Sensor de pH: Consejos para aprovecharlos al máximo

El control preciso del pH es esencial en diversas industrias, desde el tratamiento de agua potable, la producción de alimentos y bebidas, hasta la fabricación de productos farmacéuticos. Sin embargo, enfrentamos una problemática común: ¿Cómo aprovechar al máximo los sensores de pH para garantizar la calidad y la eficiencia? 

A continuación, ProMinent le cuenta algunas prácticas estratégicas y consejos para optimizar el uso de estos instrumentos cruciales. Si usted es profesional involucrado en el monitoreo de procesos, le invitamos a seguir leyendo para descubrir cómo sacar el máximo provecho de sus sensores de pH.

En ProMinent tenemos soluciones para el tratamiento de aguas: Tal vez le interese leer: Todo lo que tienes que saber sobre la medición de pH.

¿Qué es y cómo funciona un sensor de pH?

Un sensor de pH es un instrumento diseñado para medir el valor de la acidez o alcalinidad de una solución. Su funcionamiento se basa en la propiedad de ciertos materiales de generar una señal eléctrica en respuesta a cambios en el pH. 

A continuación, le mostramos cómo funciona:

1. Electrodo de vidrio: El componente principal del sensor es un electrodo de vidrio. Este electrodo contiene una solución de referencia y un bulbo de vidrio sensible al pH. Cuando sumergimos el electrodo en una muestra líquida, los iones de hidrógeno (H⁺) interactúan con el bulbo de vidrio, generando una diferencia de potencial eléctrico.
2. Potenciometría: El sensor opera en modo potenciométrico. La diferencia de potencial entre el electrodo de vidrio y un electrodo de referencia se mide en milivoltios (mV). A medida que el pH cambia, la señal eléctrica también varía. Un pH neutro (7) produce una señal de referencia de valor 0 mV, y los valores superiores o inferiores indican acidez o alcalinidad, respectivamente.
3. Calibración: Antes de su uso, el sensor se calibra con soluciones buffer de pH conocido (Generalmente pH 4, pH 7 y pH 10). Esto establece una relación lineal entre la señal eléctrica y el pH real. La calibración debe realizarse periódicamente en función del tipo de proceso en el que se está determinando el valor de pH, con la finalidad de mantener la precisión.
4. Compensación de temperatura: El pH también está influenciado por la temperatura. Los sensores modernos incorporan una sonda de temperatura para ajustar la lectura según la temperatura de la muestra.

¿Por qué es necesario calibrar un sensor de pH?

El medidor de pH debe calibrarse porque el electrodo de pH puede cambiar sus propiedades, por ejemplo, si el electrolito de referencia se contamina. Si no calibra su medidor y electrodo, obtendrá resultados precisos pero inexactos para su medición de pH.

Por lo tanto, es importante calibrar regularmente su medidor de pH y electrodo para obtener resultados precisos. Cuanto más precisos sean los resultados, más a menudo deberá calibrarse. La frecuencia de calibración depende del número de mediciones y la matriz de muestra. Por ejemplo:

• Nuevo electrodo: Después del mantenimiento del electrodo o después de un largo período de almacenamiento, debe calibrarse diariamente (o incluso con más frecuencia).
• Matriz de muestra contaminada: Si la matriz de muestra contamina el electrodo, la calibración debe realizarse semanalmente.
• Muestras a temperaturas elevadas: Si mide a temperaturas elevadas, el sensor debe calibrarse semanalmente y garantizar que se cuente con la medición de temperatura integrada, que permita tener la compensación del valor de pH en función a la temperatura de la matriz.
• Electrodo poco utilizado: Para muestras acuosas y limpias, la calibración mensual es suficiente.

¿Cómo seleccionar el medidor de pH que su industria necesita?

1. Tipo de agua y aplicaciones:
   • Considere el tipo de agua en el que medirá. ¿Son aguas transparentes, residuales, de enfriamiento, o aguas contaminadas químicamente? Algunos medidores son más adecuados para ciertos entornos.
   • Defina las condiciones de instalación: Directamente en línea (tubería de procesos), en alojamiento de sensores, inmersión en tanque o en diferentes operaciones del proceso.
   • Condiciones de proceso: Valores como la temperatura del medio, la presión de operación, conductividad de la matriz medida son muy importantes para determinar el tipo del sensor y determina la periodicidad de calirbación del sistema.
2. Rango de pH y resolución:
   • Verifique el rango de pH que necesita medir. Algunos medidores cubren un rango amplio (pH 0-14), mientras que otros son más específicos.
   • La resolución (número de decimales) también es importante. Para aplicaciones precisas, busque medidores con alta resolución.
3. Calibración y mantenimiento:

• ¿Qué tan fácil es calibrar el medidor? Algunos modelos ofrecen calibración automática.
• Considere la frecuencia de mantenimiento y la disponibilidad de piezas de repuesto.

4. Electrodo y material de construcción:

• El electrodo es crucial. Los de vidrio son comunes, pero también hay opciones de recubrimiento en materiales plásticos que los hace más resistentes, o incluso ISFET (transistor de efecto de campo sensible a iones).
• Verifique si el material del medidor es resistente a productos químicos o corrosión.

5. Portabilidad y conectividad:
   • El tipo de conexión y cableado es una variable muy importante a la hora de seleccionar el tipo de sensor a utilizar en cada aplicación. Los cables de medición tienen que ser lo más cortos posibles (max 10 metros). Existen diferentes tipos de conectores (BNC, SN6, DIN, cable fijo), que determinarán el tipo de sensor a utilizar y la conexión con el dispositivo de transmisión o control que recibirá el valor medido para determinar acciones de control que busquen la condición ideal del sistema.

¿Cómo se limpia un sensor de pH?

La limpieza adecuada del electrodo de pH es esencial para mantener su precisión y prolongar su vida útil. 

Le presentamos algunas recomendaciones teniendo en cuenta el tipo de suciedad y los agentes de limpieza utilizados para garantizar las correctas condiciones del sensor:

1. Sumergir en solución ácida:

• Sumerja el electrodo en una solución de ácido clorhídrico (HCl) al 0,1 M o, en su defecto, ácido nítrico (HNO₃) al 0,1 M durante 30 minutos. Esto ayuda a eliminar contaminantes y restaurar la sensibilidad del electrodo.
• Luego, sumerja el electrodo en la solución de almacenamiento de pH (KCL 3 M) durante al menos una hora.

2. Limpiezas específicas:
   • Para eliminar grasas y aceites, utilice una solución de tensioactivos alcalinos o solventes orgánicos para realizar la limpieza (Alcohol o Acetona).
   • Los depósitos de calcio, hidróxidos metálicos y depósitos biológicos pesados se eliminan con una solución de Ácido Clorhídrico máximo del 3% durante 15 minutos, seguido de esto es necesario limpiar el sensor con suficiente agua y un paño seco.
   • Depósitos de sulfuros, pueden ser eliminados con una solución de mezcla de Tiourea y Ácido Clorhídrico máximo al 3%, realizando después la limpieza de la superficie del sensor con un paño.
   •  Si el electrodo está contaminado con proteínas (como en aplicaciones alimentarias), limpia con una solución al 1% de pepsina en HCl al 0,1 M durante 15 minutos o en una solución al 10% de hipoclorito de sodio (lejía) durante 5 minutos.
   • Para contaminaciones inorgánicas, emplee una solución de EDTA tetrasódico al 0,1 M durante 15 minutos.

ProMinent: Sensores de pH para el Tratamiento Químico de Aguas

En el ámbito del tratamiento químico del agua, la precisión y fiabilidad en la medición del valor de pH son esenciales para garantizar procesos eficientes y seguros. ProMinent, líder en tecnología de dosificación y control, ofrece una línea de sensores de pH DULCOTEST diseñados específicamente para aplicaciones en el tratamiento de aguas. Veamos por qué estos sensores son una elección inteligente:

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