¿Qué es la instrumentación analítica y cuál es su importancia?
La instrumentación analítica es aquella que nos permite obtener información sobre las propiedades químico-físicas de una sustancia y esta se clasifica en base a la propiedad que se mide. Vale la pena mencionar que durante los últimos años las tecnologías en las que se basan estos equipos han avanzado de manera considerable, aumentando no solo su precisión, sino también su versatilidad y facilidad de uso, masificando aún más su uso en los diversos procesos productivos de las industrias.
Algunas de las variables analíticas más usadas en las industrias y su importancia al interior de ellas.
Ya hablamos sobre la instrumentación analítica de forma general, pero para entender mejor su importancia en los procesos necesitamos entender sus variables. Por lo tanto, a continuación mencionaremos algunas de ellas y algunas de las soluciones de medición analítica que podrían aplicar a cada caso:
pH
El pH es una medida para determinar la acidez o alcalinidad del una disolución.
En los procesos industriales, la medición de pH es de gran importancia ya que es un factor determinante de la estabilidad de los productos, como en el caso de la industria alimenticia y bebidas, así como el sector farmacéutico.
La medición del pH se usa en amplios proceso que van desde la determinación de la calidad del agua para el consumo humano, como también el estado de las reacciones físicas y químicas para producir alimentos y prevenir el crecimiento de patógenos como es el caso de en la industria alimenticia, especificamente la industria de los lácteos.
En otras industrias como es el caso de las papeleras, se requieren mediciones exactas del pH para asegurar que las dosificaciones de productos químicos blanqueadores se ha realizado de forma adecuada y que las aguas residuales resultantes de todos estos procesos no se traducirán en impactos negativos al medio ambiente.
La medición del pH se puede hacer bajo diferentes métodos que se mencionan a continuación:
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- Papel indicador: También conocido como papel tornasol, aunque es un método usado comunmente, no es el más recomendado, ya que suele ser el más inexacto con respecto a los demás aunque nos brinda datos aproximados. En este método el papel está impregnado con indicador universal, el cual al ser introducido en la solución a analizar, toma un color diferente que luego debe compararse con un diagrama de colores para obtener el valor aproximado del pH de la solución.
- Uso de sustancias químicas: Estas sustancias (naranja de metilo y la fenolftaleína) adquieren un color distinto a cada valor diferente de pH. Es por ello que estas sustancias se agregan a las soluciones de pH desconocido para luego compararlas con soluciones estándar de pH conocido que también han sido afectadas por este indicador químico.
- pH-metro: Es un sensor que realiza internamente una medida de la diferencia de potencial entre dos electrodos, uno de referencia (generalmente pH 7) y otro de medida (externo). Por lo tanto, se tiene un valor mucho más preciso de diferencia de potencial e incluso con un amplificador se puede obtener la medida exacta del valor de pH de una solución.
Conductividad eléctrica
La Conductividad Eléctrica es la capacidad de transmisión de la corriente eléctrica en el agua. Esta suele expresarse en miliSiemens/cm (mS/cm) y está relacionada con la concentración de sales disueltas.
Del mismo modo, la concentración de iones en el agua determina también el número de electrones que pueden viajar de un electrodo a otro: a mayor concentración de iones, mayor será el flujo de electrones. Para que se logre comprender esta teoría será importante partir del comportamiento de la conductividad en el agua pura, en la que sus concentraciones de iones son bajas debido a la falta de minerales que esta pueda tener. Sin embargo, el agua de mar que tiene altas concentraciones de minerales como el sodio, tiene una carga de iones y por consiguiente su conductividad es alta.
A nivel industrial la medición de conductividad eléctrica es de gran importancia y sus aplicaciones son múltiples y determinantes, tanto para el buen funcionamiento como para la operación de procesos en industrias tales como las listadas a continuación:
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- En las plantas de generación eléctrica mediante el uso de turbinas de vapor, tanto para el agua de alimentación que se dirige hacia las calderas, como también para los condensados resultantes de estos procesos, los cuales deben pasar por un estricto control de conductividad, pues sí estuvieran en altas concentraciones podría representar un alto contenido de minerales en el agua, lo cual puede ser perjudicial para las tuberías y equipos rotativos.
- En las industrias alimenticias y farmacéuticas la conductividad eléctrica de la mezcla de productos que se usan para llevar a cabo la desinfección de los procesos, tanques, equipos y superficies debe ser controlado perfectamente para evitar sobredosificaciones de químicos y garantizar la calidad del producto que se usará para los lavados.
- En los procesos de filtrado del agua mediante osmosis inversa, la cual debe contar con una correcta conductividad en la mezcla ácidos / agua para el lavado de las membranas. Esto se garantiza mediante nuestras soluciones.
Turbidez
La turbidez es uno de los tantos parámetros de gran relevancia para determinar la calidad del agua de consumo. Los equipos de medición analítica dedicados a determinar la turbidez del agua son esenciales para garantizar la calidad y el control, tanto en los procesos como en sus diferentes aplicaciones tales como: la producción de agua potable, monitorización de efluentes, medición de concentración de lodo en plantas de tratamiento de aguas residuales y monitorización de entradas de agua salada en proyectos de desalinización.
Importancia de la turbiedad:
El control de la turbidez es de especial importancia debido a que está íntimamente relacionado con la eficacia de los procesos de desinfección, bien sea químicos (cloro u otros biocidas), como físicos (radiaciones UV). Vale la pena recordar que a mayor turbiedad, mayor presencia de particulas en suspensión en el agua, lo cual aumenta la posibilidad de refugio para bacterias, virus, protozoos patógenos y la disminución de la eficacia de los desinfectantes al no poder contactar físicamente con el organismo principal a eliminar.
Por otro lado, al haber materia orgánica en suspensión, se generan reacciones que pueden dar lugar a la formación de subproductos de la desinfección altamente nocivos para la salud humana.
Cloro
El uso del cloro como desinfectante cada vez es más común verlo en distintas industrias debido a su bajo costo, como también por su fácil comercialización y transporte. Su función de desinfección es erradicar todo tipo de microorganismos patógenos y garantizar la ausencia de germenes infecciosos en el agua.
De acuerdo a lo anterior, la Resolución 2115 del 2007, en su artículo 9° “características químicas de otras sustancias utilizadas en la potabilización”, indica que el valor aceptable del cloro residual libre, en cualquier punto de la red de distribución del agua para consumo humano, deberá estar comprendido entre 0,3 y 2,0 mg/L. De este modo, la dosis de cloro que se debe aplicar para la desinfección del agua y asegurar el residual libre, debe resultar de pruebas frecuentes de demanda de cloro y de una correcta medición proporcionada por análisis de laboratorio y por equipos de medición en línea. Conoce el caso de éxito del proyecto de medición en línea que realizamos para la Planta de Tratamiento de Agua Potable Tablazo.
Otros procesos donde la medición de cloro es de gran importancia son en las torres de refrigeración o enfriamiento las cuales son estructuras diseñadas para disminuir la temperatura del agua, las cuales se usan en las industrias de alimentos, bebidas, generación energética y farmacéuticas.
Teniendo en cuenta que estos sistemas cobran una gran importancia para el buen funcionamiento de los procesos, es necesario que estos operen correctamente para así garantizar tanto su funcionalidad como su eficiencia de operación. De este modo, en estos sistemas será muy importante evitar la generación de microorganismos en el agua que recircula, lo cual se puede alcanzar mediante el uso de un correcto control de dosificación y medición de cloro, logrando evitar obstrucciones en las tuberías y garantizar que la transferencia térmica sea la indicada.
Finalmente, como se pudo observar, la importancia de la instrumentación analítica en las industrias cada vez se convierte en un factor más crítico. Por eso desde CEIINC estamos listos para brindarle las soluciones integrales en instrumentación y control que necesitan sus procesos para mejorar su productividad, competitividad y minimizar su impacto ambiental.
