Lectura Casi Inmediata

Medir el oxígeno disuelto (OD) no es una misión cualquiera. Se trata de un análisis clave en el control de la contaminación de las aguas naturales y en los procesos de tratamiento de las aguas residuales industriales y domésticas.

En términos simples, consiste en determinar cuánto oxígeno se disuelve en un sistema acuático, lo que se realiza a través de una sonda y un medidor.

Una explicación sencilla que, por cierto, no da cuenta de la evolución tecnológica que han tenido estas soluciones especializadas.

Para hacerse una idea, Robert Iturrieta, Product Manager Analítica de Endress+Hauser, plantea que los últimos avances "han revolucionado los puntos de medición de análisis de líquidos, estando ahora completamente preparados para el futuro y el Internet Industrial de las Cosas (IIOT)".

Luego explica que la tecnología Memosens 2.0 convierte el valor de medición de oxígeno disuelto a una señal digital, "ofreciendo una transferencia de datos segura para una mayor disponibilidad del punto de medición y procesos sin problema. Los sensores almacenan numerosos datos relevantes, como horas de funcionamiento, temperaturas mínimas y máximas, historial de calibración... También están equipados con componentes electrónicos altamente integrados para su calibración y ajuste en laboratorio, cuya ventaja proporciona una trazabilidad completa de todos los sensores utilizados en sus procesos, respaldando la operación de acuerdo con pautas estrictas en todas las industrias".

Javier Carrié, gerente de la División Instrumentación en Simtech, plantea que hasta hace algunos años los equipos de medición de OD más comunes eran los electroquímicos, los cuales usan membranas galvánicas o polarográficas. "Sin embargo, sus sensores requieren una mantención periódica, con cambio de membrana y electrolito, calibraciones permanentes, y necesitan un tiempo para que puedan estabilizar la medición de oxígeno disuelto. De ahí que la rapidez y estabilidad de la medición, junto a la disminución de las mantenciones, hayan impulsado el posicionamiento de los sensores de medición de OD ópticos. Éstos usan la tecnología de luminiscencia y la lectura que realizan es prácticamente inmediata", especifica.

Tecnologías de Medición

El ejecutivo agrega que actualmente se utilizan las dos alternativas de medición de OD: de membrana y óptica, reiterando que la segunda se está posicionando fuertemente debido a los beneficios que genera "por la disminución de costos operativos por concepto de mantención, estabilidad y confiabilidad de la medición, mayor precisión y menor tiempo en la obtención de resultados. Además, es más sensible a bajas concentraciones de oxígeno".

En relación al mismo punto, George Mc Guire, subgerente de Marketing y Aplicaciones de Hanna Instruments, asegura que "existen distintas tecnologías para medir OD siempre respaldadas por fundamentos técnicamente validados, partiendo desde la volumetría por yodometría, pasando por los métodos comunes con electrodos de membrana, hasta alcanzar hoy las mediciones más eficientes con sistemas ópticos o electroquímicos".

A su juicio, es importante "tener siempre mucha claridad sobre el por qué se desea medir, ya que existe un universo muy amplio de alternativas, con técnicas muy exactas y precisas. Y el mejor medidor, de acuerdo al objetivo que buscamos, no siempre será el de mayor presupuesto".

Iturrieta, en tanto, releva las opciones amperométrica y óptica para la medición de OD. Detalla: "Para el primer caso, el sensor cuenta con dos electrodos (cátodo y ánodo), moléculas de oxígeno difundidas a través de la membrana y una corriente que fluye debido a la donación de electrones en el cátodo y la aceptación de electrones en el ánodo. En condiciones constantes, este flujo es proporcional al contenido de oxígeno del medio".

Y sobre la tecnología óptica, manifiesta que si el sensor se sumerge en un fluido "se establece muy rápidamente un equilibrio entre la presión parcial de oxígeno tanto en el medio como en la capa de fluorescencia de la membrana del sensor. La óptica del sensor envía pulsos de luz a la capa de fluorescencia, que responde con pulsos de luz roja. Luego, el tiempo de disminución y la intensidad de las señales de respuesta dependen directamente de la concentración de oxígeno".

Agrega que, últimamente, "la tecnología óptica ha ganado más espacio en las diferentes industrias debido a que no requiere tiempo de polarización o solución de electrolito, lo que permite extender los intervalos de mantenimiento".

En todo caso, precisa que ambas tecnologías (amperométrica y óptica) se adaptan a los requerimientos de las más exigentes aplicaciones.

Robert Iturrieta señala que la tecnología óptica presenta algunas ventajas para medir oxígeno disuelto. 

Calibración y Mantenimiento

El especialista destaca también que los sensores actuales guardan los datos de calibración y, una vez conectados al transmisor, se transfiere automáticamente toda la información, que se utiliza para calcular el valor medido. Entre estos datos figuran fecha, valores y número de calibraciones, así como el número de serie del transmisor utilizado en la última calibración y ajuste.

"Y la calibración puede ser de punto cero (en nitrógeno o gel) y pendiente (con 100% de aire, agua saturada de aire, aire variable y con muestra). El sensor se calibra en fábrica y una nueva calibración del tipo pendiente es solo necesaria tras reemplazar cada dos años el cabezal (tapa) del sensor y en situaciones especiales", sostiene Iturrieta.

A su vez, Mc Guire pone el acento en los sistemas de medición por membranas, en los cuales "las calibraciones y el mantenimiento son fundamentales. Se debe calibrar el sensor con soluciones certificadas con valores conocidos de oxígeno disuelto, y si se desea medir en terreno lo más recomendado es ajustarlo al 100% de saturación de oxígeno al aire en el lugar preciso de medición. De igual importancia es también la revisión periódica de las membranas para alargar su vida útil y asegurar mediciones correctas y de calidad".

Carrié, por su parte, apunta que los sensores electroquímicos requieren cambio de membrana y electrolito, además de limpieza del ánodo y cátodo, mientras que los ópticos demandan limpieza y eventualmente cambio de CAP, tapa externa que contiene una capa fluorescente sensible al oxígeno.

Diferencias entre Fabricantes

El experto de Simtech puntualiza, asimismo, los principales aspectos en que se diferencian las distintas marcas de sensores, para la medición de OD, presentes en el mercado:

• Sensibilidad de detección de oxígeno.

• Materiales de construcción: Los más comunes son de plástico y acero inoxidable, aunque también los hay de materiales especiales como el titanio.

• Procedimientos de calibración: "Cada marca tiene protocolos diferentes. Por ejemplo, la cantidad de puntos, el uso de soluciones químicas para calibración a concentración cero, calibración al ambiente...", indica.

• Compensación automática con la presión atmosférica: Algunos equipos la incorporan permitiendo medir a distintas alturas sin necesidad de realizar cálculos o medir presión con equipos adicionales.

Robert Iturrieta revela que una de las grandes diferencias entre los fabricantes de esta tecnología "se relaciona con el equilibrio entre el esfuerzo de mantenimiento y la mayor disponibilidad de planta (producción). Para esto, se ha desarrollado una herramienta llamada Hearbeat Technology, que funciona como un médico: informa si algo cambia en la salud del dispositivo, ya sea sensor o transmisor, mucho antes de que su condición se vuelva crítica y el punto de medición falle inesperadamente. También envía instrucciones para que se pueda implementar rápidamente una solución", explica.

Para George Mc Guire, en tanto, las disparidades entre medidores de OD no son muy significativas, inclinando la balanza en el mercado el servicio ofrecido y el respaldo técnico de la empresa que está asesorando en la adquisición de estos equipos.

En la misma línea, Javier Carrié expresa la importancia que el distribuidor y/o representante cuente con soporte técnico y servicio post venta para ofrecer la asesoría necesaria que necesiten los clientes.

Artículo publicado en InduAmbiente nº 185 (noviembre-diciembre 2023), páginas 72 a 73.