Introducción
En la industria, medir y controlar el pH es fundamental para garantizar la calidad de los procesos y la seguridad de las operaciones. Desde el tratamiento de aguas residuales hasta la producción de alimentos y la industria química, los medidores de pH son instrumentos esenciales de la instrumentación industrial.
No obstante, la confiabilidad de un medidor de pH industrial no depende únicamente de la tecnología del electrodo o del transmisor. En realidad, también se ve influenciada por otros factores esenciales. Por ejemplo, una instalación correcta asegura que el sensor opere en condiciones óptimas y, además, un mantenimiento adecuado en campo garantiza que el equipo mantenga su precisión a lo largo del tiempo. De esta manera, los instaladores y operadores pueden prolongar la vida útil del sistema y obtener mediciones confiables en procesos críticos. En este artículo revisaremos los principios de operación de un medidor de pH y las consideraciones clave para su instalación en industria, ayudando a instaladores y operadores a evitar fallos y lograr lecturas confiables.
Principios de operación de los medidores de pH
El funcionamiento de un medidor de pH se basa en la medición de la actividad de iones hidrógeno (H⁺) presentes en una solución.
Electrodo de medición
- El mas comun disponible en el mercado es de vidrio sensible al pH.
- El vidrio especial permite el intercambio de iones H⁺ entre la solución y el interior del electrodo.
- Genera un potencial eléctrico proporcional a la concentración de H⁺.
Electrodo de referencia
- Proporciona un potencial estable y conocido.
- Usa típicamente una solución de KCl.
- Es el punto de comparación frente al electrodo de vidrio.
Conversión de señal
- La diferencia de potencial (mV) se convierte en un valor de pH.
- El transmisor de pH traduce la señal en salida analógica (4–20 mA) o digital para integración en sistemas de control.
En resumen, un medidor de pH convierte la actividad iónica de una solución en una señal eléctrica confiable, que puede ser interpretada tanto por el operador como por el sistema de automatización. De esta manera, se garantiza una supervisión precisa y eficiente del proceso..
Instalación de medidores de pH en ambientes industriales
La instalación de medidores de pH en la industria debe realizarse con precisión. De lo contrario, una colocación incorrecta puede provocar lecturas erráticas de pH. Además, este error puede generar fallas prematuras en el equipo y reduce la confiabilidad del proceso.
Se deben cuidar las siguientes condiciones:
Mecánicas
- Posición de montaje: Instalar el electrodo siempre sumergido y con un ángulo mínimo de 15° respecto a la horizontal para evitar burbujas.
- Compatibilidad de materiales: Revisar que el porta-electrodo y la carcasa resistan los químicos del proceso.
- Resistencia mecánica: En procesos con alta presión o turbulencia, usar sistemas retráctiles o reforzados.
Eléctricas
- Cableado adecuado: Emplear cables coaxiales o específicos para señales de pH.
- Interferencias: Mantener separación de motores, variadores y líneas de potencia.
- Tierra confiable: Asegurar una correcta conexión a tierra para reducir ruido eléctrico.
Ambientales
- Temperatura: en los procesos donde existen variaciones significativas, es recomendable utilizar electrodos con compensación automática de temperatura (ATC). De esta manera, se asegura una medición de pH más precisa y confiable, incluso en condiciones de operación cambiantes.
- Protección contra humedad: Emplear cajas con grado IP65 o superior.
- Limpieza: Instalar sistemas manuales o automáticos para prevenir incrustaciones y acumulación de sólidos.
Errores comunes y buenas prácticas
Errores frecuentes
- Colocar el electrodo en zonas con flujo estancado.
- Ignorar la compatibilidad química de los materiales.
- Instalar el cableado junto a líneas de alta potencia.
- No utilizar compensación de temperatura.
Buenas prácticas
- Realizar calibraciones periódicas con soluciones buffer.
- Implementar un plan de mantenimiento preventivo para limpieza y reemplazo de electrodos.
- Documentar condiciones de instalación y operación.
- Usar porta-electrodos retráctiles en procesos críticos.
Conclusión
Los medidores de pH industriales son equipos clave en el control de procesos. Conocer sus principios de operación y seguir buenas prácticas de instalación de medidores de pH en ambientes industriales permite obtener mediciones confiables, reducir tiempos de parada y prolongar la vida útil de los equipos.
En definitiva, una correcta instalación es una inversión en la confiabilidad de la instrumentación industrial, en la calidad del producto final y en la seguridad de la planta.