Nefelómetro

Un nefelómetro ^{[ 1 ]} o fotómetro de aerosoles ^{[ 2 ]} es un instrumento para medir la concentración de partículas en suspensión en un coloide líquido o gaseoso . Un nefelómetro mide las partículas en suspensión mediante un haz de luz (haz fuente) y un detector de luz situado a un lado (generalmente a 90°) del haz fuente. La densidad de partículas es entonces una función de la luz reflejada por las partículas hacia el detector. En cierta medida, la cantidad de luz reflejada para una densidad dada de partículas depende de propiedades de las partículas como su forma, color y reflectividad . Los nefelómetros se calibran con una partícula conocida y luego utilizan factores ambientales (factores k) para compensar los polvos de colores más claros u oscuros según corresponda. El factor k lo determina el usuario haciendo funcionar el nefelómetro junto a una bomba de muestreo de aire y comparando los resultados. Existe una amplia variedad de nefelómetros de grado de investigación en el mercado, así como versiones de código abierto . ^{[ 3 ]}

Los principales usos de los nefelómetros están relacionados con la medición de la calidad del aire para el monitoreo de la contaminación, el clima y la visibilidad. Las partículas en suspensión suelen ser contaminantes biológicos, particulados, gaseosos o polvo.

La tabla adjunta muestra los tipos y tamaños de diversos contaminantes particulados. Esta información ayuda a comprender las características de la contaminación por partículas dentro de un edificio o en el aire ambiente, así como el nivel de limpieza en un entorno controlado.

Los contaminantes biológicos incluyen moho, hongos, bacterias, virus, caspa animal, ácaros del polvo, polen, células de piel humana, restos de cucarachas o cualquier ser vivo. Son el mayor enemigo de los especialistas en calidad del aire interior, ya que son contaminantes que causan problemas de salud. Los niveles de contaminación biológica dependen de la humedad y la temperatura, factores que favorecen la supervivencia de los microorganismos. La presencia de mascotas, plantas, roedores e insectos aumenta el nivel de contaminación biológica. ^{[ 4 ]}

Balance de radiación global

Los nefelómetros también se utilizan en estudios sobre el calentamiento global, específicamente para medir el balance de radiación global. Los nefelómetros de tres longitudes de onda equipados con un obturador de retrodispersión pueden determinar la cantidad de radiación solar que el polvo y las partículas reflejan de vuelta al espacio. Esta luz reflejada influye en la cantidad de radiación que llega a la atmósfera inferior de la Tierra y contribuye al calentamiento del planeta.

• Debido a que las propiedades ópticas dependen del tamaño de las partículas en suspensión, se suele utilizar como estándar para la calibración y la reproducibilidad un material sintético estable llamado " Formazina " con un tamaño de partícula uniforme. ^{[ 7 ]} La unidad se denomina Unidad de Turbidez de Formazina (UTF).
• Las Unidades de Turbidez Nefelométricas (UTN), especificadas por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, son un caso especial de las UTF, donde se especifica una fuente de luz blanca y ciertas propiedades geométricas del aparato de medición. (A veces se utiliza la forma alternativa "unidades de turbidez nefelométricas" ^{[ 8 ] [ 9 ]} ).
• Unidades Nefelométricas de Formazina (FNU), prescritas para 9 mediciones de turbidez en el tratamiento de agua por la norma ISO 7027 , otro caso especial de FTU con luz infrarroja cercana (NIR) y dispersión de 90°.
• Unidades de atenuación de formazina (FAU) especificadas por la norma ISO 7027 para los estándares de tratamiento de agua para mediciones de turbidez a 0°, también un caso especial de FTU.
• Las Unidades de Retrodispersión de Formazina (FBU), que no forman parte de un estándar, son la unidad de detectores de retrodispersión óptica (OBS), medidas a c. 180°, y también un caso especial de FTU.
• Unidades de turbidez del Convenio Europeo de Cerveceros (EBC)
• Unidades de concentración (UC)
• Densidad óptica (DO)
• Unidades de turbidez "Candle" de Jackson (JTU; una medida antigua)
• Unidades de timón
• Unidades de turbidez de la Sociedad Estadounidense de Químicos Cerveceros (ASBC-FTU)
• Escala de turbidez de Brantner (BHS) y unidades de turbidez de Brantner (BHU) para cerveza intencionadamente turbia.
• Partes por millón de sustancia estándar, como PPM/DE (tierra de diatomeas)
• "Trübungseinheit/Formazin" (TE/F), un estándar alemán, ahora reemplazado por la unidad FNU.
• tierra de diatomeas ("ppm SiO ₂ ") un estándar antiguo, ahora obsoleto

Un término más común para este instrumento en el análisis de la calidad del agua es turbidímetro . Sin embargo, existen diferencias entre los modelos de turbidímetros, dependiendo de la disposición ( geometría ) del haz de luz y el detector. Un turbidímetro nefelométrico siempre mide la luz reflejada por las partículas y no la atenuación debida a la turbidez. En Estados Unidos, la unidad estándar de turbidez se denomina Unidad Nefelométrica de Turbidez (UNT), mientras que la unidad estándar internacional se denomina Unidad Nefelométrica de Formazina (UNF). La unidad más utilizada es la Unidad de Turbidez de Formazina (UTF), aunque los diferentes métodos de medición pueden arrojar valores bastante distintos expresados ​​en UTF (véase más abajo).

Los nefelómetros de fase gaseosa también se utilizan para estudiar la atmósfera . Estos pueden proporcionar información sobre la visibilidad y el albedo atmosférico .

• ISO 7027
• purificación del agua