Medición de fluoruros en agua potable ¿electrodo de media celda o combinado?
Descripción
Existen diferentes fuentes donde se encuentran los fluoruros, tales como agua potable fluorada, pastas dentales, barnices, pescados, mariscos, medicamentos, plaguicidas, desechos industriales, entre otros. Es común que cuando se hable de flúor pensemos en “dientes”, y es porque la mayoría de las pastas dentales contienen flúor. El esmalte y la dentina están formados por hidroxiapatita (fosfato de calcio), que es disuelta por los ácidos de la descomposición bacteriana de los alimentos ingeridos. Los iones fluoruro forman fluoroapatita con el esmalte dental, que es menos soluble en los ácidos que la hidroxiapatita, otorgando mayor resistencia al esmalte. Por tal motivo, se comenzó a usar el fluoruro para la prevención de las caries. Hacia el año 1953, en algunos países se empezó a fluorar el agua potable con la finalidad de reducir las caries dentales. Sin embargo, con el tiempo y estudios realizados, se observó que la fluoración del agua potable con valores iguales o mayores a 1.0 mg/L tenía incidencia en fracturas óseas por osteoporosis y aumento de fragilidad en las estructuras óseas. Por otra parte, otros estudios indicaban que en bajas concentraciones de fluoruros también existen mayores riesgos de fractura, así como mayor riesgo de cáncer, entre otras afectaciones.
Aplicación
En Colombia, mediante la Resolución 2115 de 2007, por medio de la cual se señalan las características, instrumentos básicos y frecuencias del sistema de control y vigilancia para la calidad del agua para consumo humano, se determina que el valor máximo aceptable de fluoruros en agua potable es de 1.0 mg/L. Por tal motivo, en los análisis de laboratorio se busca medir este parámetro para determinar si el agua cumple con la resolución. Cabe resaltar que el análisis para la cuantificación de fluoruros en el agua no solo se realiza para industrias que puedan tener fluoruros en sus procesos, sino también para conocer la calidad del agua potable. Por tal motivo, los equipos para medir este parámetro se emplean principalmente en laboratorios de análisis de agua y en empresas que necesitan controlar el valor de fluoruros del agua potable.
Existen distintos métodos para la medición de fluoruros, como el método colorimétrico (SPADNS), el método automatizado de la complexona, la cromatografía de iones, la electroforesis capilar de iones y el método por ion selectivo.
Hanna Instruments cuenta con dos metodologías para la cuantificación de fluoruros: una por determinación colorimétrica de fluoruro y otra por medio de electrodos de ion selectivo. En cuanto a los electrodos, cuenta con un electrodo combinado (HI4110) y un electrodo de media celda (HI4010), el cual requiere un electrodo de referencia (HI5315) para su medición. En caso de querer realizar la medición, ¿cuál es la metodología más adecuada? Para responder a esta pregunta, es necesario tener presente que el usuario es quien determina cuál es la metodología por la cual quiere hacer la medición, basándose en sus necesidades y la normatividad que le aplica. Se sugiere la revisión del Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 4500-F-.
El Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 4500-F- C indica que, para la determinación de fluoruros por medio de un electrodo en concentraciones de 0.1 mg/L a más de 10 mg/L, se debe emplear un electrodo de media celda con un electrodo de referencia. Adicionalmente, establece que es necesaria la adición de un agente complejante que proporcione una fuerza iónica (TISAB) para mitigar las posibles interferencias por otros iones que puedan generar complejos con el fluoruro presente. En el mismo orden de ideas, sugiere la preparación de estándares para su respectiva calibración de 0.5, 1.0 y 2.0 mg/L.
Con lo anterior, se realizaron pruebas en el laboratorio de Hanna Instruments para la determinación de estabilidad, repetibilidad y el RSD con los electrodos para la medición de fluoruros de media celda y combinados. A partir de ello, se obtuvieron los siguientes resultados:
- Resultados para el electrodo combinado HI4110
- Resultados para electrodos de media celda HI4010 y referencia HI5315
Con los resultados plasmados, también se determinó que:
- Para el electrodo combinado ISE HI4110, se obtiene una variación significativa en potenciales (mV) que genera desviación en la concentración (ppm), ocasionando que se obtengan RSD elevados en las soluciones de baja concentración.
- En el electrodo de media celda, se evidencia un mejor desempeño, donde los potenciales obtenidos durante el ajuste del electrodo se mantienen durante el proceso de verificación, permitiendo obtener una mejor repetibilidad, disminuyendo significativamente la desviación estándar y, por consiguiente, su RSD, donde el mayor obtenido fue de 2.8 %.
- Si se desean obtener resultados con mayor repetibilidad en concentraciones < 5 ppm, se recomienda hacer ajuste en soluciones de 0.5, 1, 3 y 5 ppm, los cuales se ven reflejados en la tabla 5.
- Para la obtención de resultados repetibles, se recomienda el uso de soluciones certificadas de concentraciones de 1 y 10 ppm, ya que fueron en las que se obtuvo un mejor desempeño.
- Para las mediciones de estándares y muestras, el tiempo de análisis está entre 3-5 minutos con agitación constante.
Conforme a los resultados obtenidos en el laboratorio de Hanna Instruments y la metodología descrita en el Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 4500-F-C, es posible inferir que el electrodo de media celda es el más apropiado para la medición de fluoruros, por su estabilidad y repetibilidad.
