La prueba de turbidez sirve para medir de forma cuantitativa la cantidad de partículas suspendidas en el agua y evaluar su calidad, su transparencia y la eficacia de los procesos de tratamiento. Se utiliza en agua potable, piscinas, aguas residuales, aguas naturales, efluentes industriales, redes de distribución, sistemas de riego y control de Legionella.
La turbidez es una medición óptica que indica la presencia de partículas suspendidas. Se mide haciendo brillar una luz a través de la muestra y cuantificando la concentración de partículas en suspensión. Mientras más partículas se encuentren en la solución, mayor será la turbidez.
Qué es la turbidez del agua
La turbidez es un parámetro clave en la evaluación de la calidad del agua. Se manifiesta por un aspecto turbio, causado por la presencia de partículas en suspensión como sedimentos, materia orgánica o ciertos contaminantes que pueden comprometer su calidad.
La causa de la turbidez suele ser diminuta pequeñas partículas o gotitas que no se disuelven en los líquidos circundantes. La luz ya no puede ser absorbida sin obstáculos.Cruza el agua, pero se encuentra estas sustancias y se absorbe parcialmente y se dispersa.
Estas partículas podrían ser algas, suciedad, minerales, proteínas, aceites o incluso bacterias. Cuando vemos el agua turbia es debido a la presencia de partículas en suspensión, que hacen que la luz se disperse y no se transmita a través de ella.
Con este parámetro físico se determina la diafanidad relativa del agua, que puede ser influida por partículas de diferente grosor que se encuentran en suspensión (coloides).
Para qué sirve la prueba de turbidez
La medición de turbidez permite obtener una imagen instantánea de la pureza del agua y constituye una herramienta valiosa para el seguimiento ambiental y el control de las instalaciones de tratamiento. Su control es fundamental para garantizar el cumplimiento de las normas vigentes y optimizar los tratamientos, ya sea de aguas potables, residuales o efluentes industriales.
Una turbidez elevada puede deteriorar la calidad bacteriológica del agua, impedir el buen funcionamiento de ciertos procesos de tratamiento y alterar las condiciones ambientales de los ecosistemas acuáticos. También puede ocultar la presencia de microorganismos patógenos.
El turbidímetro es una herramienta básica para el control de la calidad del agua, ya sea en piscinas, control de Legionella o potabilidad del agua. Permite medir la turbidez del agua, un parámetro que tiene un relevante impacto sobre la correcta eficacia de los procesos de desinfección de la misma.
El objetivo principal del tratamiento del agua potable es eliminar y reducir la turbidez. A lo largo del proceso de tratamiento, la turbidez es medida en diferentes etapas para determinar la eficiencia del tratamiento y para garantizar el cumplimiento de las regulaciones gubernamentales.
Qué información proporciona una prueba de turbidez
- Calidad del agua: una turbidez elevada indica una mayor presencia de partículas suspendidas.
- Eficacia de la desinfección: las partículas pueden proteger microorganismos y reducir la acción de los desinfectantes.
- Rendimiento de la filtración: el resultado permite comprobar si los filtros están reteniendo correctamente las partículas.
- Eficacia de la floculación y la decantación: los cambios de turbidez ayudan a detectar si la formación y separación de flóculos funcionan de manera adecuada.
- Estado de las instalaciones: un aumento repentino puede revelar sobrecargas, colmatación, pérdida de lodos, fallos mecánicos o una dosificación incorrecta de reactivos.
- Riesgos ambientales: en aguas naturales, una turbidez alta puede relacionarse con erosión, escorrentías y contaminación difusa.
La intensidad de la turbidez del agua permite conclusiones inmediatas, referidas a la eficiencia de la floculación, de la filtración y del flujo reversible del filtro. La medición sencilla y rápida de la turbidez de la muestra de agua permite inmediatamente la declaración fundada sobre la eficacia de la limpieza mecánica del agua dentro del ciclo de tratamiento.
Turbidez y transparencia: cuál es la diferencia
Es importante explicar la diferencia entre turbidez y transparencia del agua. Siempre comento el siguiente ejemplo: cuando nos asomamos al vaso de una piscina, si vemos el fondo perfectamente podemos decir que el agua es transparente. Es una medida cualitativa.
¿Pero cómo podemos dar un valor cuantitativo para indicar cuánto de transparente o turbia es esa agua? Pues para ello necesitamos el turbidímetro. Colocamos una muestra de agua en este instrumento y nos da un valor, que corresponde a la turbidez de la muestra de agua. Es una medida cuantitativa.
Muchas veces me preguntan si no es suficiente con anotar en el registro de operaciones diarias, si el agua es o no transparente. La respuesta es no. Lo que para nosotros es transparente (a nuestro ojo), puede ser un valor elevado en un turbidímetro.
A parte, las diferentes normativas piden un valor, es decir la medida debe ser cuantitativa.
Turbidez y sólidos en suspensión: no son lo mismo
Aunque a menudo están relacionados, la turbidez y los sólidos en suspension (TSS) son parámetros distintos. La turbidez mide la capacidad del agua para dispersar la luz, mientras que los solidos en suspensión cuantifican la masa de partículas contenida en un volumen de agua.
Es importante tener en cuenta que, a pesar de que la turbidez se relaciona con los sólidos en suspensión, medir la turbidez no es lo mismo que medir los sólidos suspendidos totales (SST). Las mediciones de SST son gravimétricas, que cuantifican la masa de los sólidos suspendidos en una muestra, realizadas pesando los sólidos separados.
Su relación depende del tamaño, tipo y refracción de las partículas, por lo que dos muestras de agua pueden arrojar resultados diferentes.
Unidades de turbidez
La turbidez se mide en unidades FNU (Formazine Nephelometric Units) - idénticas a NTU (Nephelometric Turbidity Units) y TE/F (Turbidity Units Formazine).
Los turbidímetros utilizan un detector de luz y filtros para medir la dispersión de la luz y leer las unidades de turbidez, como unidades de turbidez nefelométricas (NTU) o unidades de turbidez de formazina (FTU).
| Unidad | Descripción |
|---|---|
| NTU | Unidad que es igual a FTU pero se mide utilizando un diseño de medidor de turbidez que cumple con los estándares EPA. |
| NTRU | Unidad basada en EPA que utiliza el método de relación para determinar la turbidez. |
| FNU | Iguales a FTU pero medidas usando las normas ISO 7027 para el diseño del medidor. |
| FTU | Unidad de turbidez de formazina. |
| ASBC-FTU | Usa los estándares ASBC para el diseño del medidor de turbidez. |
Una suspensión de 1.25 mg/L de sulfato de hidracina y 12.5 mg/L de hexametilentetramina en agua tiene una turbidez de una Unidad de Turbidez de Formazina (FTU).
Cómo funciona la prueba de turbidez
La medición se realiza en un ángulo de 90° con luz infrarroja o blanca. La luz difusa se determina para la medición de la turbidez.
El método nefelométrico es hoy el más utilizado para medir la turbidez. Se basa en la detección de la luz dispersada a 90° por las partículas en suspensión cuando un haz de luz atraviesa la muestra.
Este enfoque, definido por la norma ISO 7027, utiliza luz infrarroja para reducir las interferencias debidas al color. La intensidad de la radiación dispersada es proporcional a la concentración de partículas y el resultado se expresa en unidades NTU.
Los medidores de turbidez son dispositivos que tienen una fuente de luz, una lente y un detector localizados a 90°de la fuente de luz que trabajan juntos para medir la turbidez de una muestra.
Cuando se coloca una muestra en el paso entre la fuente de luz y el detector, algunas de las partículas en la muestra dispersan la luz de tal forma que llega al detector a 90°. El detector determina la cantidad de luz dispersada y compara la lectura con los estándares en una curva de calibración.
Algunos medidores incorporan otro detector a 180° para contabilizar la luz transmitida. Esto puede ayudar con muestras que tienen una alta turbidez para corregir la pérdida de luz debido a la atenuación y retrodispersión (reflexión).
Las mediciones de la turbidez a 90° y 180° se denominan método de relación.
Cómo se realiza una prueba de turbidez
- Calibre el medidor con los estándares.
- Llene una celda con la muestra.
- Limpie el exterior de la celda y si trabaja con muestras con muy baja turbidez, utilice aceite de silicón en el exterior de la celda.
- Coloque la celda dentro del medidor y tome la lectura.
Es importante realizar el proceso de análisis de manera correcta y tal como nos indica el fabricante. Aunque es un proceso sencillo, cualquier mala praxis puede hacer variar el resultado real.
La cubeta donde se recoge la muestra debe estar completamente limpia. No puede estar rallada, ni coloreada, ni con huellas de nuestra mano. Debe estar completamente seca, no puede tener humedad, al igual que el equipo.
Todo eso puede interferir en la lectura, dando un valor más elevado del que realmente es.
Por qué hay que calibrar y verificar el turbidímetro
De igual forma que el termómetro y el fotómetro, el turbidímetro requiere ser calibrado y/o verificado de forma periódica para asegurar su precisión.
Con cierta periodicidad, en el caso de Altimir Assessoria semanal, debemos verificar que el equipo funciona correctamente. Puede ser que estemos realizando lecturas, pero que el instrumento no funcione bien.
Para realizar la verificación de los turbidímetros, utilizamos los denominados "Patrones de turbidez", que son cubetas con una turbidez concreta garantizada. Para realizar el proceso, simplemente debemos seguir el procedimiento de medida que hacemos habitualmente pero usando esos patrones.
Si la turbidez de éste es de 0 y 10 NTU, el aparato nos ha de marcar ese valor (con un rango de aceptación que viene definido en el patrón). Si se encuentra fuera del rango, significa que el turbidímetro está descalibrado y hay que proceder a su calibración, ya que el equipo no está dando valores correctos.
Para realizar la calibración, que en nuestro caso tiene una periodicidad anual, tenemos dos alternativas. La primera es enviar el instrumento a un laboratorio para que la realice. La segunda es hacerla nosotros manualmente siguiendo las instrucciones que nos marca el fabricante.
En este último caso necesitamos los Patrones para realizar el proceso, que son los mismos que usamos para la verificación de los equipos.
Estándares y soluciones de formazina
Para la calibración se utilizan soluciones de formazina. La mayoría de los estándares modernos de turbidez están hechos de formazina, un polímero sintético con un tamaño de partícula uniforme.
El polímero está hecho de hidracina y hexametilentetramina. La consistencia de este compuesto lo ha llevado a su aprobación por casi todas las organizaciones de estándares, tales como ISO, EPA y ASBC.
Todos estamos de acuerdo en que la clave para obtener resultados exactos es realizar una calibración exacta, y una calibración exacta proviene de estándares confiables.
Aunque los estándares modernos basados en formazina son más estables y confiables que los utilizados históricamente, aún son perecederos. Los métodos de la EPA establecen que los estándares de formazina (a 40 NTU) hechos internamente deben prepararse mensualmente y que cualquier dilución de este estándar debe prepararse diariamente.
Además, los estándares de formazina tienen una tendencia a coagularse y asentarse en el fondo del recipiente.
Cómo evitar errores durante la medición
Limpieza de la celda
Las manchas en la celda pueden absorber la luz o dispersarla, lo que resulta en una medición de turbidez del vidrio sucio y de la muestra. Es fundamental que las celdas de turbidez estén especialmente limpias.
Si se forman manchas en el vidrio, use un ácido diluido y otro limpiador para eliminar las manchas. Una vez limpias, asegúrese de enjuagar las celdas con agua destilada o desionizada.
Condensación
Finalmente, la turbidez puede verse afectada por la condensación. Con el tiempo, se puede formar condensación en el vidrio, especialmente si las muestras son frías.
La condensación en el exterior del vidrio oscurece la luz de las muestras, lo que causa lecturas erróneas de turbidez. Puede evitar esto simplemente limpiando las celdas periódicamente con un paño limpio y sin pelusa. Engrasar la celda también ayuda a reducir la condensación.
Muestras con turbidez elevada
A medida que aumentan las partículas en suspensión en una muestra, esta tiende a dispersarse, así como a absorber y reflejar la luz. Esta luz “perdida” puede hacer que las mediciones de turbidez se lean de manera diferente al valor real.
Puede resolver este problema de las muestras de alta turbidez de dos maneras. Una manera de hacerlo es diluyendo cualquier muestra altamente turbia con agua libre de turbidez. Una vez diluida, se mide la muestra normal y posteriormente se corrige por el factor de dilución.
El método EPA 180.1 requiere dilución para cualquier muestra por encima de 40 NTU antes de la medición.
Otra forma de compensar la luz que está retrodispersada o atenuada es usar el método de relación. Muchos medidores están equipados con otros detectores a diferentes ángulos para determinar y compensar la luz perdida.
Para qué sirve la prueba en el agua de piscinas
En el agua de la piscina, la turbidez es una indicación para la eficacia del sistema de filtrado y de los productos de limpieza.
También se utiliza para controlar los parámetros básicos de las piscinas. El ámbito de aplicación de esta herramienta es muy variado, y su uso es obligatorio para cumplir con las especificaciones marcadas en normativas de Legionella, piscinas, potabilidad del agua, así como de higiene y seguridad alimentaria.
La turbidez es uno de los principales parámetros indicadores de la calidad del agua. Su control no sólo responde a una cuestión estética de conseguir un agua agradablemente "transparente" sino que también está estrechamente relacionado con la eficacia de los procesos de desinfección de la misma.
A mayor turbidez mayor particulado en suspensión en el agua, lo que aumenta la posibilidad de que microorganismos patógenos se refugien en las partículas en suspensión y disminuya así la eficacia de los agentes desinfectantes.
El agua turbia también puede contener materia orgánica en suspensión, lo que inhibe el efecto del biocida desinfectante, al reaccionar con la materia orgánica, y favorece la formación de subproductos de la desinfección nocivos para la salud.
Para qué sirve la prueba en agua potable
En el agua potable indica un posible crecimiento bacteriano. La presencia de partículas en suspensión en el agua potable puede favorecer el desarrollo de microorganismos patógenos como bacterias, virus o parásitos, responsables de diversas enfermedades.
Una turbidez elevada suele ocultar la presencia de estos contaminantes y comprometer la eficacia de los tratamientos de desinfección, en particular con cloro o radiación ultravioleta.
La materia suspendida (sólidos, algas, etc.) en el agua reduce la eficacia de los productos químicos desinfectantes y pueden actuar como un portador de bacterias y parásitos.
Como ya se mencionó, una alta turbidez sobrecarga los sistemas de tratamiento, haciendo la purificación más compleja y costosa. Las partículas obstruyen los filtros y aumentan el consumo de reactivos químicos, lo que repercute directamente en los costes de explotación.
En términos normativos, la OMS recomienda una turbidez inferior a 5 NTU. Sin embargo, la mayoría de los países fijan un umbral máximo de 1 NTU, y a menudo inferior a 0,3 NTU tras la filtración, para garantizar la potabilidad del agua distribuida.
La USEPA requiere que el 95% del agua potable en un periodo de un mes tenga una lectura de turbidez menor a 0.5 NTU y que ninguna muestra exceda 5 NTU en ningún momento.
Para qué sirve la prueba en aguas residuales
En plantas de tratamiento de aguas residuales la turbidez es un indicador de calidad los procedimientos de limpieza. En las estaciones depuradoras, la turbidez es un indicador clave de rendimiento para el seguimiento del tratamiento.
Permite detectar rápidamente fallos de decantación, sobrecargas hidráulicas o colmatación de filtros, incluso antes de que aumenten los sólidos en suspensión.
Un incremento de la turbidez también puede indicar una dosificación incorrecta de reactivos, pérdida de lodos o fallos mecánicos.
Gracias a la medición de la turbidez, los operadores pueden ajustar el proceso en tiempo real, evitar superar los límites de vertido y garantizar el cumplimiento normativo.
La medición de la turbidez ofrece así una solución eficaz para supervisar la estabilidad del tratamiento final. Se integra fácilmente en los sistemas de supervisión y permite automatizar las alertas en caso de anomalías.
Para qué sirve la prueba en aguas naturales
La turbidez es un buen indicador de la erosión del suelo o de la contaminación difusa provocada por escorrentías, especialmente tras episodios de lluvias intensas. En aguas naturales, una turbidez elevada resulta de una alta concentración de partículas en suspensión.
Durante episodios de fuertes precipitaciones, la turbidez aumenta significativamente. Este exceso de partículas complica las etapas de tratamiento.
Estas bloquean el paso de la luz, lo que interfiere en la fotosíntesis de las plantas acuáticas, reduce los niveles de oxígeno disuelto y, a largo plazo, desequilibra el ecosistema.
La turbidez tiene una gran importancia en el control ambiental, donde la turbiedad del agua puede indicar contaminación. Por ejemplo, después de una tormenta, los escurrimientos de la agricultura, la tala y los sitios de construcción puede inundar rápidamente las aguas naturales con sedimentos.
Esto puede interrumpir la vida acuática que habita en el fondo del agua, lo que requeriría de dragado para remediarlo.
El monitoreo de la turbidez permite actuar de forma preventiva para anticipar y asegurar la calidad del agua.
Para qué sirve la prueba en industrias y agricultura
En las industrias, la turbidez es un criterio de calidad para los productos. En entornos industriales, las partículas sólidas en suspensión favorecen la incrustación de tuberías, el desgaste de bombas y la alteración de los sistemas de refrigeración.
Esto se traduce en un aumento de los costes de mantenimiento y del consumo energético.
En el sector agrícola, también preocupa la calidad del agua de riego. Una alta turbidez puede obstruir filtros y tuberías de riego y, a largo plazo, afectar la estructura del suelo y la salud de los cultivos.
Medición continua y medición puntual
La turbidez puede medirse de forma continua cuando se busca anticipar variaciones rápidas, o de forma puntual en controles de rutina, auditorías o en emplazamientos aislados.
Los sensores de turbidez aplican el método nefelométrico para garantizar una medición en tiempo real, integrándose directamente en tuberías o depósitos. Los datos recogidos se transmiten por wifi para ajustar instantáneamente los parámetros de tratamiento.
Estos sensores permiten detectar anomalías de forma anticipada y facilitan la gestión de las instalaciones.
Los turbidímetros suelen ser portátiles (no fijos) y se llevan hasta el punto de muestreo.
Otros métodos para medir la turbidez
Disco Secchi
En ciertos casos, la turbidez puede evaluarse visualmente mediante un disco Secchi, utilizado a menudo en medios naturales, o con tubos de turbidez.
El disco Secchi consiste en un disco que se sumerge en el agua hasta que ya no es visible. La profundidad a la que el disco ya no es visible es la profundidad de Secchi.
Generalmente se usa para la medición de la turbidez de las aguas superficiales, como lagos y ríos. Este método es subjetivo y funciona mejor en aguas naturales de movimiento lento y baja turbidez.
Para una mayor precisión, se eleva nuevamente la cadena para ver de nuevo el patrón, se vuelve a medir la longitud de la cadena y se toma el valor promedio.
Tubo de turbidez
En el manual de calidad del agua de la OMS e ISO 7027, se hace referencia al método del Tubo de turbidez, que consiste en apoyar un tubo de tamaño pequeño en el fondo, donde existe una marca definida (cruz o círculo generalmente).
Se vierte agua en el tubo y mirando directamente hacia abajo del tubo desde arriba, se continúa vertiendo la muestra hasta que la marca definida ya no sea visible. Para conocer el valor de turbidez, hay que visualizar el dato situado en el lado del tubo.
Método de Jackson Candle
Los primeros métodos para medir la turbidez como indicador de la calidad del agua eran visuales. Hemos de considerar que estos métodos son aproximativos.
Uno de los primeros fueron los turbidímetros de Jackson Candle, un sistema desarrollado a principios del siglo XX, que consiste en un tubo de vidrio calibrado, una vela estándar y un soporte que alinea la vela y el tubo de vidrio.
La turbidez se mide determinando el punto en el que la llama de la vela desaparece cuando se ve desde la parte superior del tubo de vidrio. Cuanto mayor sea la longitud de la muestra a la que desaparece la llama, mayor será la turbidez.
Para su calibración se utilizaban suspensiones de arcilla en agua expresadas en JTU (unidades de turbidez Jackson) o mg/l de SiO2. Se trata de un sistema que se encuentra ya en desuso.
Análisis de laboratorio
Asimismo, se pueden enviar muestras de agua a laboratorio para análisis más avanzados, en particular mediante espectrofotometría.
Cómo elegir un medidor de turbidez
Es importante decidir con qué método debe cumplir cuando elige un medidor de turbidez. Existen muchos diseños diferentes de medidores de turbidez, pero dos son los más comunes: los que cumple con EPA 180.1 y los que cumplen con la norma ISO 7027.
Es importante tener en cuenta que los medidores no están aprobados individualmente por estos organismos, sino que, simplemente se ajustan a los requisitos establecidos por estas normas.
La mejor forma de medir la turbidez en una gran variedad de muestras es con un nefelómetro, también conocido como turbidímetro.
Tipos de equipos y aplicaciones
| Equipo | Características principales | Aplicaciones |
|---|---|---|
| Sensor de turbidez | Medición en tiempo real e integración en tuberías o depósitos. | Control continuo de instalaciones de tratamiento. |
| Sensor NTU | Rango de 0-4000 NTU o 0-4500 mg/L; tecnología óptica IR de fibra óptica; construcción IP68. | Aguas residuales urbanas, redes de alcantarillado, efluentes industriales, aguas superficiales, dragado y bombeo de agua potable. |
| Sensor MES5 | Mide sólidos en suspensión y turbidez mediante tecnología óptica infrarroja por absorciometría. | Aguas residuales, efluentes industriales, líneas de tratamiento de lodos y monitoreo de dragado. |
| Turbidímetro portátil NEON | Método nefelométrico ISO 7027; mide turbidez en NTU/FNU y mg/L; registra hasta 30 000 puntos de datos. | Aguas residuales urbanas, redes de alcantarillado, efluentes industriales, aguas superficiales y dragado. |
El sensor MES5 mide los sólidos en suspension (TSS) y la turbidez mediante tecnología óptica infrarroja por absorciometría, garantizando precisión y fiabilidad en múltiples aplicaciones de tratamiento de agua.
El turbidímetro portátil NEON NTU, equipado con un sensor de turbidez (método nefelométrico ISO 7027), permite medir la temperatura, la turbidez (NTU/FNU) y la turbidez en mg/L.
Portátil, moderno e intuitivo, registra hasta 30 000 puntos de datos descargables vía Wi-Fi.
Cuándo conviene realizar la prueba
La medición de la turbidez puede realizarse de manera continua cuando se busca anticipar variaciones rápidas, especialmente en instalaciones de tratamiento, redes de distribución y procesos industriales.
También puede efectuarse de forma puntual en controles de rutina, auditorías, toma de muestras, piscinas, control de Legionella, agua potable, aguas naturales y emplazamientos aislados.
La medición de la turbidez permite actuar rápidamente cuando el resultado aumenta y comprobar si las medidas aplicadas mejoran la calidad del agua.
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