10 razones la medición de turbidez es un reto, y cómo superar estos problemas.

La turbidez ha sido durante mucho tiempo uno de los indicadores clave en la determinación de la calidad del agua. Sin embargo, se reconoce bien dentro de la industria que debido al efecto del diseño del instrumento en lecturas, diversos instrumentos pueden dar diversos resultados en la misma muestra.  Hay una serie de razones para esto, algunas para hacer con la luz incidente de los instrumentos y el ángulo de detección de luz dispersa, y algunos que ver con cómo la muestra se presenta al instrumento.

La turbiedad puede ser una medida compleja para hacer, especialmente en los niveles muy bajos requeridos en la producción de agua potable británica. La medida se puede afectar por el tamaño y la forma del material que dispersa la luz, el color de la muestra y entonces la distribución del material en la muestra.

Para superar estos problemas, se ha desarrollado un nuevo instrumento de turbidez, el PTV1000, creado por un equipo de expertos dirigido por el mundialmente conocido experto en turbidez Mike Sadar. El instrumento en línea que diseñaron buscó abordar los problemas comunes con la presentación de la muestra al instrumento.

Los desafíos de la medición de turbidez:

CausaEfecto
BurbujasAltos resultados
Variaciones de celda de muestraResultados altos o bajos. El impacto de este problema es más severo cuando se mide la turbidez de bajo nivel.
Luz perdidaAltos resultados
ContaminaciónAltos resultados. Resultados de la acumulación de partículas/de la escala dentro del instrumento, o de ensuciar microbiológico.
Aspectos ópticos del instrumentoResultados altos o bajos. Degradación de los componentes ópticos dentro del instrumento y el efecto de la calibración
Absorber partículas coloreadasResultados bajos
Color de la muestraResultados bajos (si se usa una longitud de onda en la región visible)
Tamaño de partículaResultados altos o bajos (dependiente de la longitud de onda) las partículas grandes dispersan longitudes de onda más largas de la luz más fácilmente que pequeñas partículas las pequeñas partículas dispersan longitudes de onda más eficientes que longitudes de onda más largas
Sedimentación de partículasResultados altos o bajos. Tiende a ser un problema con la instrumentación portátil en lugar de en línea.
Densidad de partículasResultados bajos

Mesa adaptada de Sadar. M "Instrumentación de turbidez Una visión general de la tecnología de hoy "taller de turbidez FISC. Patrocinado por el US Geological Survey, Reno, Nevada, 2002

Se ha desarrollado una nueva forma de medir la turbidez, la PTV1000 de Lovibond, que incorpora la pericia de un equipo con más de 100 años de experiencia en medición de turbidez.

Burbujas

Las burbujas son la perdición de la medición de turbidez y una serie de métodos para eliminarlos de la muestra antes de la medición han sido intentados por los fabricantes a lo largo de los años. Para eliminar burbujas de entrar en la cámara de medición, el nuevo diseño del instrumento incorpora un mecanismo de trampa de burbujas patentado integral, utilizando tanto el flujo horizontal como vertical para atrapar y eliminar incluso las micro burbujas del instrumento antes de Measurment.

Vista lateral

Celda de muestra

Cualquier superficie que se interpone entre la luz incidente y el detector no es ideal, la medición de turbidez de la mesa de banco es inherentemente propensa a los defectos en la célula causada por la limpieza y el uso, estos causan resultados falsos positivos de turbidez, por lo que utilizarlos en línea instrumentación si no es necesario. Las células de vidrio son propensas a rascarse y ensuciarse.

A esto se suma la cuestión de la condensación, un problema particular cuando se utilizan las células de vidrio, pero también los instrumentos en línea de efectos que no cuando la condensación se acumula alrededor de la fuente de luz.

Para evitar estos problemas, los expertos simplemente no utilizaron las células de cristal y incorporaron una fuente de luz controlada por temperatura para evitar la condensación en la óptica.

Luz perdida

La luz parásita es otro problema que puede reducirse con un diseño bien pensado del instrumento. Esencialmente, es la luz que es detectada por el instrumento que no está asociado a la dispersión por las partículas en la muestra en ese momento. Una vez más, la medición de turbidez de muy bajo nivel es propensa a errores debido a que incluso las cantidades más pequeñas de luz rebotan alrededor de la cámara de muestra.

El nuevo PTV1000 ha sido diseñado para canalizar la luz parásita hacia abajo, lejos del detector y hacia un 'volcado de luz perdida '.  Este componente especialmente desarrollado captura la luz perdida y evita que rebote alrededor de la cámara de medición y causando resultados falsos positivos.

Contaminación

En el PTV1000 se utilizan piezas húmedas especialmente diseñadas, y el diseño de la cámara de medición es completamente liso para minimizar cualquier lugar donde se puedan acumular sedimentos. Además, la cámara de medición está diseñada para un acceso sencillo, ya que facilitar la limpieza a los operarios es la clave para evitar problemas de contaminación.

Aspectos ópticos del instrumento

Usando una fuente de luz LED, el PTV1000 ofrece un rendimiento largo y estable a lo largo del tiempo.  Para verificar el sistema óptico, se ha desarrollado un estándar sólido para permitir a los operadores comprobar su sistema, pero el equipo de expertos quería ir un paso más allá y habilitar la calibración en la solución de calibración primaria para instrumentación de turbidez, formacina .

La calibración de turbidez se basa en la respuesta del instrumento a formacina. Formacina fue desarrollado especialmente para la calibración de los instrumentos de la turbiedad y es un polímero que tiene características relativamente constantes de la dispersión de la luz. Y es el único estándar de calibración primaria real disponible, cualquier otro estándar que usted puede conseguir para un instrumento de turbidez es un estándar secundario que se relaciona de nuevo a formacina y sólo debe realmente ser utilizado para la verificación.  Desafortunadamente, formacina tiene dos principales inconvenientes en que no es muy agradable de manejar y, en segundo lugar, no es terriblemente estable en la solución diluida. Dado que las obras de agua potable están trabajando por debajo de 1NTU entonces las soluciones que usaría para calibrar tendrían que ser frescas antes de su uso.

Color de la muestra/partículas absorbentes coloreadas

Hay poco que se puede hacer acerca de la absorción de la luz por el color, sin embargo, ya que tiende a afectar a los instrumentos con una longitud de onda por debajo de 800Nm.  Como la mayoría de los instrumentos de turbidez en uso en el Reino Unido están diseñados para cumplir con la norma ISO 7027 que especifica en la longitud de onda infrarroja cercana debe ser utilizado, es menos de un problema.

Tamaño de partícula/densidad

Una vez más, no se puede hacer mucho sobre el manejo de los instrumentos de las diferentes propiedades de dispersión de partículas de diferente tamaño y densidad. El usuario debe decidir si quiere ser capaz de detectar partículas más pequeñas utilizando una longitud de onda más corta (y, por tanto, corren el riesgo de sufrir interferencias cromáticas) o utilizar la versión del instrumento que cumple la norma ISO de mayor longitud de onda. El nuevo instrumento viene en ambas formas. Con respecto a la sedimentación de las partículas, de nuevo, no se puede hacer mucho en el diseño del instrumento, pero merece la pena tenerlo en cuenta cuando se comparan los resultados de los instrumentos en línea y los portátiles. 

En conclusión, se ha desarrollado una nueva forma de medir la turbidez, el PTV 1000 de Lovibond, que incorpora los conocimientos de un equipo con más de 100 años de experiencia en la medición de la turbidez.  

Aunque superando muchos de los problemas técnicos asociados a la medición de la turbidez, el equipo también diseñó el PTV1000 teniendo en cuenta al operador de la planta de tratamiento de aguas. Esto significó asegurar que sólo se requirieran pequeños volúmenes de muestra para reducir el consumo de agua e introducir una interfaz basada en la aplicación para el funcionamiento en un dispositivo inteligente cuando esto fuera deseable. 

 

Se ha desarrollado un nuevo estándar para la medición de la turbidez con el PTV1000.

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