Antecedentes del desarrollo del producto
Grandes masas de agua en todo el mundo —océanos y lagos por igual— se enfrentan a distintos grados de contaminación. Esto se debe en gran medida a que los seres humanos han sobreestimado la capacidad de autodepuración de estos extensos sistemas acuáticos, lo que ha llevado a vertidos ilegales motivados por una falsa sensación de seguridad. En los últimos años, crisis típicas de contaminación del agua han ocurrido con frecuencia en todos los continentes principales.
Australia – Gran Barrera de Coral: Las encuestas ambientales realizadas en 2025 revelaron una eutrofización severa. Se detectaron niveles críticamente altos de sales nutritivas, como nitrógeno y fósforo, provocando repetidos episodios de blanqueamiento de corales y brotes de estrellas de mar. Las comunidades coralinas del fondo marino han sufrido daños extensos.
Nigeria – Delta del río Níger: La contaminación por petróleo y metales pesados ha provocado la muerte generalizada de los manglares. La pesca nacional ha colapsado casi por completo y las tasas de cáncer entre los residentes locales han aumentado significativamente.
Europa – Mar Báltico: La contaminación por nitrógeno y fósforo desencadena floraciones masivas de algas casi cada año, afectando gravemente a la industria pesquera. Sin embargo, las descargas de aguas residuales procedentes de las ciudades circundantes siguen sin control.
En China, importantes masas de agua como el lago Dianchi, el lago Tai y el lago Hong han experimentado todas ellas floraciones algales causadas por la eutrofización. El mar del Sur de China y el mar de China Oriental también han sufrido una grave contaminación debida a vertidos de aguas residuales y derrames de petróleo, lo que ha ocasionado pérdidas económicas incalculables para la pesca, los ecosistemas y el turismo.
En respuesta a la creciente demanda de monitoreo de grandes masas de agua, JIDE ha desarrollado un sistema de sensores en línea de múltiples parámetros, diseñado específicamente para océanos y lagos. Debido a las limitaciones tecnológicas actuales, parámetros como el fósforo total y el nitrógeno total siguen siendo difíciles de medir directamente con sensores. Por lo tanto, en los océanos abiertos y en el centro de grandes lagos, el sistema se despliega en estaciones de boyas grandes.
Puede medir parámetros clave, entre ellos:
• Temperatura
• pH
• ORP (Potencial de oxidación-reducción)
• Conductividad/TDS
• Oxígeno disuelto
• Turbidez/SS
• Clorofila
• Algas verdeazuladas
• Ion potasio (K⁺)
• Ion amonio (NH₄⁺)
• Ion nitrato (NO₃⁻)
• Ion cloruro (Cl⁻)
• Ion fluoruro (F⁻)
Estas mediciones ofrecen monitoreo en tiempo real y capacidades de advertencia temprana ante niveles excesivos de nutrientes, eutrofización, floraciones algales y disminución de los niveles de oxígeno.
JDMPA-6S – Configuración más alta
El modelo JDMPA-6S es la configuración más alta de la serie. La unidad principal puede alojar hasta siete sensores. Los sensores funcionan según principios de detección electroquímica, óptica y física para medir sus respectivos parámetros.
Todos los puertos de sensor de la unidad principal utilizan una interfaz universal. Los sensores se pueden instalar en cualquier puerto, y la unidad principal reconoce automáticamente el tipo de sensor. La unidad principal JDMPA-6S puede leer los datos del sensor, configurar los parámetros del sensor y realizar operaciones de calibración. Dependiendo de la configuración del usuario, puede almacenar los datos localmente, transmitirlos a una plataforma de adquisición de datos o enviarlos directamente a una PC o un teléfono móvil. La comunicación de datos se admite tanto mediante transmisión por cable como mediante transmisión inalámbrica Bluetooth.
Principios de medición de cada parámetro
1. Profundidad
JIDE utiliza un sensor de presión —un elemento sensor piezorresistivo aislado mediante una membrana corrugada de acero inoxidable— para medir la profundidad del agua. Un lado del sensor está expuesto al agua, mientras que el otro lado se encuentra en vacío para medir la presión. La profundidad se calcula restando la presión atmosférica a la presión del agua.
Los factores que afectan la medición de la profundidad incluyen la presión barométrica, la densidad del agua y la temperatura. Realizar una calibración a "cero" en aire proporciona un punto de referencia frente a la presión atmosférica local.
2. Conductividad
JIDE utiliza cuatro electrodos de grafito para medir la conductividad de una solución. Dos electrodos miden la corriente y los otros dos miden el voltaje; la conductividad se calcula a partir de estas mediciones. El valor resultante de conductividad se multiplica por una constante de celda (en 1/cm) para convertirlo en conductividad en milisiemens por centímetro (mS/cm).
Cada sensor contiene un sensor de temperatura interno. Sin embargo, el valor de temperatura medido por este sensor no se registra ni se muestra; se utiliza exclusivamente para la compensación del sensor. La calibración de los valores de temperatura se refiere al sensor de temperatura del sonda de conductividad.
3. Oxígeno disuelto
El sensor óptico de oxígeno disuelto de JIDE se basa en el principio de apagado por fluorescencia. Una luz azul de una longitud de onda específica se dirige a un material fluorescente fijado sobre un sustrato de vidrio, lo que provoca que dicho material emita fluorescencia. En ausencia de oxígeno, la duración de la fluorescencia es máxima. Cuando hay oxígeno presente en la membrana del sensor, la duración de la fluorescencia se acorta.
Para garantizar la precisión y estabilidad, durante cada ciclo de medición se emite una luz roja hacia el material fluorescente como referencia para determinar la duración de la fluorescencia.
La concentración de oxígeno es inversamente proporcional a la duración de la fluorescencia. Esta relación puede describirse cuantitativamente mediante la ecuación de Stern-Volmer:
((T₀/T) – 1) frente a la presión parcial de O₂.
Esta no es una relación estrictamente lineal (especialmente a mayores presiones de oxígeno); los datos relevantes requieren un análisis de regresión polinómica no lineal. Esta característica no lineal no cambia significativamente con el tiempo y no afectará la precisión de la medición durante un largo período.
4. pH / ORP / AMMO (Amonio) – Opcional
El sistema consta de un electrodo de pH y un módulo de circuito de entrada para medir la acidez/alkalinidad del agua, o bien de un electrodo de ORP y un módulo de circuito de entrada para medir el potencial de oxidación-reducción. El ORP es una medición no química que representa el potencial combinado de todas las sustancias disueltas en el medio.
Alternativamente, se puede seleccionar un sensor de amonio (NH₄⁺). Está compuesto por un electrodo de amonio y un módulo de circuito de entrada. Cuando el electrodo de amonio se utiliza junto con un electrodo de referencia, mide un voltaje en milivoltios, que luego se convierte en un valor de concentración iónica mediante un método de cálculo específico.
Para facilitar el mantenimiento, el sensor presenta un diseño único que permite la sustitución en campo del electrodo o de la tapa de la membrana. Un conector se encuentra entre el módulo superior del circuito y el electrodo. Para reemplazar el electrodo, simplemente desenrosque el electrodo antiguo e instale uno nuevo; no se requieren pasos adicionales.
5. Turbidez
La turbidez es una medición indirecta de la concentración de sólidos en suspensión en el agua. El sensor de turbidez emite luz infrarroja hacia la muestra y mide la luz dispersada por las partículas presentes en el agua. La turbidez constituye tanto un indicador importante de la calidad del agua como un parámetro básico para evaluar los cambios ambientales. Los sólidos en suspensión en los cuerpos de agua naturales provienen de una amplia gama de fuentes inciertas (por ejemplo, limo, arcilla, sedimentos, algas y materia orgánica), pero todas las partículas afectan la transmisión de la luz y generan una señal de turbidez.
6. Algas totales
El sensor total de algas utiliza una excitación de doble longitud de onda para medir simultáneamente las concentraciones de clorofila y de algas azul-verdes.
• Las moléculas de clorofila emiten fluorescencia al exponerse a luz azul; la intensidad de la fluorescencia se utiliza para calcular la concentración de clorofila.
• La ficocianina (un pigmento presente en las algas azul-verdes) emite fluorescencia al exponerse a luz naranja; la intensidad de la fluorescencia se utiliza para calcular la concentración de algas azul-verdes.
Adopción en campo
Los analizadores en línea de la serie JDMPA de JIDE ahora se utilizan ampliamente en océanos y grandes lagos de toda China. Los ingenieros valoran su carcasa robusta y duradera, su protocolo de comunicación MODBUS abierto, que facilita la interconexión, y su diseño modular fácil de mantener y reemplazar. Estas características han convertido a la serie JDMPA en una opción preferida entre los profesionales del sector.
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