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XIV Jornadas de Laboratorios de Calidad de Aguas y Control de Procesos Octubre 8, 2010 – Puerto Varas, Chile Tecnología Óptica Para la Medición de Oxigeno.

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1 XIV Jornadas de Laboratorios de Calidad de Aguas y Control de Procesos Octubre 8, 2010 – Puerto Varas, Chile Tecnología Óptica Para la Medición de Oxigeno Disuelto OD. Método Orion para la Medición de Oxigeno Disuelto en Agua de Mar.

2 2 Contenido Metodos aprobados y aceptados para la medicion de Oxigeno Disuelto OD Tecnologias de Electrodos para la Medicion de OD Sonda de Electrodo de Membrana Clark de OD Nueva Tecnologia Optica para la medicion de Oxigeno Disuelto OD Como funciona la Tecnologia Optica RDO para la medicion de Oxigeno Disuelto OD Beneficios de la tecnologia Optica RDO sobre los metodos tradicionales de electrodo de membrana polarografica y galvanica Cuales metodos que incorporan la nueva tecnologia optica estan aprobados por la Agencia Federal de Proteccion Ambiental de los Estados Unidos EPA para efectos de reportes NPDES (National Pollutant Discharge Elimination System) Cuando puedo empezar a usar los Metodos RDO Metodo Orion para la medicion de Oxigeno Disuelto en Agua de Mar Metodo Orion para la correcion de la lectura de OD por efecto de la Salinidad Como implemetar los metodos de tecnologia optica de RDO en su laboratorio Cuales son los equipos Thermo Scientific Orion que usted puede usar

3 3 Metodos aprobados y aceptados para la medicion de Oxigeno Disuelto OD Procedimientos Aprobados para la medicios de Oxigeno Disuelto Winkler Electrodo de Membrana Publicado en el Method Update Rule (MUR), 40 CFR Part de Marzo 12, 2007

4 4 Tecnologias de Electrodos para la Medicion de OD Las Tecnologias de Electrodos para la Medicion de Oxigeno Disuelto OD son: Sensores Electroquimicos Tambien conocidos como electrodos de membrana o Celdas Clark Esta categoria incluye electrodos polarograficos y galvanicos Sensores Opticos basados en tecnologia de luminiscencia Tambien conocidos como sonda optica, sonda de luminiscencia o sonda de flourescencia

5 5 Sonda de Electrodo de Membrana Clark de OD Sample Gas Permeable Membrane Cathode (-) (Working Electrode) Vent Inert Inner Body Anode (+) (Reference/Counter Electrode) Internal Electrolyte El oxigeno cruza la membrana permeable de gas en cantidad que es directamente proporcional a la concentracion de oxigeno disuelto en la muestra. A medida que la concentracion de oxigeno es mas alta mayor es la cantidad de corriente.

6 6 Nueva Tecnologia Optica para la medicion de Oxigeno Disuelto OD Se desarrollo un nuevo sensor basado en la tecnologia optica de luminiscencia (luz en forma de energia) y se realizaron pruebas comparativas con los metodos tradicionales Winkler y de Electrodo de Membrana A traves del programa ATP (Alternative Test Procedure) la EPA otorgo la aprobacion provicional de esta nueva tecnologia para efecto de reporte exigidos por la NPDES (National Pollutant Discharge Elimination System)

7 7 Como funciona la tecnologia Optica RDO para medicion de Oxigeno Disuelto DO Un LED azul en el sensor RDO emite una luz que causa que las moleculas del lumifero incrustradas en la membrana de gas sensora se activen. Una vez que el lumifero se activa, este emite fotones de luz roja La presencia de oxigeno en la membrana sensora apaga la luminisencia (fotones de luz azul) y causa un cambio de fase de la senal que retorna en forma de luz roja. Esta senal la detecta el fotodiodo. La intesidad de la senal que retorna en forma de luz roja es inversamente proporcional a la cantidad de oxigeno prensente Metodo Optico por Luminiscencia

8 8 Como funciona la tecnologia Optica RDO para medicion de Oxigeno Disuelto DO El sensor tambien mide el tiempo de retardo entre el pico de emision de la luz azul y el pico de respuesta de la luz roja. Este tiempo de retardo tambien es inversamente proporcional a la cantidad de oxigeno presente. El tiempo de retardo se expresa como el cambio de fase entre los patrones de ondas de la luz azul y la luz roja. La sonda mide la diferencia de la fase basado en la totalidad de la senal. Esto resulta en una exactitud mayor y permite acomodar un rango de operacion mas amplio. Metodo Optico por Luminiscencia

9 9 Como funciona la tecnologia Optica RDO para medicion de Oxigeno Disuelto DO Metodo Optico por Luminiscencia

10 10 Caracteristicas y Beneficios de la Tecnologia Optica RDO Provee una tecnologia alternativa la cual a bajas concentraciones de Oxigeno Disuelto OD es tan sensible como la valoracion Winkler No consume oxigeno por lo tanto no requiere agitacion Ofrece igual o mejor precision/exactitud y reproducibilidad que los electrodos de membrana Utiliza muchos de los mismos requerimientos de muestreo utilizado con los electrodos de membrana, disminuyendo de esta manera el tiempo de entrenamiento del analista. No hay que cambiar membranas ni reemplazar periodicamente la solucion electrolitica del electrodo de membrana. Solamente hay que reemplazar la capsula-tapa del sensor anualmente. El procedimiento del cambio es sumamente sencillo.

11 11 Caracteristicas y Beneficios de la Tecnologia Optica RDO Respuestas mucho mas estables y como menos deriva lo cual se traduce en menos calibraciones. La Sonda Optica no requiere ningun tipo de preparacion como polarizacion o tiempo de calentamiento. Una vez instalada el cono sensor, la sonda esta lista para empezar a tomar lecturas La lecturas no se ven afectadas por el color o turbidez de la muestra Ideal para muestras sucias. No hay que preocuparse por las interferencias electricas. La tecnologia optica trabaja bien en areas electricamente complejas y puede usar cualquier longitud de cable.

12 12 Metodos aprobados por EPA que incorporan tecnologia optica para efecto de reporte del cumplimiento de normas de calidad de agua. La EPA publica la cartas de aprobacion el 3 de Noviembre del 2009 En estas cartas la EPA aprueba 3 metodos para RDO bajo el el proceso ATP (Alternative Test Procedure). Los metodos son: Medicion de Oxigeno Disuelto OD (DO) por sonda optica (Metodo ) Medicion de la Demanda Biologica de Oxigeno DBO (BOD) BOD por sonda optica (Metodo ) Medicion de la Demanda Biologica de Oxigeno Carbonaceous DBOC (CBOD) por sonda optica (Metodo )

13 13 La Oficina de Ciencia y Tecnologia de la Agencia Federal de Proteccion Ambiental de los Estados Unidos EPA esta recomendando la inclusion de estos metodos en la regulacion 40 CFR Part Hasta que los metodos sean incorporados en el Federal Register, aquellas instituciones que posean permisos NPDES (National Pollutant Discharge Elimination System) pueden empezar a monitorear usando los metodos RDO despues de someter dichos metodos a la aprobacion de la autoridad regional USEPA. Cuando puedo empezar a usar los Metodos RDO

14 14 Metodo Orion para la medicion de Oxigeno Disuelto en Agua de Mar La concentracion de Oxigeno Disuelto OD en Agua de Mar es un indicador del tipo de vida marina existente asi como tambien es un indicador de la presencia o no de contaminacion Los niveles de Oxigeno Disuelto OD son afectados por la salidad y temperatura Las Sondas Opticas Orion RDO tienen la capacidad de compesar la temperatura automaticamente para asi obtener una medicion mas precisas. El equipo para la medicion de Oxigeno Disuelto Orion 5 Star Plus compensa los efectos de la salinidad en la lectura. El valor de salinidad de la muestra se usa para corregir el cambio en solubilidad del oxigeno causado por la concentracion de sal en la muestra.

15 15 Metodo Orion para la medicion de Oxigeno Disuelto en Agua de Mar

16 16 Metodo Orion para la correcion de la lectura de OD por efecto de la Salinidad

17 17 Como Implementar los Metodos Opticos RDO en su Laboratorio Aquellos usuarios los cuales realizan pruebas para monitoreo de procesos y otros requerimientos que no necesiten permisos, pueden empezar a usar los metodos RDO inmediatamente con o sin agitacion

18 18 Como Implementar los Metodos Opticos RDO en su Laboratorio Aquellos usuarios los cuales realizan pruebas para certificacion y cumplimiento de permisos, pueden seguir el siguiente procedimiento de aprovacion provisorio, el cual incluye los siguientes pasos: Obtener copia del Metodo RDO a usar. Obtener copia de las Cartas de Aprobacion ATP (Alternative Test Procedures) emitidas por la USEPA Generar data de Control de Calidad de acuerdo a lo establecido en los metodos. Contactar la oficina regional de la USEPA para la obtencion de la carta de aprobacion regional. Someter la aprobacion de la oficina regional de la USEPA a los organismos auditores de su estado para obtener carta de aprobacion estatal.

19 19 Sensores y Equipos RDO Thermo Scientific ORION Los Productos Thermo Scientific Orion RDO incluye: 3-Star Plus RDO meters & kits. 4-Star RDO + pH meters & kits. 5-Star RDO + pH + conductivity meters & kits Longitud de cable de los Sensores RDO van de 3m hasta 30m

20 20 Tecnología Óptica Para la Medición de Oxigeno Disuelto OD. Método Orion para la Medición de Oxigeno Disuelto en Agua de Mar. Muchas Gracias por su Atencion


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