Los laboratorios de análisis de aguas y efluentes son fundamentales para garantizar que los recursos hídricos, tanto los naturales como los utilizados en procesos industriales, cumplan con los estándares de calidad establecidos por las normas ambientales y de salud pública.

El monitoreo continuo de la calidad del agua es esencial para identificar la presencia de contaminantes que puedan comprometer los ecosistemas, los procesos industriales y la salud humana. La degradación del agua puede afectar no sólo la vida acuática, sino también el suelo y la biodiversidad circundante. Por lo tanto, los laboratorios de agua y efluentes son clave para detectar, prevenir y mitigar impactos ambientales.

Además de eso, en el sector industrial, el control de la calidad del agua y el tratamiento adecuado de los efluentes son obligatorios para cumplir con los estándares ambientales y evitar sanciones legales. Las industrias que consumen grandes volúmenes de agua en sus procesos, como la industria alimentaria, química y petroquímica, necesitan asegurarse de que el agua utilizada sea de la calidad adecuada, además de garantizar que los efluentes tratados cumplan con los límites establecidos para su eliminación o reutilización.

La presencia de un laboratorio especializado garantiza que los análisis se realicen con precisión, asegurando el cumplimiento de las normas reglamentarias y promoviendo una operación sostenible y eficiente.

Planificación y estructuración del laboratorio de aguas y efluentes 

Elegir la ubicación adecuada es uno de los primeros pasos en la estructuración de un laboratorio de aguas y efluentes, y esto implica analizar factores como la accesibilidad y la facilidad logística para minimizar costos. El espacio elegido debe ser lo suficientemente grande para albergar los equipos necesarios, almacenamiento de reactivos y muestras, además de proporcionar un ambiente de trabajo cómodo y seguro para los analistas.

El diseño del laboratorio debe priorizar la eficiencia en el flujo de trabajo, permitiendo que las diferentes etapas de análisis se produzcan de forma secuencial y sin obstáculos. Un diseño bien planificado reduce el tiempo de operación y minimiza la posibilidad de contaminación cruzada entre muestras. Además, es fundamental garantizar que áreas específicas, como las salas de preparación de muestras y las áreas de equipos, estén bien definidas.

Otro aspecto importante es la consideración de variables como la temperatura, necesaria para garantizar la estabilidad de los reactivos y la precisión de los análisis, especialmente en procesos sensibles. En los laboratorios de agua y efluentes, donde muchos equipos generan calor, garantizar una climatización eficiente es fundamental para preservar la calidad de los análisis y la funcionalidad de los equipos.

Análisis realizados en el laboratorio de aguas y efluentes 

El laboratorio de aguas y efluentes realiza diversos análisis, que se dividen en análisis físico-químicos, análisis microbiológicos y análisis hidrobiológicos. Entre los análisis más comunes se encuentran:

Tabla 01. Parámetros físicos, químicos y biológicos analizados en muestras de agua y efluentes. 

Análisis in loco 

Ciertos análisis de agua y efluentes deben realizarse en el sitio de muestreo (in situ), tales como:

• Potencial de hidrógeno (pH): parámetro importante para evaluar la acidez o alcalinidad del agua. Influye en la solubilidad de minerales y metales, afectando el comportamiento químico de los contaminantes. Para la medición se utilizan medidores de pH portátiles con electrodos específicos. 
• Potencial redox (ORP): mide el equilibrio entre reacciones de oxidación y reducción en un medio acuoso, proporcionando información sobre las condiciones químicas del agua. La medición se realiza con un electrodo específico, utilizando un medidor de pH ajustado a mV.

• Temperatura: se puede medir con el mismo equipo que se utiliza para los análisis de pH, conductividad y oxígeno disuelto.

• Turbidez: se refiere a la reducción de la transparencia de una muestra acuosa causada por la presencia de partículas en suspensión. Su determinación se realiza con un turbidímetro digital y portátil, como el Turbidímetro R-TE-2000.
• Conductividad eléctrica: evalúa la capacidad de los medios acuosos para conducir electricidad, la cual está relacionada con la concentración de iones disueltos. Para este análisis se utiliza el medidor microprocesado de conductividad portátil R-TEC-4P-MP.
• Oxígeno disuelto (OD): se refiere a la concentración de oxígeno disponible en el agua. Para estas mediciones se utilizan oxímetros específicos.
• Cloro residual libre: como el cloro residual libre se degrada rápidamente, su medición debe realizarse en campo. Un Clorímetro es el equipo indicado para este tipo de análisis.

• Se pueden realizar varios análisis in loco, como los descritos anteriormente y muchos otros, utilizando un Analizador multiparamétrico, tales como: oxígeno disuelto, turbidez, pH, potencial redox, conductividad, sólidos totales disueltos, sólidos suspensos, amonio/amoniaco, cloruro, nitrato, densidad, resistividad, profundidad, temperatura, entre otros.

• Para analizar algunos parámetros en campo, mediante kits colorimétricos, se utiliza el Fotómetro Multiparamétrico: alcalinidad, aluminio, amoniaco, bromo, dureza, calcio, magnesio, cloruro, cromo, manganeso, turbidez, oxígeno disuelto, flúor, metales, hierro, cobre, níquel, zinc, nitrato, nitrito, molibdeno, fenol, sulfato, sulfuro y potasio.

Análisis de laboratorio  

• Para determinar parámetros químicos, como cloruros, dureza total, DQO, DBO y alcalinidad, se utiliza la técnica de titulación. Estos análisis se pueden realizar con una Bureta digital portátil o con los tituladores automáticos. Los equipos de mesón también se utilizan, como el medidor de pH, turbidímetro y conductivimetro.
• Antes de determinar algunos compuestos se utiliza la centrifugación y concentración de muestras: las centrífugas son usadas para separar sobrenadantes, mientras que los concentradores de amostras son usados para concentrar el volumen de muestra antes de la cuantificación.

• Espectrofotometría: el Espectrofotómetros de absorción atómica, de emisión óptica por plasma, el fotómetro de llama y el espectrofotómetro UV-VIS son usados para la determinación de diversos elementos en agua y efluentes.

• La Demanda bioquímica de oxígeno (DBO) cuantifica el oxígeno molecular requerido para la oxidación de la materia orgánica, por descomposición microbiana aeróbica, a una forma inorgánica estable. Para este análisis se utilizan una incubadora TE-371/240 o una mini incubadora BOD TE-381/2, y el oxímetro o el analizador multiparamétrico de mesón. 
• La Demanda química de oxígeno (DQO) determina la cantidad de oxígeno necesaria para oxidar la materia orgánica en una muestra. Equipos como los digestores TE-128/6 o los bloques Dry Block TE-021, en conjunto con el espectrofotómetro digital, son utilizados. También se puede usar el analizador.
• Nitrógeno total: se determina por el método Kjeldahl, que requiere el bloque de digestión, destilador de nitrógeno y neutralizador de gases.
• La determinación de aceites y grasas se puede realizar a través del método de Soxhlet, con la batería de extracción tipo Sebelin/Soxhlet (TE-1881/6), o por el método Goldfish, con el sistema para determinar grasas (TE-045/8 o TE-045/5). 
• Los Fenoles y sus derivados: para determinar la presencia de fenoles en aguas y efluentes, se utiliza el destilador de fenol (TE-1256) y el espectrofotómetro.
• La generación de efluentes por parte de las industrias es la principal fuente de liberación de cianuros complejos al medio ambiente. Para este análisis se puede utilizar el sistema de destilación de cianuro (TE-126).
• En los análisis microbiológicos, como coliformes totales y termotolerantes, se pueden utilizar los siguientes equipos: sistema de filtración, estufa bacteriológica, contador digital de colonias (CP-600/1) o el contador automático de colonias, Cámara de flujo laminar horizontal y autoclave. 
• Para las pruebas de floculación, el Jar Test se utiliza para determinar la dosis de coagulantes químicos en el tratamiento de agua y efluentes.

• Análisis de resíduos: Equipos como el agitador rotativo para no volátiles (TE-743), extractores para volátiles (TE-745) y agitadores para extractores (TE-744/2) se utilizan para los análisis de resíduos.

Suministros y reactivos necesarios 

El funcionamiento de un laboratorio de aguas y efluentes depende también de la disponibilidad de reactivos e insumos que permitan realizar los análisis. En diversos análisis se utilizan reactivos estándar, ácidos y bases. Estos reactivos garantizan la estandarización de los métodos analíticos y la precisión en los resultados.

El almacenamiento seguro de productos químicos es otro punto importante. El laboratorio deberá disponer de armarios de seguridad adecuados para el almacenamiento de ácidos, bases y otros productos tóxicos o inflamables. Además de eso, los técnicos deben usar equipo de protección personal (EPIs) cuando manipulen sustancias peligrosas.

Los consumibles, como papeles de filtro, vidriería, tubos de ensayo y frascos de muestreo, también forman parte de la rutina diaria del laboratorio.

Capacitación del personal 

La cualificación de los profesionales que trabajan en un laboratorio de aguas y efluentes garantizará la calidad de los análisis. Los técnicos y analistas deben tener la formación adecuada y es imprescindible que tengan conocimientos en:

• Manejo de equipos: capacitación para operar los principales equipos de análisis de aguas y efluentes.

• Manipulación de reactivos: capacitación sobre el uso seguro de productos químicos, incluidas las medidas de seguridad y los procedimientos de emergencia.

• Interpretación de resultados: deben ser capaces de interpretar los datos obtenidos en los análisis.

Consideraciones finales

Para montar un laboratorio de aguas y efluentes es necesario realizar una adecuada planificación, centrándose en la estructuración eficiente del espacio, adquisición de equipos que garanticen que los análisis realizados sean precisos y confiables. Además de eso, la capacitación continua del personal y la gestión eficaz de muestras y residuos son esenciales para el buen funcionamiento del laboratorio.

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Referencias bibliográficas

FRANCO, L.; BILOTTA, P. Implantação de um Laboratório de Análise da Qualidade da Água e Efluentes de uma Indústria Farmacêutica. Revista Gestão Industrial, v. 10, n. 2, 2014.

FUNDAÇÃO NACIONAL DE SAÚDE. Diretrizes para projetos de laboratórios de análises de água para consumo humano e análises de efluentes. Funasa. 58 p. Brasília, 2012.