Sistema de nefelometría multi-espectral y acústica para análisis de muestras de agua

Abstract

RESUMEN: El agua es un recurso natural de vital importancia para la flora y la fauna del planeta. Sin embargo, en la actualidad debido fundamentalmente a causas antropogénicas, el agua disponible para consumo humano se encuentra contaminada en varias regiones. A pesar de que existe la tecnología para determinar la contaminación, ésta no se mide de forma extensiva en varios lugares por el costo que representa. El desarrollo de sistemas de bajo costo que permitan la identificación de contaminantes en agua es un tópico de investigación que ha cobrado auge. En el presente trabajo terminal, se propone un sistema que tiene fines de investigación que se basa en la nefelometría para determinar cambios en el coeficiente de absorción de la radiación, en las regiones del espectro electromagnético UVA, UVB, UVC, VIS e IR. Dado la dificultad de modular eléctricamente las fuentes de radiación, se propone el desarrollo de una chopper óptico, que requiere de un motor con control de velocidad. Además, de que también se contempla la cuantificación de la velocidad del sonido de ondas de alta frecuencia debido a la concentración de partículas en muestras de agua. La nefelometría se ha empleado con éxito para determinar la turbidez en longitudes de onda del infrarrojo próximas a 980 nm. En el caso del UV se han reportado cambios en la absorción por metales en el agua y de materia orgánica, sin embargo, es un campo muy poco explorado. La expectativa a futuro del sistema propuesto es que forme una parte significativa del monitoreo de los cuerpos de agua con el fin de identificar su calidad a un bajo costo. ABSTRACT: Water is a vital natural resource for the flora and fauna of the planet. However, currently due mainly to anthropogenic causes; the water available for human consumption is contaminated in several regions. Although the technology exists to determine contamination, this is not measured extensively in various places by the cost it represents. The development of low-cost systems that modify the identification of contaminants in water is a topic of research that has gained popularity. In the present terminal work, it proposes a system that has research fines based on nephelometry to determine changes in the radiation absorption coefficient, in the regions of the UVA, UVB, UVC, VIS and IR. Given the difficulty of electrically modulating radiation sources, the development of an optical chopper is proposed, which requires a motor with speed control. In addition, the quantification of the speed of sound of high frequency waves due to the concentration of particles in water samples is also contemplated. Nephelometry has been successfully used to determine turbidity at infrared wavelengths close to 980 nm. In the case of UV, changes in the absorption by metals in water and organic matter have been reported, however, it is a very little explored field. The future expectation of the proposed system is that it forms a significant part of the monitoring of water bodies in order to identify their quality at a low cost.