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Mejora de la eficiencia en la medición de la concentración de sedimentos en suspensión con DeepSizer 300

2025-09-28Application Note

Supervise cómo los eventos hidrológicos extremos afectan el transporte de sedimentos utilizando el DeepSizer 300 para el análisis en tiempo real de la concentración de sedimentos en suspensión y la distribución del tamaño de partícula.

Producto	DeepSizer 300
Industra
Muestra	Sedimentos en suspensión
Tipo de medición	Tamaño de partícula
Tecnología de medición

IIntroducción

El transporte de sedimentos desempeña un papel fundamental en la formación de la morfología fluvial, influye en la sedimentación de los embalses y afecta las condiciones ecológicas. Por lo tanto, la medición precisa de la concentración de sedimentos en suspensión (SSC) es esencial para la predicción de inundaciones, la ingeniería hidráulica y la gestión ambiental.

La medición de la concentración de sedimentos en suspensión (SSC) puede dividirse en métodos tradicionales y modernos. Los métodos tradicionales, que incluyen muestreo, filtración, secado y pesaje, son precisos, pero requieren mucho tiempo, son intensivos en mano de obra y no permiten obtener datos continuos en tiempo real. Por ello, se han aplicado con cierto éxito instrumentos modernos como sensores fotoeléctricos, ultrasónicos, infrarrojos y basados en isótopos. Sin embargo, la precisión de estos métodos aún no cumple completamente con los estándares, y algunos requieren curvas de calibración específicas del sitio o un análisis de datos extenso antes de su uso, lo que limita su aplicación a gran escala.

Figure 1. Proceso del método gravimétrico

El analizador sumergible de tamaño de partícula DeepSizer 300 permite el monitoreo in situ a largo plazo de la SSC y de la distribución del tamaño de partícula sin necesidad de muestreo manual. Proporciona datos automáticos en tiempo real, mejorando significativamente la eficiencia del monitoreo y apoyando el desarrollo de estudios hidrológicos de alta calidad.

Teoría

El DeepSizer 300 determina la concentración de sedimentos en suspensión (SSC) mediante un método combinado de extinción y dispersión. En primer lugar, se analizan las señales de dispersión para obtener la distribución del tamaño de partícula (PSD). Dado que la extinción de la luz depende no solo de la concentración de sedimentos, sino también del tamaño de partícula, la PSD obtenida se incorpora al análisis de extinción. A través de este proceso, el instrumento convierte la atenuación óptica en una concentración volumétrica precisa y posteriormente en concentración en masa. Además de proporcionar mediciones fiables de SSC, la señal de dispersión permite obtener simultáneamente la distribución del tamaño de partícula, lo que permite al DeepSizer 300 ofrecer ambos parámetros en tiempo real.

Este enfoque de doble señal permite realizar mediciones estables en un amplio rango de turbidez sin necesidad de calibraciones complejas. Incluso en condiciones de inundación o cambios rápidos, el DeepSizer 300 proporciona datos continuos en tiempo real tanto de la concentración de sedimentos en suspensión como de la distribución del tamaño de partícula.

Figure 2. Principio de medición de la concentración

Experimental

El analizador sumergible de tamaño de partícula por láser DeepSizer 300 se instaló en dos sitios hidrológicos.

En el primer sitio, el instrumento se suspendió bajo una boya circular a una profundidad de 0.5 m. En el segundo sitio, el DeepSizer 300 se instaló en una embarcación de bombeo hidrológico a una profundidad de 2.2 m.

De manera simultánea, se recolectaron muestras de sedimento a la misma profundidad, junto al instrumento, utilizando un muestreador horizontal de 1000 mL. Se obtuvieron un total de 36 muestras en el primer sitio y 38 en el segundo. La concentración de sedimentos en suspensión (SSC) se determinó mediante el método gravimétrico y se comparó con las mediciones del instrumento.

Figure 3. Instalación del DeepSizer 300 (izquierda: primer sitio; derecha: segundo sitio)

Resultados y discusión

En ambos sitios hidrológicos, la concentración de sedimentos en suspensión (SSC) medida por el DeepSizer 300 mostró una buena concordancia con los valores obtenidos mediante el método gravimétrico.

Figure 4. Método gravimétrico vs. mediciones del DeepSizer 300 (primer sitio)

La Figura 4 muestra que los resultados de SSC del DeepSizer 300 son altamente consistentes con los obtenidos mediante el método gravimétrico. Al mismo tiempo, en el primer sitio, el DeepSizer 300 proporcionó mediciones continuas de SSC. Los resultados evidencian claramente fluctuaciones temporales, con varios picos rápidos que superan 0.3 g/L. En contraste, el método gravimétrico, limitado a muestreos discretos, solo refleja la tendencia general y no captura estos eventos de corta duración.

Figure 5. Método gravimétrico vs. mediciones del DeepSizer 300 (segundo sitio)

La Figura 5 compara las concentraciones de sedimentos en suspensión (SSC) obtenidas con el DeepSizer 300 con las medidas mediante el método gravimétrico. En las 38 muestras analizadas, ambos conjuntos de datos muestran una fuerte concordancia en un amplio rango de concentraciones (0.01–1 g/L). Ambas curvas siguen tendencias casi idénticas, con desviaciones mínimas entre los dos métodos.

Estos resultados confirman que el DeepSizer 300 puede reproducir con precisión los valores de SSC obtenidos mediante el método gravimétrico tradicional, al tiempo que ofrece la ventaja adicional de un monitoreo automatizado en tiempo real. La estrecha correspondencia entre ambos métodos valida la aplicabilidad del instrumento para mediciones continuas en campo, proporcionando una alternativa robusta al muestreo manual intensivo en trabajo.

Conclusión

Esta nota de aplicación demuestra que el DeepSizer 300 proporciona mediciones de la concentración de sedimentos en suspensión (SSC) altamente consistentes con el método gravimétrico estándar en dos sitios hidrológicos. Además de su precisión, el instrumento ofrece monitoreo continuo y de alta resolución, capaz de capturar fluctuaciones de sedimentos de corta duración que a menudo no se detectan mediante muestreos discretos. Estas capacidades convierten al DeepSizer 300 en una herramienta fiable y eficiente para el monitoreo de sedimentos en entornos dinámicos, apoyando la predicción de inundaciones, la ingeniería hidráulica y la gestión ambiental.