Fluorómetros: Sensores de calidad del agua
Solinst Eureka
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Fluorómetros Solinst Eureka
Los fluorómetros son sensores avanzados utilizados para medir la fluorescencia emitida por sustancias específicas en el agua cuando se exponen a determinadas longitudes de onda de luz. Muchas sustancias, como algas, bacterias y materiales orgánicos, presentan fluorescencia bajo la luz ultravioleta. Al detectar esta fluorescencia, los fluorómetros pueden proporcionar información valiosa sobre la presencia y concentración de parámetros específicos del agua.
En el control de la calidad del agua, los fluorómetros son esenciales para detectar y cuantificar diversos compuestos orgánicos e inorgánicos
Características principales de los fluorómetros Solinst Eureka:
- Detección de amplio espectro: Los fluorómetros están diseñados para medir una amplia gama de parámetros, proporcionando una visión holística de la calidad del agua.
- Alta sensibilidad y precisión: La tecnología avanzada garantiza una detección y cuantificación precisas de las sustancias objetivo, incluso a bajas concentraciones.
- Diseño robusto y fiable: Construidos para soportar los rigores del uso sobre el terreno, los fluorómetros ofrecen un rendimiento constante en diversos entornos acuáticos.
- Interfaz fácil de usar: El funcionamiento intuitivo y la perfecta integración de datos hacen que nuestros fluorómetros sean accesibles para profesionales de todos los niveles de experiencia.
Principios de funcionamiento de los fluorómetros
Excitación: El fluorómetro emite luz a una longitud de onda específica para excitar las moléculas fluorescentes del agua.
Emisión: Estas moléculas emiten luz a una longitud de onda diferente.
Detección: El fluorómetro mide la intensidad de la luz emitida (los filtros garantizan que sólo se detecte la longitud de onda deseada), lo que indica la concentración de la sustancia fluorescente.
Aplicaciones de los fluorómetros
- Calidad de las aguas superficiales: Controlar la presencia de contaminantes y materia orgánica en lagos, ríos y embalses para mantener la salud de los ecosistemas.
- Control de las aguas subterráneas: Detectar y medir contaminantes en las aguas subterráneas, garantizando la seguridad del agua potable y la protección del medio ambiente.
- Control de efluentes: Medir la calidad de las aguas residuales vertidas por instalaciones y procesos industriales para cumplir la normativa medioambiental.
- Investigación medioambiental: Apoyar estudios científicos sobre la calidad del agua y la contaminación, contribuyendo a los esfuerzos de conservación del medio ambiente.
- Pruebas de trazadores: Detectan y rastrean trazadores fluorescentes en sistemas de agua, lo que ayuda a comprender los patrones de flujo, identificar fugas y evaluar el impacto ambiental.
Solinst Eureka ofrece una amplia gama de fluorómetros:
Sensores de clorofila
Clorofilael pigmento verde del fitoplancton y las algas, indica el nivel de fotosíntesis que se está produciendo. Esta producción primaria constituye la base de la red trófica acuática y sustenta desde el zooplancton hasta los peces. Mientras que unos niveles moderados de clorofila sugieren un ecosistema sano, unos niveles excesivos pueden indicar eutrofización, lo que provoca una estética desagradable, problemas de sabor y olor del agua potable y la posible muerte de peces.
Solinst Eureka ofrece dos sensores de clorofila: de excitación azul y roja. La versión azul suele elegirse porque las algas absorben bien la luz azul, lo que proporciona una alta sensibilidad para la detección por fluorescencia. Sin embargo, la materia orgánica disuelta y particulada (DOM/POM) puede reducir la sensibilidad del sensor azul. El sensor rojo de clorofila, diseñado para minimizar la interferencia de DOM/POM, permite una detección precisa de la abundancia de algas, ya que la luz roja no excita estos materiales. Aunque es menos sensible para detectar algas eucariotas, su eficacia contra las interferencias puede compensar este inconveniente. Además, la fluorometría de excitación roja es más sensible a las algas procariotas (cianobacterias), lo que la hace ideal para sistemas de agua dulce ricos en DOM y algas verdeazuladas.
Sensores de algas verdeazuladas
Las algas verdeazuladasen realidad bacterias conocidas como cianobacterias, son fotosintéticas y responsables de más del 20% de la fotosíntesis de la Tierra. Aunque las cianobacterias contribuyen al ciclo del oxígeno, pueden proliferar y agotar sus nutrientes, provocando una descomposición que reduce los niveles de oxígeno y causa la muerte de peces. Además, las cianobacterias moribundas pueden liberar toxinas perjudiciales para los seres humanos y los animales.
La ficocianina y la ficoeritrina son indicadores clave de floraciones nocivas de cianobacterias; por ello, Solinst Eureka ofrece dos sensores de algas verdeazuladas disponibles para la monitorización en aplicaciones marinas y de agua dulce: Ficoeritrina, que es dominante en especies marinas como Synechococcus spp., y Ficocianina, que es abundante en taxones de agua dulce como Anabaena, Microcystis y Spirulina.
Sensores CDOM/FDOM
La materia orgánica disuelta (MOD) abarca diversas formas, incluidos los ácidos húmicos y las secreciones orgánicas. Constituye una importante reserva de carbono reactivo y sirve de sustrato dinámico para bacterias, plantas y animales. La DOM puede fotodegradarse en compuestos volátiles que dañan el medio ambiente y contiene cromóforos que absorben la luz, lo que da lugar al término Materias orgánicas disueltas cromóforas (MODC).
La CDOM también es fluorescente (FDOM), lo que permite a los investigadores medir su abundancia en los sistemas acuáticos mediante fluorometría. El seguimiento de los niveles de DOM es crucial para comprender los cambios en la productividad primaria, la dinámica del fitoplancton, la proliferación de algas y las condiciones medioambientales en general. Debido a que existen diferentes fuentes de CDOM que pueden emitir una gama de longitudes de onda, Solinst Eureka eligió un filtro de emisión de banda ancha que detectará varios tipos de CDOM que se encuentran en el entorno natural.
Sensores de blanqueamiento óptico
Los blanqueadores ópticos indican una posible contaminación por detergentes y otras actividades humanas. El sensor de blanqueante óptico de Solinst Eureka tiene un amplio rango dinámico (>5000 partes por millón) que le permite funcionar en la mayoría de los entornos acuáticos, y su alta resolución aumenta su precisión. Los sensores ópticos de abrillantador pueden utilizarse en estudios para localizar lugares específicos en los que los sistemas de aguas residuales in situ puedan estar entrando en ríos u otros cursos de agua. Las determinaciones fluorométricas de las concentraciones de abrillantador en muestras de agua natural han sido útiles para encontrar fuentes de aguas residuales y contaminaciones por coliformes fecales para estudios del Departamento de Sanidad, así como en investigaciones generales.
Sensores de triptófano
Triptófano es un aminoácido disuelto en agua con excitación y emisión específicas. Se clasifica como materia orgánica similar a las proteínas, y sus fuentes pueden incluir sistemas acuáticos con alta actividad biológica y aguas residuales o vertidos industriales. El triptófano es otro parámetro que los investigadores pueden medir para rastrear los efluentes de aguas residuales, que pueden tener un impacto significativo en los hábitats y la vida silvestre. El fluorómetro de triptófano emite una señal analógica de 0-5 voltios proporcional a la respuesta de fluorescencia del triptófano disuelto en el agua. Las sondas Eureka de Solinst convierten la señal a un formato digital para medir el triptófano en concentraciones de 0 – 5000 ppb. Para identificar la presencia/ausencia de materia orgánica de tipo proteínico que pueda indicar un vertido de aguas residuales, el fluorómetro de Triptófano de Solinst Eureka permite a los usuarios detectar el Triptófano dentro de un rango de bajo nivel (límite de detección de 3 ppb) necesario para este estudio medioambiental.
Sensores de rodamina
Colorantes fluorescentes como rodamina se añaden a menudo a los sistemas de agua para proporcionar datos sobre la descarga y la velocidad del agua. La rodamina es un material altamente fluorescente con la capacidad única de absorber luz verde y emitir luz roja. Muy pocos compuestos tienen esta propiedad, por lo que las interferencias de otras sustancias son muy raras. Esto convierte a la rodamina en un trazador altamente específico. El fluorómetro está configurado para emitir luz verde sobre la muestra y detectar la luz roja emitida. La cantidad de luz roja emitida es directamente proporcional a la concentración del colorante, hasta 1000 partes por billón (1000 μg/L). Las lecturas de fluorescencia relativa, las concentraciones de colorante, los factores de dilución, el tiempo de recorrido del colorante y otros parámetros proporcionan datos valiosos que se utilizan para sacar conclusiones sobre el sistema de agua estudiado.
Sensores de fluoresceína
La fluoresceína fue el primer colorante fluorescente utilizado para trabajos de rastreo de aguas y aún se utiliza para estudios cualitativos de contaminación subterránea de pozos. La fluoresceína se utiliza para mediciones de flujo, circulación, dispersión, estudios de penachos, modelos hidráulicos y estudios de aguas subterráneas. El sensor de fluoresceína Solinst Eureka está configurado para informar de forma directamente proporcional a la concentración del colorante presente en la muestra, hasta 500 partes por billón (500 μg/L). La fluoresceína emite una fluorescencia verde brillante, que proporciona un excelente contraste visual o fotográfico contra los fondos que suelen encontrarse en los estudios de transporte de agua. Por lo tanto, es fácil visualizar el progreso de un experimento. Es más estética que el colorante rojo, que es importante en las zonas oceánicas sujetas a las floraciones de ciertos dinoflagelados, llamadas «mareas rojas».
Sensores de fluorescencia PTSA
El colorante PTSA (ácido pirenetetrasulfónico) no es tóxico y es químicamente estable, lo que lo convierte en un aditivo trazador ideal para sistemas de tratamiento de aguas y aplicaciones agrícolas. Al añadir PTSA a las formulaciones de tratamiento, la respuesta fluorescente del colorante trazador PTSA es proporcional y gráficamente lineal entre rangos de concentración específicos y la concentración del producto químico con el que se dosifica el sistema. Las mediciones del fluorómetro de PTSA pueden realizarse en línea, sobre el terreno y en el laboratorio para agilizarse de forma rápida y rutinaria, lo que permite el análisis de la dosis de producto en tiempo real. Esto permite mejorar la precisión de la supervisión de la velocidad de alimentación, la supervisión continua del sistema y el control de las características del sistema, lo que garantiza que las empresas puedan mejorar sus resultados y cumplir los exigentes requisitos del sistema. Este sensor óptico UV detecta la fluorescencia de PTSA en agua hasta 650 ppb. El colorante PTSA emite longitudes de onda entre 400 y 500 nm cuando se irradia con luz UV.
Sensores de aceite refinado y combustible
Los combustibles refinados como el benceno, el tolueno, el etilbenceno y los xilenos (BTEX) son compuestos orgánicos volátiles (COV) presentes en los derivados del petróleo. Estos compuestos pueden dañar a los seres humanos y a los animales si se absorben a través de la piel, se ingieren o se inhalan. Muchas vías conducen a la contaminación medioambiental, principalmente a través de fugas de tanques de almacenamiento, tuberías o contenedores rotos o degradados. El sensor de aceite refinado de Solinst Eureka proporciona datos para la detección rápida in situ de estos compuestos. Esto es ideal para los investigadores interesados en detectar la presencia o ausencia de COV y medir los cambios relativos de fluorescencia que pueden indicar concentraciones crecientes o decrecientes. El fluorómetro para aceites refinados (combustibles) de Solinst Eureka utiliza longitudes de onda UV profundas para la excitación (<300nm). Se utiliza un filtro de emisión de banda ancha para la detección entre 300 y 400 nm. Emite una señal analógica basada en la intensidad de fluorescencia relativa de los aceites refinados (combustibles) en el agua. Esta señal se convierte en una salida digital en la multisonda Solinst Eureka, que informa del valor de aceite refinado en ppb.
Sensores de petróleo crudo
«Petróleo crudo» se refiere al petróleo natural sin procesar, con varias clases que difieren en su composición química. No todo el petróleo crudo presente en el agua procede de vertidos; también se producen filtraciones naturales. Las concentraciones elevadas pueden dañar la vida acuática. La medición del petróleo crudo es un reto debido a las diferentes respuestas de fluorescencia de las distintas fuentes, lo que dificulta la calibración del sensor. El mejor método consiste en preparar un patrón con una concentración gravimétrica conocida similar al tipo de petróleo que se espera encontrar sobre el terreno. El petróleo crudo también «envejece», ya que las fracciones más ligeras como el benceno, el xileno y el tolueno se volatilizan. El análisis de varias muestras de campo puede ayudar a determinar el contenido de petróleo; si las respuestas de los sensores son lineales, basta con una sola calibración. Si no es así, debe crearse una tabla de calibración para alinear las lecturas del sensor con las concentraciones esperadas.
Fluorómetros y sondas de calidad del agua
Los sensores fluorométricos de Solinst Eureka son los mejores de su clase para instrumentos portátiles de calidad del agua. Los sensores pueden instalarse en sondas multiparamétricas Manta+ para la calidad del agua junto con otros sensores, como fluorómetros adicionales, oxígeno disuelto, pH y conductividad. Esto resulta muy rentable, ya que no es necesario comprar un fluorómetro específico. Si sólo se necesita un fluorómetro, el sensor puede instalarse en una sonda más pequeña, como el Trimeter.
El funcionamiento es sencillo, ya que el fluorómetro se controla mediante el software Manta Control, al igual que otros sensores instalados. Las multisondas Solinst Eureka pueden configurarse con baterías de respaldo para un despliegue autónomo autoalimentado, utilizarse con pantallas de campo para comprobaciones puntuales in situ o conectarse a estaciones de telemetría de datos para una monitorización remota en tiempo real. Las sondas de calidad del agua Solinst Eureka equipadas con fluorómetros son portátiles, duraderas y rentables.
Fluorómetros y bioincrustaciones
La suciedad puede obstaculizar los sensores de fluorescencia al acumularse en la superficie activa, disminuyendo la luz emitida o recibida. Los materiales extraños también pueden producir señales falsas al fluorescer en longitudes de onda similares. Aunque se trata de un problema que afecta sobre todo a los despliegues a largo plazo, los accesorios antiincrustantes, como el sistema de limpiaparabrisas de Solinst Eureka y los protectores de malla de cobre para sensores, pueden ayudar durante el uso continuo. Los sistemas de limpiaparabrisas también son útiles cuando se detectan aceites crudos o refinados para evitar que el sensor se recubra.
También opcional, la Sonda múltiple de calidad del agua Manta+ F35 está equipada con un «cono de ojiva» de silicona rellena de cobre que cubre todos los sensores expuestos excepto las superficies de medición críticas. Un rascador central mantiene limpias esas superficies de medición.
Calibración de fluorómetros
Existen tres formas de calibrar los sensores fluorométricos, dependiendo del tipo. En primer lugar, se puede calibrar con una concentración conocida o una muestra de laboratorio del analito objetivo; la muestra puede prepararse gravimétricamente o comprarse. En segundo lugar, puede calibrar con un «cubo de calibración» o un patrón secundario sólido, un dispositivo óptico disponible en Solinst Eureka que proporciona una salida consistente para un determinado tipo de fluorescencia. En tercer lugar, puede calibrar con un estándar de transferencia, como la rodamina; el PTSA también es un estándar de laboratorio ideal que puede utilizarse para estandarizar todos los fluorómetros de Solinst Eureka. Los dos últimos métodos son indirectos pero rápidos, económicos y prácticos.
PRECAUCIÓN: Nunca mire directamente al sensor de un fluorómetro.
Los rayos UV emitidos por el sensor pueden causar lesiones oculares.
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