TSS vs. Turbidez: Diferença, Unidades e Seleção de Sensores

1. Os dois parâmetros medem coisas diferentes.

Turbidez e TSS (sólidos totais em suspensão) são frequentemente tratados como dois nomes para a mesma medida. Não são. Um descreve a aparência da água sob a luz; o outro descreve a quantidade de material sólido que ela transporta.

1.1 Turbidez: Quanta luz as partículas dispersam

A turbidez descreve a clareza óptica da água. Um feixe de luz incide sobre a amostra, as partículas em suspensão dispersam-no em todas as direções e o instrumento mede a luz dispersa.90°para o feixe. O resultado é relatado emNTU(unidades nefelométricas de turbidez) ouFNU(unidades nefelométricas de formazina).

As normas ISO 7027 e EN 27027 especificam uminfravermelho de 860 nmFonte de luz que reduz a interferência da cor da amostra. Esse é o design usado no RK500-07, juntamente com uma janela de medição de safira e quatro faixas selecionáveis: 0–10, 0–100, 0–1.000 e 0–4.000 NTU.

A turbidez é muito sensível a baixas concentrações, razão pela qual é a escolha padrão para água potável, saídas de filtros e água limpa de processos industriais.

1.2 TSS: Quanto sólido em suspensão está realmente presente

TSS (sólidos totais em suspensão) é umconcentração de massaem mg/L. O método de referência é gravimétrico: filtrar uma amostra bem homogeneizada através de um filtro de fibra de vidro, secar os sólidos retidos a 103–105 °C até peso constante e pesá-los. As especificações e o procedimento de filtração seguem o método aplicável, como o Standard Methods 2540 D ou o EPA Method 160.2.

Esse método é direto, rastreável e usa a mesma unidade que as licenças de descarga, mas é lento: amostragem, filtração, secagem e pesagem não podem ser feitas online. Um sensor de TSS online segue um caminho diferente — geralmenteretrodispersão— e converte a intensidade da luz em mg/L por meio de calibração e linearização internas. O RK500-20 é construído dessa forma.

1.3 Por que o NTU não pode ser convertido para mg/L

A dispersão da luz depende de mais fatores do que apenas a massa de sólidos na água:

O conhecido “NTU × 2 ≈ mg/L” é umregra prática local, válido apenas para um corpo d'água em um determinado momento. Altere o local ou a estação do ano e ele para de funcionar. A abordagem correta é coletar amostras de água no local, medir os Sólidos Totais em Suspensão (TSS) por secagem gravimétrica, registrar a leitura do sensor no mesmo instante e construir umCurva TSS específica do local.

2. Como um sensor de TSS online produz mg/L

Usando o RK500-20 como exemplo, a medição é realizada em três etapas:

1. O sensor emite um feixe de luz na água.
2. Partículas em suspensão dispersam a luz para trás, e o receptor mede a intensidade dessa luz retrodispersa.
3. A intensidade é comparada com o valor de calibração interna e linearizada para uma saída em mg/L.

O sensor aplica calibração e linearização internas, e as configurações de fábrica são adequadas para meios típicos. Quando as características das partículas são incomuns — alto teor orgânico, cor forte, sólidos muito finos — umcalibração de campoVale a pena o esforço:

• Retire de três a cinco amostras próximas ao sensor, abrangendo concentrações baixa, média e alta.
• Meça cada amostra por secagem gravimétrica.
• Realize a regressão dos valores de TSS medidos em relação às leituras do sensor para obter a curva local.
• Recalibre quando o processo ou a água de entrada sofrerem alterações significativas.

3. Os dois sensores lado a lado

3.1 As quatro versões do RK500-07

A versão D possui uma precisão de ±2% FS devido ao seu conjunto de escovas; as outras versões têm precisão de ±1% FS.

4. Qual deles é adequado para cada aplicação?

Uma distinção prática:A turbidez responde mais rapidamente e é adequada para controle de processos, tendências e alarmes, enquanto os Sólidos Totais em Suspensão (TSS) fornecem a concentração de massa em mg/L. Para relatórios regulatórios, o método analítico e os requisitos de monitoramento da licença ou autoridade aplicável ainda se aplicam; um sensor de TSS online permite o monitoramento contínuo, mas não substitui o método de referência.

Para uma visão mais abrangente sobre a turbidez, consulte nossoguia de seleção de sensores de turbidez.

5. Instalação: Bolhas e Reflexos Vêm Primeiro

5.1 Sensor de Turbidez

• Evite bolhas.Não instale acima de um difusor de ar, abaixo de um vertedouro ou cascata, ou na saída de uma bomba. As bolhas se dispersam fortemente e causam oscilações na leitura.
• Evite vibrações fortes.Isso interfere no alinhamento óptico e pode eventualmente danificar o para-brisa.
• Observe os reflexos nos canos.Em tubulações refletoras, como as de aço inoxidável, alinhe a linha entre os dois pequenos orifícios com a direção do fluxo e mantenha pelo menos58 mmentre a sonda e a parede do tubo.
• Mantenha a janela óptica limpa.Limpe delicadamente com um pano macio; nunca raspe a janela de safira com um objeto duro.

5.2 Sensor TSS

• Mantenha a sonda por mais de5 cm da parede laterale mais do que10 cm da base, conforme especificado pelo fabricante, para evitar reflexos na parede e acúmulo de sedimentos.
• Coloque-o onde houver pouco movimento, em vez de uma zona morta que acumule lodo.
• Mesmo com uma escova automática, verifique periodicamente se as cerdas não estão enroladas com fibras.

5.3 Requisitos Comuns

• As conexões do processo variam conforme o modelo: os modelos RK500-07 Tipo A/B e D utilizam NPT3/4, o Tipo C é configurado para instalação com tubulação de UPVC e o RK500-20 utiliza NPT3/4. Um suporte de montagem de 1 m está disponível para imersão; confirme as dimensões e as condições de montagem antes de fazer o pedido.
• A classificação IP68 permite imersão contínua; o cabo padrão é de 5 m, mas comprimentos personalizados estão disponíveis.
• Encaminhe o cabo de sinal separadamente do cabo de alimentação e aterre a blindagem em uma das extremidades.

6. Calibração e Manutenção

6.1 Calibração de Turbidez

• Utilize padrões de formazina; selecione os pontos de acordo com o modelo, a faixa de medição e o procedimento de calibração do fabricante. 0,02, 10, 100 e 1.000 NTU são exemplos comuns.
• Primeiro, limpe a janela óptica, enxágue com água pura e seque com um pano macio.
• Deixe o padrão estabilizar em temperatura e evite a formação de bolhas.
• Siga as práticas da norma ISO 7027 e registre a data e a inclinação de cada calibração.

6.2 Calibração de TSS

• Colete amostras no local e meça-as por secagem gravimétrica, em pelo menos três pontos de concentração.
• Colete a amostra o mais próximo possível da sonda e registre a leitura no mesmo instante.
• Configure a curva resultante no sensor ou no sistema host de acordo com o procedimento de calibração do fabricante e repita quando o processo ou a estação do ano mudar.

6.3 Intervalos de limpeza

Os intervalos abaixo são práticas recomendadas com base na qualidade típica da água; ajuste-os à taxa real de incrustação.

7. Cinco erros comuns

1. “Multiplique NTU por 2 para obter mg/L.”Essa teoria é válida, no máximo, para um único corpo d'água, e deixa de ser válida assim que a fonte ou a estação do ano muda.
2. “Uma gama mais ampla é sempre mais segura.”Uma faixa de medição mais ampla compromete a resolução e a precisão na extremidade inferior. Para água limpa, deve-se usar uma faixa de 0 a 10 ou de 0 a 100 NTU, e não de 0 a 4.000.
3. “A cor não importa.”A radiação infravermelha de 860 nm reduz a interferência de cor, mas a água com alta coloração e alto teor de matéria orgânica ainda afeta a leitura.
4. “As bolhas são um problema menor.”As bolhas dispersam muito mais luz do que as partículas; elas são a principal causa de leituras instáveis ​​no campo.
5. “Instale e esqueça.”A incrustação pode causar desvios, distorções ou leituras instáveis, dependendo do depósito, e quando o alarme é acionado, a incrustação geralmente já tem semanas.

8. Perguntas Frequentes

É possível converter turbidez e sólidos totais em suspensão (TSS)?

Apenas em um único corpo d'água com distribuição estável de tamanho de partículas e apenas por meio de uma curva específica do local, construída por amostragem gravimétrica. Não existe um fator universal.

Qual a diferença entre NTU e FNU?

NTU é a unidade nefelométrica de turbidez, historicamente associada a métodos de luz branca, como o EPA 180.1. FNU é a unidade nefelométrica de formazina usada com a norma ISO 7027 e sua fonte de infravermelho de 860 nm. De acordo com suas respectivas definições padrão, as duas unidades são numericamente equivalentes para a calibração de formazina, mas as leituras de diferentes instrumentos ainda devem ser comparadas verificando-se a fonte de luz, o método e o projeto óptico.

Por que dois turbidímetros apresentam leituras diferentes para a mesma amostra?

Comprimentos de onda, ângulos de medição, geometria óptica e padrões de calibração diferentes produzem diferenças. Compare com o mesmo padrão, na mesma temperatura, e confirme se ambos os instrumentos seguem o mesmo método.

Com que frequência um sensor TSS precisa de calibração?

A calibração de fábrica é adequada para meios de cultura típicos. Quando os sólidos sofrerem alterações significativas — sedimentos sazonais, mudanças de processo — é recomendável uma verificação em campo a cada três a seis meses; confirme o procedimento com o fabricante.

Para águas com alta turbidez, deve-se usar a turbidez ou os sólidos totais em suspensão (TSS)?

Acima de aproximadamente 4.000 NTU, um sensor de turbidez está próximo do seu limite; o TSS (sólidos totais em suspensão) abrange até 40.000 mg/L. Executar ambos os testes fornece uma verificação cruzada útil.

Qual sensor é adequado para aquicultura em água do mar?

Para turbidez, o modelo RK500-07 B possui corpo em titânio. Para sólidos totais em suspensão (TSS), o modelo RK500-20 utiliza aço inoxidável 316L, portanto, a imersão prolongada em água do mar deve ser verificada junto ao fabricante para determinar a aplicação específica.

Uma escova de limpeza automática elimina a necessidade de manutenção?

Isso prolonga consideravelmente o intervalo entre as escovações, mas as cerdas podem reter fibras e escamas. Recomenda-se ainda uma verificação visual mensal.

É possível usar 4–20 mA e RS485 simultaneamente?

O RK500-07 suporta saídas simultâneas de 4–20 mA e RS485. A especificação do RK500-20 lista saídas de 4–20 mA e RS485 (Modbus-RTU); confirme os requisitos de operação simultânea e de cabeamento com a RIKA antes da integração.

Onde a sonda deve ser instalada?

Turbidez: longe de bolhas e vibrações, respeitando a distância de reflexão na tubulação. Sólidos Totais em Suspensão (TSS): a mais de 5 cm da parede e 10 cm do fundo. Ambos os valores indicam fluxo lento de água, não zona morta.

Vale a pena instalar os dois?

Sim, para estações de tratamento de águas residuais, estações fluviais e aquicultura de recirculação. A turbidez fornece uma tendência rápida e um alerta; os sólidos totais em suspensão (TSS) fornecem o valor de conformidade e o balanço de massa.

9. Lista de verificação de seleção

Confirme estes oito pontos antes de fazer o pedido:

1. Tipo de água: potável, esgoto, rio, aquicultura ou industrial
2. Se você precisa de NTU, mg/L ou ambos
3. Faixa de concentração esperada e valor de pico, que define a faixa.
4. Água do mar ou meios agressivos, que fixam o material do corpo
5. Montagem: imersão, tubo ou suporte
6. Se a limpeza automática é necessária
7. Saída e alimentação: 4–20 mA, RS485, 12–24 VCC
8. Comprimento do cabo: 5 m (padrão)

Monitoramento de Turbidez e Sólidos Totais em Suspensão (TSS) com o Sensor RIKA

A RIKA SENSOR fornece sensores ópticos online para turbidez e sólidos em suspensão, abrangendo desde água limpa até efluentes industriais com alto teor de sólidos.

OSensor de turbidez RK500-07e oSensor TSS RK500-20Ambos possuem classificação IP68, saída de 4–20 mA e RS485, e ambos suportam instalação por imersão ou em linha, dependendo da versão.

Para a seleção do projeto, é útil fornecer: tipo de água, faixa de concentração esperada, temperatura e pressão de operação, método de instalação, requisitos de limpeza e necessidades de produção.