Preguntas frecuentes sobre pH / ORP (Redox)

El caudal no afecta al pH propiamente, pero sí que puede influir en la medición del pH. En la mayoría de las aplicaciones convencionales (sin agua de alta pureza), el caudal apenas afecta a la medición del pH. Pueden producirse pequeñas alteraciones en la unión del electrodo de referencia (diafragma) que causen variaciones del orden de ±0,1 de pH en velocidades de flujo a partir de 0-2 m/s en la punta del sensor. El caudal del volumen depende del tamaño del tubo.

La presión puede tener algunos efectos, dado que afecta directamente a la unión de referencia al hacer que se introduzcan en la unión cantidades mínimas de material del proceso. Con un pH muy bajo o muy alto (pH <4 o >10), el efecto podría ser mucho mayor: del orden de ±0,2 de pH en cambios de presión grandes, según la aplicación.

Los caudales y las altas presiones cíclicas causan una ligera compresión y expansión del contenido del electrolito, así como la dilución del electrolito o contaminación en la unión, y acortan la vida útil de los sensores de pH. Para obtener una vida útil y un rendimiento del sensor máximos, se debe colocar el sensor en un flujo lateral con caudal moderado y descarga a presión atmosférica.

Las mediciones de pH de agua pura (muestras <40 µS/cm) pueden verse muy afectadas por el caudal. Nunca deben realizarse con un sensor montado directamente en un acoplamiento o cámara de flujo de plástico, porque si el flujo de agua de alta pureza atraviesa superficies aislantes genera una carga estática que hace que la lectura del pH sea muy sensible al caudal. El sensor debe colocarse en una cámara de flujo de acero inoxidable conectada a tierra, en un flujo lateral con poco caudal (normalmente 50-100 ml/min) y con descarga a colector abierto. Los caudales bajos también son necesarios por los potenciales de unión de referencia que se pueden generar en aguas puras. Para obtener la mejor precisión, se recomienda utilizar un electrodo de referencia de unión de flujo con un depósito de electrolito recargable. El pHure Sensor^TM de Thornton, que emplea un electrodo de referencia de gel presurizado previamente, ofrece un rendimiento muy similar.

El intervalo de calibración del pH depende en gran medida de la aplicación. Cuanto más uniformes sean las condiciones del proceso (temperatura, presión, composición, existencia de recubrimiento, etc.) más estable será el sensor de pH y mayor será el intervalo de calibración. La mayoría de las instalaciones de pH realizan una calibración entre una vez por semana y una vez al mes, aunque pueden aplicarse intervalos mayores o menores según la experiencia. Se recomienda empezar a calibrar con regularidad e ir aumentando los intervalos gradualmente, en función de lo que permitan la estabilidad de la instalación y los requisitos de precisión.

Un cambio en los valores de ORP (Redox) de un proceso determinado puede deberse a muchos factores. La estabilidad eléctrica del instrumento casi nunca supone un problema. El ORP (Redox) puede verse afectado si cambia la composición mineral o el pH de fuentes de agua alternativas. Con el paso del tiempo, los electrodos de referencia de ORP (Redox) tienden a experimentar cierta deriva y tienen que sustituirse. Si desea obtener más información, consulte el boletín de aplicaciones sobre ORP (Redox).

Para conseguir un ORP (Redox) estable, es necesario que exista una condición de oxidación o reducción bien definida. En agua pura, el ORP (Redox) experimentará deriva como consecuencia de los niveles de oxígeno disuelto, trazas de contaminantes o la última solución en la que se sumergió el sensor.

Thornton no recomienda la «calibración» de sensores de ORP (Redox) en soluciones. El ORP (Redox) medido en milivoltios absolutos (mediante un instrumento calibrado eléctricamente) supone una buena base para comparar lecturas. Los estándares de ORP (Redox) suelen utilizarse para comprobar la respuesta de un sensor, pero su tolerancia en condiciones industriales es demasiado amplia para realizar una calibración.

Los estándares se describen en la práctica de ASTM D1498. Se incluyen los más utilizados, que son las soluciones tampón de pH saturadas con quinhidrona. La quinhidrona es una sustancia química orgánica que comercializan los proveedores de laboratorio. Estas soluciones se oxidan en contacto con el aire, por lo que deben prepararse justo antes de cada uso. En el mercado se pueden encontrar algunas soluciones con compuestos férricos/ferrosos que supuestamente se mantienen estables durante más tiempo. Si desea obtener más información, consulte el boletín de aplicaciones sobre ORP (Redox).

La pieza (central) de los electrodos de medición de pH y ORP (Redox) de los sensores es de vidrio o de platino, respectivamente, y puede durar mucho tiempo si no se rompe ni sufre un ataque químico. Los electrodos de vidrio de pH se ven afectados por las soluciones cáusticas calientes y van perdiendo su capacidad de respuesta a lo largo de las semanas o los meses, en función de la gravedad de las condiciones (por encima de pH 10 o 60 °C). La exposición durante horas o días a ácido fluorhídrico también puede afectar —e incluso llegar a destruir— a los electrodos de vidrio de pH, en función del nivel de concentración de fluoruro (por encima de 5 ppm y un pH inferior a 4).

Los sensores de pH y ORP (Redox) de uso general también disponen de un electrodo de referencia con una cantidad finita de electrolito. Para que la medición sea viable, las sales del electrolito deben mantener un contacto eléctrico continuo con la muestra del proceso a través de la unión de referencia (que rodea el electrodo de medición). Debido a este contacto, se produce una disolución gradual y pérdidas en la muestra, aunque este efecto es ralentizado por un agente en gel espeso.

La vida útil del electrodo de referencia depende en gran medida de la aplicación: puede durar semanas o años en función de los ciclos de temperatura y presión que expanden y contraen el electrolito, que suelen acabar por expulsarlo del sensor. En muestras sucias, la unión de referencia también se ve expuesta a recubrimiento y contaminación.

En aplicaciones rutinarias con suciedad moderada, a presión y temperatura ambiente, un sensor suele durar entre seis meses y dos años, pero existen numerosos factores que pueden reducir su vida útil, muchos de los cuales se han descrito anteriormente.

Si un sensor de pH u ORP (Redox) se almacena a una temperatura ambiente normal, con la solución y el tapón de almacenamiento originales en el extremo del electrodo, puede llegar a durar más de un año sin que su rendimiento se vea afectado. Si la solución de almacenamiento se seca o filtra debido a almacenamiento a alta temperatura, congelación u otras causas, su vida útil puede reducirse de forma considerable.