Como funciona un Sensore TSS (Total Suspended Solids)

¿Qué son los Sólidos Suspendidos Totales?

Los Sólidos Suspendidos Totales se refieren a partículas que están físicamente suspendidas en el agua pero no disueltas. A diferencia de las sales disueltas que afectan a la conductividad, los sólidos suspendidos permanecen como pequeñas partículas flotando en la columna de agua.

Ejemplos incluyen:

• Arcilla y limo

• Desechos orgánicos

• Algas

• Colonias de bacterias

• Fragmentos de biofilm

• Partículas industriales

Típicamente, los SST se miden en:

mg/L (miligramos por litro)

Niveles más altos de SST usualmente indican mayor turbidez y menor claridad del agua, aunque la turbidez y el SST no son exactamente la misma medida.

Principio Básico de un Sensore de SST

La mayoría de los sensores modernos de SST funcionan utilizando medición óptica, específicamente detectando cómo las partículas dispersan la luz.

El principio es relativamente sencillo:

1. El sensore emite un haz de luz (usualmente infrarroja o cercana al infrarrojo).

2. Las partículas suspendidas en el agua dispersan la luz.

3. Un fotodetector mide la intensidad de la luz dispersada.

4. La electrónica del sensore convierte la señal detectada en un valor de concentración de SST.

Cuantas más partículas hay en el agua, más luz se dispersa, resultando en una lectura de SST más alta.

Medición de Dispersión de Luz

El método óptico más común se llama nefelometría, donde el detector mide la luz dispersada a 90 grados de la fuente de luz.

El proceso funciona de la siguiente manera:

1. Un emisor LED envía luz al agua de muestra.

2. Las partículas suspendidas interceptan la luz.

3. Las partículas dispersan la luz en múltiples direcciones.

4. Un detector posicionado a un ángulo de 90° mide la intensidad de la luz dispersada.

La curva de calibración interna del sensore convierte esta señal óptica en un valor de SST en mg/L.

Esta técnica es muy sensible a pequeñas partículas y se utiliza ampliamente en el monitoreo ambiental y de aguas residuales.

Luz Infrarroja para Evitar Interferencias

Muchos sensores de SST usan luz infrarroja (IR), generalmente alrededor de 850 nm.

Se prefiere la infrarroja porque:

• Reduce la interferencia del color del agua.

• Minimiza la influencia de la luz solar.

• Es menos afectada por la pigmentación de las algas.

Esto permite lecturas más estables en sistemas de agua natural y entornos industriales.

Turbidez vs SST

La turbidez y el SST están estrechamente relacionados, pero no son mediciones idénticas.

Turbidez

• Mide la nubosidad del agua causada por partículas.

• Se expresa en NTU (Unidades Nefelométricas de Turbiedad).

SST

• Mide la concentración de masa real de sólidos suspendidos.

• Se expresa en mg/L.

Un sensore de turbidez mide la dispersión óptica directamente, mientras que un sensore de SST usualmente aplica curvas de calibración que correlacionan la intensidad de la dispersión con la concentración de sólidos reales determinada por métodos de filtración de laboratorio.

Debido a que el tamaño y la composición de las partículas varían, los sensores de SST deben frecuentemente calibrarse para aplicaciones específicas.

Tipos de Sensores de SST

1. Sensores Ópticos de SST

Estos son los sensores más ampliamente utilizados.

Contienen:

• Emisor de luz (LED o láser)

• Fotodetector

• Ventana óptica

• Electrónica para el procesamiento de señales

Ventajas:

• Medición en tiempo real

• No se requieren reactivos químicos

• Bajo mantenimiento

Estos sensores son comunes en plantas de tratamiento de aguas residuales, sistemas de acuicultura y procesos de agua industrial.

2. Sensores de Dispersión de Láser

Sensores de mayor precisión a veces usan fuentes de luz láser en lugar de LEDs.

Ventajas:

• Haz de luz más enfocado

• Mayor sensibilidad

• Mejor detección de partículas

Estos a menudo se utilizan en sistemas de investigación y monitoreo de alta precisión.

Incrustación y Limpieza del Sensor

Debido a que los sensores de SST dependen de ventanas ópticas, pueden verse afectados por:

• Acumulación de biofilm

• Crecimiento de algas

• Incrustaciones minerales

• Depósitos de sedimentos

Para prevenir lecturas inexactas, muchos sensores industriales incluyen:

• Limpiadores automáticos

• Limpieza con aire comprimido

• Revestimientos anti-incrustantes

La limpieza y la calibración regular son importantes para mediciones confiables.

Rangos Típicos de SST

Diferentes aplicaciones operan dentro de diferentes rangos de SST:

Importancia en los Sistemas de Tratamiento de Agua

Es crítico monitorear los sólidos suspendidos porque los altos niveles de SST pueden:

• Reducir la transferencia de oxígeno

• Aumentar el crecimiento de biofilm

• Obstruir sistemas de riego

• Disminuir la eficiencia de filtración

• Afectar la vida acuática

En sistemas biológicos como la acuicultura o hidropónicos, un exceso de sólidos suspendidos también puede promover el crecimiento bacteriano y degradar la calidad del agua.

Monitoreo de SST en Tratamiento Avanzado de Agua

En tecnologías avanzadas de tratamiento de agua, como aeración y sistemas de oxidación con nano burbujas, el monitoreo de SST proporciona información sobre el rendimiento del sistema.

Por ejemplo:

• La disminución de SST puede indicar una mejora en la descomposición de biofilm o la oxidación de partículas.

• Niveles bajos y estables de SST pueden indicar un mejor equilibrio microbiano.

• Un aumento en el SST puede indicar desprendimiento de biofilm o perturbación del sistema.

Debido a que los sólidos suspendidos influyen fuertemente en la transferencia de oxígeno y la actividad biológica, los sensores de SST a menudo se usan junto con:

• Sensores de Oxígeno Disuelto (OD)

• Sensores de OPR

• Sensores de pH

• Sensores de Conductividad

Juntos, estas mediciones proporcionan un panorama completo de la química del agua y el rendimiento del tratamiento.