Método de integración del sensor DQO NSDD-Lite3 en tuberías presurizadas

1. Evaluación previa a la integración del sensor DQO: límites de presión y régimen de flujo

El NSDD-Lite3 es un sensor multiespectral de calidad del agua compacto que integra mediciones de COT, DQO, UV254 y temperatura en una única carcasa de acero inoxidable 316L. Su diseño óptico sin contacto no requiere reactivos químicos y es adecuado para la monitorización de tendencias en línea en sistemas comerciales de purificación de agua y de agua ultrapura. No obstante, cualquier sensor DQO en línea debe utilizarse dentro de límites de ingeniería definidos: este sensor soporta una presión de trabajo continua de 1,5 MPa, la conexión al proceso es G1/2 y la comunicación puede ser UART o RS485.

Para integrar un sensor DQO en una tubería presurizada, primero hay que confirmar que la presión máxima de trabajo del sistema (incluido el golpe de ariete) no supere 1,5 MPa. En tuberías donde puedan producirse picos de presión, debe instalarse una válvula reductora de presión o un pequeño acumulador aguas arriba del sensor. El sensor no debe instalarse en la zona de fuerte pulsación a la salida de la bomba ni en el lado de aspiración donde pueda generarse presión negativa; la presión negativa provoca la liberación de gases disueltos y la formación directa de burbujas en la ventana óptica, lo que hace que las lecturas de COT/DQO/UV254 fluctúen de forma anómala.

El valor de la monitorización de la calidad del agua en línea reside en las tendencias y las alarmas, pero no sustituye el análisis de laboratorio. En escenarios que requieran informes de cumplimiento normativo, debe tomarse muestras periódicamente y enviarlas al laboratorio, utilizando los datos del sensor como base para el cribado y el control del proceso.

2. Conexión al proceso G1/2 y sellado

El NSDD-Lite3 utiliza una rosca cilíndrica G1/2, que por sí sola no ofrece función de sellado y debe combinarse con una junta de sellado frontal o una junta tórica. Un error habitual es tratar la rosca G1/2 como una rosca cónica para tubos y enrollar cinta de PTFE, lo que provoca que fragmentos del material de sellado entren en el conducto de flujo y pueda dañar la rosca del sensor o la ventana óptica.

Solución recomendada:

• Utilizar una junta plana o una junta tórica de 316L o PTFE, asegurando su compatibilidad con el agua y la temperatura.
• Mecanizar una rosca interna G1/2 en una tee soldada o en un soporte de instalación específico, con la superficie de fondo plana y suficiente compresión para la junta de sellado.
• Limpiar la rosca y la superficie de sellado durante la instalación, enroscar a mano y apretar según el par recomendado por el fabricante; no se permite forzar con llave de tubo.
• La ventana óptica del sensor debe alinearse con la dirección del flujo, evitando que quede frente al impacto directo de la corriente y reduciendo la adhesión de partículas.

3. Control del régimen de flujo y de las burbujas

Los sensores DQO de espectrometría son muy sensibles a las burbujas, que dispersan y absorben la luz, provocando ruido de medición o incluso errores. Las burbujas en tuberías presurizadas pueden proceder de: fugas en el lado de aspiración de la bomba, desgasificación por caída brusca de presión, bolsas de aire en los puntos altos de la tubería o turbulencia intensa en el punto de instalación.

Medidas de control de ingeniería:

• Instalar el sensor en un tramo de tubería completamente lleno y con flujo continuo, evitando puntos altos de la tubería o posiciones donde puedan acumularse gases.
• Dar prioridad a la inserción en flujo ascendente o en la parte inferior de un tramo horizontal, para que las burbujas se alejen de forma natural de la ventana óptica.
• Mantener tramos rectos de 5~10 veces el diámetro de la tubería antes y después del sensor, para reducir vórtices y la acumulación de burbujas.
• Si el propio medio tiende a desgasificarse, puede instalarse una válvula de purga o un separador de burbujas aguas arriba.
• Evitar instalar el sensor después de una válvula de estrangulamiento o en la zona de turbulencia intensa a la salida de la bomba.

4. Aislamiento para mantenimiento y limpieza

Los sensores de calidad del agua en línea requieren limpieza y calibración periódicas, por lo que en la integración debe preverse una válvula de aislamiento o un bypass que permita desmontar el sensor sin detener la instalación.

• Instalar válvulas de bola aguas arriba y aguas abajo del sensor para formar una rama de medición aislable.
• El diámetro del bypass no debe ser excesivo; debe mantenerse una velocidad de flujo suficiente en el punto del sensor para evitar sedimentos.
• Reservar una válvula de toma de muestras lo más cerca posible del sensor, para el muestreo comparativo en campo.
• Para limpiar la ventana óptica deben utilizarse paños no tejidos suaves y detergente neutro; queda terminantemente prohibido el uso de cepillos duros, rasquetas metálicas o ácidos y bases fuertes.
• Si se utiliza en sistemas de agua ultrapura, todas las piezas en contacto deben mantenerse limpias para evitar la contaminación por grasas.

5. Verificación de la puesta en marcha y comparación de datos

Una vez finalizada la instalación, realizar la puesta en marcha según los siguientes pasos:

1. Abrir la válvula de aislamiento, llenar de agua lentamente y purgar el aire, confirmando que no hay fugas.
2. Conectar UART o RS485, confirmar que la comunicación es correcta y leer el valor de temperatura para comprobar que coincide con el ambiente.
3. Dejar que el sistema funcione al menos 30 minutos y observar la estabilidad de las lecturas de COT, DQO y UV254.
4. Tomar muestras de agua en paralelo y enviarlas al laboratorio para su análisis, registrando la desviación entre el valor de laboratorio y el valor del sensor.
5. Establecer el factor de corrección o el desplazamiento según la desviación; tener en cuenta que esta relación de corrección deriva con los cambios en la calidad del agua y debe revisarse periódicamente.
6. Configurar los umbrales de alarma; se recomienda determinar la línea de prealerta y la línea de alarma combinando los datos de laboratorio, en lugar de utilizar directamente los valores predeterminados.

6. Preguntas frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es el principio de funcionamiento del sensor DQO NSDD-Lite3? R: El NSDD-Lite3 utiliza medición espectrométrica sin contacto, aprovechando la absorción de luz ultravioleta-visible de determinadas longitudes de onda por parte de la muestra de agua para estimar COT, DQO y UV254. Este método no requiere reactivos químicos, tiene una respuesta rápida y es adecuado para la monitorización de tendencias en línea, pero sus resultados presentan diferencias de principio respecto al análisis químico de demanda química de oxígeno de laboratorio y no pueden equipararse directamente.

P: ¿Puede el NSDD-Lite3 sustituir el análisis de DQO de laboratorio? R: No. El sensor se utiliza para tendencias de proceso, alarmas y cribado, y no constituye un método de análisis normativo. Cualquier determinación de vertido o de agua potable debe basarse en métodos de laboratorio.

P: ¿Puede utilizarse cinta de PTFE en la conexión G1/2? R: No se recomienda. G1/2 es una rosca cilíndrica y debe utilizarse una junta de sellado o una junta tórica. Los fragmentos de cinta de PTFE pueden entrar en la ventana óptica y afectar a la medición.