Las aguas residuales son aquellas que ya han sido utilizadas y que contienen sustancias contaminantes y, por tanto, no tienen la calidad necesaria para ser utilizadas sin un tratamiento previo.
Analizar los parámetros químicos del agua es fundamental para evaluar su calidad y determinar si es apta para el consumo humano, uso agrícola, industrial o recreativo. Estos análisis permiten identificar la presencia de sustancias potencialmente tóxicas, desequilibrios químicos o contaminación que podrían afectar la salud y el medio ambiente.
Entre estos parámetros, el oxígeno disuelto (OD) es un factor clave en el monitoreo y control de aguas residuales, especialmente en el tratamiento biológico.
¿Por qué es importante medir el oxígeno disuelto en aguas residuales?
Control de procesos biológicos
En los reactores biológicos, las bacterias aerobias requiere oxígeno para degradar la materia orgánica. Un nivel de oxígeno disuelto adecuado (generalmente entre 1.5 – 3.0 mg/L) asegura una eficiencia óptima de tratamiento.
Un nivel bajo de oxígeno puede generar fermentación anaerobia, malos olores, y pérdida de eficiencia. Con un exceso de oxígeno, se desperdicia energía en la aireación (uno de los costos más altos en plantas de tratamiento).
Indicador de la calidad del agua
En aguas tratadas o cuerpos receptores (como ríos), unos niveles bajos de OD indican contaminación o alta demanda biológica de oxígeno (DBO). Un nivel bajo de oxígeno puede llevar a mortandad de peces y otros organismos acuáticos.
Control de la nitrificación
En procesos avanzados, como la nitrificación, se necesita oxígeno para convertir amonio (NH₄⁺) en nitrato (NO₃⁻) mediante bacterias nitrificantes. Estas bacterias son muy sensibles a bajos niveles de oxígeno (requieren > 2 mg/L generalmente).
| Nivel Oxígeno Disuelto | Consecuencias posibles |
| < 1 mg/L | Posible fallo en el proceso biológico, crecimiento de bacterias anaerobias y/o malos olores. |
| 1.5 – 3 mg/L | Rango óptimo para tratamiento aeróbico. |
| > 4 mg/L | No mejora el proceso y gasta más energía en aireación innecesaria. |
Beneficios de medir el oxígeno disuelto con sonda óptica frente a una sonda polarográfica
La tecnología óptica para medir el oxígeno disuelto es innovadora y ofrece numerosas ventajas, lo que ha llevado a que su aceptación crezca rápidamente.
La diferencia principal entre la medición de oxígeno disuelto con una sonda polarográfica y una sonda óptica radica en el principio de funcionamiento, el mantenimiento de la sonda y la respuesta ante ciertos factores ambientales. A continuación, las diferencias clave:
1. Principio de funcionamiento
Sonda polarográfica:
Se basa en una reacción electroquímica. La sonda está equipada con una membrana de PTFE que separa el cátodo y el ánodo de la muestra que se está midiendo. El oxígeno se difunde a través de la membrana e interactúa con el sistema polarográfico para producir una corriente proporcional a la concentración de oxígeno.
Sonda óptica:
Se basa en el principio de extinción de la fluorescencia. La Smart Cap presenta un luminóforo inmovilizado sensible al O2 que se excita con la luz de un LED azul y emite una luz roja. El oxígeno disuelto extingue esta excitación. Cuando no hay oxígeno presente, la duración de la señal es máxima. A medida que el oxígeno llega a la superficie de detección, la duración se acorta. La intensidad y duración de la luminiscencia son inversamente proporcionales a la cantidad de oxígeno presente.
2. Mantenimiento y durabilidad
| Sonda polarográfica | Sonda óptica |
| Requiere de un mantenimiento rutinario: reemplazo regular de la membrana y solución electrolítica. | Mantenimiento mínimo. |
| Mayor sensibilidad a burbujas, contaminación o incrustaciones. | Menor necesidad de calibración de la sonda. |
| Requiere de calibraciones más frecuente. | No consume oxígeno, lo que evita errores en sistemas con bajo flujo. |
3. Tiempo de respuesta y precisión
Sonda polarográfica:
El tiempo de respuesta de estas sondas es moderado, ya que precisa de un tiempo de polarización y difusión del oxígeno a través de la membrana antes de la medición. Además, puede ser menos precisa a bajas concentraciones o en condiciones de bajo flujo.
Sonda óptica:
Generalmente, la respuesta suele ser más rápida y precisa, ya que no requiere de tiempos de polarización ni se ve afectada por el flujo como las sondas polarográficas.
4. Sensibilidad a temperatura y presión
Ambas deben compensar temperatura y presión, pero:
• Las sondas ópticas suelen tener mejor compensación automática y menor sensibilidad al cambio de presión o temperatura bruscos.
• Las polarográficas, en cambio, son más sensibles a variaciones externas por la naturaleza de la reacción electroquímica.
Como conclusión
En definitiva, en HANNA instruments consideramos que utilizar una sonda óptica es la mejor opción para la medida de oxígeno en las aguas residuales, debido a su precisión y, sobre todo, su bajo mantenimiento.
El multiparamétrico portátil HI98594 es de gran utilidad para quienes tengan que controlar las aguas residuales: empresas privadas, plantas de tratamiento de agua o laboratorios. De hecho, con un solo instrumento es posible medir hasta 14 parámetros (entre ellos el pH, redox, conductividad, oxígeno disuelto y turbidez), con información inmediata para una evaluación inicial de la eficacia del tratamiento, permitiendo así intervenciones oportunas en caso de valores anormales.
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