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Conductmetro de bajo costo Parte I: Diseo del circuito

por Bisang Juan, Groel Nstor y Pucheu Juan

En esta primera parte del artculo se detalla el diseo de un instrumento para medir la conductividad en nuestros acua-rios. Se discute el diseo y se aportan los resultados de la calibracin de los prototipos. El instrumento tiene una incertezaestimada de 1.5% con respecto a un conductmetro de laboratorio seleccionado como patrn. El costo total se estima en$36 (u$s 12) cmo mximo pudiendo ser menor.

1. IntroduccinLa conductividad del agua que rodea a los seres que cuidamos y reproducimos en nuestros acuarios es uno de los

parmetros ms importantes que puede medir el acuarista. La presin osmtica que soportan los tejidos de los seres acuti-cos depende de la cantidad y tipo de substancias disueltas. A falta de un anlisis qumico detallado, puede usarse la conduc-tividad del agua para orientarnos sobre la calidad de la misma. No puede utilizarse la conductividad para determinar la can-tidad exacta de substancias o el tipo de sales disueltas si no se posee un anlisis qumico detallado, pero si puede utilizarsecon confianza para determinar niveles relativos o degradacin de la calidad del agua debido a la acumulacin de metaboli-tos.

Habitualmente los acuaristas desconocen el valor de la conductividad de sus acuarios por el slo hecho de no te-ner acceso a un instrumento econmico y fiable. A diferencia de los medidores de pH, los conductmetros poseen un elec-trodo (celda en este caso) fcilmente realizable por el aficionado y el circuito del medidor en si mismo es simple de llevar ala prctica sin poseer conocimientos de electrnica. Basta con un poco de paciencia y algo de buena mano para el bricolaje.

2. Principio de funcionamiento

Todo lo referente a la teora sobre la conductividad de los lquidos debe ser buscado en la seccin de qumica denuestro sitio. En este artculo slo vamos a preocuparnos de como medirla con razonable precisin para un acuarista.

Para poder evaluar la conductividad de un determinado lquido, basta con permitir circular una corriente alterna atravs de un volumen preestablecido y medir la resistencia del lquido delimitado por el mismo.

Habitualmente se construye a estos fines una celda de medidas fsicas definidas que contiene dos o ms electro-dos responsables de poner en contacto la electricidad con el lquido. Los electrodos definen el volumen de la celda ya queposeen un rea determinada y estn separados por una distancia conocida. Si bien la definicin de conductividad presuponeuna celda de 1 cm 3, podemos alterar las dimensiones fsicas siempre y cuando tengamos en cuenta este hecho.

Existe un mtodo alternativo para evaluar la conductividad de un lquido pero no ser utilizado en nuestro medi-dor. En lquidos con conductividades cercanas a la del agua marina suele preferirse la medicin de la conductividad en for-ma indirecta evaluando la variacin de la permisividad magntica en el seno de un campo magntico inducido sobre un vo-lumen conocido de lquido. En ese caso se calibra la respuesta del sensor en laboratorio a distintas conductividades y se lo-gra de esa manera que los electrodos no entren en contacto con el lquido para evitar as su rpida degradacin. Si biennuestro conductmetro puede medir agua marina, es recomendable en esos casos analizar la posibilidad de utilizar los mag-nticos de medicin indirecta ya que se prioriz en el diseo de este instrumento, responder a rangos de conductividad infe-riores a 10.000 S.

3. Los electrodos de nuestro medidor

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Primero resolveremos el problema de como realizar la celda de nuestro medidor, ya que dependiendo de ella esque fijaremos los parmetros del circuito. Para hacerlo tendremos en cuenta los siguientes puntos.

3.1. Cantidad de electrodos

Es habitual en los medidores de laboratorio encontrar celdas que poseen 4 electrodos. Estas celdas son diseadaspara minimizar los efectos de corrosin en los electrodos causados por la circulacin de la corriente utilizada durante la me-dicin. En los casos donde se realicen mediciones continuas de la conductividad durante perodos de tiempo prologado(semanas o meses) es particularmente recomendable adoptar esta modalidad, pero no es necesario hacerlo en nuestro caso.

La celda de dos electrodos es simple de construir y simplifica el circuito de medicin. Adoptaremos el esquemade dos electrodos en este conductmetro.

3.2. Material

En las celdas que sern utilizadas en lquidos corrosivos se utiliza habitualmente platino tratado especialmente,pero como los acuaristas medimos habitualmente lquidos no corrosivos, bastar con construirla de acero inoxidable. Estadecisin puede verse justificada en (Rocha et. al., 1997) , trabajo donde se demuestra que en el rango de lquidos que po-dra medir un acuarista, el inoxidable puede suplir perfectamente los onerosos electrodos de platino.

3.3. Dimensiones

Podemos alterar las dimensiones de nuestra celda de medicin con respecto a la definicin de conductividad,siempre y cuando tengamos en cuenta este factor en nuestro medidor. Hemos evaluado al menos una docena de alternativasdistintas para la construccin de la celda, pero la seleccionada fue la que aport las mejores relaciones de costo, linealidad,repetitividad y facilidad de construccin.

Es imposible asegurar que las celdas construidas por el aficionado posean la precisin necesaria para garantizarsiempre el mismo coeficiente de ajuste, por lo que no es conveniente disear un circuito que presuponga un coeficiente de-terminado en la celda, ya que desconocemos el valor exacto del coeficiente de cada celda construida. En la prctica bastacon calibrar el medidor y la celda juntos contra una solucin patrn de conductividad conocida, para que las medicionesposteriores tengan en cuenta correctamente el coeficiente de la celda.

En la tercer parte de este trabajo describiremos el armado de dos opciones de celda distintas, con aproximada-mente el mismo coeficiente. Ambas estn basadas en los mismos electrodos pero estn orientadas a distintos usos. El cir-cuito del conductivmetro ha sido diseado y dimensionado en base a esas celdas, pero el aficionado puede hacer modifica-ciones a la misma con pocas o ninguna modificacin al circuito.

4. El circuito o medidor propiamente dicho

El objetivo de este circuito es brindar al acuarista un instrumento que aproxime en forma confiable la conductivi-dad del agua de sus acuarios o de un biotopo. Estamos limitados principalmente por el presupuesto que debe ser realmentebajo, la facilidad de armado y la disponibilidad de los componentes electrnicos o de bricolaje.

A esas tres limitaciones debemos sumarle que deseamos un instrumento de mano que opere con bateras y deconsumo reducido, para poder utilizarlo durante un perodo prolongado sin preocuparnos de la recarga o reemplazo de lasmismas.

Nos hallamos claramente ante una solucin de compromiso, donde deberemos sacrificar algunas caractersticaspara obtener otras. Hemos trabajado con el objetivo que esta solucin presentada sea permisible en modificaciones de cir-cuito, dimensiones o implementacin. El objetivo es disear un instrumento que pueda construir cualquier acuarista y quepueda admitir variaciones generales en el diseo sin comprometer los resultados.

Los circuitos citados en las referencias cumplen con las condiciones del primer prrafo, pero no lo hacen con lasdel segundo. Estn diseados para ser utilizados con alimentacin de la red y adaptarlos al uso de batera no es directo, aun-que posible.


Algo que tienen en comn algunos de los circuitos referenciados es que utilizan un multmetro comercial paraobtener la lectura de la conductividad en lugar de construir un indicador propio. Nosotros tomaremos la misma decisin de-bido a que esto simplifica y economiza el proyecto. La produccin en escala permite que un multmetro comercial ya cons-truido sea ms econmico para el aficionado que adquiriendo todas las partes por separado y ensamblndolas. Los multme-tros comerciales son livianos y confiables (dentro de nuestros objetivos), ya vienen ensamblados en una cmoda caja y po-seen las bateras y alojamiento para las mismas. Para simplificar el armado final y uso, nuestro circuito debera poder utili-zar las bateras del propio multmetro y funcionar integrado a el.

Este ser el punto de complejidad de nuestro circuito, el poder adaptarse a ser incluido en el interior de un instru-mento que no fue diseado para medir conductividad. El circuito terico diseado debe funcionar entonces con cualquiermultmetro comercial, o al menos con gran variedad de ellos.

4.1. El circuito terico

En el diseo de este circuito tuvimos especial cuidado de recordar continuamente que sera construido por acua-ristas y no tcnicos electrnicos. Ninguno de los componentes seleccionados es de valor crtico y admite variaciones en suvalor nominal sin comprometer el funcionamiento del circuito.

No es el objetivo de un sitio de acuarismo analizar un circuito electrnico an en el rea de bricolaje, por lo tantoslo revisaremos los puntos relevantes del mismo. A nivel general, explicaremos los bloques que lo componen para enten-der como es que se puede medir la conductividad de un lquido y algunos puntos especficos que son importantes de remar-car.

Nota:El circuito aqui presentado es una actualizacin del circuito original publicado que mejoro la estabilidad del circuito ante el desgaste de labatera del multmetro. Si alguien estuviese interesado en el texto y circuito originales puede solicitarlos al webmaster de la asociacin.

Figura 1: Circuito terico del conductmetro.

Puede apreciarse en la Figura 1el circuito terico del conductmetro. Existen 4 zonas bien diferenciadas en elmismo.

l Zona I: En esta parte del circuito se genera la seal alterna que nos permitir alterar el sentido de la corriente enlos electrodos a la frecuencia que necesitamos. Se escogi una frecuencia cercana a los 1000Hz, pero carece deimportancia ajustar una frecuencia determinada en forma precisa. Debido a los componentes seleccionados parasimplificar el armado, la frecuencia real de trabajo ser un poco inferior a la escogida.

l Zona II: Aqu se ajusta la amplitud de la seal para adaptarla a las distintas celdas que pueda construir elaficionado y se amplifica la seal para no tener problemas, an ante variaciones en la conductividad de 3rdenes de magnitud.

l Zona III: Aqu es donde se realiza lo ms importante. Apenas la corriente atraviesa la celda, es amplificada ytransferida a la ltima etapa. Las resistencias R10 y R11 fijan en que escala estar trabajando el conductmetro.Utilizando la celda propuesta, la primera escala se obtiene seleccionando R10 y es de 0 a 200 S yseleccionando R11, de 0 a 2.000 S. Si el aficionado desease modificar estos rangos, debe modificar el valor deesas resistencias. En el caso que el aficionado construya una celda con un coeficiente no previsto en el circuito,pueden alterarse los valores absolutos de las mismas pero respetando la relacin necesaria para los factores deescala. En la implementacin del circuito prctico adems se debe tener en cuenta el punto decimal.


l Zona IV: Esta ltima etapa realiza dos funciones. La primera, a travs de P2, es ajustar el valor cero cuandola celda esta sin lquido y la segunda convertir la corriente oscilante generada en la primer zona en un valor decorriente continua que nuestro multmetro pueda leer.

Un tema importante es el amplificador operacional seleccionado. Se ha elegido un circuito integrado relativa-mente comn, econmico y fcil de conseguir en casas especializadas de electrnica, el TL064. No obstante, ante dificulta-des para obtenerlo, puede ser reemplazado en forma directa por el TL084, que es un circuito utilizado en la industria elec-trnica por ms de 20 aos y por lo tanto es de muy fcil adquisicin. Ambos circuitos integrados son intercambiables ennuestro diseo, pero el TL084 consume 15 veces ms corriente que el TL064, aunque el circuito total, incluyendo el mult-metro, consume slo 6 veces ms.

Hay que tener en cuenta que estamos utilizando circuitos de bajo coste, por lo que no podemos exigirle caracte-rstica de otros de mayores prestaciones. Una de las limitantes de esta eleccin es que en algunas presentaciones de ese cir-cuito integrado, la corriente de entrada no permitira garantizar la linealidad absoluta de la sonda en una escala que poseaun mximo de 20 S.

El circuito ha sido protegido contra colocacin errnea de las bateras, pero sea cuidadoso de todas maneras conla polaridad de la misma. El circuito ha sido protegido contra variaciones en el voltaje de la bateria causado por el desgasteo agotamiento de las mismas. De la medicin de los prototipos se obtuvo que no existe variaciones en la calibracin hastaun voltaje de bateria de 7 volts (60% del voltaje nominal de la misma) donde el circuito del multmetro anuncia la seal debatera agotada. An disminuyendo el voltaje hasta 6.4 volt el valor calibrado no cambia pero por debajo del mismo el mul-tmetro deja de funcionar correctamente (a pesar que nuestro circuito sigue haciendolo) y debe remplazarse la bateria. Enresuimdas cuentas, an luego de obtener un aviso por parte del multmetro de cambio de bateria, el acuarista puede seguirmidiendo un tiempo sabiendo que los resultados son correctos, aunque se recomienda el cambio inmediato de la misma poruna de repuesto.

Un inconveniente de montaje puede encontrarse en la eleccin de R10 y R11. Si estos valores no son selecciona-dos de manera tal que su relacin sea exactamente la deseada en el cambio de escala, habitualmente 10:1, pueden introdu-cirse variaciones en el valor medido en cada escala. El peor caso observado en los prototipos, con resistencias al 5% de to-lerancia seleccionando mediante un multmetro un par ptimo, fue menor a 2 S en una medicin cercana a los 200S. En-tendemos que esta diferencia no es relevante para un acuarista, pero debemos tener en cuenta seleccionar correctamenteesas dos resistencias para mantener esta fuente de error al mnimo. Debido al hecho que estamos trabajando todo en la mis-ma escala del multmetro, en realidad 200 S en la menor escala del instrumento representa 200 mV, mientras que en laotra escala representa 20mV. Esto acarrea un problema adicional y es una desviacin extra agregada por el propio instru-mento al medir valores tan sisimiles de voltaje y es debido a que por su bajo costo, no es todo lo lineal que se esperara. Es-te hecho es independiente de nuestro circuito y mejora o se reduce con multmetros de mayor costo. El peor error total ob-servado en los prototipos al realizar el cambio de escala, atribuidos a incertezas en el cociente de las resistencias R10/R11sumado al propio error del multmetro, fue como mximo de 3S en lecturas cercanas a los 200S.

Es oportuno hacer otra observacin. A pesar que no es aplicable la medicin en TDS en acuarios, o por lo menosno es conveniente utilizarla, no se trata ms que de un factor de correccin de 0.5 a la medicin en S. Si las resistenciasR10 y R11 se eligen con factor 2 una escala indicara S y la otra TDS (en el sentido estndar de la definicin). Si se deseaque el conductmetro mida en TDS en todas las escalas, simplemente debe recalibrarse P1 con la solucin calibradora de-seada y el medidor entonces trabajar con la escala seleccionada.

En caso que el acuarista no necesite disponer de dos escalas distintas, simplemente puede obviarse S2 y una delas dos resistencias. Esto puede ser de utilidad para personas que poseen todos sus acuarios en un rango muy especfico deconductividad, por ejemplo 100 S, donde con la escala de 200S posee rango suficiente de medicin, o donde 1S es pre-cisin suficiente y con la escala de 0-2000 S se cubren las necesidades normales. Al poseer una sla escala, el error intro-ducido por camboi de escala no es observable.

Si bien el circuito podra funcionar en varios rangos de salida en voltaje, utilizamos el de 200mv para asegurar-nos quedar dentro del rango de linealidad del amplificador operacional en las condiciones de este circuito. Este rango sueleser el que posee el menor error porcentual en los multmetros de bajo costo. Las resistencias R10 y R11 fueron selecciona-das para que el rango de voltaje en la celda se mantenga por debajo de los 500mv para reducir los posibles efectos sobre el


lquido medido.

Por ltimo es necesario aclarar que la resistencia R1 fue incluida nicamente por el hecho que algunos circuitosde multmetros comerciales la necesitan cuando se alimenta un circuito integrado de su propia batera y la medicin es conrespecto a la referencia a tierra generada en el propio circuito. En la mayora de los casos, includo el nuestro, no es necesa-rio utilizarla.

4.2. Costo del conductmetro

Para realizar el conductmetro se necesitan los materiales listados en el anexo I en la Tabla 1. Como puede ob-servarse el costo final es menor a $36 (U$S12). Teniendo en cuenta que interruptores se utilicen en S1 y S2 y si se utilizanambos interruptores, el costo puede reducirse. La compra en forma mayorista o grupal puede reducir tambin el costo final.Se debe tener en cuenta que los componentes electrnicos muchas veces se venden de a 50 o 100 unidades, como es el casode resistores, diodos y condensadores.

Si se observa la lista de componentes podr observarse que hay dos opciones con los interruptores. Debe selec-cionarse una u otra teniendo en cuenta el montaje final del instrumento. La opcin B es de menor tamao y ms fcil deinstalar en la caja, pero es mas costosa y, con el uso, algunos de los interruptores presentaron fallas.

4.3. Observaciones sobre el ajuste de temperatura automticoEste es un punto que deliberadamente hemos dejado afuera de este circuito para no complicar la realizacin de la

celda o el mismo. Los conductmetros comerciales toman tres posiciones con respecto a este tema.

1. No ajustan la conductividad en funcin de la temperatura2. La ajustan asumiendo una variacin del 2% por grado de diferencia.3. Permiten que el usuario ajuste la curva de variacin.

La primera opcin es la que hemos asumido nosotros, pero implica que el acuarista deber tener que anotar elvalor de la conductividad medido y la temperatura del lquido cuando utiliza este instrumento en campo. Si se conoce lamanera en la que el lquido medido vara su conductividad con la temperatura o decide utilizar el promedio del 2% por gra-do, entonces simplemente puede ajustar manualmente a posteriori el valor medido en campo. Para su uso en acuarios puedeobviarse el error que se comete por no tener en cuenta la temperatura, ya que habitualmente la temperatura del acuario sermuy cercana a los 25c y se mantiene razonablemente estable en el tiempo.

5. Ajuste del conductmetroSi realizamos todos los pasos correctamente el conductmetro debe funcionar sin inconvenientes ya que no exis-

ten puntos crticos en el circuito. No encontramos problemas en el armado de los prototipos. Es fundamental el ajuste pre-vio y en orden para garantizar el buen funcionamiento y la confiabilidad de la medicin.

Antes de utilizarlo debe ajustarse el conductmetro para que indique cero estando la celda seca. Para ello se gi-rar P2 en el sentido especificado en el instructivo de montaje hasta obtener un valor igual a cero.

Luego de ajustar el cero del equipo, se sumerge la celda con una solucin patrn y se ajusta P1 para mostrar elvalor indicado. Se enjuaga la celda con agua destilada dos o tres veces hasta observar que la medicin del agua destilada esapropiada a la calidad utilizada. Las de laboratorio deberan tener una conductividad menor a los 2 S.

Por lo observado en los prototipos no hay corrosin en el tiempo o dao observable en los electrodos de medi-cin que obligue a recalibrar por este motivo, pero si es importante hacerlo cuando se midan frecuentemente lquidos corro-sivos o se almacene por perodos prolongados el electrodo mal lavado o humedo. De todas maneras recomendamos comoprctica apropiada recalibrar una vez por bimestre o cada 50-100 mediciones realizadas. De todas maneras, con las calibra-ciones sucesivas el aficionado determinar la frecuencia de la misma en funcin de sus necesidades y respuesta de su con-ductmetro en particular.

6. Verificacin de los prototipos


Cabe aclarar que los circuitos fueron verificados utilizando el multmetro seleccionado en la segunda parte.Cualquier error introducido por el multmetro repercutir en nuestras mediciones. El aficionado no necesita hacer estas ve-rificaciones, nosotros las realizamos para validar el diseo propuesto y demostrar la incerteza del resultado. Verificamos elcircuito con dos procedimientos distintos.

El primer procedimiento es verificar la linealidad del circuito propiamente dicho, independientemente de la son-da. Para ellos medimos resistencias (de las utilizadas en electrnica) con valores conocidos. Los resultados de esa medicinpueden observarse en la Figura 2. Si se analiza la correlacin de las mediciones reales con respecto al valor esperado teri-co, se puede obtener un parmetro que nos indica que tan bien se aproxima el comportamiento de los resultados a una recta.En nuestro caso, un resultado con estas caractersticas implica que el circuito se comporta en forma lineal. Los resultadosindican una correlacin de 0.9999955 entre el modelo terico y la medicin del conductmetro, lo cul es ms que suficien-te para suponer que nuestro circuito se comporta en forma lineal. Si bien para el anlisis del modelo se considero incertezasen las dos variables, en el grfico de la Figura 2 no se han graficado las mismas para simplificar su lectura a los aficiona-dos no acostumbrados a ellas.

Figura 2: Grfico mostrando los resultados obtenidos en el anlisis de linealidad del circuito con respecto a resistencias conocidas. El circui-to fue ajustado para que la lectura indique 1000 S al usar una resistencia 1K?.

Para el segundo criterio, instalamos la sonda y probamos con lquidos reales. Tomamos como referencia de me-dicin un conductmetro de laboratorio marca Oakton , modelo Portable pH/CON 10, y los resultados los referiremos a losobtenidos con ese conductmetro. El error de este instrumento es 1% como mximo segn el fabricante. Realizamos dospruebas distintas, pero en ambos casos mantuvimos la temperatura de las soluciones dentro del rango 24.5-25.5 c. El con-ductivmetro de laboratorio elegido posee ajuste automtico de temperatura pero nuestro conductmetro no, razn por lacual acotamos las diferencias que podran producirse reducindolas al 1% (la mitad del 2% asumido por el conductmetrode ajuste por grado centgrado).

En la primer prueba poseamos solucin patrn para calibracin de 1413 S segn estndares e incertezas nomi-nales. Ajustamos el conductmetro de laboratorio a esa solucin patrn y luego ajustamos al mismo valor los dos prototiposevaluados. Los resultados mostrados en las grficas y correlaciones son el promedio de la medicin de los dos prototipos.

Luego de ajustar los tres instrumentos a ese valor, diluamos la solucin aproximadamente al 50% y se volva amedir. No tuvimos especial cuidado en la dilucin debido a que estamos usando el conductmetro de laboratorio como pa-trn y no la solucin en si misma. Son los resultados de este los que tomaremos como vlidos para evaluar nuestro conduc-tmetro. Los resultados pueden observarse en la Figura 3 y Figura 4.


Figura 3: Grfico mostrando los resultados obtenidos al medir una solucin patrn diluida en varias proporciones distintas, comparando losresultados obtenidos del conductmetro a evaluar con uno de laboratorio de precisin conocida.

Figura 4: Grfico mostrando las diferencias absolutas entre las mediciones del conductmetro propuesto y un conductmetro de laboratoriode precisin conocida. La zona debajo de la recta de error porcentual define un rea donde el error mximo esta acotado en 1.5%.

Es importante acotar que la correlacin en este caso dio menor que la obtenida en la prueba sin sonda, pero sigueindicando an que puede tomarse como lineal la respuesta del conductmetro. La correlacin de la medicin con respecto alconductmetro de laboratorio es 0.999985. Este es un resultado excelente para un instrumento tan simple como el propuestoen este artculo, si tenemos en cuenta que el conductmetro de referencia tiene un valor 80 veces mayor. Al igual que en elcaso anterior, se tuvieron en cuenta las incertezas para el anlisis pero no fueron includas en el grfico.

Para la segunda prueba, poseamos dos ampollas de una solucin de referencia utilizada en espectrografa de lla-ma, cuyo fabricante indica que, al disolverlo en una proporcin 1:50, se obtiene una conductividad de 500S. Diluimos lasampollas segn especificado pero debido a que carecamos de instrumental preciso para garantizar la correcta dilucin, la


conductividad de la solucin fue de 486 S medido con el conductmetro de laboratorio (el mismo haba sido calibrado du-rante la primer parte). Repetimos los pasos realizados con la solucin patrn y obtuvimos los resultados de Figura 5 y Fi-gura 6. La correlacin en este caso resulto ser 0.999997.

Figura 5: Grfico mostrando los resultados obtenidos al medir una solucin de conductividad medida, diluida en varias proporciones distin-tas, comparando los resultados obtenidos del conductmetro a evaluar con uno de laboratorio de precisin conocida.

Figura 6: Grfico mostrando las diferencias absolutas entre las mediciones del conductmetro propuesto y un conductmetro de laboratoriode precisin conocida. La zona debajo de la recta de error porcentual define un rea donde el error mximo esta acotado en 1.5%.

Los resultados de ambos procedimientos, y el hecho que los grficos resultantes son en todos los casos aproxi-mado por una recta, indican que nuestro instrumento puede asumirse de comportamiento lineal y comparable a un conduct-metro de laboratorio. La utilizacin de acero inoxidable para los electrodos ha resultado una eleccin acertada tal como ha-ba sido descripta en (Rocha et. al., 1997) .

De las pruebas realizadas puede concluirse que asumir como error instrumental general un valor del 1.5% (ms


las variaciones originadas por la temperatura) es una medida razonable y pesimista del error del conductmetro en generalen las mediciones intermedias al valor de calibracin. Las mediciones fueron realizadas sin cambiar la escala. En ninguncaso evaluado, las diferencias entre el conductmetro de laboratorio y este circuito fueron mayores a este valor. Este errorimplica una variacin mxima de 3 S al medir agua con 200 S de conductividad, por lo que se considera un error muyrazonable para un acuarista. Debe tenerse en cuenta adems el error de cambio de escala que debe ser evaluado por cadaacuarista observando el cambio producido en su conductmetro, pero que no aplica esencialmente a la medicin de la con-ductividad sino a la lectura de valores obtenidos en escalas distintas.

7. ConclusionesSe ha podido construir un instrumento para medir la conductividad, con un error mximo estimado de 1.5%

con respecto a un conductmetro de laboratorio, precisin ms que suficiente para un acuarista. El costo final de aproxima-damente $35 lo convierte en un equipo muy econmico. El costo del conductmetro es inferior al costo de los indicadoresqumicos adquiridos normalmente para realizar mediciones de otros parmetros, con la ventaja que este instrumento ser delarga duracin. El error final en la medicin es aceptable en todo el rango, tanto en forma absoluta como relativa.

Slo es importante resaltar dos hechos que sern tenidos en cuenta en futuros desarrollos. Dotar al conductmetrode ajuste automtico de temperatura para mejorar la comodidad de lectura en trabajo de campo (la falta de esta caractersti-ca no es relevante al mediar agua de acuario), y el desarrollo de un electrodo que permita la medicin en forma continuapara su utilizacin en el control permanente de acuarios en conjunto con la medicin de otros parmetros.

Enlaces al resto del artculo:

Parte II: Montaje prcticoParte III: Construccin de la celda

8. Anexo I: Listado de materiales y costos

Tabla 1: Listado de materiales y costos involucrados en la construccin del conductmetro en septiembre del 2006.

Item Costo en$ Observaciones

CELDA

2 Tornillos inoxidable de 13 mm de largo y 2.5mm de dimetro 1.3000

Pipeta eppendorf 2ml 0.5000

Subtotal 1.8000

CIRCUITO

R1 27K? 0.0250 No siempre es necesario su adquisicin

R2 100K? 0.0250

R3 100K? 0.0250

R4 100K? 0.0250

R5 100K? 0.0250

R6 100K? 0.0250

R7 100K? 0.0250

R8 100K? 0.0250

R9 100K? 0.0250

R10 1.8K? 0.0250

R11 18K? 0.0250

R12 100K? 0.0250

R13 100K? 0.0250

R14 100? 0.0250

R15 100K? 0.0250


Item Costo en$ Observaciones

R16 10K? 0.0250

R17 100K? 0.0250

P1 100K? 2.7000 15 vueltas

P2 100K? 2.7000 15 vueltas

D1 1N5819 0.0300

D2 1N4148 0.0300

D3 1N4148 0.0300

C1 100nf 0.1200 multicapa

C2 4.7nF 0.1200 multicapa

C3 100nF 0.1200 multicapa

C4 100nF 0.1200 electroltico x 16 volt, radial, 8mm de alto mximo

U1 Amplificador operacional TL064 1.0000

U2 Referencia de tensin de 1.2 volt 2.0000

Placa circuito impreso virgen 50mm x 50mm 0.9000

Conectores y cables varios 0.2500

Multmetro utilizado en Parte II 18.3000

Subtotal 30.6200

Opcin A

Switch S1 1.5000 Switch doble inversor base cubica 8.5mm

Switch S2 1.5000 Switch doble inversor base cubica 8.5mm

Total A 33.6200

Opcin B

Switch S1 2.6000 Switch doble inversor base cubica 6mm

Switch S2 2.6000 Switch doble inversor base cubica 6mm

Total B 35.8200

9. Bibliografa1. Carter B. - A Single-Supply Op-Amp Circuit Collection - Texas Instrument Application Report SLOA058

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Converters - Intersil Application Note August 30, 2006 AN9609.3

10. GlosarioAgua destilada: Agua sometida a un proceso de evaporacin y recondensacin. Este proceso produce un agua


muy pura ya que todo slido disuelto queda retenido en el primer paso.Conductmetro: Es un instrumento que permite la medicin de la conductividad de un lquido. Tambin sonllamados ocasionalmente conductivmetros. Para ms informacin sobre este trmino...Conductividad: Capacidad de conducir la corriente elctrica por los iones presentes en una solucin. El aguapura es mala conductora de la electricidad, debido a que su capacidad de ionizarse es muy limitada. Cuantosms iones se encuentren presentes en el agua mayor ser su conductividad. Para ms informacin sobre estetrmino...Multmetro: Es un instrumento que permite la medicin de varias magnitudes elctricas en una misma unidad.Habitualmente permiten medir resistencia, voltage y corriente. Tambin son llamados vulgarmente polmetros otester, dependiendo el modismo del pas.pH: Forma de expresar la acidez, o sea la concentracin de H

3O +. En qumica se define el operador matemtico

p como logaritmo de la inversa de, en este caso aplicado a H3O +. Al ser una escala logartmica el cambio de

una unidad de pH equivale a un cambio de 10 unidades en la acidez. En la escala de pH neutro es 7, cidovalores menores a 7 y alcalino o bsico valores mayores a 7. Para ms informacin sobre este trmino...Solucin: Accin y efecto de resolver una duda o dificultad. En qumica dicese de la mezcla homognea de doso ms sustancias. Suele llamarse soluto al que esta en menor proporcin y solvente al que esta en mayor, perono siempre es as. El agua del acuario es una solucin de numerosos solutos, siendo el agua el solvente.


1 Introduccin2 Principio de funcionamiento3 Los electrodos de nuestro medidor3.1 Cantidad de electrodos3.2 Material3.3 Dimensiones

4 El circuito o medidor propiamente dicho4.1 El circuito terico4.2 Costo del conductmetro4.3 Observaciones sobre el ajuste de temperatura automtico

5 Ajuste del conductmetro6 Verificacin de los prototipos7 Conclusiones8 Anexo I: Listado de materiales y costos9 Bibliografa10 Glosario

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