglomeración o precipitación del patrón. Por estas razones, los estándares AMCO AEPA-1 son muy estables.

Fiabilidad: Estos estándares se preparan y embotellan en una sala limpia. Se prueban con precisión y estabilidad, se validan por completo antes del embotellado y no contienen productos químicos o compuestos tóxicos o cancerígenos.

Hanna proporciona los estándares AMCO AEPA-1 para la calibración de turbidez.

 

 

 

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