El análisis de oxígeno disuelto (OD) es esencial en diferentes procesos industriales, como el tratamiento de agua, el control ambiental, la fermentación, la industria farmacéutica y la gestión del ciclo agua-vapor.
Por lo tanto, comprender las tecnologías disponibles para la medición de DO se vuelve esencial, para garantizar resultados confiables y decisiones operativas más precisas.
Actualmente, las soluciones más utilizadas incluyen sensores con tecnología polarográfica (electroquímica) y sensores ópticos (basados en la extinción de la luminiscencia o la fluorescencia). Sin embargo, ambas opciones presentan ventajas y limitaciones, que varían según la aplicación y las condiciones del proceso.
¿Qué es el oxígeno disuelto?
Primero, es importante comprender el concepto de oxígeno disuelto en un medio acuoso. Cuando el agua entra en contacto con el aire atmosférico, absorbe moléculas de oxígeno y otros gases hasta alcanzar el punto de saturación. En este proceso, el oxígeno se disuelve de forma similar a un sólido o un líquido.
Sin embargo, la solubilidad de los gases depende en gran medida de la temperatura. Mientras que la solubilidad de los sólidos aumenta con el calor, la de los gases disminuye. En otras palabras, a mayor temperatura del agua, menor cantidad de oxígeno puede contener.
Principios de las tecnologías de medición
Polarográfica (electroquímica)
El sensor polarográfico es uno de los dispositivos más tradicionales para la medición de oxígeno disuelto. Realiza una reacción electroquímica con el oxígeno disuelto, generando una señal eléctrica proporcional a su concentración.
Las mediciones se realizan mediante electrodos (cátodo y ánodo) separados por una membrana permeable al oxígeno. Al aplicar una tensión eléctrica al cátodo, el oxígeno molecular se reduce, generando una corriente eléctrica. Esta corriente se convierte en una señal de medición.
A pesar de ello, este tipo de sensor requiere un electrolito interno y un período de estabilización inicial.
Entre los ejemplos más comunes destacan los siguientes: Sensores Hamilton y el Analizador Dr. Thiedig.
Características principales
- Requiere electrolito interno
- Requiere fase de estabilización inicial
Ejemplo: Sensores Hamilton y analizador Dr. Thiedig
Óptica (extinción de luminiscencia o fluorescencia)
Por otro lado, los sensores ópticos funcionan mediante la interacción entre el oxígeno y materiales fluorescentes (luminóforos). Estos materiales, al exponerse a la luz, absorben energía y entran en un estado de excitación. Durante este estado, interactúan con las moléculas de oxígeno.
Posteriormente, cuando los electrones vuelven a su estado original, emiten luz mediante fluorescencia. La presencia de oxígeno interfiere en este proceso, reduciendo la intensidad o duración de la emisión. Esto permite cálculos muy precisos y rápidos de la concentración de oxígeno disuelto.
Los ejemplos más comunes incluyen el analizador Dr. Thiedig y los sensores Hamilton.
Características principales
- Medición directa y estable
- No consume oxígeno
- Ideal para ambientes con presencia de contaminantes.
Ejemplo: Analizador Dr. Thiedig y sensores HAMILTON
Comparación técnica entre tecnologías
Aplicaciones y recomendaciones
Tecnología polarográfica
Esta tecnología es adecuada para procesos que requieren mediciones continuas en soluciones con niveles de oxígeno disuelto medios o altos. Además, es una opción viable cuando el presupuesto inicial es limitado, incluso si requiere mantenimiento frecuente.
Tecnología óptica
Es ideal para aplicaciones que requieren alta precisión, como fermentación, productos farmacéuticos y control del ciclo agua-vapor. Además, ofrece un mejor rendimiento en entornos con niveles extremadamente bajos de oxígeno disuelto (OD) o contaminantes agresivos.
Perspectiva del experto de Alutal
Como líder en soluciones industriales, ALUTAL cree que al elegir entre sensores polarográficos y ópticos se deben considerar varios factores, no solo el costo y la precisión. Cada proyecto presenta sus propios requisitos. Por lo tanto, comprender el entorno, los objetivos y las condiciones de operación es esencial antes de tomar una decisión.
Análisis de sensores polarográficos
La tecnología polarográfica sigue siendo una alternativa fiable, especialmente por su competitivo coste inicial. En general, se utiliza ampliamente en industrias que operan en condiciones estándar y donde el mantenimiento periódico no supone un problema.
Ventajas de los sensores polarográficos
- bajo costo inicial
- Amplia aceptación en el mercado
- Rango de medición adecuado para concentraciones medias y altas.
Desafíos de los sensores polarográficos
- Intercambio constante de membranas y electrolitos.
- Necesidad de calibración frecuente
- Menor durabilidad en entornos agresivos
- Consumo de oxígeno, lo que reduce la precisión en las brazadas.
Análisis de sensores ópticos
La tecnología óptica representa un gran avance en el campo de la medición de oxígeno disuelto (OD). Su estructura robusta y precisa favorece aplicaciones críticas con altos estándares de control.
Ventajas de los sensores ópticos
- Alta estabilidad y precisión incluso en concentraciones muy bajas
- Mantenimiento reducido
- Mayor durabilidad en entornos hostiles
- Medición sin consumo de oxígeno
Desafíos de los sensores ópticos
- alto costo inicial
- Exceso de tecnología para procesos simples, lo que hace menos justificable la inversión
Por lo tanto, ALUTAL recomienda sensores ópticos para operaciones de alta criticidad, mientras que los sensores polarográficos siguen siendo adecuados para aplicaciones más convencionales. Su experiencia le permite analizar cada caso con precisión, proponiendo soluciones adaptadas a las necesidades y el contexto de cada cliente.
Por último, en colaboración con proveedores líderes, ALUTAL garantiza el acceso a las mejores tecnologías de medición de DO disponibles en el mercado, ofreciendo soporte técnico completo para la instalación y el mantenimiento del sistema.
Bibliografía
- Guía de medición de O2 – Hamilton Company
- Manual de instrucciones del Digox óptico KS – Dr. Thiedig
- Manual de instrucciones del Digox 6.1 KS – Dr. Thiedig
