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Cómo funcionan las sondas ultravioleta

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21 enero, 2022

Las sondas de medida ultravioleta están diseñadas para medir la absorción o transmisión de luz UV en muestras de agua, por inmersión o en una célula de flujo.

Las sondas ultravioleta son fotómetros con una longitud de onda nominal fija, determinada por la absorción específica del parámetro a medir.

A continuación, se presenta una visión general del principio de medición, la disposición óptica y el cálculo posterior. Aplicaremos el ejemplo a la sonda de medida SAC254

El SAC254 es un parámetro sustituto para la medida indirecta de compuestos orgánicos disueltos (COD, COT, DQO, DBO5, etc.), a una longitud de onda de 254 nm. La materia orgánica presente en aguas naturales y residuales tiene un pico de absorción característico a 254 nm. La intensidad del pico se puede relacionar con la concentración de estos parámetros en el agua.

DISEÑO DE LA SONDA

Esencialmente, la sonda UV/SAC 254 tiene cuatro partes: una fuente de luz definida, un sistema de lentes, el camino óptico a través del medio y un detector con un filtro para la supresión de la luz ambiente.

ESQUEMA-SONDA-UV

La disposición de estas partes se representa esquemáticamente en la ilustración anterior.

La fuente de luz son dos LEDs de diferentes longitudes de onda. La longitud de onda del primer LED  es de 254 nm. El segundo LED, tiene una longitud de onde de 530 nm. La longitud de onda del LED 2 se utiliza para la corrección de la turbidez. Ambos LEDs están conectados uno tras otro en un perfil especial. La luz emitida por los LEDs pasa a través del medio al detector y es parcialmente absorbida por el medio.

El detector mide la intensidad (I) de la luz que llega después de atravesar el medio/muestra.

CRITERIOS DE MEDICIÓN ULTRAVIOLETA

La atenuación de la luz causada por el paso a través del medio de medición se compara con la atenuación de la luz causada por el paso a través de agua ultra pura. La medición en agua ultra pura proporciona la llamada intensidad básica (I0). Aplicando las siguientes ecuaciones, el S480 UV/SAC 254 determina la transmisión (T) y la absorbancia (A) de ambas longitudes de onda.

ECUACION1Y2-SONDAS

La intensidad de la luz de los LEDs a menudo varía con la temperatura. Por lo tanto, se determina un factor de corrección de la temperatura para cada longitud de onda del UV/SAC 254 y éste se utiliza para calcular el valor de la medición.

COEFICIENTE ABSORCIÓN ESPECTRAL SAC

El S480 UV/SAC 254 da el valor de salida del SAC de la longitud de onda del LED 1. Esto será llamado como SAC254 a partir de ahora.

Por consiguiente, la absorción a la longitud de onda del LED 1 será denotada con A254.

La dispersión de la luz sobre las partículas en una solución es vista como turbidez por el observador. El sensor SAC 254 utiliza la absorbancia a 530 nm (A530) para la corrección de la turbidez de la medición de la absorción de la longitud de onda emitida por el LED 1 (A254). El SAC254 se calcula usando la Ecuación 3, donde d es la longitud del camino óptico en milímetros (mm). Se pueden usar caminos ópticos de 1, 2, 5, 10 y 50 mm para el sensor SAC 254.

Ecuación 3: Cálculo del coeficiente de absorción espectral a la longitud de onda nominal

Este principio se aplica de igual forma para la medida de Nitratos en agua, N-NO3, pero en este caso, la absorción específica del nitrato se produce a 210 nm (A210) y la corrección de turbidez y absorción de la materia orgánica se corrige midiendo a 254 nm (A254) quedando la ecuación 3 como sigue:

Otros parámetros que se pueden medir con esta tecnología son:

  • Color
  • Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (PAH)
  • Clorofila y otros pigmentos orgánicos (cianobacterias, rodaminas y triptófanos)

Cabe destacar que este tipo de sondas nos permite tener medida en tiempo real de parámetros del agua críticos, que, hasta ahora, eran caros y no se podían medir en línea.

Además, esta tecnología permite un ahorro de tiempo y consumibles muy alto, y se evitan los costes de muestreo de un laboratorio externo permitiendo un control en tiempo real de parámetros de proceso o calidad de agua de vertido críticos.

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