Sensore di conducibilità elettrica on-line

Principio di misura

La conducibilità elettrica esprime la capacità di una soluzione di trasportare corrente ed è direttamente correlata alla concentrazione totale di ioni disciolti. La cella a contatto applica una tensione alternata tra due (o quattro) elettrodi in grafite o titanio platinato e misura la corrente. La cella induttiva utilizza due bobine toroidali immerse, eliminando il contatto galvanico e l'effetto polarizzazione: è la scelta obbligata su acque sporche, reflui, acque marine e processi chimici aggressivi.

Il valore viene riportato a 25 gradi Celsius con una compensazione di temperatura: lineare (circa 2% per grado) oppure non lineare per le acque naturali secondo EN 27888; le acque ultrapure richiedono compensazioni dedicate.

Range tipico

Acque potabili: in genere 200-1.000 µS/cm (il D.Lgs. 18/2023 indica 2.500 µS/cm a 20 °C come parametro indicatore). Acque di pozzo molto mineralizzate: oltre 1.000 µS/cm. Acqua osmotizzata: 1-50 microS/cm. Acqua ultra-pura per usi farmaceutici/elettronica: 0,055-1 microS/cm. Reflui civili: 1-3 mS/cm. Reflui industriali: 5-50 mS/cm. Salamoie e soluzioni di processo: decine o centinaia di mS/cm. La costante di cella K (cm^-1) va scelta in base al range: K=0,01 per acque ultra-pure, K=0,1-1,0 per acque potabili e processo, K>=10 per induttive su salamoie.

Calibrazione

La taratura si esegue con soluzioni standard tracciabili a 25 gradi Celsius: KCl 0,01 M (1.413 microS/cm), KCl 0,1 M (12,88 mS/cm), NaCl al 5% per induttive su salamoie. ISO 15839 descrive le prove di prestazione; il metodo di riferimento di laboratorio è UNI EN 27888 con conducimetro da banco tarato.

Manutenzione e drift

Le celle a contatto in grafite tendono a sporcarsi: la pulizia con HCl 5% o detergente non ionico ripristina la costante di cella. Le celle induttive sono molto più robuste e tipicamente richiedono solo una rimozione meccanica del biofilm ogni 6 mesi. La deriva di una cella induttiva è in genere molto contenuta.

Quando usarlo

Indispensabile su impianti di osmosi inversa (controllo qualità permeato, calcolo della reiezione), su circuiti di acqua demi per generatori vapore, su torri evaporative (controllo TDS e spurgo automatico), su scarichi industriali (controllo conducibilità totale), su salamoie e su acque marine. In potabilizzazione è indicatore precoce di intrusioni saline o miscelazioni anomale.

Confronto con metodo normato di laboratorio

Il metodo di riferimento è EN 27888:1993 / ISO 7888 con strumento da banco tarato. Lo scarto tra on-line e laboratorio è di solito di pochi punti percentuali. Per acque ultra-pure (sotto 1 microS/cm) la misura è fortemente influenzata da CO2 atmosferica e va eseguita in flow-cell chiusa.

Integrazione SCADA / IoT

Uscite standard 4-20 mA, Modbus, Profibus, HART. Su impianti RO il trasmettitore espone simultaneamente conducibilità alimento, permeato e calcolo della reiezione. Allarmi automatici su soglia abilitano lo spurgo torre o l'isolamento della linea.

Limiti

La conducibilità è un parametro aggregato: non distingue tra ioni e non sostituisce un'analisi quantitativa di metalli, nitrati o cloruri. Su reflui con forte stratificazione termica la compensazione lineare introduce errori; su soluzioni non acquose (solventi) la misura non è affidabile.