El pH es una magnitud importante que refleja las condiciones químicas de una solución. El pH puede controlar la disponibilidad de nutrientes, las funciones biológicas, la actividad microbiana y el comportamiento de las sustancias químicas. Por ello, la monitorización o el control del pH del suelo, del agua y de los alimentos o bebidas es importante para una amplia variedad de aplicaciones.

Agricultura y jardinería

El suelo es un sistema complejo en el que intervienen muchos factores diferentes que se ven afectados por el pH del suelo, como la actividad microbiana, el crecimiento de los hongos, la disponibilidad de nutrientes y el crecimiento de las raíces.

En condiciones ácidas, muchos minerales del suelo se vuelven solubles, liberando metales tóxicos como el aluminio. Algunos nutrientes, como el fósforo y el molibdeno, se vuelven menos disponibles a valores de pH más bajos. En condiciones alcalinas (básicas), el suelo puede ser deficiente en nutrientes como el zinc, el cobre, el hierro, el manganeso, el boro y el fósforo.

La mayoría de las plantas tienden a desarrollarse mejor en el rango de pH de aproximadamente 6,0 a 7,0, que es el rango en el que la mayoría de los nutrientes están disponibles. Sin embargo, algunas plantas prefieren condiciones más ácidas o básicas, como los arándanos (4,0-6,0) o el jacinto (6,5-7,5).

Cuando el pH del suelo está fuera del rango deseado, se puede alterar el pH añadiendo material ácido (por ejemplo, azufre nativo) o básico (por ejemplo, cal) al suelo. Para corregir el pH de un suelo ácido mediante el encalado, debe realizarse un análisis de la acidez intercambiable para poder calcular la cantidad de cal necesaria.

Acuicultura y ecosistemas acuáticos

El agua con un pH demasiado bajo o demasiado alto puede ser perjudicial para los peces y otros seres acuáticos. Con un pH bajo, los metales tóxicos, como el aluminio, pueden entrar en el agua en mayores concentraciones, algunas sustancias químicas que contienen nitrógeno se vuelven más tóxicas y los procesos metabólicos de los peces pueden ser menos eficientes. El agua con un pH inferior a 5 puede inhibir la reproducción o provocar la muerte, y los peces jóvenes y otros organismos acuáticos son especialmente susceptibles. El agua con un pH inferior a 6,5 puede inhibir el crecimiento.

A valores altos de pH (como >9), la mayoría de los iones de amonio se convierten en amoníaco, que es tóxico para los peces. Este problema se agrava con temperaturas más altas. El agua con pH entre 9 y 10 tenderá a inhibir el crecimiento, y el agua con pH de 11 o superior matará a los peces.

El rango de pH de 6,5-9 es aceptable para la mayoría de los peces. En los acuarios y otros sistemas acuáticos cerrados, es importante que el agua esté suficientemente tamponada (normalmente con iones de bicarbonato y carbonato) para evitar los cambios bruscos de pH.

Tratamiento del agua

Ya sea para tratar el agua potable o las aguas residuales, el pH es importante. El pH del agua potable debe estar entre 6,5 y 8,5. El agua potable con un pH bajo puede degradar las tuberías, haciendo que metales tóxicos como el cobre y el plomo se filtren en el suministro de agua. El agua con un pH demasiado alto tiene un sabor desagradable y la eficacia de los desinfectantes, como el cloro, disminuye.

En el tratamiento de las aguas residuales (por ejemplo, aguas negras o residuos industriales), el pH se controla para que las reacciones químicas o microbianas deseadas se produzcan con la mayor eficacia posible. Los operadores controlan y ajustan cuidadosamente el pH para responder a los cambios en las condiciones químicas o microbiológicas.

Mantenimiento de las piscinas

Las piscinas suelen tener valores de pH en el rango de 7,2 a 7,8. Si el pH es demasiado alto, la eficacia del desinfectante de cloro es demasiado baja, lo que hace que la piscina sea susceptible al crecimiento de algas e impide que elimine eficazmente los virus y las bacterias. Si el pH es demasiado bajo, el agua se vuelve irritante para los ojos y la nariz, y puede corroer el yeso o las superficies metálicas.

Industria alimentaria

En la industria alimentaria, el pH se mide para comprobar la calidad, controlar la actividad microbiana, controlar el sabor y otras propiedades, y prolongar la vida útil de los alimentos. En la leche, el pH se analiza para comprobar si hay impurezas o infecciones. El pH también se ve afectado por la acidificación de la leche y la maduración de la nata, y el pH determina si el queso será blando o duro. El pH de la nata también determina si la mantequilla será ácida o dulce. Para la producción de yogur, el pH de la leche cultivada se mantiene bajo para mantener un entorno deseable para una actividad microbiana adecuada.

El pH de los alimentos también se utiliza para controlar su calidad. Por ejemplo, un pH demasiado alto puede indicar que la carne está degradada.

Para muchos alimentos, el pH debe mantenerse dentro de un rango estrecho para que el alimento pueda conservarse durante más tiempo. Por ejemplo, la masa para hornear pan se acidifica para prolongar la vida útil del pan, al igual que las salsas como la mayonesa. Cuando se enlatan alimentos poco ácidos (con un pH < 4,6), hay que tener especial cuidado para matar las esporas bacterianas, ya que pueden crecer cuando el pH es superior a 4,6, pudiendo causar botulismo.

Elaboración de cerveza y vino

De forma similar a otros procesos que implican actividad microbiana, el pH afecta a muchos aspectos diferentes del proceso de elaboración de cerveza. En particular, el pH del mosto controla el comportamiento de varias enzimas utilizadas en la elaboración de la cerveza, y debe estar entre 5,3 y 5,8 para la mayoría de los macerados.

El pH del vino debe mantenerse a un nivel bajo para evitar que las bacterias lo degraden. Los vinos con un pH más bajo tienden a madurar más lentamente y son menos susceptibles de estropearse. El pH del vino también afecta a su sabor, ya que los vinos más ácidos tienden a ser secos. Los valores de pH de los vinos suelen estar entre 3,0 y 4,0, y los vinos blancos suelen tener valores de pH más bajos que los tintos.