Como se mede a turbidez da água?

O que é turbidez?

A turbidez é uma medida da opacidade ou nebulosidade de um líquido, comumente utilizada para avaliar a qualidade da água em corpos hídricos naturais — como rios, lagos e oceanos — bem como em sistemas de tratamento de água. Ela surge devido à presença de partículas em suspensão, incluindo lodo, algas, plâncton e subprodutos industriais, que dispersam a luz que passa pela coluna d'água.
A turbidez é normalmente quantificada em unidades nefelométricas de turbidez (NTU), sendo que valores mais altos indicam maior opacidade da água. Essa unidade é baseada na quantidade de luz dispersa pelas partículas em suspensão na água, medida por um nefelômetro. O nefelômetro emite um feixe de luz através da amostra e detecta a luz dispersa pelas partículas em suspensão em um ângulo de 90 graus. Valores de NTU mais altos indicam maior turbidez, ou seja, água mais opaca. Valores de NTU mais baixos indicam água mais clara.
Por exemplo: Água limpa pode ter um valor NTU próximo de 0. Água potável, que precisa atender aos padrões de segurança, normalmente tem um NTU inferior a 1. Água com altos níveis de poluição ou partículas em suspensão pode ter valores NTU na casa das centenas ou milhares.

Por que medir a turbidez da água para avaliar sua qualidade?

Níveis elevados de turbidez podem levar a diversos efeitos adversos:
1) Redução da penetração da luz: Isso prejudica a fotossíntese em plantas aquáticas, perturbando assim o ecossistema aquático mais amplo que depende da produtividade primária.
2) Entupimento dos sistemas de filtração: Sólidos em suspensão podem obstruir os filtros em estações de tratamento de água, aumentando os custos operacionais e reduzindo a eficiência do tratamento.
3) Associação com poluentes: Partículas que causam turbidez frequentemente servem como veículos para contaminantes nocivos, como microrganismos patogênicos, metais pesados ​​e produtos químicos tóxicos, representando riscos tanto para o meio ambiente quanto para a saúde humana.
Em resumo, a turbidez serve como um indicador crítico para avaliar a integridade física, química e biológica dos recursos hídricos, particularmente em contextos de monitoramento ambiental e saúde pública.
Qual é o princípio da medição da turbidez?

O princípio da medição da turbidez baseia-se na dispersão da luz ao passar por uma amostra de água contendo partículas em suspensão. Quando a luz interage com essas partículas, ela é dispersa em várias direções, e a intensidade da luz dispersa é diretamente proporcional à concentração de partículas presentes. Uma maior concentração de partículas resulta em maior dispersão da luz, levando a uma maior turbidez.

o princípio da medição da turbidez

O processo pode ser dividido nas seguintes etapas:
Fonte de luz: Um feixe de luz, normalmente emitido por um laser ou LED, é direcionado através da amostra de água.
Partículas em suspensão: À medida que a luz se propaga pela amostra, a matéria em suspensão — como sedimentos, algas, plâncton ou poluentes — faz com que a luz se disperse em múltiplas direções.
Detecção de luz dispersa: umnefelômetroO instrumento usado para medir a turbidez detecta a luz dispersa em um ângulo de 90 graus em relação ao feixe incidente. Essa detecção angular é o método padrão devido à sua alta sensibilidade à dispersão induzida por partículas.
Medição da intensidade da luz dispersa: A intensidade da luz dispersa é quantificada, sendo que intensidades mais altas indicam uma maior concentração de partículas em suspensão e, consequentemente, maior turbidez.
Cálculo da turbidez: A intensidade da luz dispersa medida é convertida em Unidades Nefelométricas de Turbidez (NTU), fornecendo um valor numérico padronizado que representa o grau de turbidez.
O que mede a turbidez da água?

A medição da turbidez da água utilizando sensores ópticos é uma prática amplamente adotada em aplicações industriais modernas. Normalmente, é necessário um analisador de turbidez multifuncional para exibir medições em tempo real, permitir a limpeza automática periódica dos sensores e disparar alertas para leituras anormais, garantindo assim a conformidade com os padrões de qualidade da água.

Sensor de turbidez online (água do mar mensurável)

Diferentes ambientes operacionais exigem soluções distintas para o monitoramento da turbidez. Em sistemas residenciais de abastecimento secundário de água, estações de tratamento de água e nos pontos de entrada e saída de instalações de água potável, são predominantemente utilizados turbidímetros de baixa faixa, com alta precisão e faixas de medição estreitas. Isso se deve à exigência rigorosa de baixos níveis de turbidez nesses ambientes. Por exemplo, na maioria dos países, a norma regulatória para água da torneira nas saídas das estações de tratamento especifica um nível de turbidez inferior a 1 NTU. Embora a análise da água de piscinas seja menos comum, quando realizada, também exige níveis de turbidez muito baixos, normalmente requerendo o uso de turbidímetros de baixa faixa.

Turbidímetros de baixa faixa TBG-6188T

Em contraste, aplicações como estações de tratamento de águas residuais e pontos de descarga de efluentes industriais exigem turbidímetros de alta faixa de medição. A água nesses ambientes frequentemente apresenta flutuações significativas de turbidez e pode conter concentrações substanciais de sólidos em suspensão, partículas coloidais ou precipitados químicos. Os valores de turbidez frequentemente excedem os limites superiores de medição de instrumentos de faixa ultrabaixa. Por exemplo, a turbidez na entrada de uma estação de tratamento de águas residuais pode atingir várias centenas de NTU e, mesmo após o tratamento primário, o monitoramento de níveis de turbidez na ordem de dezenas de NTU permanece necessário. Os turbidímetros de alta faixa de medição geralmente operam com base no princípio da razão entre a intensidade da luz espalhada e a transmitida. Ao empregar técnicas de expansão de faixa dinâmica, esses instrumentos alcançam capacidades de medição de 0,1 NTU a 4000 NTU, mantendo uma precisão de ±2% da escala completa.

Analisador de turbidez industrial online

Em contextos industriais especializados, como os setores farmacêutico e de alimentos e bebidas, as exigências quanto à precisão e estabilidade a longo prazo das medições de turbidez são ainda maiores. Essas indústrias frequentemente utilizam turbidímetros de feixe duplo, que incorporam um feixe de referência para compensar as perturbações causadas por variações na fonte de luz e flutuações de temperatura, garantindo assim uma confiabilidade consistente das medições. Por exemplo, a turbidez da água para injeção deve ser mantida abaixo de 0,1 NTU, o que impõe requisitos rigorosos à sensibilidade do instrumento e à resistência a interferências.
Além disso, com o avanço da tecnologia da Internet das Coisas (IoT), os modernos sistemas de monitoramento de turbidez estão se tornando cada vez mais inteligentes e conectados em rede. A integração de módulos de comunicação 4G/5G permite a transmissão em tempo real de dados de turbidez para plataformas em nuvem, facilitando o monitoramento remoto, a análise de dados e o envio automático de alertas. Por exemplo, uma estação de tratamento de água municipal implementou um sistema inteligente de monitoramento de turbidez que integra os dados de turbidez na saída com seu sistema de controle de distribuição de água. Ao detectar turbidez anormal, o sistema ajusta automaticamente a dosagem de produtos químicos, resultando em uma melhoria na conformidade com os padrões de qualidade da água de 98% para 99,5%, juntamente com uma redução de 12% no consumo de produtos químicos.
Turbidez é o mesmo conceito que sólidos totais em suspensão?

Turbidez e Sólidos Totais em Suspensão (STS) são conceitos relacionados, mas não são a mesma coisa. Ambos se referem a partículas suspensas na água, mas diferem no que medem e em como são quantificados.
A turbidez mede a propriedade óptica da água, especificamente a quantidade de luz dispersa pelas partículas em suspensão. Ela não mede diretamente a quantidade de partículas, mas sim a quantidade de luz bloqueada ou desviada por essas partículas. A turbidez é afetada não apenas pela concentração de partículas, mas também por fatores como o tamanho, a forma e a cor das partículas, bem como o comprimento de onda da luz utilizada na medição.

Medidor Industrial de Sólidos Totais em Suspensão (TSS)

Sólidos totais em suspensãoO TSS (Sólidos Totais em Suspensão) mede a massa real de partículas em suspensão em uma amostra de água. Ele quantifica o peso total dos sólidos que estão suspensos na água, independentemente de suas propriedades ópticas.
A concentração de sólidos totais em suspensão (TSS) é medida filtrando-se um volume conhecido de água através de um filtro (geralmente um filtro com peso conhecido). Após a filtração, os sólidos retidos no filtro são secos e pesados. O resultado é expresso em miligramas por litro (mg/L). A TSS está diretamente relacionada à quantidade de partículas em suspensão, mas não fornece informações sobre o tamanho das partículas ou como elas dispersam a luz.
Principais diferenças:
1) Natureza da Medição:
A turbidez é uma propriedade óptica (como a luz é dispersa ou absorvida).
TSS é uma propriedade física (a massa de partículas suspensas na água).
2) O que eles medem:
A turbidez indica o quão clara ou turva a água está, mas não fornece uma massa real de sólidos.
O TSS fornece uma medição direta da quantidade de sólidos na água, independentemente de quão clara ou turva ela pareça.
3) Unidades:
A turbidez é medida em NTU (Unidades Nefelométricas de Turbidez).
O TSS é medido em mg/L (miligramas por litro).
Cor e turbidez são a mesma coisa?

Cor e turbidez não são a mesma coisa, embora ambas afetem a aparência da água.

Medidor de cor online para qualidade da água

Eis a diferença:
A cor refere-se à tonalidade ou matiz da água causada por substâncias dissolvidas, como matéria orgânica (como folhas em decomposição) ou minerais (como ferro ou manganês). Mesmo a água transparente pode ter cor se contiver compostos coloridos dissolvidos.
Turbidez refere-se à opacidade ou turbidez da água causada por partículas em suspensão, como argila, lodo, microrganismos ou outros sólidos finos. Ela mede o quanto as partículas dispersam a luz que passa através da água.
Resumidamente:
Cor = substâncias dissolvidas
Turbidez = partículas em suspensão