Durante visitas e follow-ups com clientes, tenho notado que a maioria dos usuários de eletrodos de pH de processo não consegue identificar as diferenças entre os diversos tipos existentes no mercado para a sua aplicação. O principal critério, em boa parte dos casos, é o preço, mas muitos seguem cegamente as recomendações de vendedores que muitas vezes não sabem como especificar os sensores para as aplicações certas, ou o fazem sem saber detalhes importantes do processo.
Mas afinal de contas, eletrodo de pH é tudo igual?
A resposta é DEFINITIVAMENTE NÃO! Embora todos os sensores de pH possuam o mesmo objetivo, mesmo princípio de medição e mesmos componentes, existem diferenças entre a maneira que eles são construídos, que podem ser críticas para o funcionamento em determinadas aplicações. Estas diferenças geralmente estão na construção do sensor, em partes como a membrana, junção e eletrólito interno.
Para especificar corretamente o sensor de pH, é fundamental conhecer a amostra a que ele se propõe medir. Enumerei aqui 3 dos mais importantes parâmetros que eu normalmente avalio antes de especificar um sensor
- Primeiro cuidado é com a faixa de medição. Se a amostra tem uma faixa de pH entre 1 e 10, normalmente não há muita necessidade de se preocupar com o valor exato do pH medido. Porém, ao trabalhar com pH mais extremos – especialmente acima de 10 – o tipo de membrana de vidro tem de ser levado em consideração, devido à possibilidade de ocorrerem os ditos erros ácidos e erros alcalinos. Na prática, se a membrana não for preparada para esta aplicação, ela passará a considerar outros íons e espécies no cálculo de pH, levando a valores menores (erro alcalino) ou maiores (erro ácido) que o real. Para estas aplicações, existem membranas específicas que minimizam estes erros – especialmente o erro alcalino.
- O conhecimento da condutividade da amostra também é fundamental, especialmente para aplicações em águas ultrapuras e condensados de vapor em caldeiras. Há alguns anos escrevi um artigo, que pode ser acessado nas referências, mostrando os principais efeitos da baixa condutividade na medição de pH. Para amostras com condutividade baixa (abaixo de 10 µS/cm), o ideal é usar sensores que possuam eletrólito em solução aquosa, refiláveis, com fluxo abundante através da junção. Para garantir o fluxo de eletrólito para amostra, pode-se usar pressurização interna ou externa, e/ou aumento no tamanho ou número de junções. Há outros tipos de sensor que usam reservatórios de KCl sólido interno, resultando em soluções supersaturadas no sensor. Eles atendem boa parte das aplicações em condensados, mas ainda são limitados para amostras de condutividade muito baixa como água desmineralizada (menor que 1 µS/cm).
- A presença de óleos, graxas, sólidos em suspensão e outros contaminantes pode causar problemas de obstrução da junção, contaminação da referência e danos à membrana. Parte da solução nestes casos é externa ao sensor, com o uso de sondas com sistemas de injeção de ar comprimido, água pressurizada ou outro fluido de limpeza na ponta do sensor.
Porém algumas características do sensor de pH podem aumentar significativamente a disponibilidade neste tipo de ambiente. Por exemplo, uso de eletrólitos sólidos dificulta a migração de íons que podem “envenenar” a referência, como sulfetos e oxidantes, aumentando a sua durabilidade. O uso de junções de ampla área ou junções abertas também minimiza a obstrução completa por sólidos, limo e óleo. Finalmente, em meios muito abrasivos o uso de membranas planas – não as usuais na forma de bulbos – também pode ajudar bastante.
É só isso? Obviamente não. Apesar de algumas aplicações como estações de tratamento de água e efluentes serem bastante consolidadas, há diversas outras informações que são importantes quando se leva em conta a aquisição de um novo eletrodo de pH para o processo. Temperatura e pressão da amostra, ponto de inserção do sensor no processo e características da atmosfera na área onde o sensor será instalado (umidade e temperatura ambiente, corrosividade, explosividade, etc.) são algumas das mais importantes, e que precisam ser respondidas antes de se mandar um orçamento de um eletrodo de pH.
Por isso, quando for requisitar um eletrodo de pH, tenha estes dados em mãos sempre que possível. Caso você já tem uma aplicação consolidada, com um eletrodo de pH apresentando bom desempenho, e queira testar uma nova tecnologia ou buscar alternativas para reduzir seus custos, tenha pelo menos o modelo do sensor atual para passar ao novo possível fornecedor. Afinal, em time que tá ganhando normalmente a gente não mexe!
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REFERÊNCIAS
Fatibello-Filho, O; Silva, T.A, de Moraes, F. C; Janegitz, B.C. Potenciometria – Aspectos Teóricos e Práticos. Editora da Universidade Federal de São Carlos. São Carlos-SP, Brasil. 2019
Lipták, B. Instrument Engineers’ Handbook. Volume One – Process Measurement and Analysis. CRC Press. Boca Ratón-FL, USA. 2003.