Rika Sensor es un fabricante de sensores meteorológicos y proveedor de soluciones de monitorización ambiental desde 2010.
Sensor de turbidez para agua: funcionamiento, usos y guía de selección.
El agua turbia es fácil de ver. Sin embargo, su apariencia visual por sí sola no nos permite determinar la cantidad de materia en suspensión que afecta al agua. Por eso, la medición de la turbidez es una parte importante del monitoreo de la calidad del agua.
La turbidez se suele controlar en el tratamiento de aguas residuales, aguas superficiales, acuicultura, aguas industriales y aplicaciones de monitoreo ambiental.
Para pruebas ocasionales, un medidor de turbidez portátil puede ser suficiente. Para monitoreo continuo, unsensor de turbidez en líneaPuede medir la turbidez del agua y enviar los datos a un controlador, PLC o plataforma de monitorización.
Esta guía explica qué significa la turbidez, cómo funcionan los sensores ópticos de turbidez, qué representan NTU y FNU, dónde se utilizan los sensores de turbidez y cómo seleccionar el sensor adecuado para su aplicación.
Al elegir un sensor de turbidez en línea, tenga en cuenta el rango de NTU esperado, el tipo de agua, el método de medición, los materiales, las condiciones de instalación, el riesgo de ensuciamiento y los requisitos de comunicación.
¿Qué es la turbidez en el agua?
La turbidez describe la opacidad o neblina del agua causada por partículas suspendidas y coloidales que dispersan la luz.
Estas partículas pueden incluir:
En general, el agua que contiene más material en suspensión que dispersa la luz puede parecer más turbia.
Sin embargo, la turbidez no es un recuento directo de partículas y no permite identificar su composición química.
¿La turbidez es lo mismo que los sólidos suspendidos totales (SST)?
No. Si bien la turbidez y los sólidos suspendidos totales (SST) pueden estar relacionados, representan mediciones diferentes.
Mide una propiedad óptica relacionada con la dispersión de la luz por partículas suspendidas en agua. Las unidades de medida más comunes son NTU y FNU, según el método empleado.
Los sólidos suspendidos totales (SST) generalmente se determinan mediante un método de laboratorio que mide la concentración másica de sólidos suspendidos retenidos, que se suele expresar en mg/L.
El tamaño, la forma, el color y las propiedades ópticas de las partículas influyen en la dispersión de la luz. Por lo tanto, dos muestras con concentraciones similares de sólidos suspendidos totales (SST) pueden producir lecturas de turbidez diferentes.
La turbidez no debe convertirse automáticamente en sólidos suspendidos totales (SST) sin una relación validada para el agua específica que se está monitoreando.
¿Cómo funciona un sensor de turbidez?
La mayoría de los sensores de turbidez del agua en línea utilizan un principio de medición óptica.
El RK500-07 utiliza un método basado en la detección de la luz dispersada por partículas en el agua a aproximadamente 90° con respecto a la luz incidente.
Este tipo de medición óptica se denomina comúnmentemétodo nefelométrico.
Dado que mide la dispersión de la luz, este método puede detectar cambios ópticos causados por partículas en suspensión sin necesidad de que un operador recoja cada muestra manualmente.
¿Por qué los sensores de turbidez utilizan luz infrarroja de 860 nm?
La especificación RK500-07 identifica unfuente de luz infrarroja de 860 nmpor su sistema de medición de turbidez.
La luz infrarroja cercana, en torno a los 860 nm, se asocia comúnmente con los métodos de medición nefelométrica del tipo ISO 7027.
En comparación con algunas técnicas de luz visible, este método puede reducir el efecto del color de la muestra en la lectura óptica.
La longitud de onda y la configuración óptica seleccionadas son importantes, pero los usuarios deben confirmar el método de medición necesario para su aplicación, especialmente cuando los resultados se vayan a utilizar para informes reglamentarios o de cumplimiento normativo.
NTU vs FNU: ¿Qué significan las unidades de turbidez?
Dos unidades comunes en la medición de la turbidez son NTU y FNU.
Ampliamente utilizado para informar sobre la turbidez medida con instrumentos nefelométricos.
Se asocia comúnmente con los métodos nefelométricos infrarrojos tipo ISO 7027.
Para el RIKA SENSOR RK500-07, la tabla de parámetros técnicos V5.0 actual especifica los rangos de medición seleccionables enNTU.
Sensor de turbidez en línea frente a medidor de turbidez portátil
Ambos instrumentos pueden medir la turbidez, pero están diseñados para diferentes necesidades de monitorización.
Una ventaja importante de la medición en línea es que los operadores pueden ver cómo cambia la turbidez del agua con el tiempo, en lugar de depender únicamente de lecturas aisladas.
¿Dónde se utilizan los sensores de turbidez?
La monitorización de la turbidez se utiliza en una amplia gama de aplicaciones relacionadas con el agua. Sin embargo, el propósito y el diseño del sensor requerido pueden variar significativamente entre ellas.
1. Tratamiento de aguas residuales
Las aguas residuales pueden contener sólidos en suspensión, material biológico, flóculos y otras partículas.
La medición de la turbidez puede ayudar a los operadores a observar los cambios en la claridad del agua durante las etapas de tratamiento adecuadas, incluidas la clarificación, la filtración o el monitoreo del agua tratada.
Sin embargo, la turbidez no sustituye directamente a los sólidos suspendidos totales (SST) ni a otros parámetros de aguas residuales. La medición debe seleccionarse en función del objetivo de monitorización.
2. Aguas residuales industriales
Las condiciones de las aguas residuales industriales varían entre las distintas instalaciones. Algunos procesos contienen minerales en suspensión, mientras que otros pueden implicar contaminación orgánica, productos químicos o sustancias corrosivas.
Para estas aplicaciones, el sensor debe seleccionarse en función del rango de turbidez previsto, la compatibilidad con el material en contacto con el fluido, las condiciones de ensuciamiento, la temperatura y la presión.
3. Monitoreo de ríos y aguas superficiales
Los ríos, lagos, embalses y otras aguas superficiales pueden experimentar cambios de turbidez asociados con las precipitaciones, la escorrentía, la erosión, la alteración de los sedimentos y la actividad biológica.
La medición continua puede ayudar a los equipos de monitoreo ambiental a observar estos cambios y a desarrollar registros a largo plazo.
En el caso de las estaciones no atendidas, la impermeabilización, la fuente de alimentación, la interfaz de salida y el acceso para el mantenimiento también son importantes.
4. Acuicultura
En la acuicultura, las partículas en suspensión pueden provenir de sedimentos, alimento no consumido, materia orgánica u otra actividad biológica.
La turbidez puede utilizarse como parte de un programa más amplio de monitoreo de la calidad del agua.
Dependiendo del sistema, parámetros como el oxígeno disuelto, la temperatura, el pH y la conductividad también pueden ser relevantes.
5. Maricultura y aguas corrosivas
Los entornos marinos generan requisitos de materiales diferentes a los del agua dulce.
La serie RK500-07 incluye una configuración de aleación de titanio tipo B destinada a aplicaciones como la maricultura, aguas residuales altamente corrosivas y otras condiciones complejas.
Esto pone de relieve por qué la compatibilidad de los materiales es un factor de selección importante, junto con el rango de turbidez.
6. Monitoreo de la turbidez en tuberías
Algunos sistemas industriales requieren la medición de la turbidez directamente en una tubería, en lugar de en un tanque o depósito abierto.
El modelo RK500-07 Tipo C está diseñado para la instalación en tuberías utilizando materiales 316L y UPVC.
El plano del producto actual indica una conexión diseñada para UPVC con un diámetro exterior de 32 mm.
En las aplicaciones de tuberías, deben tenerse en cuenta las burbujas, las superficies reflectantes, las condiciones de flujo y la posición del área de medición óptica.
7. Aplicaciones de limpieza in situ (CIP)
La especificación del producto RK500-07 también incluye aplicaciones de limpieza in situ.
Sin embargo, debe confirmarse la compatibilidad real con el producto químico de limpieza, su concentración, la temperatura, la presión y el procedimiento de limpieza.
Cómo elegir un sensor de turbidez para agua
Elegir un sensor de turbidez no se trata simplemente de encontrar un instrumento que pueda medir NTU.
Un sensor adecuado para aguas relativamente claras puede no ser la mejor opción para aguas residuales muy turbias, agua de mar o un proceso propenso a la obstrucción.
¿Qué rango de turbidez debería elegir?
La elección de la gama de productos es una de las decisiones más importantes.
El agua relativamente clara puede requerir un buen rendimiento con baja turbidez, mientras que las aguas residuales y las aguas ricas en sedimentos pueden requerir un rango más amplio.
El RK500-07 ofrece los siguientes rangos seleccionables:
Un rango más amplio no implica automáticamente una mejoría. El rango seleccionado debe ajustarse a las condiciones reales del proceso y al rendimiento de medición requerido.
¿Debería elegir un sensor de turbidez autolimpiante?
La medición óptica requiere una ventana óptica limpia.
En aguas residuales, acuicultura u otras aplicaciones propensas a la incrustación, los sedimentos, el crecimiento biológico o los depósitos pueden acumularse en la superficie de medición.
El modelo RK500-07 Tipo D incluye un cepillo de limpieza integrado diseñado para ayudar a reducir la acumulación de suciedad en la zona de medición óptica.
Cómo instalar un sensor de turbidez en línea
Una buena instalación es esencial para una medición óptica de la turbidez estable.
La instalación deberá proporcionar condiciones de agua representativas, minimizando al mismo tiempo la interferencia de burbujas, depósitos, superficies reflectantes y otras perturbaciones.
Factores comunes de instalación que afectan las lecturas
Consideraciones especiales para tuberías reflectantes
Las superficies reflectantes de las tuberías, como las de acero inoxidable, pueden influir en las lecturas ópticas cuando la zona de medición está demasiado cerca de la pared.
La guía de instalación del RK500-07 V5.0 recomienda mantener al menosEspacio libre de 58 mmdesde una superficie reflectante en la disposición ilustrada.
En el caso de tuberías reflectantes, el documento también recomienda alinear la línea entre las dos pequeñas aberturas ópticas con la dirección del flujo de la tubería para reducir los efectos de reflexión.
¿Cómo se realiza el mantenimiento de un sensor de turbidez?
Dado que un sensor de turbidez utiliza un sistema de medición óptico, es importante mantener limpia la ventana óptica.
La especificación RK500-07 recomienda mantener limpia la superficie óptica y limpiarla suavemente cuando sea necesario.
La frecuencia real del mantenimiento depende de las condiciones del agua. Las aguas residuales muy contaminadas o los entornos propensos a la bioincrustación pueden requerir inspecciones más frecuentes que las aguas relativamente limpias.
Sensor de turbidez RIKA SENSOR RK500-07: Cuatro configuraciones
La serie RK500-07 ofrece cuatro configuraciones para diferentes entornos acuáticos, condiciones de instalación y requisitos de mantenimiento.
| Tipo | Aplicación específica | Material principal | Característica clave |
|---|---|---|---|
| Tipo A | Entornos generales de agua dulce | acero inoxidable 316L | Monitoreo general del agua |
| Tipo B | Maricultura, aguas residuales altamente corrosivas y condiciones complejas | aleación de titanio | Construcción resistente a la corrosión |
| Tipo C | Instalación de tuberías | 316L + UPVC | Estructura de instalación orientada a tuberías |
| Tipo D | Aplicaciones que requieren un cepillo de limpieza integrado | acero inoxidable 316L | Diseño autolimpiante/de bajo mantenimiento |
Especificaciones técnicas del RK500-07
Las siguientes especificaciones se basan en el documento del sensor de turbidez RK500-07 versión 5.0. Los valores que varían según la configuración se identifican por separado.
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Principio de medición | Medición óptica de luz dispersa a 90° |
| Fuente de luz | infrarrojo de 860 nm |
| Rangos de medición | 0–10 / 0–100 / 0–1000 / 0–4000 NTU |
| Exactitud | Tipos A/B/C: ±1% FS; Tipo D: ±2% FS |
| Resolución | Tipos A/B/C: 0,01 NTU a ≤10 NTU; 0,1 NTU por encima de 10 NTU. Tipo D: 0,1 NTU |
| Tiempo de respuesta | 1 s |
| Fuente de alimentación | 7–30 VCC |
| Producción | 4–20 mA y RS485 simultáneamente |
| Protección contra la entrada de agua | IP68 |
| Temperatura de funcionamiento | Tipos A/B/C: 0 a +60 °C; Tipo D: -5 a +60 °C |
| Resistencia a la presión especificada | Presión nominal de 0,8 MPa según la especificación; confirme la presión de trabajo permitida para la versión seleccionada antes de la instalación. |
| Longitud de cable predeterminada | 5 metros |
| Ventana óptica | Ventana de medición de zafiro |
| Autolimpiante | El modelo D incluye un cepillo de limpieza. |
¿Puede un solo sensor de turbidez medir tanto el agua limpia como las aguas residuales?
No necesariamente.
El agua con baja turbidez y las aguas residuales con alta turbidez pueden generar requisitos de medición muy diferentes.
El sensor adecuado debe coincidir con el rango de turbidez previsto, las características del agua, la instalación y el rendimiento requerido.
¿Qué debería decirle a un proveedor de sensores de turbidez antes de comprar?
Preparar la siguiente información del proyecto ayuda a que la selección de sensores sea más rápida y precisa.
Preguntas frecuentes
¿Qué mide un sensor de turbidez?
Mide una propiedad óptica asociada a la dispersión de la luz por partículas suspendidas en agua. No identifica directamente las partículas ni su composición química.
¿Qué significa NTU?
NTU son las siglas de Unidad de Turbidez Nefelométrica. Se utiliza comúnmente para informar las mediciones de turbidez obtenidas mediante métodos nefelométricos.
¿Un nivel elevado de NTU es siempre un signo de agua no potable?
No. Una mayor turbidez generalmente indica una mayor dispersión de la luz, pero la turbidez por sí sola no determina la seguridad del agua ni identifica el tipo de contaminación.
¿La turbidez es lo mismo que los sólidos suspendidos totales (SST)?
No. La turbidez es una medición óptica, mientras que los sólidos suspendidos totales (SST) generalmente se miden en función de la masa. Se necesita una relación específica del sitio antes de usar la turbidez para estimar los SST.
¿Puede un sensor de turbidez monitorizar el agua de forma continua?
Sí. Se pueden instalar sensores de turbidez en línea para un monitoreo continuo cuando la configuración seleccionada y las condiciones de instalación sean adecuadas.
¿Se puede instalar un sensor de turbidez en una tubería?
Sí, siempre que el sensor esté diseñado para su instalación en tuberías. El modelo RK500-07 Tipo C tiene una configuración orientada a tuberías que utiliza acero inoxidable 316L y PVC.
¿Necesita mantenimiento un sensor de turbidez autolimpiante?
Sí. Un cepillo de limpieza puede reducir la acumulación de suciedad y la necesidad de limpieza manual, pero aun así puede ser necesario inspeccionar y limpiar.
¿Qué rango debo elegir para un sensor de turbidez en línea?
Seleccione un rango que cubra las condiciones de agua previstas y que cumpla con el rendimiento de medición requerido. El RK500-07 ofrece rangos seleccionables de 0–10, 0–100, 0–1000 y 0–4000 NTU.
¿Se puede conectar un sensor de turbidez en línea a un PLC?
Sí, si las interfaces son compatibles. El RK500-07 proporciona salidas de 4–20 mA y RS485 según sus especificaciones técnicas actuales.
¿Puede la medición de la turbidez identificar la corrosión en una tubería?
No directamente. Los productos de corrosión en suspensión pueden afectar la turbidez, pero una lectura de turbidez por sí sola no puede probar la corrosión, identificar la composición de las partículas ni determinar la tasa de corrosión.
Consideraciones finales: El mejor sensor de turbidez depende del agua.
A la hora de elegir un sensor de turbidez, es fácil comparar únicamente el rango de medición, la precisión y el precio.
Pero la medición continua y fiable de la turbidez depende de algo más que esas especificaciones.
Un sensor que funciona bien en agua dulce puede no ser ideal para agua de mar, aguas residuales muy contaminadas o una tubería reflectante.
En el monitoreo en línea, el objetivo no es simplemente mostrar un valor de NTU, sino obtener una medición estable y constante que sea representativa del agua monitoreada.
Monitorización online de la turbidez con RIKA SENSOR
RIKA SENSOR proporciona soluciones de medición de turbidez en línea para el monitoreo ambiental, la acuicultura, el tratamiento de aguas residuales y las aplicaciones de agua industrial.
La serie RK500-07 incluye configuraciones para agua dulce en general, agua corrosiva, instalación en tuberías y aplicaciones donde un cepillo de limpieza integrado puede ayudar a reducir la acumulación de residuos.
Gracias a sus múltiples rangos de turbidez, protección IP68 y salidas de 4 a 20 mA más RS485, los sensores pueden integrarse en sistemas compatibles de control industrial y de monitorización de la calidad del agua.
¿Necesita ayuda para seleccionar un sensor de turbidez para agua?
Indíquenos el tipo de agua, el rango de NTU previsto, la temperatura y presión de funcionamiento, el método de instalación, las condiciones de ensuciamiento y los requisitos de comunicación. RIKA SENSOR puede ayudarle a evaluar la configuración de sensor de turbidez más adecuada para su proyecto.
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