¿Qué son los Analizadores de Carbono total (TOC)?

Gran parte de los sólidos en suspensión y de los sólidos filtrables de las aguas residuales de concentración media son de naturaleza orgánica. Los compuestos orgánicos están formados normalmente por combinaciones de carbono, hidrógeno y oxígeno, con la presencia, en determinados casos, de nitrógeno. También pueden estar presentes otros elementos cono azufre, fósforo o hierro. Los principales grupos de sustancias orgánicas presentes en el agua residual son las proteínas (40-60%), hidratos de carbono (25-50%) y grasas y aceites ( 10%).

Es posible medir el contenido de materia orgánica en las aguas residuales, para determinar el tipo de tratamiento que requieren. Para aguas negras, que tienen una composición más o menos constante, se emplea la cantidad de carbono presente en las mismas, ya sea directamente, midiendo el carbono orgánico total, COT, o TOC en inglés, o indirectamente, midiendo la capacidad reductora del carbono existente en dichas aguas. Estas últimas son la Demanda Química de Oxígeno, DQO, y la Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO.

Estas técnicas permiten determinar la cantidad de materia orgánica presente en el agua contaminada.

La demanda de oxígeno de un agua residual es la cantidad de oxígeno que es consumido por las sustancias contaminantes que están en ese agua durante un cierto tiempo, ya sean sustancias contaminantes orgánicas o inorgánicas. Las técnicas basadas en el consumo de oxígeno son la demanda química de oxígeno, DQO, la demanda bioquímica del oxígeno (DBO) y el carbono orgánico total, COT o TOC.

La Demanda Química de Oxígeno, DQO, es la cantidad de oxígeno en mg/l consumido en la oxidación de las sustancias reductoras que están en el agua. Se emplean oxidantes químicos, como el dicromato potásico. El ensayo de la DQO se emplea para medir el contenido de materia orgánica tanto de las aguas naturales como de las residuales. En el ensayo, se emplea un agente químico fuertemente oxidante en medio ácido para la determinación del equivalente de oxígeno de la materia orgánica que puede oxidarse.

La Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO, es la cantidad de oxígeno en mg/l necesaria para descomponer la materia orgánica presente mediante acción de los microorganismos aerobios presentes en el agua. Normalmente se emplea la DBO 5 , que mide el oxígeno consumido por los microorganismos en cinco días. Resulta el parámetro de contaminación orgánica más ampliamente empleado. La determinación del mismo está relacionada con la medición del oxígeno disuelto que consumen los microorganismos en el proceso de oxidación bioquímica de la materia orgánica.

Para medir el TOC o COT, Carbono Orgánico Total, se emplean aparatos que usan la oxidación en fase gaseosa. Se inyecta una cantidad conocida de muestra en un horno de alta temperatura. En presencia de un catalizador, el carbono orgánico se oxida a anhídrido carbónico, la producción de la cual se mide cuantitativamente con un analizador de infrarrojos.

La aireación y la acidificación de la muestra antes del análisis elimina los posibles errores debidos a la presencia de carbono inorgánico.

Si se conoce la presencia de compuestos orgánicos volátiles en la muestra, se suprime la aireación para evitar su separación.

El ensayo puede realizarse en muy poco tiempo, y su uso se está extendiendo muy rápidamente. No obstante, algunos compuestos orgánicos presentes pueden no oxidarse, lo cual conducirá a valores medidos del COT ligeramente inferiores a las cantidades realmente presentes en la muestra.

Hay dos métodos de medición de TOC. Uno es el método diferencial y el otro es el método directo.

En el método diferencial se mide tanto el Carbono total (TC) como el Carbono Inorgánico (CI) de forma separada y el Carbono Orgánico total (TOC) se calcula restando al TC el CI. Este método es útil en muestras en que el CI es menor al TOC o al menos de tamaño similar.

En el método directo el CI es removido de la muestra purgando la muestra acidificada con un gas purificador y después el TOC se determina midiendo el TC e igualándolo al TOC. Este método también se conoce como NPOC (Non-purgeable Organic Carbon) dado que el POC (Purgeable Organic Carbon) como el benceno, tolueno, ciclohexano o cloroformo puede ser removido de la muestra.

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CASOS HISTORICOS   El LVN – 2000 Proporciona una Solución de Desinfección de Bajo Mantenimiento, Efectiva al Costo   CLIENTE: DEPTO. DE OBRAS PUBLICAS DIVISION DE SANITACION DE WEST BABYLON, N.Y. EN EL CONDADO DE SUFFOLK   EQUIPO: LVN – 2000 SISTEMA DE INYECCIÓN QUÍMICA LIQUIDA INSTALADO: FEBRERO 2001   ANTECEDENTES: El cliente había estado usando bombas de velocidad variable, para dosificar hipoclorito dentro de una agua de acarreo que alimentaba una cámara de contacto. A modo de mantener el residual de Cl2 en el punto de ajuste especificado, durante los períodos de bajo flujo, las bombas tenían una corrida tan lenta, que causaba el calentamiento de los motores CD. En ocasiones, la demanda del Cl2 tenía cambios tan drásticos que requerían la entrada de una segunda bomba-por la duración de los picos de demanda-y después sacarla al caer la demanda. Durante la temporada del estiaje, el desprendimiento de gas-del hipoclorito-planteaba un buen problema. Estos desprendimientos provocaban el congestionamiento de las bombas-por las bolsas de gas-que requería de la atención de los operadores, para purgar el sistema. Cuando la bomba debería remontar, no bombeaba tan eficientemente....causando sólo que corriera a una mayor velocidad. Se requería también del alto mantenimiento del remplazo de diafragmas y cabezales de bombeo. En un momento dado, se instalaron líneas de menor diámetro hacia la bombas de hipoclorito, para tratar de aliviar el problema de los desprendimientos de gas; sin embargo esta solución falló debido a las largas líneas requeridas para llegar hasta las áreas de tanque de almacenamiento y bombas. ACCION TOMADA: Se instalaron tres unidades LVN-2000 de inyección química líquida, totalmente automatizadas con controles PCU......con acción de interfase. RESULTADOS: Con las unidades LVN-2000 ya instaladas, se utiliza un efluente de agua filtrada, para operar un eductor que extrae la solución de hipoclorito, desde el tanque de almacenamiento y a través de la unidad LVN-2000. Como beneficio adicional, el flujo del LVN-2000 es suave y contínuo, eliminando así bolsas de aire y entrada de reactivo en “oleadas”, al tiempo que a-porta una lectura directa del flujo. Facilita un mejor mezclado del hipoclorito con el flujo del agua de acarreo. Una vez que el hipoclorito es mezclado-en el eductor con el agua de acarreo, llega por tubería hasta el difusor de la cámara de contacto. Después que la solución se mezcla con el efluente de la planta, una bomba de muestreo alimenta al analizador de cloro residual, para proveer la retroalimentación medida, de los niveles de cloro. El nivel del Cl2 residual deseado, es la señal de entrada del controlador PCU. El punto de ajuste del PCU, compara la señal medida-del analizador-para ajustar automáticamente la capacidad del LVN-2000......y mantener el residual correcto de Cl2. El cliente ha encontrado que, a diferencia de las bombas, el mantenimiento del sistema líquido V-Notch, ha sido prácticamente despreciable y ha reducido los trabajos de las lavadas mensuales del dosificador y de las líneas de del difusor, así como la limpieza de filtros, para prevenir los congestionamientos de los orificios del eductor. “Encontramos que la alta confiabilidad y el mínimo mantenimiento del LVN-2000, justificó muy bien el costo de capital de la unidad” , acota Doug Haussel, Jefe de la Plantilla de Operadores. Se trata de un sistema de limpieza simple, que no requiere del mantenimiento ó el remplazo de las partes mayores en movimiento. El sistema opera al vacío, lo cual minimiza la posibilidad de derrames y fugas, y lo convierte así en una instalación muy limpia, montada en pared. No existen ningunos motores, que energizar-aparte del del actuador automático-ni válvulas ó diafragmas que remplazar. “La operación es mucho más suave, cuando no hay tuberías que vibran alocadamente....por las altas velocidades de las bombas. A ésto se suman las economías por los costos conjuntos de operación y mantenimiento”. El sistema LVN-2000, de inyección química líquida, ha probado ser muy confiable, simple y efectivo en proveer la desinfección final del efluente, a la luz de los flujos diurnos de la planta y los cambios en las demandas de cloro. A pesar de las variaciones del flujo, el LVN-2000, aporta una operación suave y un residual estable de cloro, dentro del marco del lapso de 6.5 horas que enseña la gráfica. Sistema SCADA del cuarto del control de Operaciones que muestra el estatus de los procesos de efluente final /desinfección del efluente.

Cortesía de USFilter, a Siemens Business. Para conocer más sobre US Filter, a Siemens Business, sus productos y soluciones, haga click aqui

El Análisis Termomecánico (TMA)

Análisis térmico es la medida de una propiedad física de una sustancia cuando es sometida a un programa de calentamiento controlado.

Dependiendo de la propiedad que se mida, se definen varias técnicas, las más comunes son:

¿Qué es el Análisis Termomecánico?

El Análisis Termomecánico (TMA) es una técnica en la que se mide la deformación de una muestra cuando es sometida a una fuerza constante y a un programa de temperatura en una atmósfera controlada. Esta fuerza puede ser de compresión, flexión o tracción.

Aplicaciones del Análisis Termomecánico:

Analizador Termomecánico

El analizador termomecánico TMA-60/60H ofrece mediciones termomecánicas precisas en un rango de detección muy extenso. Se ofrecen dos modelos: uno sistema multifuncional de expansión plena y un sistema de expansión diferencial. Ambos incorporan un sensor de desplazamiento digital, de alta precisión, para la mayor exactitud de las mediciones.

El TMA-60 y el TMA-60H están diseñados para una variedad de experimentos termomecánicos, con capacidad para medir muestras de diferentes formas y tamaños, en un amplio rango de temperaturas, para satisfacer todas sus necesidades de TMA

Características del analizador termomecánico

La Serie TMA-60 incorpora un nuevo sensor digital de desplazamiento, de alta precisión, que permite una importante mejora en la exactitud de las mediciones con respecto a los equipos convencionales que usan la tecnología LVDT con transformadores diferenciales. Este nuevo detector permite al TMA-60 medir desplazamientos en el rango de ±5mm, para detección de deformaciones extremadamente pequeñas o muy grandes.  

Operación sencilla

El mandril de soporte de muestra, de fácil reemplazo, y el sensor de temperatura enchufable, facilitan el rápido cambio de modo de operación entre elongación y expansión.

Métodos de medición personalizados

El multifuncional TMA-60 es el mejor modelo para mediciones de expansión, elongación, y penetración mientras que el TMA-60H (modelo de alta temperatura) es más adecuado para mediciones diferenciales de expansión térmica de cerámicas y otros materiales con mínimas propiedades de expansión.

Mediciones directas y automáticas de las muestras

El TMA-60 mide directamente y en forma automática la deformación de la muestra. Esto posibilita mediciones dimensionales más exactas de la transformación de la muestra que con el método convencional que calcula las dimensiones en base a valores indirectos como el desplazamiento del motor.

Dos líneas de flujo de gas como estándar

Permite el control independiente de la purga del detector y la introducción directa al horno tanto de gas de reacción como de aire ambiente  (el control automático de cambio de gas y la programación de temperaturas es posible usando el controlador de flujo opcional FC-60A.).

Proveedores de analizadores termomecánicos

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