Cuando una muestra de agua presenta una tonalidad amarilla, café, verde, rojiza o azulada, describir su apariencia a simple vista puede ser útil como una primera observación. Sin embargo, para un laboratorio de análisis de agua, decir que una muestra está “más oscura” o “más coloreada” no es suficiente.
El color debe convertirse en un resultado medible.
En México, la NMX-AA-017-SCFI-2021 establece un método para la medición del color verdadero en aguas naturales, residuales, residuales tratadas y marinas mediante coeficientes de absorción espectral.
El procedimiento utiliza principios de espectrofotometría para determinar cómo las sustancias disueltas presentes en una muestra absorben la luz a diferentes longitudes de onda. Así, una característica visual puede transformarse en información cuantitativa que permite comparar muestras, detectar variaciones y complementar el control de la calidad del agua.
Antes de conocer el procedimiento de laboratorio es necesario entender exactamente qué se busca medir.
El color verdadero corresponde al color relacionado con las sustancias disueltas presentes en el agua, una vez que se ha retirado la materia suspendida que podría afectar la medición.
Una muestra puede contener partículas suspendidas o coloidales, sedimentos, algas y otros materiales capaces de modificar su apariencia.
Cuando estos componentes participan en la coloración observada hablamos de color aparente.
Para determinar el color verdadero es necesario reducir la influencia de esos materiales antes de efectuar la medición instrumental.
Porque dos muestras aparentemente similares pueden tener composiciones muy diferentes.
Una puede presentar una tonalidad intensa debido principalmente a partículas suspendidas, mientras que otra puede conservar su color después de retirar dichas partículas debido a las sustancias que permanecen disueltas.
Esta diferencia es especialmente relevante al caracterizar aguas residuales industriales.
La NMX-AA-017-SCFI-2021 establece la metodología para determinar este parámetro mediante coeficientes de absorción espectral.
El método se basa en un principio físico: las sustancias coloreadas absorben determinadas regiones de la luz visible.
Cuando un haz de luz atraviesa una muestra, parte de la radiación puede transmitirse y otra parte ser absorbida por las sustancias presentes.
La intensidad de esta absorción depende tanto de la naturaleza y concentración de las sustancias como de la longitud de onda utilizada para efectuar la medición.
Nuestra percepción del color depende de múltiples factores: iluminación, recipiente, fondo, intensidad de la luz e incluso diferencias entre observadores.
La medición instrumental reduce esta subjetividad.
En lugar de registrar únicamente que una muestra se observa amarillenta o café, el laboratorio determina cuantitativamente su comportamiento frente a la luz bajo condiciones analíticas definidas.
El análisis comienza antes de utilizar el instrumento.
Una muestra debe estar correctamente identificada para mantener su trazabilidad desde que es recibida hasta que se emite el resultado.
Dependiendo del sistema de calidad del laboratorio, se registra información relacionada con la identificación de la muestra y las condiciones pertinentes para su análisis.
También deben respetarse las condiciones de manejo y conservación establecidas por la metodología aplicable.
Porque incluso una medición instrumental correctamente ejecutada pierde valor si no existe certeza sobre la procedencia o manejo de la muestra.
La calidad analítica no comienza en el espectrofotómetro. Comienza desde el muestreo, identificación, transporte, recepción y preparación.
Para medir específicamente el color verdadero, es necesario preparar la muestra de manera que la materia suspendida no domine el resultado.
La metodología contempla la filtración de la muestra mediante una membrana con tamaño de poro de 0.45 µm.
Esta etapa es fundamental porque permite retirar materiales suspendidos y enfocar la determinación en las sustancias que permanecen disueltas.
Las partículas pueden dispersar la luz.
Esto podría modificar la señal que llega al detector del instrumento y dificultar la diferenciación entre los efectos asociados con materiales suspendidos y la absorción relacionada con sustancias disueltas.
Antes de la preparación podemos observar una combinación de efectos que contribuyen al color aparente.
Después de aplicar el procedimiento correspondiente, el objetivo es caracterizar el color verdadero.
Dentro del procedimiento también se considera el pH de la muestra filtrada.
Aunque a primera vista podría parecer un parámetro independiente del color, químicamente existe una relación importante.
Algunas sustancias pueden cambiar su estado de ionización dependiendo de las condiciones ácido-base del medio.
Estos cambios pueden modificar propiedades como:
Dos muestras pueden presentar comportamientos diferentes no solamente porque tengan concentraciones distintas, sino porque las sustancias presentes se encuentran bajo condiciones químicas diferentes.
Por ello, conocer las condiciones de la muestra complementa la información obtenida durante la determinación espectral.
Una vez preparada la muestra, llega una de las etapas centrales del procedimiento: determinar cómo interactúa con la luz.
Para ello se utiliza instrumentación capaz de realizar mediciones a longitudes de onda específicas.
De forma simplificada, el instrumento dirige radiación de una longitud de onda determinada a través de la muestra.
El sistema evalúa la cantidad de radiación que atraviesa la muestra y, a partir de esta interacción, puede determinarse su absorción.
Cuanto mayor sea la absorción en una determinada región espectral, diferente será el comportamiento óptico registrado.
La muestra se coloca en una celda diseñada para permitir el paso de la radiación durante la medición.
La longitud del trayecto que recorre la luz dentro de la muestra es relevante para el cálculo del coeficiente de absorción.
Suciedad, residuos, rayaduras, burbujas u otras interferencias pueden afectar una medición óptica.
Por eso, la correcta operación del equipo y el manejo de los materiales forman parte del control analítico.
La NMX-AA-017-SCFI-2021 contempla mediciones a tres longitudes de onda:
436 nm, 525 nm y 620 nm.
Estas corresponden a diferentes regiones del espectro visible.
Se encuentra en la región azul-violeta.
Una muestra que absorbe intensamente en esta región tendrá un comportamiento espectral diferente de otra cuya absorción sea mayor en longitudes de onda superiores.
Corresponde aproximadamente a la región verde del espectro visible y aporta un segundo punto para caracterizar la distribución de absorción.
Se encuentra en la región rojo-anaranjada y permite evaluar la respuesta de la muestra en una zona de mayor longitud de onda.
No se trata simplemente de asignar un color diferente a cada resultado.
Lo importante es que las sustancias no absorben todas las longitudes de onda con la misma intensidad.
Evaluar tres regiones permite caracterizar mejor el comportamiento óptico de una muestra que una observación visual aislada.
El resultado analítico no consiste únicamente en registrar una lectura directa del equipo.
La metodología utiliza el coeficiente de absorción espectral, que permite expresar la capacidad de la muestra para absorber radiación a una longitud de onda determinada considerando el trayecto óptico empleado.
La cantidad de luz absorbida está relacionada, entre otros factores, con la distancia que la radiación recorre dentro de la muestra.
Normalizar la medición respecto al paso óptico permite obtener resultados que puedan interpretarse de manera consistente.
En términos generales, la espectrofotometría se apoya en la relación existente entre absorción de radiación, trayectoria óptica y especies absorbentes.
Las aguas naturales y residuales pueden contener numerosas sustancias simultáneamente.
Por ello, el resultado de color verdadero representa una característica óptica global de las sustancias disueltas, no la concentración de un compuesto específico.
Un análisis confiable no depende únicamente de contar con un espectrofotómetro.
Los laboratorios deben aplicar controles que permitan verificar el funcionamiento adecuado del método, los equipos y el proceso analítico.
El desempeño del instrumento debe mantenerse bajo las condiciones establecidas en el método y en el sistema de calidad del laboratorio.
Esto incluye aspectos relacionados con verificación, mantenimiento y trazabilidad metrológica cuando corresponda.
El laboratorio también debe prestar atención a factores capaces de modificar las mediciones ópticas.
La presencia de partículas, contaminación de la celda, preparación incorrecta de la muestra o problemas en el manejo pueden introducir variabilidad.
Por eso, la estandarización del procedimiento es fundamental.
Los valores obtenidos a 436, 525 y 620 nm deben considerarse conjuntamente y dentro del contexto de la muestra.
Una absorción mayor a una determinada longitud de onda indica que existen sustancias disueltas que absorben más intensamente en esa región del espectro.
No.
Esta es una distinción fundamental.
Un resultado de color verdadero permite caracterizar el comportamiento óptico del agua, pero no permite identificar automáticamente qué sustancia química está causando el color.
Será necesario seleccionar análisis adicionales de acuerdo con el origen de la muestra, proceso industrial y posibles sustancias involucradas.
Puede ser una señal importante dentro de una investigación, especialmente cuando se combina con otros parámetros físicos, químicos o biológicos.
Para una empresa, una de las aplicaciones más interesantes del análisis es el seguimiento histórico.
Si el proceso mantiene condiciones relativamente constantes, también es posible establecer un comportamiento habitual de las aguas residuales.
Un cambio significativo en los valores a 436, 525 o 620 nm puede justificar una revisión de las condiciones operativas.
Entre los aspectos que podrían investigarse se encuentran materias primas, formulaciones, operaciones de limpieza, productos químicos utilizados o funcionamiento del sistema de tratamiento.
Un solo resultado proporciona información sobre una muestra.
Una serie histórica puede mostrar cómo está cambiando una descarga a través del tiempo.
Cuando una desviación se detecta desde el efluente, la empresa tiene la posibilidad de investigar su origen antes de que el cambio se convierta en un problema mayor.
Cuando una descarga llega a un río, lago u otro cuerpo receptor, las sustancias disueltas capaces de absorber luz pueden modificar sus propiedades ópticas.
Si el efecto es suficientemente intenso y persistente, puede cambiar la cantidad de radiación disponible a diferentes profundidades.
Algas, fitoplancton y plantas acuáticas necesitan luz para realizar fotosíntesis.
Por ello, cambios importantes en las condiciones ópticas pueden influir en el ambiente disponible para estos organismos.
Una coloración visible no equivale automáticamente a toxicidad o daño ecológico.
Para conocer las condiciones de un cuerpo receptor deben considerarse el origen y concentración de las sustancias, duración de la descarga, características del ecosistema y otros parámetros de calidad del agua.
Medir el color verdadero en un laboratorio de análisis de agua implica mucho más que observar una muestra.
El proceso requiere preparación adecuada, filtración para reducir la influencia de materia suspendida, determinación del pH y mediciones espectrales a 436, 525 y 620 nm bajo una metodología establecida.
El resultado permite convertir una característica visual en información cuantitativa.
Para una industria, esto significa pasar de decir “nuestra descarga cambió de color” a contar con datos que permitan comparar muestras, identificar tendencias e investigar qué está ocurriendo dentro del proceso.
Ese es el verdadero valor del análisis ambiental: no solamente observar cambios, sino medirlos para poder entenderlos y tomar decisiones técnicamente sustentadas.
Si tu empresa necesita realizar la medición de color verdadero en agua, caracterizar aguas residuales o investigar cambios en sus descargas, Orozco Lab puede orientarte sobre los análisis adecuados para tu muestra y objetivo.
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