Medición de Turbidez en la Calidad del Agua

El agua es esencial para la vida y juega un papel importante en el adecuado funcionamiento de los ecosistemas de la tierra. La contaminación del agua tiene serio impacto sobre todos los seres vivos, afectando negativamente cualquier tipo de uso, tal como: consumo humano; doméstico; industrial; comercial; agrícola; etc.

Un indicativo de contaminación del agua es la turbidez implicando la existencia de sustancias o microorganismos que pueden provocar algún daño a la salud o interferencia en algún proceso de manufactura.

El concepto de calidad del agua es usado para describir y regular
las características químicas, físicas y biológicas que se deben cumplir.


DEFINICIONES


A continuación se dan algunas definiciones básicas de los términos
relacionados a esta magnitud del área óptica.


Agua potable: Agua para consumo humano, es la que puede ser consumida
sin restricción; y debe cumplir con las normas de calidad promulgadas
en documentos oficiales por las autoridades locales o internacionales.
Agua natural: Agua cruda, subterránea, de lluvia, de tormenta, de
tormenta residual y superficial.


Aguas residuales: Las aguas de composición variada provenientes de
las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, agrícolas,
pecuarias, domésticos y similares, así como la mezcla de ellas.


Nefelometría: Técnica analítica basada en la dispersión de la luz por
partículas en suspensión en el seno de una disolución, midiendo el haz
de luz en la dirección que forma un ángulo recto (90º).


Turbidez: Reducción de la transparencia de un líquido causada por la
presencia de materia sin disolver. La turbidez, también es nombrada
turbiedad.


Turbidimetría: Técnica analítica basada en la dispersión de la luz por
partículas en suspensión en el seno de una disolución, la cual mide la
disminución de la transmitancia del haz de luz al atravesar la muestra.


Hexametilen-tetramina (C6H12N4): Formina ó cistamina, polvo cristalino
blanco que funde a 280 ºC, soluble en agua.


Sulfato de hidrazina (N2H6SO4): Diamina, polvo cristalino blanco que
funde a 254 ºC, soluble en agua.

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE TURBIDEZ


Los instrumentos actual y comúnmente utilizados son los turbidímetros
ó nefelómetros, que emplean un método cuantitativo y deben
cumplir los siguientes criterios en el diseño óptico:


  • La longitud de onda de la radiación incidente debe ser de 860 nm. La fuente de luz puede ser lámpara de tungsteno; diodos (leds) ó láser.
  • El ancho de banda espectral debe ser menor o igual a 60 nm.
  • La convergencia de la radiación incidente no debe exceder
    ±1,5º en turbidímetros de radiación difusa y u o
    ±2,5º en turbidímetros de radiación atenuada.
  • El ángulo de medición entre la radiación incidente y la radiación
    difusa debe ser de 90º ±2,5º en turbidímetros de radiación
    difusa y u o 0º ±2,5º en turbidímetros de radiación atenuada.
  • La distancia recorrida por la luz incidente y dispersada dentro
    del tubo de muestra, no debe exceder 10 cm.

Los turbidímetros o nefelómetros deben estar diseñados con niveles muy pequeños de luz extraviada, con el objeto de no tener una deriva significativa en el periodo de estabilización del instrumento, y también para no interferir en mediciones de turbidez de baja concentración.

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MATERIALES DE REFERENCIA PARA CALIBRACIÓN DE TURBIDÍMETROS


Como material de referencia primario para la calibración de turbidímetros
se emplean suspensiones de formazina que son preparadas
con agua destilada, hexametilen-tetramina y sulfato de hidrazina en
diferentes concentraciones, que pueden ser:

  • 0 … 40 NTU Para turbidímetros de radiación difusa.
  • 40 … 4 000 NTU Para turbidímetros de radiación atenuada.


Es importante mencionar que para la preparación de la formazina
se debe tener especial cuidado y la protección necesaria ya que
el sulfato de hidrazina es cancerígena y altamente tóxica en caso de
inhalación, ingestión y u o contacto con la piel; por lo que se debe
contar con las hojas de seguridad (MSDS Material Safety Data Sheet)
de cada reactivo.


Otro material de referencia alternativo utilizado es el polímero de
estireno-divinil-benceno (SDVB) que ha demostrado tener mínima diferencia
en relación a las suspensiones de formazina.


Se recomienda al hacer las mediciones de turbidez asegurar que
los tubos de muestra estén perfectamente limpios por dentro y por
fuera, sin huellas digitales ó ralladuras, se puede utilizar un poco de
aceite de silicón para cubrir imperfecciones del vidrio para no afectar
el resultado.

CONCLUSIONES


La mayoría de los turbidímetros aplican la detección nefelométrica
de 90°, una técnica considerada extremadamente sensible a partículas
dispersas, de una amplia diversidad de tamaños de partícula.


Esto significa que los turbidímetros nefelométricos miden la luz dispersa
en un ángulo de 90° del haz de luz.


Existen algunas interferencias importantes de considerar en las
mediciones de turbidez, como son: la presencia de residuos flotantes o
sedimentados, la coloración y las burbujas de aire presentes en la
muestra de agua para analizar.


La turbidez es uno de los parámetros más importantes en la calidad
del agua, es un indicativo de su contaminación, tiene un papel
importante en el desempeño de laboratorios de prueba de análisis de
las plantas de tratamiento de aguas residuales y de plantas purificadoras
agua.


La turbidimetría y nefelometría son dos técnicas de medición de
la concentración de partículas en suspensión. La elección entre uno
de ambos métodos reside en la dispersión de luz, si es extensa, es
apropiado aplicar la turbidimetría, en cambio si es mínima es apropiada
la nefelometría.


REFERENCIAS

  • Olsen, Eugene. (1986). Métodos ópticos de análisis.
  • Sybil P. Parker. Diccionario de química. Editorial McGraw-Hill.
  • Wikipedia. (2010). http://es.wikipedia.org/Wiki/Agua potable

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