Qué es un analizador de pH
Un analizador de pH mide la acidez o la alcalinidad de una corriente de proceso de forma continua, en el propio punto, y convierte esa lectura en una señal sobre la que un sistema de control puede actuar. La acidez no se mide directamente: el sensor genera una pequeña tensión a través de una membrana de vidrio cuya respuesta sigue la actividad de iones de hidrógeno de la disolución, y el analizador convierte esa señal de milivoltios en un valor de pH frente a una calibración compensada en temperatura.
La diferencia práctica entre un analizador y un medidor de pH es lo que ocurre después de la lectura. Un medidor se lleva hasta una muestra y se lee; un analizador se instala en la línea o en el tanque y se queda ahí, sosteniendo una señal para una bomba dosificadora, un controlador o un registrador. Por eso el tipo aparece allí donde el pH tiene que mantenerse y no solo comprobarse: neutralización de efluentes, dosificación química, fermentación, tratamiento de agua de caldera y de refrigeración, y procesos de alimentos y bebidas en los que un lote tiene que quedar demostrado dentro de una banda.
La mayor parte de la dificultad de estas instalaciones no está en la electrónica. Está en el electrodo: si sobrevive al medio, si la unión de referencia se mantiene abierta en una corriente sucia o rica en proteínas y si alguien puede llegar hasta él para limpiarlo y calibrarlo. Esta página cubre esas decisiones y la frontera entre un analizador de pH y las mediciones vecinas con las que se confunde a menudo.
Cómo mide un analizador de pH
Un electrodo de medición de vidrio y un electrodo de referencia forman una celda cuya tensión depende de la actividad de iones de hidrógeno de la disolución situada entre ellos. La relación es logarítmica, así que una unidad de pH corresponde a un cambio fijo de milivoltios y no a uno lineal; el analizador convierte esa diferencia de milivoltios en una lectura de pH sirviéndose de una calibración establecida contra disoluciones tampón conocidas.
De la construcción se derivan dos hechos. El primero: la medición es una comparación, así que la mitad de referencia de la celda es tan importante como la mitad de medición. Una unión de referencia obstruida o agotada se manifiesta como una lectura que deriva o que responde con lentitud y que ninguna recalibración cura. El segundo: la membrana de vidrio es un consumible. Envejece, se deshidrata si se la deja secar y la atacan el ácido fluorhídrico y la sosa fuerte a temperatura elevada. Una lectura de pH que no mantiene la calibración suele estar informando del estado del electrodo y no de un fallo del transmisor.
La temperatura cambia la salida de la celda y también cambia la química del propio proceso. La compensación automática de temperatura corrige la respuesta del electrodo a la temperatura medida, pero no puede corregir un proceso cuyo pH cambia de verdad con la temperatura. Son dos cosas distintas, y solo una de ellas es un problema de compensación.
Opciones de configuración
La mayor parte de la especificación viene determinada por estas decisiones y no por la clase de exactitud. Cada una condiciona la siguiente, y por eso se resuelven en orden.
| Configuración | Opciones a definir | Qué decide realmente |
| Tipo de electrodo de medición | Bulbo de vidrio, vidrio de superficie plana y cuerpos de estado sólido o de antimonio no vítreos | Si el sensor sobrevive al medio y cuánto mantenimiento necesita. Una superficie plana resiste la abrasión y los depósitos allí donde un bulbo se ensuciaría o se rompería. |
| Sistema de referencia | Unión simple o doble, en forma de gel, rellenable o de estado sólido | Cómo se comporta la referencia en una corriente sucia, con sulfuros o rica en proteínas. Una unión doble separa la referencia de la muestra, que es lo que la mantiene viva en medios agresivos. |
| Compensación de temperatura | Automática, con un sensor integrado o separado, o manual | Si la lectura sigue la respuesta del electrodo a medida que se mueve la temperatura del proceso. Sin ella, un electrodo correcto informa de una cifra equivocada siempre que la temperatura difiera del punto de calibración. |
| Forma de montaje | Inmersión, inserción, paso continuo y racores retráctiles o de válvula esférica | Si puede llegarse al sensor y retirarlo sin vaciar la línea. En una línea a presión, esto decide si la calibración es una tarea rutinaria o una parada. |
| Disposición del transmisor | Integrado en el cabezal o un analizador separado montado en un punto cómodo | Si el valor se lee donde está la tubería o donde una persona puede verlo y manejarlo. |
| Salidas y control | 4-20 mA, relés de alarma y de dosificación, y opciones de bus digital | Si el analizador solo informa o también gobierna una bomba dosificadora o una válvula. El control por relé es lo que permite un bucle de neutralización autónomo. |
| Disposición de limpieza | Limpieza manual, o un limpiador automático de chorro, de cepillo o ultrasónico | Con qué frecuencia tiene alguien que abrir la línea. En una función que ensucia, el método de limpieza fija en gran medida el costo de mantenimiento. |
| Conexión al proceso y material del cuerpo | Tamaño del racor, profundidad de inserción y material del cuerpo en contacto con el medio | Si el conjunto se atornilla en el jefe existente y sobrevive al medio a la temperatura y la presión del proceso. |
Cómo elegir un analizador de pH
| Criterio | Por qué decide la respuesta | Cómo resolverlo antes de consultar |
|---|
| Rango de pH y banda de control | Un proceso mantenido con estrechez cerca de un punto neutro y otro que oscila por toda la escala exigen cosas distintas del electrodo y de la rutina de calibración | Indique el rango esperado y, más importante, la banda que hay que mantener. |
| Temperatura del proceso | Impulsa tanto la elección del electrodo como cuánto dura el sensor | Indique la temperatura normal y la máxima, incluido cualquier ciclo de limpieza o esterilización. |
| Entorno químico | El ácido fluorhídrico, la sosa fuerte, los sulfuros y los orgánicos atacan cada uno una parte distinta de la celda | Enumere todos los medios que verá el sensor, incluidos los productos de limpieza. |
| Sólidos, fibras y tendencia a recubrir | La suciedad obstruye la unión mucho antes de dañar el vidrio | Describa qué hay en la corriente y si la línea ya necesita limpieza. |
| Presión y si varía | La unión de referencia responde a la presión, y un vacío o una presión oscilante pueden arrastrar la referencia hacia la muestra | Indique la presión de línea y si es estable. |
| Acceso para mantenimiento | Un analizador al que no se puede llegar es un analizador que deriva | Diga si el sensor puede retirarse de una línea en servicio y cuánto espacio hay alrededor. |
| Clasificación de área y lavado | Estas cambian la carcasa y los racores, y no solo la etiqueta | Indique la clasificación y si la zona se lava con manguera. |
Si alguno de estos puntos sigue abierto, envíe lo que se conozca. La cotización puede emitirse contra una descripción de la función y afinarse cuando se cierren los huecos.
Las alternativas más cercanas
Estos son los tipos a los que normalmente se refiere una consulta por un analizador de pH, y el punto en el que la elección se decide realmente.
| Alternativa más cercana | Qué la diferencia de un analizador de pH |
| Medidores de pH de proceso | La misma química de electrodo en un conjunto más sencillo, pensado para indicación local y no para un bucle de control. Cuando la lectura tiene que gobernar una dosificación o registrarse de forma continua, el instrumento es el analizador; cuando alguien solo necesita ver el valor en el tanque, el medidor basta. |
| Analizadores de ORP | Miden el potencial de oxidación-reducción de la disolución en milivoltios, que es lo que de verdad necesitan la desinfección y algunos bucles de dosificación de oxidantes. No son un sucedáneo del pH: una corriente clorada puede mantener un pH estable mientras su ORP se mueve, y lo contrario es igual de posible. |
| Analizadores de conductividad | Cuentan iones disueltos y no iones de hidrógeno. Son mucho más robustos en corrientes sucias y no necesitan unión de referencia, y por eso se prefieren para vigilar agua de enjuague y para detectar contaminación. No pueden distinguir un ácido de una base. |
| Analizadores de cloro | Miden directamente el desinfectante residual. El pH y el cloro están relacionados en la química, pero no son intercambiables en el bucle: cuando la obligación es un cloro libre residual, medir el pH e inferir el cloro no demuestra el cumplimiento. |
| Medidores de TDS | Informan de sólidos disueltos totales, normalmente derivados de una lectura de conductividad. Responden a cuánto hay disuelto, no a si la disolución es ácida o alcalina, y no les afecta el equilibrio entre las dos. |
| Analizadores de calidad del agua | Un conjunto multiparamétrico que puede incluir un canal de pH junto a otros. Encajan en una estación de monitoreo donde se quieren varias lecturas desde un mismo punto; un analizador dedicado es la mejor elección cuando una sola medición tiene que controlarse con estrechez. |
Cuatro de estos se especifican con frecuencia cuando el requisito era en realidad el pH, y dos de ellos no pueden responder a la pregunta en absoluto. Resolverlo antes de pedir el instrumento sale más barato que descubrirlo después de instalarlo.
Qué incluir en la consulta
La primera respuesta puede ser una cotización en lugar de una lista de preguntas si la consulta incluye estos datos. Si no conoce una cifra, envíe la descripción de la aplicación y le confirmaremos lo que implica.
- Nombre y composición del medio, incluidos los fluidos de limpieza y esterilización
- Rango de pH esperado y la banda que hay que mantener
- Temperaturas normal, máxima y de limpieza
- Presión de línea, si es estable y si se produce vacío
- Sólidos, fibras, aceite o tendencia a recubrir en la corriente
- Si la lectura tiene que gobernar una dosificación o solo mostrarse y registrarse
- Forma de montaje posible en el punto de medición y acceso para retirarlo
- Salida necesaria y qué va a leerla
- Clasificación de área y requisito de lavado
- Cantidad, puerto de destino y fecha de entrega requerida
