Os analisadores de cloro da Pi são utilizados em múltiplas aplicações nas quais é necessário realizar a medição e controlo online dos níveis de cloro residual na água. A gama HaloSense é adequada para monitorização ou controlo de cloro livre ou residual em água potável, água do mar, de processos, de piscinas, residuais, lavagem de alimentos, papel e polpa, etc.

Analisador de Cloro

Analisador de Cloro

A gama HaloSense tem disponíveis as seguintes funcionalidades;

  • Controle online de cloro livre 0.005-2ppm, 0.05-5ppm, 0.05-10ppm, 0.05-20ppm, 0.5-200ppm
  • Controle online de cloro total 0.005-0.5ppm, 0.005-2ppm, 0.05-5ppm, 0.05-10ppm, 0.05-20ppm
  • Analisadores online de cloro residual em água do mar (bromo livre ou total) 0.005-2ppm, 0.05-5ppm, 0.05-10ppm, 0.05-20ppm
  • Controle online de cloro zero (projetado para medir a ausência de cloro livre) 0.005-2ppm para aplicações como carvão com ativação posterior e monitorização pré-RO.

A gama HaloSense de controladores/transmissores oferece exatamente aquilo que precisa e nada que não lhe seja necessário, desde um económico e simples controlador de dosagem de cloro (CRONOS®) até a um altamente sofisticado controlador de acesso remoto com ecrã a cores (CRIUS®) – e todos com sensores de alta qualidade! O controlo de doseamento de cloro é agora mais simples e mais barato do que nunca! Ambos os instrumentos podem ser equipados com múltiplos sensores e diversos tipos de sensores, economizando dinheiro quando há a exigência de um sensor e um transmissor à medida.

Analisador de Cloro

Analisador de Cloro

Os sensores de membrana amperométricos são reforçados com um terceiro elétrodo de referência que elimina a deriva de zero. (Estes sensores de cloro são habitualmente conhecidos por sensores polarográficos, embora esta seja uma má aplicação da palavra polarográfica). O seu design único faz com que não seja necessário realizar uma compensação de pH, eliminando completamente os reagentes.
Os sensores de cloro livre que os analisadores utilizam são maioritariamente independentes do pH significando que as medições são livres de soluções tampão e reagentes. Os sensores são amperométricos com uma sensibilidade e estabilidade extraordinárias. Para os que necessitem de medir cloro com um pH elevado (>pH 8.5) em água com um pH variado é possível realizar uma compensação com um sensor de pH ligado ao transmissor ou utilizando um medidor de pH externo.

Os sensores funcionam separando os elétrodos que realizam a medição da amostra, por uma membrana. Esta membrana é permissível ao cloro residual livre (HOCl and OCl) ou ao cloro residual total (HOCl and OClmais as cloraminas). Dentro do sensor, o cloro dissolvido entra em contato com o eletrólito, que está a pH baixo. Isto converte a maioria do OCl em HOCl, que é reduzido no elétrodo de ouro gerando uma corrente proporcional ao cloro presente, resultando numa leitura em ppm ou mg/l.

Esta técnica é o método mais avançado de medição contínua de cloro e tem várias vantagens para o utilizador incluindo uma medição muito estável e um melhor controlo de dosagem.

A gama HaloSense está livre de soluções tampão e reagentes, o que significa que tem um baixo custo de propriedade e intervalos de manutenção de 1 ano. HaloSense está rapidamente se tornando o instrumento mais escolhido pelos engenheiros que querem o melhor com o melhor preço.

Medidor de Cloro Livre numa Célula de Fluxo Fechada

Medidor de Cloro Livre numa Célula de Fluxo Fechada

  • Preço reduzido
  • Preço de propriedade baixo
  • Dependência de pH reduzida (independente do pH, em grande parte)
  • Estável e fiável
  • Não necessita de soluções tampão
  • Não necessita de reagentes

Muitas empresas de tratamento de água procuram uma forma de medir o cloro livre residual sem a necessidade das soluções tampão tradicionalmente utilizadas neste processo. As soluções tampão de acetato e fosfato são caras e prejudiciais ao meio ambiente. Os sistemas de aplicação dessas soluções necessitam de manutenção intensiva e de consumíveis de custo elevado, sendo que também existem questões de saúde e segurança no manuseamento dos ácidos e custos elevados no descarte dos mesmos se a água tratada com ácido não puder ser alimentada de volta ao abastecimento.

As células amperométricas e a maioria das sondas polarográficas respondem apenas ao ácido hipocloroso, (HOCl), que se dissocia em hipoclorito (OCl) dependendo do pH. Esta é a razão pela qual a maioria dos medidores de cloro precisam de soluções tampão na maioria das aplicações. O pH típico da água analisada numa estação de tratamento de águas pode oscilar entre 7 a 9.2. A aplicação de soluções químicas reguladoras reduz o pH para valores entre os 5 e 6 e garante que a maioria do cloro residual está presente na forma HOCl (veja o gráfico abaixo).

Resposta típica da sonda ao pH

HaloSense

O Sensor de Cloro Livre HaloSense mede todo o HOCl e a maioria do OCl presentes (linha azul do gráfico). Isto contribui para uma redução significativa dos valores de pH e permite que, na maioria das aplicações, não sejam necessárias soluções reguladoras nem compensação do pH.

Medidor de Cloro da Pi numa exibição na China

Medidor de Cloro da Pi numa exibição na China

Precisa de ajuda com uma aplicação? Clique aqui!

  • Monitorização online contínua de cloro residual em qualquer tipo de água
  • Controlo de dosagem de cloro residual em estações de tratamento de água
  • Controlo da dosagem de cloro livre em clorações secundárias
  • Monitorização da distribuição
  • Monitorização e controlo de torres de arrefecimento
  • Controlo de dosagem de pasteurizadoras
  • Controlo de cloração de água salgada
  • Monitorização de bromo em água salgada
  • Lavagem de alimentos
  • Controlo de cloraminação

A gama de medidores de cloro HaloSense é particularmente adequada para atuar em locais onde a eficácia e a facilidade de utilização são os aspetos mais importantes.

Possivelmente o melhor Medidor de Cloro do mundo – o CRONOS® HaloSense para Sistemas de Distribuição.

Pode o CRONOS® HaloSense ser o ‘melhor’ Medidor de Cloro do mercado?
Isso depende inteiramente daquilo que considera ser o ‘melhor’, mas nós acreditamos que é um forte candidato.

Medidor de Cloro CRONOS HaloSense

Medidor de Cloro CRONOS® HaloSense

O que precisamos de um medidor de cloro na rede de distribuição?

  • Especificidade
  • Baixa variação (alta precisão)
  • Baixa necessidade de manutenção (e custos de manutenção baixos)
  • Longos intervalos de tempo entre manutenções
  • Longos intervalos de tempo entre calibrações

Todas as empresas que vendem medidores de cloro total ou livre irá reclamar estes atributos para os seus produtos, mas será que fizeram a pesquisa necessária?

Em 2009, um cliente adquiriu à Pi 334 medidores de cloro para controlo de cloração de água (64 instrumentos) e monitorização de distribuição (270 instrumentos). Fizeram-no após um ano de testes a uma gama de analisadores disponível no mercado. Em 2012, fizeram um segundo teste em 30 controladores de distribuição de cloro instalados de forma a provar as poupanças que tinham feito.

O cliente manteve os controladores em funcionamento até que falharam sem re-calibração e manutenção. Os resultados da pesquisa foram que o HaloSense consegue

“estar 10% dentro do valor calibrado por mais de 90 dias sem intervenção de NENHUM operador ou técnico (ou seja, sem calibração nem manutenção).”

Isso faz do CRONOS® HaloSense o melhor medidor de cloro do mundo? Talvez, equipado com as suas opções de controlo integradas, o efeito nulo das alterações de pH no sistema de distribuição, a disponibilidade para aplicações de cloro livre e total, as capacidades de comunicação e o impressionante baixo custo de propriedade, poderia ser o ‘melhor’ medidor de cloro do mundo.

Para saber mais sobre o extraordinário CRONOS® HaloSense, instalado em mais de 40 países à volta do mundo contacte-nos.

Analisador de Cloro numa Aplicação de Controlo de Distribuição

Analisador de Cloro numa Aplicação de Controlo de Distribuição

Tratar e desinfetar água potável numa estação de tratamento de água é um dos problemas associados com garantir que a água potável chega às torneiras de forma segura. Em longas redes de distribuição é necessário monitorizar o cloro residual e, se necessário, repetir o processo numa pequena instalação de cloração secundária. Isto assegura que se mantém o mesmo nível de resíduos até à torneira de nossas casas.

As instalações de cloração secundária, pela sua natureza, estão normalmente em locais remotos e inacessíveis. Por estas razões, um medidor/controlador/analisador de cloro deveria ter os seguintes benefícios:

  • Até um ano entre manutenções
  • Três meses entre calibrações
  • Independentes das mudanças de pH na distribuição
  • Baixo preço e custo de propriedade
  • Sem soluções tampão ou reagentes

Em testes intensivos realizados em 2012/2013, o analisador de cloro residual da Pi (HaloSense) foi posto à prova junto de outros 30 instrumentos de medição de cloro instalados na Irlanda. Ficou comprovado que os nossos controladores cumpriram com todos os aspetos acima e demonstraram a sua utilidade num ambiente que pode ser bastante exigente. Clique aqui para contactar-nos de forma a obter mais informação sobre esta e outras aplicações de medição de cloro.

O que é que as empresas de água realmente querem quando compram um analisador de cloro para medir o cloro residual no seu sistema de distribuição?

Quem três coisas acima de todas as outras.

1) Simplicidade

  • Sem reagentes
  • Sem requisitos especiais para recolha de amostras
  • Pequena base de montagem
  • Calibração de um único ponto

2) Fiável

  • Pequena variação entre calibrações e manutenções
  • Até três meses entre calibrações
  • Até seis meses entre visitas de manutenção

3) Económico

  • Baixo custo de capital
  • Baixo custo de instalação
  • Baixo custo de encargos
  • Baixo custo de propriedade
  • Até três meses de operação sem necessidade de intervenção de nenhum operador!

Clientes em todo o mundo realizaram testes com outros analisadores do mercado e, na maioria dos casos, descobriram que os sensores HaloSense da Pi para cloro livre e total fornecem a solução mais simples, fiável e económica para realizar medições de cloro residual nos seus sistemas de distribuição.

Planta de tratamento de águaPequenas unidades de tratamento de água, unidades secundárias de desinfeção, etc., costumam sofrer de problemas similares independentemente da localização no mundo. A mais comum é a falta de infraestruturas de comunicação SCADA, o custo de instalação pode ser impeditivo. O segundo mais comum é a falta de uma infraestrutura central de controlo DCS, em que os custos podem ser novamente impeditivos. O terceiro problema mais comum é a localização remota. Regularmente estas unidades de tratamento de águas estão em locais remotos e de difícil acesso.

Dado que estes três problemas enfrentam muitos engenheiros do setor da água em todo o mundo, está disponível na Pi uma solução de custo acessível. Um controlador CRIUS® tem a capacidade integrada de fornecer SCADA em pequena escala e controlo PID online e total em que os sensores (p.ex. cloro, pH, Turbidez, etc.) são adequados para uma operação a longo prazo sem intervenção do operador.

Para ver uma demonstração das capacidades de acesso remoto do CRIUS® clique aqui.

Para obter mais informação sobre as capacidades de controlo do CRIUS® clique aqui.

Para conhecer a opinião de outros clientes que utilizam os controladores multiparâmetros do CRIUS® queira contactar-nos?

Os pasteurizadores e o seu controlo de desinfeção podem apresentar problemas particulares para os instrumentos online. A maioria desses instrumentos requerem uma amostra contínua, enquanto que um pasteurizador comum liga e desliga quando é necessário.

Para além disso, os conteúdos de um pasteurizador não são tão inofensivos como água potável, oferendo temperaturas elevadas com pH variável e a presença de detergentes (agentes tensoativos).

A Pi tem trabalhado com algumas marcas conhecidas para fornecer um pacote de soluções para esses problemas e tem agora vários instalados no Reino Unido em indústrias de cidra e cerveja. O sensor é alojado num dispositivo autoflush de funcionalidade dupla, que não só não mantém o sensor limpo, como o deixa molhado no final do processo.

Oferecendo também acesso remoto, alarmes de e-mail, alarmes de texto e controlo total PID, os sistemas de controlo de desinfeção da Pi são adequados para desinfeção com cloro, bromo, ozono e dióxido de cloro, com sensores específicos para cada.

Porque não contactar-nos para ficar a saber o que poderemos fazer para ajudá-lo na sua aplicação de pasteurização?

Os sensores HaloSense podem incluir um sistema de limpeza automática em intervalos de tempo definidos pelo utilizador com todas as vantagens de não ser necessária a intervenção de um operador por 6 meses. O sistema Autoflush é particularmente útil na produção de alimentos, polpa e papel, e em diversas aplicações onde é provável que haja um acúmulo de sólidos na amostra. Para saber mais sobre o autoflush clique aqui.

Qualquer pergunta?

Entre em contato conosco através do formulário abaixo.

  • Este campo é para efeitos de validação e deve ser mantido inalterado.

Compensação do pHEm algumas aplicações de cloro livre com pH elevado e variável, a compensação de pH pode melhorar a precisão do analisador. Para que a compensação do pH seja válida, deve ser feita com sensores de pH de alta qualidade e com sensores de cloro que ofereçam uma suscetibilidade reduzida à variação de pH, como os utilizados na gama HaloSense.

O gráfico demonstra os erros num sensor real de cloro livre HaloSense quando uma amostra de cloro livre de 1 ppm tem o pH alterado de 9 para mais de 10, descendo para 7.5 e subindo novamente. O gráfico explicita que a vasta maioria das aplicações não necessitariam de compensação de pH. Para aquelas em que esta seja necessária, o sensor de cloro livre é o sensor mais adequado para ter essa compensação aplicada.

Os controladores de dosagem CRONOS® e CRIUS® de cloro residual livre e total podem ser equipados com quatro opções de controlo de processo PID, registo de dados, saídas de relé, saídas analógicas e comunicações em série como: Ethernet, Modbus e Profibus. A monitorização remota dos instrumentos (incluindo acesso remoto a todas as opções de controlo) está disponível via internet por GPRS e via LAN. Na verdade, o medidor CRIUS® HaloSense tem todas as opções que poderia desejar, enquanto que o CRONOS® oferece uma alternativa económica e uma elevada razão qualidade/preço!

Analisador de Cloro Residual

Analisador de Cloro Residual

Cada Analisador de Cloro Residual da Pi tem a capacidade de ser um Controlador de Cloro extremamente competente. Os controladores podem ter múltiplos canais de controlo que podem ser químicos (o mais habitual é um interruptor e relé que ativa a dosagem quando o nível de cloro é demasiado baixo ou desativa quando é demasiado alta) ou PID.

PID é uma sigla para Derivativo Integral Proporcional e é uma manipulação matemática do sinal do sensor que oferece uma saída que controlará uma bomba que manterá o nível de cloro da água constante. Todas as características deste sistema são ajustáveis e existem recursos de segurança incorporados tais como proteção contra a sobrealimentação. Se gostaria de saber mais sobre o controlo PID, recomendamos que leia a nossa nota técnica aqui.

Os controladores de cloro da Pi têm sido utilizados em diversas aplicações tais como pasteurizadores, instalações de tratamento de água, torres de refrigeração, piscinas, etc.

Documento Tipo Tamanho
HaloSense (EN) Folheto 676kB
Compensação de pH (EN) Nota Técnica 516kB
Efeitos do pH no Sensor de Cloro Livre da Pi (EN) Nota Técnica 590kB
Manutenção de Sonda de Cloro Livre (EN) Nota Técnica 650kB
Manutenção de Sonda de Cloro Total (EN) Nota Técnica 655kB
Cloração de Água do Mar (EN) Nota Técnica 629kB
Dicas e Sugestões do HaloSense (EN) Nota Técnica 551kB
HaloSense Zero (EN) Nota Técnica 712kB
ORP vs. ppm (EN) Nota Técnica 607kB
CRONOS® (EN) Folheto 712kB
CRIUS® (EN) Folheto 733kB
Comunicações Remotas CRIUS (EN) Folheto 669kB
Opções de controlo CRONOS® e CRIUS® (EN) Nota Técnica 649kB
Acesso Remoto GPRS (EN) Nota Técnica 593kB
Autoflush (EN) Folheto 411kB
Contaminação de Sondas (EN) Nota Técnica 316kB

Quando o cloro é adicionado à água como desinfetante, oxida o material na água eliminando qualquer organismo. O Cloro Residual é o cloro que sobra no final do processo e é, normalmente, o que medimos.
O cloro livre é o cloro na água que existe na forma HOCl ou OCl.
Quando o cloro é adicionado à água pura a pH entre 4 e 11
Cl2 + OH ↔ HOCl + Cl
HOCl ↔ OCl + H+
logo, se este é adicionado à água, obtém-se HOCl (ácido hipocloroso) e OCl (Hipoclorito), que juntos formam o ‘cloro livre’.
Se a água contém amónia e hipoclorito, irá reagir e formar monocloramina.
NH3 + OCl– → NH2Cl + OH
Numa solução ácida, a Monocloramina desproporciona-se e forma Tricloreto de Nitrogénio.
2NH2Cl + H+ → NHCl2 + NH4+
3NHCl2 + H+ → 2NCl3 + NH4+
Numa solução onde existem baixas concentrações de cloro é frequente que as Cloraminas tenham um odor que não se vincula ao cloro.
As três Cloraminas acima são conhecidas como ‘Cloro Combinado’.
O cloro Total é a combinação de cloro livre e combinado.
A Pi oferece sensores de Cloro Livre e Total nas gamas 0.005-0.5ppm (apenas cloro total), 0.005-2ppm, 0.05-5ppm, 0.05-10ppm, 0.05-20ppm e 0.5-200ppm (apenas cloro livre).
Sim, mas quando é adicionado cloro à água do mar existe uma reação de deslocamento que forma Bromo Residual. Para saber mais sobre a medição de cloro em água do mar, leia a nossa Nota Técnica.
Depende da aplicação. O sensor de cloro online tem desvios muito baixos por isso a maioria dos utilizadores calibram-no uma vez por semana, por mês ou a cada seis meses.
Uma vez por ano (livre e total), a cada 3-6 meses (zero).
Sim, mas apenas um pouco e maioria dos utilizadores ignoram essa variação.
O dióxido de cloro e ozono irão interferir com a medição. Para mais informação, clique aqui.
Se forem guardadas num local fresco e seco, dois anos.
PVC, aço inoxidável, membrana hidrofílica, PEEK (total e zero) e silicone.
0°C – 45°C (livre e total), 0°C – 40°C (zero).
O sensor funciona sempre com uma tensão positiva. Qualquer desvio no zero é negligenciável comparando com a voltagem positiva de operação. Logo, o zero não é necessário.
Nada! O sensor possui um termostato que mede a temperatura e faz uma compensação automática.
Use um medidor manual. Estes estão disponíveis em muitos distribuidores e praticamente todos utilizam DPD colorimétrico para determinar a concentração de cloro na amostra.
Em primeiro lugar, leve a amostra ao instrumento imediatamente. Em segundo lugar, não colha a amostra quando a concentração está a variar rapidamente e, em terceiro, use um bom medidor manual de boa qualidade e siga as instruções cuidadosamente.
Durante o processo de calibração, o analisador leva em conta a estabilidade (taxa de variação) do sinal da sonda e, se este variar mais de 10% ao longo da contagem regressiva, previne a calibração para evitar que se produzam erros durante o processo.

Os Focus Ons são uma série de pequenos artigos distribuídos por e-mail fornecendo informação técnica sobre instrumentação, processos de medição em águas potáveis, de resíduos, de processo e de piscinas. Se gostaria de subscrever e receber os nossos e-mails, queira contactar-nos.

É provável que saiba que alguns instrumentos usam o ORP para controlar a dosagem de cloro e outros usam sensores de ppm de cloro mas…

… sabia que o ORP não funcionaria em valores superiores a 3 ppm?
… sabia que as piscinas nos EUA usam o ORP e na Europa utilizam sensores de ppm de cloro?
… que o ORP de águas municipais pode variar bastante?

Nos EUA praticamente todas as piscinas e spas usam sensores ORP para controlar a dosagem de cloro, mas, de forma controversa, no Reino Unido e Europa Ocidental a maioria dos sistemas ORP têm sido substituídos por sistemas que fazem a medição da concentração de cloro livre na água. A Pi fornece sistemas que utilizem uma ou ambas as tecnologias.

ORP

Piscina

Piscina

Os sensores de potencial de oxidação-redução (ORP ou REDOX) medem a tendência da água ganhar ou perder eletrões procedentes de qualquer fonte na água. Quanto mais positiva for a leitura de um sensor de ORP maior a tendência que a água tem de oxidar (ganhar eletrões) organismos ou outros materiais na água, matando-os ou destruíndo-os.

Porque é que tantas piscinas nos EUA usam o ORP?

Quando o cloro é doseado numa piscina este forma OCl e HOCl. A desinfeção é realizada em grande parte pelo HOCl e o ORP responde à concentração desta substância na água, o que o torna um bom indicador da capacidade do cloro na água para eliminar organismos. Para além disto, o ORP é uma unidade de medida secundária de HOCl e é afetado por vários outros fatores, sendo que alguns dos quais serão mencionados abaixo. As principais vantagens do ORP são o seu baixo preço de compra, não existir necessidade de calibração e exigir pouca ou nenhuma manutenção.

Quais são os problemas dos sensores ORP?

Sensor ORP

Sensor ORP

Infelizmente, o que os sensores ORP medem é a tendência e não a capacidade (ou seja, o ORP mede a probabilidade ou capacidade da água de eliminar organismos, mas não quantos organismos esta pode eliminar, uma diferença subtil mas muito importante). Uma amostra com um elevado ORP pode ser capaz de eliminar um baixo número de organismos muito rápido mas pode não ser eficaz em eliminar poluição futura. Além disso, embora o cloro afete bastante o ORP esta não é a única variável envolvida. O pH da água influencia diretamente o ORP e influencia também a razão de concentração de OCl/HOCl, os dois principais componentes desinfetantes. Um pH mais baixo (maior acidez) causará um aumento nas concentrações relativas de HOCl, resultando num aumento do ORP.

Talvez o maior problema com o ORP seja que as medições em água sem cloro serão diferentes dependendo de qual seja a sua fonte. Isto significa que um ORP de 750mV numa certa zona do país não tem a mesma concentração de cloro do que 750mV noutra parte do país. Para além disso, a resposta do ORP ao HOCl não é linear e o aumento de cloro residual acima de 3 ppm tem pouco efeito nas leituras de ORP tornando o controlo acima dos 3 ppm extremamente difícil. Estas questões levam a uma sobredosagem da água com cloro, de forma a compensar estes efeitos. Isto pode ser evidenciado claramente nas piscinas dos EUA que têm normalmente mais de 2 ppm de cloro comparando com as piscinas na Europa que funcionam tipicamente na gama 0.8-1.5 ppm (A Organização Mundial de Saúde recomenda 1 ppm residual).

ppm de Cloro

Estes sensores usam eletroquímica para medir a concentração de cloro livre diretamente. Estes têm tendência a ser ligeiramente mais caros do que um sensor ORP, mas são mais reproduzíveis e precisos, oferecendo um melhor controlo (e, assim, reduzindo os custos químicos). São específicos para o cloro livre (o desinfetante) e podem ser facilmente calibrados utilizando um teste DPD para cloro livre. Embora o custo de um sensor ppm de cloro seja mais elevado, o custo total de propriedade tende a ser inferior ao dos sensores ORP que são normalmente substituídos todos os anos, sendo que os sensores de ppm duram dez anos ou mais.

Problemas dos sensores de ppm de Cloro

Um sensor de ppm mede a capacidade da água de eliminar organismos, sendo que o único problema é que não mede a rapidez deste processo, uma variável que depende em grande medida do pH. Existem dois tipos diferentes de sensores de ppm. O primeiro mede apenas o HOCl e tem problemas muito similares aos dos sensores de ORP. O outro tipo de sensor, em pHs inferiores a 8.0, mede ambos (o HOCl e o OCl). A Pi recomenda apenas a utilização de sensores que (para uso em piscinas) são independentes do pH e um controlo de pH que seja independente da dosagem de cloro. Isto leva a um controlo mais apertado do pH e do cloro livre, o que significa que os resíduos de cloro podem ser rigorosamente controlados e reduzidos, o que, por sua vez, resulta em custos inferiores e experiências de banho mais agradáveis.

Conclusão
Vantagens Desvantagens
Sensores ORP

Simples (sem necessidade de calibração)
Baixo custo

Sensores ORP

Não medem a capacidade de desinfeção
Mais afetados pelo pH do que pelo cloro livre
Não linear
Não reprodutível (não é o mesmo em diferentes locais)
Afetados pelas mudanças na química da água
Afetados por todos os oxidantes
Usar o controlo ORP habitualmente conduz a um maior número de resíduos e a um controlo menos estável

Sensores ppm

Medem o cloro livre diretamente
Resultados comparáveis em vários locais
Resposta linear
Afetados apenas pelo cloro livre
Usar sensores de ppm reduz os resíduos, oferece um controlo mais estável e experiências de banho mais agradáveis

Sensores ppm

Requerem calibração
Mais caro – mas não em demasia
Mais manutenção – mas não em demasia

Sabia que, quando se adiciona cloro a água do mar, é o bromo o responsável pela desinfeção?
Sabia que o DPD 1 mede o cloro livre ou o bromo total e não o bromo livre?

O Processo Químico de Cloração de Águas Salgadas

A química da cloração de águas salgadas é mais complexa do que muitas pessoas pensam e, ainda que a medição de cloro residual seja possível (e, portanto, controlar a dosagem de cloro automaticamente), serão obtidos melhores resultados se este aspeto for totalmente compreendido.

É Cloro ou Bromo?

Sensor de Análise de Cloro

Sensor de Análise de Cloro

A água do mar contém cerca de 70 ppm de brometos dissolvidos, a maioria dos quais são brometo de sódio. Quando o cloro é adicionado à água, este separa o bromo do brometo, convertendo-o num cloreto (porque é mais reativo). Para até 70 ppm de dose de cloro total, o que existe na água, na verdade, é bromo livre e bromo combinado (NÃO cloro livre e combinado), logo, o bromo total é o responsável pela desinfeção [1]. Então porque é que o processo é chamado cloração quando, tecnicamente, é bromação? Principalmente porque a maioria das pessoas desconhece este aspeto interessante da química. E então? Normalmente não faz diferença nenhuma, sendo que o bromo é um desinfetante eficaz, mas pode existir muita confusão no que diz respeito à monitorização de resíduos e controlo de dosagem. É crucial escolher o sensor correto para controlar a dosagem, tal como é a escolha do teste DPD correto.

A Pi oferece uma gama especializada de controladores de cloração de água salgada, mas para escolher o controlador que realmente precisamos temos de compreender os processos químicos envolvidos. Uma nota técnica a este respeito está disponível aqui.

Cloro Livre e Bromo Total

Monitor de CloroDevido à confusão sobre o que é que está a ser realmente medido, é comum que um engenheiro possa escolher o equipamento errado e calibrá-lo incorretamente. Por exemplo, é comum que um sensor de cloro livre seja específico para controlo de cloração de água salgada. A maioria dos sensores eletroquímicos de cloro livre irão reagir com o bromo livre (mas tome atenção, que nem todos!) mas isto não é necessariamente o que precisa para controlo da bromação. Muitos autores concordam que enquanto que a capacidade de desinfeção entre o cloro e cloro combinado varia, no que diz respeito ao bromo livre e combinado, ambas as formas do químico são igualmente boas, logo, para uma melhor medição, esta devia incidir no bromo total, para a qual é necessário um sensor de bromo total.

DPD e Cloração de Água Salgada

Para juntar a esta questão já confusa, precisamos de analisar como calibrar os sensores online ou usar fotómetros manuais para fazer o seguimento dos resíduos. O DPD é usado amplamente para medir o cloro residual e também reage ao bromo podendo ser usado para ambos, mas, o DPD 1 mede o cloro LIVRE ou bromo TOTAL. A situação pode surgir quando tem um instrumento online de medição de cloro livre como o CRONOS® ou o CRIUS®, a medir bromo livre mas calibrado como um medidor de bromo total (contrariamente ao DPD 1)! Tipicamente, os melhores resultados são obtidos por especificar um sensor de bromo total (cloro total) e calibrando-o usando o DPD 1. Isso, no entanto, não é o final da história! Quando especificamos um analisador é crucial para nós, fornecedores, saber que é para utilização em água salgada porque a composição física e química é muito diferente à da água potável ou de processo e isto pode afetar aquilo que fornecemos aos nossos clientes.

O efeito da salinidade nos Sensores de Membrana

É crucial para nós saber que irá usar um sensor Pi em água salgada para que possamos fornecer-lhe um eletrólito mais salgado. A osmose é a transferência de água de uma solução de baixa concentração para uma de concentração mais elevada, através de uma membrana semi-permeável. O eletrólito nos nossos sensores é mais salgado do que a água potável ou de processo, logo, a osmose força a água para a extremidade do sensor (sendo um aspeto que este foi projetado para suportar), mas, com água salgada, o processo reverte-se e a água no eletrólito pode ser forçada a sair do sensor, afetando a amostra. Para resolver este problema, fornecemos eletrólitos especialmente desenhados para água salgada, com um salinidade mais elevada.

Águas de Estuário

Analisador de Cloro Residual

Analisador de Cloro Residual

Muitas aplicações de cloração de água salgada são em estuários (água parcialmente salgada e doce) e é o grau de diluição que determina qual o sensor e eletrólito a ser utilizado. A água salgada tem aproximadamente 70 ppm de concentração de brometos e, portanto, até 70 ppm de cloro, a substituição será de 100%. Se a água salgada for constituída por 50% de água doce e até 35 ppm de cloro, o deslocamento será de 100%. Por exemplo, se tivermos uma concentração de resíduo de 2 ppm, a água apenas poderia ser 3 % salgada e 97 % doce. Nessa situação, para medir bromo, seria apropriado um sensor de bromo total calibrado com DPD 1. Para qualquer água que esteja misturada com água salgada, é provável que o eletrólito mais apropriado seja o de água salgada.

A Solução!

Se toda esta informação é difícil de reter e relembrar, não se preocupe! Entre simplesmente em contato conosco se tiver dúvidas na utilização de qualquer dispositivo de cloração online e nós faremos o resto… garantidamente!

Referências

[1]. White’s Handbook of Chlorination and Alternative Disinfectants, 5th Edition, Wiley – pág. 874, págs. 122-129.

Provavelmente sabe que a maioria dos analisadores de cloro, ozono e dióxido de cloro são calibrados com recurso a kits DPD, mas sabia que…

… o DPD não pode informá-lo quando não há resíduos?
… os erros de performance do DPD podem chegar aos ± 100%?
… um número significativo de chamadas recebidas pela Pi está relacionado com calibrações deficientes?

O DPD (N.N-diethyl-p-phenylenediamine) é um químico que quando misturado com água contendo um oxidante, muda de cor dependendo da concentração do oxidante presente. Um colorímetro manual mede a luz que atravessa a solução colorida. A absorção da luz pelo líquido resulta num valor de concentração. É normalmente utilizado para verificar a concentração de, por exemplo, cloro livre, cloro total, ozono e dióxido de cloro em água.

Frascos DPD

Frascos DPD contendo amostras de água com oxidante (direita) e sem oxidante (esquerda)

Quando o kit DPD dá um resultado, este é normalmente utilizado para calibrar instrumentos online……e é aí que a Pi entra!

Como uma empresa fabricante de instrumentos online temos de compreender o DPD de forma a poder ajudar os nossos clientes quando têm problemas a calibrar os seus próprios medidores.

Este ‘Focus On’ irá analisar:

  • As limitações do DPD (turbidez, oxidante zero, branqueamento, pH e interferentes).
  • Minimização do erro de medição do DPD (amostragem, alinhamento e limpeza).
  • Aspetos que se devem ter em conta (baixas concentrações, cor rosa, vidro manchado).
  • Desconhecimento em química (medição de bromo, clorito vs dióxido de cloro).
  • Repetição: vale a pena repetir a minha medição?
Quais são as limitações do DPD?

O DPD não tem capacidade de fazer uma leitura satisfatória nos casos onde não existe oxidante.

O DPD funciona utilizando a absorção de luz, sendo que a turbidez da amostra resultará numa leitura positiva. Isto significa que se não existir nenhum oxidante na amostra, qualquer turbidez introduzida na amostra após o ‘zero’ (como uma pastilha não dissolvida ou pó) irá levar o kit de teste DPD a gerar uma pequena leitura, sendo esta a causa de…

O DPD não tem capacidade de medição abaixo de, aproximadamente, 0.05 ppm.

Se suspeita que não existe oxidante na sua amostra, segure o frasco numa superfície branca. Se não conseguir visualizar nenhum rasto de cor rosa, é provável que qualquer leitura que esteja a obter é da pastilha de DPD que não reagiu.

O DPD não tem capacidade de medir o cloro livre acima de 6 ppm (e nem sempre dará um erro de leitura de ‘alta concentração’).

Frascos DPD

Frascos de DPD contendo amostras de água com (direita) e sem (esquerda) vestígios de oxidante

Muitas pessoas desconhecem que a partir de um certo nível de oxidante, o DPD não irá formar a sua cor rosa característica e, pelo contrário, irá ‘branquear’ e formar uma solução transparente. Este aspeto pode levar as pessoas a pensar que há pouco ou nenhum oxidante na água, quando, na realidade, existe tanto que está a branquear o DPD. Se suspeita que a sua amostra está a ser branqueada procure um vestígio de rosa quando é adicionada a pastilha ou o pó. Os kits e reagentes especiais estão disponíveis para medições de oxidante acima de 6 ppm.

O DPD não tem capacidade de medição em casos de alcalinidade ou pH extremos.

As pastilhas DPD, pós reativos e gotas contêm soluções tampão que modificarão o pH da sua solução de forma a facilitar a reação do DPD com o oxidante. As pastilhas e o pó têm uma capacidade de regulação do pH limitada, sendo que se a sua amostra tem uma alcalinidade ou pH extremos isto pode afetar as leituras de concentração do kit de DPD.

O DPD é incapaz de distinguir entre oxidantes, tais como: cloro, dióxido de cloro, clorito, ozono, organocloretos, bromo e outros, significando que a presença de interferentes são um grande problema.

O DPD é um produto químico fantástico, na medida em que é muito versátil como agente corante, sendo essa a razão pela qual dá ao oxidante a cor que é sujeita a medições. Esta versatilidade tem um preço. O DPD não é muito específico como ferramenta de análise pois se existirem outros químicos na amostra podem interferir com a leitura, dando um resultado impreciso. Os interferentes comuns incluem dióxido de cloro (para medição do cloro e vice versa), clorito de sódio, ozono, organoclorados, peróxidos, e muitos outros.

O DPD é incapaz de distinguir entre cor e turbidez.

Todos os sólidos não-dissolvidos, incluindo pastilhas de DPD que não reagiram, irão afetar a leitura. A turbidez da amostra deve ser contabilizada na medida zero. Se a medida zero tiver uma turbidez elevada vai afetar a sensibilidade do colorímetro, devido à grande correção que este tem de fazer para contabilizar a absorção de sólidos não-dissolvidos. Esperar alguns segundos após a mistura para que todos os sólidos da amostra possam assentar é a melhor forma de contrariar este facto.

Minimizando os erros de medição do DPD

Para garantir sempre leituras precisas de DPD, aqui está uma checklist de fácil leitura e em formato para impressão.

Aspetos a ter em conta

Quando foi a última vez que o seu DPD foi calibrado?

Como todos os equipamentos de medição, os colorímetros de DPD portáteis podem necessitar de calibração com alguma regularidade. Verifique o manual de instruções do seu dispositivo para conhecer com que regularidade este deve ser calibrado. Se não se lembra da última calibração, é provável que seja necessário fazê-lo novamente!

Vidro Manchado

Coloração dos frascos DPD

Frascos DPD manchados (esquerda) e sem manchas (direita)

A solução rosa formada após os testes de DPD pode deixar resíduos no vidro, o que pode afetar as leituras de DPD. Este resíduo pode ser facilmente limpo utilizando os componentes do seu kit DPD.

Água da torneira

Se utiliza água da torneira para lavar os frascos, as gotas que ficam para trás podem afetar as leituras devido ao cloro residual presente na água potável. A melhor opção (nem sempre a mais prática) é utilizar água desionizada para lavar os frascos, mas se esta não estiver disponível (pode ser adquirida em qualquer vendedor de partes de carro como água para baterias) pode utilizar água da torneira previamente fervida, dado que a fervura elimina o cloro. Se ainda assim não for possível, certifique-se simplesmente que os frascos estão perfeitamente secos antes de os utilizar.

Processos Químicos Desconhecidos

O DPD possui uma ampla gama de interferentes. Isto significa que problemas recorrentes podem ser causados pela composição química da amostra. Por exemplo, o clorito (ClO2) e o dióxido de cloro afetam o DPD, mas a maioria dos sensores amperométricos só medem os níveis de dióxido de cloro.

O DPD pode ser utilizado para a medição de bromo, mas as pastilhas No.1 de DPD medem o cloro LIVRE ou o bromo TOTAL. Dado que o bromo combinado é tão eficaz como desinfetante quanto o bromo livre, este não é, no geral, um grande problema. Ainda assim, convém ter em conta que alguns sensores amperométricos medem o bromo livre e não podem ser calibrados utilizando as pastilhas de DPD No.1. Para mais informações sobre a medição de bromo ou cloro em água do mar, consulte a nota técnica da Pi sobre Cloração de Águas Salgadas.

Enxaguar e repetir

Quão importante é repetir a minha medição de DPD? É uma perda de tempo?

Um sensor é apenas tão bom quanto a sua última calibração e apenas será exato se o calibrar de forma a que o seja. Se precisar do seu sensor para realizar o controlo apertado de um processo, como o doseamento de piscinas, é essencial repetir o teste DPD pelo menos duas vezes. A razão pela qual é importante repetir o teste é principalmente devido a erro humano, variações em pastilhas DPD, ou pequenos picos de concentração. A cada repetição estas circunstâncias tornam-se cada vez menos prováveis, dando-lhe valores de maior confiança para calibrar o seu analisador.

A Pi recomenda a seguinte rotina de calibração:

Realize um teste DPD e compare a leitura com a do seu analisador.

  • Está o resultado dentro de um intervalo de 10% comparando com o resultado do seu analisador? Se sim, pode terminar os testes.
  • Se o resultado não está dentro do intervalo de 10%, repita o teste de DPD.
  • Está o segundo teste dentro do intervalo de 10% do primeiro? Se sim, calibre o seu instrumento para esta leitura. Se não, continue a repetir os testes DPD até que 2 testes consecutivos estejam dentro do intervalo de 10%, calibrando a máquina para esta leitura de seguida.

Várias instalações da indústria da água têm uma luta diária para manter os instrumentos a funcionar corretamente devido a contaminação. No entanto, sabia que…

… a Process Instruments tem disponíveis os sistemas de auto limpeza e auto flush para a maioria dos sensores?
… estes sistemas de remoção de contaminantes podem prolongar a vida útil dos sensores e reduzir drasticamente a necessidade de manutenção?
… os sistemas de limpeza da Pi são acessíveis, simples e com um design que previne problemas?

Qual é o problema?

Contaminação de Sensores

Contaminação de SensoresSeja qual for o processo que está a ser monitorizado, geralmente há algo na amostra de água capaz de contaminar o sensor e, logo, gerar resultados errados. A solução óbvia para este problema é limpar o sensor, mas com que regularidade deverão ser feitos os programas de inspeção e limpeza para cada peça de instrumentação? Demasiada regularidade e a inspeção e limpeza consomem demasiado tempo e dinheiro. Pouca regularidade e a instrumentação dará falsos resultados e provavelmente irá avariar prematuramente.

Qual é a solução?

Sistemas de limpeza Autoclean e Autoflush da Process Instruments

Simples, fiáveis e fáceis de manter, os sistemas de Autoclean/Autoflush da Process Instruments são uma alternativa aos mecanismos mecânicos de limpeza que podem entupir e romper. Ao pulverizar regulamente o sensor/sonda com água limpa ou ar, o sensor mantém-se limpo e livre de contaminações por períodos de tempo mais longos. O ciclo de limpeza do sensor é ativado pelo controlador da Pi por um período de tempo e frequência selecionados pelo utilizador, de modo que, independentemente de quão suja a aplicação, a sonda se mantenha limpa. Sem partes móveis no corpo do sensor ou no dispositivo de limpeza, não há nenhuma peça para substituir ou verificar para além de uma válvula simples posicionada num local facilmente acessível.

Os sistemas de limpeza Autoclean e Autoflush da Pi garantem um funcionamento dos sensores livre de problemas por semanas ou até meses.

Uma solução para cada aplicação

Cap de Autoclean

Autoclean

Esta opção pode ser incorporada nos nossos sensores de pH, ORP, Turbidez, Sólidos Suspensos e Oxigénio Dissolvido (OD). Consistindo numa tampa que direciona o fluxo de água limpa (ou ar para um sensor de OD) ao longo de todo o sensor eliminando qualquer resíduo. A limpeza é controlada por uma única válvula posicionada num local facilmente acessível.

Auto-verificação

Se estiver a utilizar ar para limpar um sensor OD o sistema pode verificar automaticamente se o sensor está a responder corretamente, eliminando qualquer necessidade de remover o sensor da amostra durante meses.
Sistema de Autoflush

Autoflush

Para os sensores que requerem montagem de células de fluxo como Cloro, Ozono e Dióxido de Cloro, o sistema de Autoflush incorpora válvulas que iniciam/param automaticamente o fluxo da amostra e controlam o fluxo de água limpa pela sonda. O utilizador pode definir o intervalo da descarga e a duração para manter a célula de fluxo e o sensor livres de contaminações. Para contaminantes particularmente sujos ou difíceis de retirar, pode ser utilizado um fluxo de água quente para auxiliar a limpeza.

Com as opções acima mencionadas, independentemente da aplicação ou parâmetro a ser medido, a Process Instruments será capaz de providenciar um sistema de monitorização que não será apenas preciso, exato e duradouro mas que também irá manter-se livre de contaminantes e poupar tempo e dinheiro ao operador.

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