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Publicado em 18/12/2015
CSS x Turbidez: fatores influenciadores na transformação dos valores registrados

Lama do Rio Doce Avança Pelo Mar (Ricardo Moraes/Reuters)

 

A medição óptica por meio dos sensores de Turbidez para a determinação da Concentração de Sedimentos Suspensos (CSS) em rios tem ganhado destaque nas últimas décadas. Porém, uma forte inimiga desse método de monitoramento tem assolado os valores obtidos pelos sensores ópticos: a incerteza. Quais os principais fatores que influenciam a transformação constante dos valores? E quais os parâmetros de maior interferência que devem ser considerados para a melhor representatividade dos resultados de medição?

“A construção de uma relação precisa entre essas variáveis está fortemente ligada à adequada calibração, sendo a resposta do sensor influenciada: a) por características da partícula de sedimento transportada; b) pelas características ópticas e geométricas do instrumento; c) pela presença de determinados componentes na coluna de água; e d) por algumas propriedades do escoamento. Compreender a influência de tais fatores é fundamental no processo de calibração de sensores ópticos” Afirmam os profissionais Vanessa Sari, Nilza dos Reis Castro e Masato Kobiyama do Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, no artigo técnico “Estimativa da concentração de sedimentos suspensos com sensores ópticos: revisão”.

Segundo eles, a utilização de sensores ópticos requer a consideração dos fatores acima para que a estimativa dos valores de concentração de sedimentos suspensos seja representada com maior precisão e para que os parâmetros do ambiente analisado sejam considerados durante a calibração do instrumento utilizado.

 

A relação estreita entre Turbidez e Concentração de Sedimentos Suspensos

 

A Turbidez é a propriedade da água diretamente relacionada à sua qualidade como água doce ou potável, esse parâmetro representa a condição adequada da água para consumo através de sua propriedade óptica de absorção e reflexão da luz oferecida.

A turbidez é causada por partículas sólidas suspensas que se misturam e formam uma camada capaz de interferir na propagação da luz na água.

Já a Concentração de Sedimentos Suspensos (CSS) é a medição para a quantificação dos sedimentos presentes nos corpos hídricos, essencial para o gerenciamento das bacias hidrográficas e o monitoramento do transporte deles.

Atualmente, a medição dessas variáveis, é realizada por turbidímetros – sensores ópticos - que representam uma alternativa às análises laboratoriais mediante a coleta de amostras. No entanto, a transformação das leituras de turbidez em valores de CSS exige um maior cuidado.

Os fatores que influenciam (ou podem influenciar) o sinal óptico estão relacionados à concentração de sedimentos suspensos, ao tamanho, forma e cor de partículas, ao índice de refração, à densidade e à composição mineralógica da partícula de sedimento transportado, às características do comprimento de onda da luz incidente, à presença de incrustações e arranhões na superfície óptica do sensor, à presença de determinados componentes na coluna de água e algumas propriedades do escoamento.

 

Detalhes imprescindíveis

 

• As altas concentrações de sedimentos suspensos afetam negativamente a resposta do sensor, pois essas bloqueiam parcialmente o feixe emitido e saturam seu sinal. De acordo com a características de cada equipamento, os sensores ópticos apresentam um limite máximo de leitura em relação ao comprimento da onda de energia incidente. “Esse limite define a CSS máxima que ele conseguirá identificar, dependendo também de características do sedimento, entre as quais o diâmetro da partícula transportada. Logo, propriedades inerentes à partícula também influenciam nos processos de dispersão e absorção da energia e, portanto, na resposta identificada pelo sensor.” explicam os autores do artigo técnico;

 

• Sensores ópticos são sensores extremamente sensíveis às constantes mudanças no ambiente e exigem o acompanhamento próximo da equipe de monitoramento;

 

• Para a eficiência e sucesso da implantação do monitoramento da concentração de sedimentos suspensos através sensores ópticos, é crucial que estudos detalhados do local em que o equipamento ficará sejam realizados, afinal, a escolha do instrumento deve se adequar ao fluxo do canal investigado e deve ser capaz de representar as características do sedimento transportado através dele.

 

• A obtenção de uma calibração efetiva do sensor óptico e sua consequente representação coerente das informações coletadas, é baseada na caracterização dos fatores de maior influência sobre o instrumento de monitoramento. Negligenciar a interferência de tais fatores poderá resultar em erros de grande magnitude na conversão dos valores registrados pelo sensor em valores de CSS, comprometendo os trabalhos resultantes da utilização desses dados.

 

• A elaboração de diferentes curvas de calibração para um mesmo instrumento de medição óptica, que sejam capazes de levar em consideração as características físico-químicas do local e as propriedades da partícula de sedimento transportado é extremamente significativa para resultado final do trabalho.

 

Por Andressa Lemos

 

Fonte: Artigo “Estimativa da concentração de sedimentos suspensos com sensores ópticos: revisão”, por Vanessa Sari, Nilza dos Reis Castro e Masato Kobiyama

Para maiores informações acesse o artigo clicando aqui

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