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Centro América y CaribeLa contaminación con agua es una de las preocupaciones más grandes en un gran número de aplicaciones. En algunas industrias y ambientes, el agua es mucho más dañina que la contaminación con partículas sólidas y con frecuencia no se toma en cuenta como la principal causa de fallas en componentes. Para ciertas aplicaciones, incluso una pequeña cantidad de agua puede tener impactantes efectos en la producción y la maquinaria.
El agua puede existir en tres estados o fases:
- Agua disuelta: caracterizada por moléculas de agua individuales dispersas a través del aceite, similar a la humedad del aire. El agua disuelta no puede ser vista en el aceite y normalmente está presente en cantidades inferiores a 100 ppm de agua a 40° C.
- Agua emulsionada: cuando el agua presente en el aceite es demasiada, las moléculas de agua dispersas comienzan a saturar al aceite; similar a la formación de niebla. Normalmente esto ocurre con niveles de agua por encima de 100 ppm a 40° C.
- Agua libre: se forma cuando la adición de agua conduce a una separación de fases entre los dos componentes líquidos, produciendo una capa de agua y otra de aceite. Esto es similar a la formación de lluvia y corresponde a niveles de agua muy por encima de 100 ppm a 40° C.
Hay varios métodos para determinar el nivel de contaminación con agua en los fluidos. El método Karl Fischer (KF) por titulación coulométrica es uno de los más más precisos.
A diferencia de otras técnicas, éste método puede detectar bajos niveles de agua libre, emulsionada y disuelta (mismos que no pueden ser detectados por otros métodos, como el de crepitación). Cuándo este método es usado correctamente, es capaz de medir niveles de agua tan bajos como 1 ppm o 0.0001 % en volumen.
La titulación es un análisis químico que determina el contenido de una sustancia, en este caso el agua, mediante la adición de un reactivo de concentración conocida en cantidades cuidadosamente medidas, hasta que se completa una reacción química. Hay dos tipos de tituladores Karl Fischer: tituladores coulométricos y tituladores volumétricos. La principal diferencia entre ambos es que en el método volumétrico el reactivo titulador se agrega directamente a la muestra por medio de una bureta. Inversamente, con el método coulométrico el reactivo titulador se genera electroquímicamente en la celda de titulación. El método coulométrico mide niveles de agua mucho más bajos que el método volumétrico.
Se ha propuesto el siguiente esquema reactivo para la titulación por Karl Fischer:
ROH representa un alcohol, como metanol o etanol.
En el método coulométrico, la celda de titulación consiste en dos partes: un compartimiento catódico y otro anódico, separados por un diafragma cerámico. El compartimiento anódico contiene la solución anódica que incluye dióxido de azufre (SO2), yodro (I–) e imidazol necesarios para la reacción química. Metanol o etanol son usualmente utilizados como un solvente.
En la titulación coulométrica, el yoduro (I2) es generado electroquímicamente a partir del yodo (I–). Cuando el yoduro (I2) hace contacto con el agua de la muestra, el agua es titulada de acuerdo al esquema de reacción mostrado arriba (ecuaciones No 1 y No 2). Una vez que toda el agua disponible ha reaccionado, la reacción está completa. La cantidad de agua en la muestra se calcula midiendo la cantidad de yoduro (I2) generado electroquímicamente a partir del yodo (I–) de acuerdo a la siguiente reacción:
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Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América.