Si está monitoreando compuestos orgánicos en el agua o evaluando instrumentos de carbono orgánico total (TOC), los diferentes modos de monitoreo se describen con múltiples acrónimos. Tal vez ya tenga experiencia con analizadores de carbono orgánico total, por lo que sabe qué modo utilizará o sabe qué modo necesita para los informes de cumplimiento (en cuyo caso la decisión se toma con bastante facilidad). Sin embargo, si no pertenece a ninguna de estas categorías, puede ser complicado entender las diferencias entre los modos y cuál debe utilizar para su proceso.
Este documento describe las diferencias en términos simples. A continuación se muestra una lista de varios modos que se pueden encontrar en los analizadores de carbono orgánico total junto con sus descriptores y usos. Si bien un analizador de carbono orgánico total puede tener varios modos para admitir diferentes aplicaciones, la mayoría de los instrumentos no tienen todos los modos.
TC: carbono total
El modo TC mide todas las especies de carbono en una muestra, tanto orgánicas como inorgánicas. Este modo no implica acidificar la muestra ni purgarla (más sobre esto en la sección Carbono inorgánico a continuación), por lo que mide la muestra cruda tal cual es.
El modo TC es mejor para aquellos que:
No necesitan diferenciar entre carbono orgánico e inorgánico- No desean realizar un tratamiento previo de las muestras
- Solo necesitan información sobre las tendencias
Las mejores aplicaciones para el modo TC son:
- Retorno de condensados
IC: carbono inorgánico
El modo IC se enfoca en compuestos más específicos, como el bicarbonato, el carbonato y elCO2 disuelto. Los compuestos de carbono inorgánico se pueden purgar gasificándolos o disminuyendo el pH para cambiar el equilibrio a CO2. Sin purgar ni acidificar la muestra, los compuestos inorgánicos permanecerán disueltos y se contarán como parte del TC. Se trata de una relación equilibrada que entenderemos mejor cuando analicemos el carbono orgánico total.
El modo IC es mejor para aquellos que:
- Necesitan detectar compuestos inorgánicos para el monitoreo del proceso a fin de proteger los equipos y las tuberías
- Necesitan monitorear la capacidad de amortiguación del agua
- Dispongan de muestras con pH constante
- Necesiten evitar las incrustaciones en la caldera (por depósitos de carbonato)
- Necesiten controlar la desgasificación de la membrana
Las mejores aplicaciones para el modo IC son:
- Plantas de tratamiento de aguas residuales
- Agua de alimentación de la caldera
- Agua para consumo
TOC: carbono orgánico total
El modo TOC es aquel en el que el carbono inorgánico se elimina del carbono total de una muestra para determinar el contenido orgánico total (TC-IC=TOC). En comparación con otros modos, el TOC es más preciso para los niveles de ppb y sub ppb.
El modo TOC es mejor para aquellos que:
- Necesitan supervisar y controlar procesos, como la descarga, la limpieza o la recuperación
- Deben cumplir con los requisitos de cumplimiento
- Necesitan sensibilidad de bajo nivel y precisión
- Tienen valores bajos de IC en comparación con el carbono orgánico total
- Tienen muestras con mayor contenido de compuestos orgánicos volátiles (COV)
- Dispongan de muestras en las que la matriz de estas pueda crear espuma cuando se agiten
Las mejores aplicaciones para el modo TOC son:
- Validación de agua ultrapura (UPW) farmacéutica y limpieza
- Agua de alimentación de la caldera
- Fabricación de semiconductores (agua ultrapura)
- Agua para consumo
- Agua de proceso industrial (alimentos y bebidas, petróleo y gas, productos químicos, etc.)
NPOC: carbono orgánico no purgable
El modo NPOC es el más utilizado y reconocible para el control de compuestos orgánicos en el monitoreo de procesos industriales. En el modo NPOC, una muestra se acidifica para convertir los compuestos de carbono inorgánico en CO2. A continuación, la muestra se purga con aire libre de CO2 para eliminar los compuestos inorgánicos o purgables.A continuación, se analiza el carbono orgánico (el carbono orgánico no purgable) que queda en la muestra. El carbono orgánico total y el carbono orgánico no purgable son casi equivalentes si el carbono orgánico purgable (POC) es mínimo. NPOC es más preciso para rangos en los niveles de ppm.
El modo NPOC es mejor para aquellos que:
- Necesitan monitorear y controlar los procesos
- Dispongan de muestras en las que la matriz de estas tenga un menor contenido de POC
Las mejores aplicaciones para el modo NPOC son:
- Aguas residuales de efluentes (industriales o municipales)
POC/COV: compuestos orgánicos purgables o compuestos orgánicos volátiles
El POC/COV es un modo que se utiliza para medir los compuestos orgánicos que sean volátiles o semivolátiles. Hay dos formas de medir los COV: los COV por sustracción y la medición directa mediante detección por fotoionización (PID). El COV por sustracción se calcula mediante la ecuación COV = TOC - NPOC. El PID se basa en la medición de los iones de carbono intermedios cargados positivamente que se separan de la muestra a través de la purga. Estos iones se recogen en un electrodo y se mide la corriente eléctrica producida. Este modo se puede utilizar para obtener valores de carbono orgánico total mediante la suma de los resultados de NPOC y POC.
El modo POC/COV es mejor para aquellos que:
- Necesitan monitorear los COV para los requisitos de control y seguridad
- No necesitan especificar los diferentes COV que puedan estar en su muestra (valor a granel)
Las mejores aplicaciones para este modo POC/COV son:
- Aguas residuales petroquímicas
- Torres de enfriamiento y purgas
DBO/DQO: demanda biológica de oxígeno / demanda química de oxígeno
La DBO y la DQO son dos parámetros fundamentales que se han utilizado para determinar el contenido orgánico durante décadas. La DBO determina la cantidad de oxígeno requerida para degradar los microorganismos, mientras que la DQO determina la cantidad de oxígeno requerida para la oxidación química de los contaminantes presentes. Estos métodos proporcionan una indicación indirecta de la contaminación orgánica mediante la medición de la cantidad de oxígeno consumido, que tarda días para la DBO y horas para la DQO. Además de los largos tiempos de análisis, ambos métodos tienen compuestos que pueden causar interferencias. El cloro y las sales causan interferencia para la DBO, mientras que los sulfuros, los cloruros, el nitrito y el hierro ferroso pueden interferir con la DQO. Hay algunos compuestos que son resistentes a la oxidación química de la DQO, como el benceno. Originalmente, los valores de DBO y DQO se obtenían a través del trabajo de banco en un laboratorio, pero debido a los inconvenientes mencionados anteriormente, ahora hay varios analizadores que los ofrecen por correlación específica del sitio. Los analizadores de carbono orgánico total miden y cuantifican directamente el carbono presente en una muestra, y pueden proporcionar datos en tiempo real que se convierten en concentraciones de DBO y DQO.
Los modos DBO/DQO son los mejores para aquellos que:
- Tienen requisitos regulatorios para informar las concentraciones de DBO/DQO
- Desean poder comparar los datos del analizador con los resultados de laboratorio
- Tienen muestras que no contienen compuestos que interfieran con las mediciones de DBO/DQO
Las mejores aplicaciones para los modos DBO/DQO son:
- Aguas residuales de efluentes (industriales o municipales)
Conclusión
La elección del modo que desea utilizar para su analizador de carbono orgánico total depende de algo más que de lo que está predeterminado o de lo que se usa con más frecuencia. El modo que mejor se adapte a sus necesidades para monitorear los compuestos orgánicos dependerá de la matriz de la muestra, la aplicación, y el uso que le vaya a dar a los datos. Elegir el modo correcto desde el principio hará que el proceso de implementación sea fluido y que los datos producidos a partir de entonces sean confiables.
Autora: Sara Speak
Sara Speak es especialista en aplicaciones de productos en Veolia Water Technologies & Solutions, y les brinda soporte y experiencia en aplicaciones a los clientes de instrumentos analíticos Sievers en industrias como la química, la petroquímica, la de alimentos y bebidas, y la de aguas residuales municipales.
Sara trabaja con los clientes para brindar capacitación, ayudar en la instalación de productos, optimizar el uso de equipos y demostrar la viabilidad en diferentes aplicaciones de prueba. Antes de su puesto actual, fue técnica de servicio de fábrica, responsable de reparar los instrumentos Sievers y solucionar los problemas que estos tuvieran. Anteriormente, Sara trabajó en la industria de alimentos y bebidas como técnica de laboratorio de control de calidad en MillerCoors y Leprino Foods. Tiene una licenciatura en Ciencias (B.S.) con especialización en Química y otra en Música (B.M.) con especialización en Interpretación de Violín de la Universidad Estatal Metropolitana de Denver.
- Referencias:
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