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NUEVA TECNOLOGÍA DE MEDIDA DE TURBIDEZ EN AGUAS POTABLES Jornada Técnica CABB / AEAS 15 de Octubre de 2015
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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?
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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
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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
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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.
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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
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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
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MEDIDA DE TURBIDEZ: HISTORIA HACH PROCESO
Más de 50 años desarrollando turbidímetros basados en la misma técnica nefelométrica
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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.
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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
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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
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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.
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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?
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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.
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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.
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NUEVA PLATAFORMA TU5: LA SOLUCIÓN 360º X 90º SISTEMA ÓPTICO
Sistema ópPco patentado de la nueva plataforma de turbidímetros TU5
Tecnología de Detección 360ox90o
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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
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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
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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