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A cost effective, self-calibrating, low maintenance pH sensor for an integrated approach to monitoring sea and drinking water, facilitating improvements in ocean, animal and human health

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Un sensor de pH autónomo que se autocalibra para las redes de recursos hídricos

Realizar análisis precisos del agua es esencial para comprender y gestionar nuestro medio ambiente. Para ello, se tiene que confiar plenamente en que los sensores tomen siempre lecturas precisas.

Cambio climático y medio ambiente

La quimiometría más importante para la calidad del agua es el pH, pero los actuales sensores de pH presentan una deriva de referencia y tienen unos elevados costes de mantenimiento. Esta deriva del electrodo de referencia a lo largo del tiempo hace que las mediciones sean cada vez menos fiables. Por consiguiente, la mayoría de los sensores de electrodo selectivo de iones no pueden utilizarse para realizar seguimientos durante largos períodos de tiempo sin necesidad de llevar a cabo calibraciones frecuentes y laboriosas. Por lo tanto, no pueden utilizarse para proporcionar mediciones precisas si se utilizan de forma autónoma en redes de sensores inteligentes. El proyecto financiado con fondos europeos pHenom abordó este desafío mediante el desarrollo de un sensor de pH que incorpora una tecnología de calibración de referencia. «Sabemos que no podemos detener la deriva, puesto que es intrínseca al sensor, pero hemos conseguido una forma novedosa de hacer su seguimiento y permitir así que el sensor se autocalibre», comenta Steven Gahlings de la pyme ANB Sensors y coordinador de pHenom.

Problema de deriva resuelto

La tecnología patentada iRef de ANB proporciona un sensor de pH que no se tiene que calibrar manualmente y no presenta deriva del electrodo de referencia durante todo su uso. Funciona colocando un segundo electrodo en la cámara de referencia, junto con el electrodo de referencia. Este electrodo de seguimiento de la referencia mide periódicamente cualquier deriva del electrodo de referencia y la compensa en la medición del pH. «De esta forma, iRef elimina la deriva de referencia y, por tanto, la necesidad de realizar una calibración manual», explica Gahlings. Los investigadores desarrollaron un prototipo de iRef que se puede integrar en electrodos de vidrio comerciales, los cuales se utilizan de forma generalizada desde los años veinte del siglo pasado para medir el pH. Las pruebas mostraron que la respuesta de iRef es suficientemente precisa para calibrar el electrodo de vidrio y que puede funcionar independientemente de incluso los cambios más extremos en el entorno de la cámara de referencia, incluida la introducción de contaminantes.

Un resultado inteligente

Con iRef, la calibración es autónoma, lo cual significa que ya no se necesitan calibraciones manuales y que los sensores de pH pueden desplegarse con facilidad por la red de recursos hídricos. Según Nathan Lawrence, el inventor de pHenom y consejero delegado de ANB Sensors: «pHenom es un sensor de pH que simplemente se enciende, se tira al agua y mide el pH». La tecnología de iRef permite que los electrodos de vidrio convencionales se conviertan en sensores de pH inteligentes. Estos pueden instalarse en lagos y ríos, infraestructuras de abastecimiento de agua, depósitos, tuberías e instalaciones de depuración de aguas residuales, y se pueden conectar en red para una mejor gestión del aprovisionamiento de agua y la supervisión ambiental de Europa. Además, pueden supervisar el medio marino o incluso el pH del estómago de las vacas. El proyecto pHenom ofrece el primer sensor de pH inteligente sin calibración manual, adecuado para conectar en red y compatible con el internet de las cosas. Dicho sensor permite que las empresas y los organismos gubernamentales utilicen con mayor eficacia sus escasos recursos de gestión de supervisión y ahorren así tiempo y dinero. Gahlings concluye: «Lo mejor de pHenom es que todas las personas con las que he hablado, desde fabricantes de sensores de pH de electrodos de vidrio hasta usuarios finales, están encantados con la tecnología revolucionaria de iRef y cómo soluciona un problema de cien años para proporcionar un sensor de pH adecuado para el siglo XXI».

Palabras clave

pHenom, sensor de pH, calibración, agua, electrodo de referencia, tecnología iRef, electrodos de vidrio, deriva de electrodo, electrodo selectivo de iones, sensor inteligente

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