Aplicaciones de sensores de gas en el monitoreo y mantenimiento de la calidad del agua.

Resumen La expansión industrial y demográfica de las últimas décadas ha contribuido de manera crucial a la degradación de la calidad del agua. Algunos de los gases que emanan de las plantas de tratamiento de agua son tóxicos e inflamables, y es necesario identificarlos, como el sulfuro de hidrógeno, el dióxido de carbono, el metano y el monóxido de carbono. Es fundamental desarrollar sistemas de monitoreo de la calidad del agua que cumplan con los requisitos legales, ambientales y sociales. El monitoreo de la calidad del agua es complejo debido a la variabilidad, la naturaleza y las bajas concentraciones de los contaminantes que deben detectarse. El gas que emana de estos procesos de tratamiento desempeña un papel esencial en el tratamiento, monitoreo y control del agua. Los sensores de gas pueden utilizarse como dispositivo de seguridad en el proceso de purificación del agua. Estos sensores reciben señales de entrada de estímulos químicos, físicos y biológicos, y las convierten en señales eléctricas. Los sensores de gas pueden instalarse en diferentes procesos de tratamiento de aguas residuales. En esta revisión, presentamos los avances más recientes, los desarrollos más importantes y los logros tecnológicos que han impulsado el desarrollo de sensores de gas para la evaluación de la calidad del agua. Se analiza el papel de los sensores de gas en el mantenimiento y monitoreo de la calidad del agua, y se resumen los diferentes analitos, sus tecnologías de detección y los materiales sensores, destacando sus ventajas y desventajas. Finalmente, se ofrece un resumen y una perspectiva sobre las futuras direcciones de los sensores de gas en el monitoreo y mantenimiento de la calidad del agua.

Palabras clave: Sensor de gas/Calidad del agua/Tratamiento de agua/Aguas residuales/Demanda química de oxígeno/Demanda biológica de oxígeno

Introducción
Uno de los problemas ambientales más significativos que enfrenta la humanidad es la creciente contaminación global de los suministros de agua con miles de compuestos naturales e industriales. Se ha vuelto más prominente en las últimas décadas debido a la globalización, la industrialización y el repentino aumento de la población. Alrededor de 3.4 mil millones de personas no tienen acceso a agua potable limpia, lo que se correlaciona con más del 35% de todas las muertes en los países en desarrollo [1]. El término aguas residuales se usa para el agua que contiene desechos humanos, domésticos, desechos animales, grasas, jabón y productos químicos. El término sensor deriva de “sentio”, la palabra latina para percepción u observación. Un sensor es un dispositivo que se usa para detectar el analito de interés y responde a la presencia de un contaminante o analito presente en el ambiente. A lo largo de los años, los humanos han avanzado en los métodos de detección de la calidad del agua para identificar bacterias, sustancias químicas orgánicas e inorgánicas y otros parámetros (por ejemplo, pH, dureza (Ca y Mg disueltos) y turbidez (opacidad)). Los sensores se utilizan para mantener y monitorear la calidad del agua y proteger a los usuarios. Estos sensores pueden colocarse en lugares apropiados, centralmente dentro, dentro o incluso en el punto de uso de una planta de tratamiento de agua. La calidad del agua se puede monitorear en línea o fuera de línea con la ayuda de sensores. Hoy en día, se prefiere el monitoreo en línea del agua debido a la rápida respuesta de este tipo de sistemas. Hay una falta de sensores apropiados que puedan usarse para un monitoreo adecuado en tiempo real para el mantenimiento y el monitoreo de la calidad del agua. Una de las técnicas de tratamiento de agua más utilizadas son los reactores discontinuos secuenciales. Es un sistema de lodos activados que se utiliza para enriquecer el lodo con organismos acumuladores de fosfato. La mayoría de los reactores se operan en base a pasos fuera de línea, lo que significa que el muestreo de datos es de baja frecuencia y que los resultados son retrasado. Es un obstáculo para la gestión adecuada de los sistemas y hace