Diseño de un medidor de conductividad eléctrica de soluciones salinas, haciendo uso de una celda de conductancia calculable, para calibración de una sonda tetrapolar utilizada en la medición de impedancia eléctrica en tejido humano

Abstract

En el presente trabajo se diseñó e implementó un medidor de conductividad eléctrica para solución salina, el cual usa el método de Van der Pauw y una celda calculable tipo Morón. El factor de celda para este tipo de celda es constante y sólo depende de su geometría, por lo tanto, puede ser utilizada como estándar primario. El rango de medición del instrumento es de 80 mS/cm a 5200 mS/cm, valores de conductividad eléctrica de interés en el estudio de detección temprana de cáncer. Para estudiar las propiedades eléctricas de los tejidos y detectar precozmente el cáncer, es necesario utilizar una sonda de medición, por ejemplo, una sonda tetrapolar. Muchas sondas de medición no son calculables, por lo tanto, necesitan ser calibradas con una celda de estándar primario. Los estudios que se están haciendo en la Universidad Industrial de Santander para la detección de cáncer de cuello uterino están basados en una sonda de medición tetrapolar que necesita ser calibrada. El método de Van der Pauw necesita la conmutación de los electrodos de corriente (dos electrodos) y electrodos de medición de voltaje (dos electrodos). Las señales de corriente fueron implementadas con un generador de pulsos, un filtro pasa bajas y una fuente de corriente Howland, y la medición de voltaje con un amplificador de instrumentación y un medidor de RMS real. Un multiplexor analógico fue utilizado para la conmutación, y el proceso de control del dispositivo fue hecho con un microcontrolador de ocho bits de Motorota. El dispositivo diseñado fue probado con soluciones salinas, NaCl, de diferentes concentraciones. Estas soluciones fueron obtenidas diluyendo NaCl al 0.9% en agua destilada. Se obtuvieron medidas de conductividad eléctrica con una incertidumbre de 1.602% y una desviación estándar de 1.644%, en el peor de los casos.