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Oportunidades control de agua en tiempo real cecilia jimenez (gtq)

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Jornada Microsensores: retos y oportunidades para el control del agua

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Oportunidades control de agua en tiempo real cecilia jimenez (gtq)

  1. 1. Control del agua en tiempo realOportunidadesControl de agua en Tiempo realOportunidadesCecilia Jiménez, Directora del GTQ
  2. 2. Control del agua en tiempo realOportunidadesDonde hacemos monitorización de aguasProcesos de tratamiento de aguas: ETAP, EDAP, SalinizadorasRed de distribución de aguasAguas superficiales: Rios, lagos, ….Aguas marinasAguas subterráneas
  3. 3. Control del agua en tiempo realOportunidadesSistemas actuales control de aguas Inline In situ
  4. 4. Control del agua en tiempo realOportunidadesSistemas actuales control de aguas Análisis en  Control in situ  LABORATORIO SONDA • Parámetros estándar • Limitado a unos cuantos • Transporte de la muestra • Problemas de fouling • Número de medidas limitado • Dificultades de mantenimiento • Duración del proceso de análisis • Medidas uniparametricas • No mide en continuo • Calibración poco frecuente • Costes elevados Resultados en tiempo real
  5. 5. Control del agua en tiempo realOportunidadesSistemas de medida GTQ – Online/Atline Inline In situ
  6. 6. Control del agua en tiempo realOportunidadesSistemas de medida GTQ – Online/Atline Resultados en tiempo casi real Sensor dura mas tiempo Auto calibración/acondicionamiento del sensor Multi análisisSistemas portátilesCalidad de medida “in situ”Lectura inmediata de resultadosTratamiento de la muestra en el sistemaMedida en continuoSistemas instalables en líneasSeñal de salida compatible
  7. 7. Control del agua en tiempo realOportunidadesSistemas de medida GTQ – TIPOS DE SENSORES Sensores pH, Ca 2+, K+, Na+, NH4 Conductividad ORP Sistemas multisense DQO Oxigeno disuelto Cloro disuelto Metales Cu2+, Ni2+, Pb2+,  Microorganismos Biosensores
  8. 8. Control del agua en tiempo realOportunidadesDepuradora Entrada Tratamiento Salida pH,  CE, T  NH4‐NO3, Na+, O2 TDS, NH4, PO4,  DQO, DBO Inline In situ
  9. 9. Control del agua en tiempo realOportunidadesDepuradora: medida de DQO Entrada Tratamiento Salida pH,  CE, T  NH4‐NO3, Na+, O2 TDS, NH4, PO4,  DQO, DBO Procedimiento 1. Toma de muestraMétodo lento resultado al cabo de hs 2. Digestión de la MO muestra Uso de reactivos peligrosos (dicromato K2Cr2O7) 150ºC, 2 hResiduos tóxicos 3. Determinación mediante  colorimetria/titracion de Cr 3+
  10. 10. Control del agua en tiempo realOportunidadesDepuradora: medida de DQOSensor de Demanda Electroquímica de Oxigeno (EOD)• Microelectrodo + Material compuesto con catalizador Estimación de  la DQO en la • Medida amperométrica en medio básico entrada de la  depuradora 250 DQO  EOD Relacion Muestra (ppm O2) (ppm O2) DQO/DEO 200 1 870 96 9,1 150 DEO 2 1290 158 8,2 100 y = 0,1318x - 11,557 3 1573 200 7,9 50 R² = 0,9949 4 568 68 8,4 0 500 1000 1500 2000 5 1829 228 8,0 DQO
  11. 11. Control del agua en tiempo realOportunidadesDepuradora: sistemas de alarmaMedidas en muestras de entrada/salida a una depuradora pH Conductividad ORP EOD= DQOValores en minutosErrores < 10 % comparados con métodos estándar 1.7% errorValores máximos de DQO establecido por la legislaciónToma de decisiones rápidas: ¿río o colector? pH ISFET pH nominal pH sortida 10 9 8 7 6 5 4 3 2 pH salida depuradora 1 0 S07 S08 S09 S14 S15 S16 S21 S23
  12. 12. Control del agua en tiempo realOportunidadesPotabilizadora: medida de Metales pesados Entrada Ozonización Salida Turbidez, NH4,  Turbidez, pH, ORP, Al Analítica completa  Metales pesados (Cu2+, Ni2+) Procedimiento 1. Toma de muestra 2. Tratamiento de la muestra (filtracion) 3. Determinación mediante ICP‐MS  Procedimiento lento resultado en hs Equipo costoso
  13. 13. Control del agua en tiempo realOportunidadesPotabilizadora: medida de Metales pesados (Cu)Sensor: UMEA + nanoparticulas de oro R.E Muestra ICP-AES/ µM Sensor/ µM %Técnica: voltamperometria por  1 35.22 34.94 (2.81) 0.80redisuolución anodica 2 24.55 24.68 (1.39) -0.55 3 20.67 20.79 (0.49) -0.59 4 143.80 128.51 (6.44) 10.63 5.0µm 5 23.78 23.50 (2.99) 1.19 Respuesta  en min
  14. 14. Control del agua en tiempo realOportunidadesPotabilizadora: medida Cl2 VentajasSensor: microlectrodo amperométrico • Medidas en tiempo real de Cl2Técnica voltamperometria ‐cronoamperometria • Sistema de flujo continuo:   contaminación del sensor menor • Tratamiento de la muestra 2,4Medida de cloro libre en piscinas 2,2 Developed FIA system / (mg/l) FC 2,0 Waste 1,8 Injection 1,6 Sample valve 1,4 Conditioning 1,2 solution 1,0 Carrier 0,8 solution Flow cell 0,6 synthetic samples Peristaltic 0,4 real sample pump 0,2 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 DPD standard method / (mg/l) FC
  15. 15. Control del agua en tiempo realOportunidadesAguas superficiales: Sistemas actualesSistemas de control y alarma en rios/lagos/aguas marinas Sondas actuales: • Tamaño Temperatura • Consumo energético pH, cond, ORP • Calibración, mantenimiento ex‐situ Oxigeno disuelto NH4, NO3 Clorofila (ópticos)
  16. 16. Control del agua en tiempo realOportunidadesAguas superficiales: Sistemas multiparámetricos in situSistemas de flujo• Análisis en continuo• Tratamiento de la muestra en continuo• Protección del sensor• Calibración/mantenimiento automáticoDeteccion de Metal pesado ‐ Cu, Pesticida ‐ Parathion y Fenol ‐ catecol 100 90 80 70 Current / nA 60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 [Cu] / μM
  17. 17. Control del agua en tiempo realOportunidadesDEMOSTRACIÓN: Sistema de alarma de DQO• Sistema fluidico• Sensor de DEO• Proceso de muestreo automático• Obtención de los resultados
  18. 18. Control del agua en tiempo realOportunidadesDEMOSTRACIÓN: Sistema de alarma de DQO• Sistema fluidico• Sensor de DEO• Proceso de muestreo automático• Obtención de los resultados• Sistema de medida portátil• Medida en continuo at‐line• Resultado en mins.
  19. 19. Control del agua en tiempo realOportunidades Gracias por su atenciónControl de agua en Tiempo realOportunidadesCecilia Jiménez, Directora del GTQ

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