A análise de oxigênio dissolvido (OD) é essencial em diferentes processos industriais, como tratamento de água, controle ambiental, fermentação, indústria farmacêutica e gerenciamento do Ciclo Água-Vapor.
Em razão disso, compreender as tecnologias disponíveis para a medição de OD torna-se indispensável, garantindo resultados confiáveis e decisões operacionais mais precisas.
Atualmente, entre as soluções mais utilizadas, destacam-se os sensores com tecnologia polarográfica (eletroquímica) e os sensores ópticos (baseados em luminescência ou extinção de fluorescência). Ambas as opções, no entanto, apresentam vantagens e limitações, que variam conforme a aplicação e as condições do processo.
O que é oxigênio dissolvido?
Primeiramente, é importante entender o conceito de oxigênio dissolvido em meio aquoso. Quando a água entra em contato com o ar atmosférico, ela absorve moléculas de oxigênio e outros gases até atingir o ponto de saturação. Nesse processo, o oxigênio se dissolve de forma semelhante a um sólido ou líquido.
Entretanto, a solubilidade dos gases depende fortemente da temperatura. Enquanto a solubilidade de sólidos aumenta com o calor, a dos gases diminui. Em outras palavras, quanto maior a temperatura da água, menor será a quantidade de oxigênio que ela consegue reter.
Princípios das tecnologias de medição
Polarográfica (Eletroquímica)
O sensor polarográfico é um dos dispositivos mais tradicionais para medir OD. Ele realiza uma reação eletroquímica com o oxigênio dissolvido, gerando um sinal elétrico proporcional à sua concentração.
A medição ocorre por meio de eletrodos — cátodo e ânodo — separados por uma membrana permeável ao oxigênio. Assim que se aplica uma tensão elétrica ao cátodo, o oxigênio molecular sofre redução e produz uma corrente elétrica. Logo após, essa corrente se converte em sinal de medição.
Apesar disso, esse tipo de sensor exige eletrólito interno e um período inicial de estabilização.
Entre os exemplos comuns, se destacam os sensores Hamilton e o Analisador Dr. Thiedig.
Características principais
- Requer eletrólito interno
- Necessita de fase de estabilização inicial
Exemplo: Sensores Hamilton e Analisador Dr. Thiedig
Óptica (Luminescência ou Extinção de Fluorescência)
Por outro lado, sensores ópticos operam com base na interação entre oxigênio e materiais fluorescentes (luminóforos). Esses materiais, ao serem expostos à luz, absorvem energia e entram em estado excitado. Durante esse estado, interagem com moléculas de oxigênio.
Posteriormente, quando os elétrons retornam ao estado original, emitem luz por fluorescência. A presença de oxigênio interfere nesse processo, reduzindo a intensidade ou o tempo de emissão. Dessa maneira, é possível calcular a concentração de OD com alta precisão e resposta rápida.
Entre os exemplos comuns, se destacam o Analisador Dr. Thiedig e sensores Hamilton.
Características principais
- Medição direta e estável
- Não consome oxigênio
- Ideal para ambientes com presença de contaminantes
Exemplo: Analisador Dr. Thiedig e Sensores HAMILTON
Comparativo Técnico entre tecnologias
Aplicações e recomendações
Tecnologia Polarográfica
Essa tecnologia é indicada para processos que exigem medições contínuas em soluções com níveis médios ou altos de OD. Além disso, é uma opção viável quando o orçamento inicial é limitado, mesmo que exija manutenção frequente.
Tecnologia Óptica
É mais recomendada para aplicações que exigem alta precisão, como fermentação, setor farmacêutico e controle do Ciclo Água-Vapor. Adicionalmente, oferece melhor desempenho em ambientes com níveis extremamente baixos de OD ou com contaminantes agressivos.
Perspectiva (Ponto de Vista) do Especialista ALUTAL
Como referência em soluções industriais, a ALUTAL considera que a escolha entre sensores polarográficos e ópticos deve levar em conta diversos fatores — não apenas custo e precisão. Cada projeto apresenta exigências próprias. Portanto, compreender o ambiente, os objetivos e as condições operacionais é essencial antes de tomar uma decisão.
Análise dos sensores polarográficos
A tecnologia polarográfica segue sendo uma alternativa confiável, especialmente por seu custo inicial competitivo. De modo geral, é amplamente utilizada em indústrias que operam sob condições padrão e onde a manutenção periódica não representa um obstáculo.
Vantagens do Sensores Polarográficos
- Baixo custo inicial
- Ampla aceitação no mercado
- Faixa de medição adequada para médias e altas concentrações
Desafios do Sensores Polarográficos
- Troca constante de membranas e eletrólito
- Necessidade de calibração frequente
- Menor durabilidade em ambientes agressivos
- Consumo de oxigênio, o que reduz a precisão em traços
Análise dos sensores ópticos
A tecnologia óptica representa um avanço no campo da medição de OD. Sua estrutura robusta e precisa favorece aplicações críticas com altos padrões de controle.
Vantagens do Sensores Ópticos
- Alta estabilidade e precisão mesmo em concentrações muito baixas
- Manutenção reduzida
- Maior durabilidade em ambientes hostis
- Medição sem consumo de oxigênio
Desafios do Sensores Ópticos
- usto inicial elevado
- Excesso de tecnologia para processos simples, tornando o investimento menos justificável
Dessa forma, a ALUTAL recomenda sensores ópticos para operações de alta criticidade, enquanto os polarográficos continuam adequados para aplicações mais convencionais. A experiência da empresa permite analisar cada caso com precisão, propondo soluções alinhadas às exigências e ao contexto de cada cliente.
Por fim, em parceria com fornecedores líderes, a ALUTAL garante acesso às melhores tecnologias de medição de OD disponíveis no mercado, oferecendo suporte técnico completo para instalação e manutenção dos sistemas.
Bibliografia
- O2 Measurement Guide – Hamilton Company
- Operation Manual Digox optical K-S – Dr. Thiedig
- Operation Manual Digox 6.1 K-S – Dr. Thiedig
