Sensores Químicos

Objetivos

1. Conocer sobre los sensores químicos.

2. Conocer su principio de funcionamiento de algunos sensores que existen en el mercado.

Introducción

• Transductor• Sensor• Actuador • Desde la llegada y propagación de las

computadoras se han impulsado de manera sistemática la investigación y el desarrollo del campo de los sensores para intervenir en el control de un medio físico.

Sensores QuímicosSensores Químicos

pHpH•pH => pondus Hydrogenium. Esto significa literalmente el peso del hidrógeno.

•pH es una variable de mucho interés en todas las disciplinas por Ej.: medicina, biología, química, veterinaria, agronomía, limnología, ecología (control ambiental), industria alimenticia, etc.

•pH se define como el negativo del logaritmo de la actividad del Ion de hidrógeno

es la actividad del ión H+.

coeficiente de actividad, es 1:

concentración de ión hidrógeno en moles L-1

pH > 7 corresponden a un medio básico o alcalino;pH < 7 corresponde a un medio ácido; y,pH = 7 corresponde a un medio neutro.

TECNOLOGÍAS DISPONIBLES PARA LA

MEDICIÓN DE PH

• Sensores electroquímicos

• Sensores ópticos.

• ISFET

Sensores electroquímicos

• Son aquellos que utilizan dispositivos que transducen la actividad química del ión de hidrógeno en una señal eléctrica.

• sensores que cuentan con Electrodos de Ion Selectivo (ISE por sus siglas en inglés)

Sensores ópticos.

•La “tira de pH”.

•Los reactivos

ISFET

Su principio de operación es similar al de transistor MOS. A diferencia de éste, el ISFET no posee una compuerta metálica y el dieléctrico de esta misma región se expone directamente, utilizan como principio de medida la modulación del canal del transistor mediante la diferencia de tensión que se establece entre el analito y la puerta del dispositivo

Características

• En contraposición con el de vidrio es mucho más pequeño.

• Son sensibles a la luz.• Inestabilidad térmica.

Disponibilidad Comercial• Se comercializan como parte de un

electrodo que tienen un tamaño y una presentación similar a los sensores de vidrio.

• Probablemente esto pueda deberse los problemas de encapsulamiento mencionados.

• No se requieren sensores pequeños y la infraestructura montada está estructurada para trabajar con sensores de vidrio.

Alcalinidad

Cloro Residual• La medición regular del contenido de cloro

residual permite controlar el funcionamiento de las instalaciones y la ausencia de contaminaciones en la planta. Dicha medición reviste, por tanto, un carácter indispensable.

• El cloro residual que permanece en el agua puede prolongar el efecto de desinfección aún después del tratamiento inicial, y puede ser medido para evaluar su efectividad.

Aplicaciones

• La capacidad de penetrar y destruir los gérmenes infecciosos en condiciones normales de operación.

• La facilidad y seguridad en el manejo, el almacenamiento y el transporte.

• La ausencia de residuos tóxicos.• Costos razonables de inversión de

capital y de operación y mantenimiento.

Turbidez

• La turbidez es una medida del grado en el cual el agua pierde su transparencia debido a la presencia de partículas en suspensión.

Turbidímetro de Jackson

• Consiste en un tubo graduado que descansa en un soporte de vidrio en cuya parte inferior se encuentra una vela encendida. La muestra se introduce lentamente en el tubo hasta que a su través deja verse la llama la vela. Este mismo principio cumple los Turbidímetro digitales, se emite un rayo de luz en forma perpendicular al depósito, a analizar, y en el extremo contrario un receptor que indica cual es la cantidad de luz deja pasar el líquido analizado

Conclusiones

• Se debe conocer el principio de funcionamiento de cada sensor o instrumento para una mejor utilización.

• Para el tratamiento de agua, el phmetro es uno de los instrumentos esenciales que debe ser utilizado.

• La mayoría de sensores químicos son utilizados en tratamiento de agua.

• El cloro se mide en “mg/l” o “ppm”• La turbiedad se mide en “UNT” (Unidades

Nefelométricas de Turbidez) antiguamente era JTU (Unidades de Turbidez de Jackson).