microsensors d'anàlisis de gasos
L'ús del foc alimentat pel gas natural per a escalfar aigua fa difícil pensar en com les micro i nanotecnologies poden ajudar a millorar aquesta experiència. Aquestes tecnologies poden servir, per exemple, per a mesurar la qualitat del gas natural en el moment i a més en el propi domicili del consumidor. Aquest petit dispositiu és capaç de fer-ho. Compleix la funció de les màquines grans i cares dels laboratoris, recollint les característiques del gas natural. El resultat cal i immediat.
ENRIQUE CASTAÑO; Responsable del projecte CICmicrogune: El gas té molts orígens a Algèria, la Mar del Nord, Rússia,… i tots tenen un poder calorífic diferent. No té massa importància des del punt de vista del gas que arriba a casa, però en els processos industrials és fonamental conèixer aquesta dada.
L'objectiu final del projecte és el desenvolupament d'un comptador de gas intel·ligent que inclogui el microdispositiu.
IRENE CASTRO; Carbonera, CICmicrogune: En resum, en aquest cas tenim un substrat piezoelèctric sobre el qual col·loquem elèctrodes metàl·lics, que són els que produeixen l'excitació mecànica sobre el substrat, es genera una ona que es propaga sobre la superfície i la velocitat varia segons l'entorn
Pensem que el sensor està en la peixera, en contacte amb el fluid. Doncs bé, és el propi sensor el que produeix l'ona, com si fos una martellada, i el propi dispositiu mesura com es propaga. El fluid que té damunt condicionarà la velocitat i l'amplitud de les ones a través de la superfície del microsensor. Com més espès o viscós sigui l'entorn, més difícil serà la propagació de l'ona.
ENRIQUE CASTAÑO; Responsable del projecte CICmicrogune: Llavors, mesurant l'amplitud de l'ona que arriba des del punt A fins al punt B o coneixent la velocitat a la qual es propaga, coneixerem la viscositat d'aquest gas i, per tant, el seu poder calorífic.
En el laboratori es fa el mateix. Caracteritzen diferents mostres de gas natural. El gas passa per aquests tubs i entra en la càmera, on es troba el sensor. La lectura de l'ona que arriba al punt B ens donarà les característiques del gas.
ANGEL GUTIERREZ; Dir. R+D, C.C.P.V. Som a la sala de control d'EDP-Naturgas, des d'aquí monitorem tota la nostra xarxa de distribució de gas
EDP-Naturgas és el líder de l'equip promotor del projecte. Els paràmetres que recullen aquí són la pressió i la temperatura de la xarxa de distribució. En el futur, mesuraran la qualitat del gas, és a dir, el seu poder calorífic, i en el domicili o en la pròpia fàbrica del client.
ANGEL GUTIERREZ; Dir. R+D, c.p Si coneguéssim la capacitat de calor en línia i de primera mà, també seríem capaces de vigilar els paràmetres de combustió, esmenar les fallades de combustió i d'alguna manera ser més eficient, estalviant energia i utilitzant el gas de forma més racional.
La idea és, a més, utilitzar aquesta dada per a calcular la quantitat a pagar, juntament amb els metres cúbics.
Hi ha edificis malalts. Als qui viuen o treballen en la zona els produeixen malestar i malalties a causa de la mala qualitat de l'aire. Fins ara, el confort d'una habitació es feia en funció de la temperatura, la humitat o, com a màxim, la quantitat de CO₂, i l'aire es climatizaba. No obstant això, l'aparició de fenòmens com la síndrome de l'edifici malalt ha demostrat que no és suficient i que la qualitat de l'aire també es mesura en funció d'altres components.
ENRIQUE CASTAÑO; Responsable del projecte CICmicrogune: Per exemple, l'olor de plàstic que hem percebut, l'olor de notícies que es nota en entrar en un cotxe, etc., són produïts per compostos volàtils orgànics: benzens, formaldehids,… En el mercat no hi ha microsensors capaços de mesurar aquests gasos. En CICmicrogune estem treballant perquè el control de l'aire sigui també intel·ligent en aquest àmbit.
Per a la detecció d'aquests gasos no s'utilitzen ones superficials. En aquest cas s'utilitzen nanorares, fils nanomètrics, molt més fins que un cabell. La resistència elèctrica d'aquests nanohers, és a dir, la seva capacitat per a conduir electricitat, varia en funció de la concentració de gas i gas que els envolta.
ENRIQUE CASTAÑO; Responsable del projecte CICmicrogune: Això és un avantatge, perquè pots saber si hi ha gas mesurant la conductivitat dels fils, però al mateix temps és un problema, perquè responen a qualsevol gas i jo no tinc interès en qualsevol gas, jo vull saber si són benzè o formaldehid. Llavors hem de “personalitzar” a aquests nanohers perquè detectin el gas que volem.
La part del sensor que reacciona amb el gas, la part sensible, està organitzada de manera similar a una taula d'escacs. Cada quadrat, aquest camp de nan, es dopen amb petites quantitats d'impuresa, és a dir, s'afegeixen elements que modifiquen les seves característiques elèctriques. Normalment es tracta de metalls nobles com el pal·ladi o el platí, i es prepara perquè reaccioni amb el gas que es vulgui, i no amb un altre.
En el laboratori es calibren les resistències elèctriques de cada zona del sensor. Mitjançant la mescla de compostos volàtils en quantitats determinades i la introducció del dispositiu en aquest còctel, només encendrà, per dir-ho d'alguna manera, l'alarma a partir de concentracions perilloses per a la salut. Naturgas vol utilitzar aquesta capacitat de detecció del dispositiu com a factor de seguretat.
JUAN RAMÓN ARRAIBI, Dtor. Distribució, edb-naturgas: Per exemple, si en una instal·lació hi ha un excés de monòxid de carboni, sabem en línia que aquí hi ha risc. En aquests casos que fins ara ens deien els clients, hi ha un problema i això, gràcies a aquest projecte, podem saber en línia en el moment, i això seria molt important des del punt de vista de la seguretat.
O en cas de fuga de gas s'avisaria en una sala de control d'aquest tipus. Els sensors s'integrarien en sistemes de climatització que aprofiten la capacitat de detectar concentracions perilloses de compostos volàtils, no sols gas natural, sinó que també poden començar a netejar l'aire per sobre d'un determinat nivell.
JURGI NO. Investigador CICmicrogune: Aquest és el prototip que tenim ara com ara, la nostra idea és posar-lo a prova d'aire condicionat com a element addicional per a saber si l'aire que tenim a les habitacions és de bona qualitat. Aquí tenim uns filtres per a llevar la humitat a l'aire i elevar la temperatura, aquí el sensor, i finalment una bomba per a controlar el flux de l'aire.
El prototip està gairebé preparat per al seu ús, i s'espera que en un futur pròxim es converteixi en el dispositiu habitual del laboratori.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian
Teknopolis
