Microsensores de análise de gases
O uso do lume alimentado polo gas natural para quentar auga fai difícil pensar en como o micro e nanotecnoloxías poden axudar a mellorar esta experiencia. Estas tecnoloxías poden servir, por exemplo, para medir a calidade do gas natural no momento e ademais no propio domicilio do consumidor. Este pequeno dispositivo é capaz de facelo. Cumpre a función das máquinas grandes e caras dos laboratorios, recollendo as características do gas natural. O resultado é preciso e inmediato.
ENRIQUE CASTAÑO; Responsable do proxecto CICmicrogune: O gas ten moitas orixes en Alxeria, o Mar do Norte, Rusia,… e todos teñen un poder calorífico diferente. Non ten demasiada importancia desde o punto de vista do gas que chega a casa, pero nos procesos industriais é fundamental coñecer ese dato.
O obxectivo final do proxecto é o desenvolvemento dun contador de gas intelixente que inclúa o microdispositivo.
IRENE CASTRO; Carboeira, CICmicrogune: En resumo, neste caso temos un substrato piezoeléctrico sobre o que colocamos electrodos metálicos, que son os que producen a excitación mecánica sobre o substrato, xérase unha onda que se propaga sobre a superficie e a velocidade varía segundo a contorna
Pensemos que o sensor está no acuario, en contacto co fluído. Pois ben, é o propio sensor o que produce a onda, coma se fose unha martelada, e o propio dispositivo mide como se propaga. O fluído que ten encima condicionará a velocidade e a amplitude das ondas a través da superficie do microsensor. Canto máis espeso ou viscoso sexa a contorna, máis difícil será a propagación da onda.
ENRIQUE CASTAÑO; Responsable do proxecto CICmicrogune: Entón, medindo a amplitude da onda que chega desde o punto A até o punto B ou coñecendo a velocidade á que se propaga, coñeceremos a viscosidad deste gas e, por tanto, o seu poder calorífico.
No laboratorio faise o mesmo. Caracterizan diferentes mostras de gas natural. O gas pasa por estes tubos e entra na cámara, onde se atopa o sensor. A lectura da onda que chega ao momento B daranos as características do gas.
ANGEL GUTIERREZ; Dir. I+D, C.C.P.V. Estamos na sala de control de EDP-Naturgas, desde aquí monitorizamos toda a nosa rede de distribución de gas
EDP-Naturgas é o líder do equipo promotor do proxecto. Os parámetros que recollen aquí son a presión e a temperatura da rede de distribución. No futuro, medirán a calidade do gas, é dicir, o seu poder calorífico, e no domicilio ou na propia fábrica do cliente.
ANGEL GUTIERREZ; Dir. I+D, c.p Si coñecésemos a capacidade de calor online e de primeira man, tamén seriamos capaces de vixiar os parámetros de combustión, emendar os fallos de combustión e dalgunha maneira ser máis eficiente, aforrando enerxía e utilizando o gas de forma máis racional.
A idea é, ademais, utilizar este dato para calcular a cantidade a pagar, xunto cos metros cúbicos.
Hai edificios enfermos. A quen viven ou traballan na zona prodúcenlles malestar e enfermidades debido á mala calidade do aire. Até agora, o confort dunha habitación facíase en función da temperatura, a humidade ou, como máximo, a cantidade de CO2, e o aire se climatizaba. Con todo, a aparición de fenómenos como a síndrome do edificio enfermo ha demostrado que non é suficiente e que a calidade do aire tamén se mide en función doutros compoñentes.
ENRIQUE CASTAÑO; Responsable do proxecto CICmicrogune: Por exemplo, o cheiro a plástico que percibimos, o cheiro a noticias que se nota ao entrar nun coche, etc., son producidos por compostos volátiles orgánicos: bencenos, formaldehídos,… No mercado non hai microsensores capaces de medir estes gases. En CICmicrogune estamos a traballar para que o control do aire sexa tamén intelixente neste ámbito.
Para a detección destes gases non se utilizan ondas superficiais. Neste caso utilízanse nanorares, fíos nanométricos, moito máis finos que un cabelo. A resistencia eléctrica destes nanohers, é dicir, a súa capacidade para conducir electricidade, varía en función da concentración de gas e gas que lles rodea.
ENRIQUE CASTAÑO; Responsable do proxecto CICmicrogune: Isto é unha vantaxe, porque podes saber si hai gas medindo a conductividad dos fíos, pero ao mesmo tempo é un problema, porque responden a calquera gas e eu non teño interese en calquera gas, eu quero saber si son benceno ou formaldehído. Entón temos que “tunear” a eses nanohers para que detecten o gas que queremos.
A parte do sensor que reacciona co gas, a parte sensible, está organizada de forma similar a unha táboa de xadrez. Cada cadrado, ese campo de anano, dópanse con pequenas cantidades de impureza, é dicir, engádense elementos que modifican as súas características eléctricas. Normalmente trátase de metais nobres como o paladio ou o platino, e prepárase para que reaccione co gas que se queira, e non con outro.
No laboratorio calíbranse as resistencias eléctricas de cada zona do sensor. Mediante a mestura de compostos volátiles en cantidades determinadas e a introdución do dispositivo neste cóctel, só acenderá, por dicilo dalgunha maneira, a alarma a partir de concentracións perigosas para a saúde. Naturgas quere utilizar esta capacidade de detección do dispositivo como factor de seguridade.
JUAN RAMÓN ARRAIBI, Dtor. Distribución, edb-naturgas: Por exemplo, si nunha instalación hai un exceso de monóxido de carbono, sabemos online que aí hai risco. Nestes casos que até agora nos chamaban os clientes, hai un problema e iso, grazas a este proxecto, podemos saber online no momento, e iso sería moi importante desde o punto de vista da seguridade.
Ou en caso de fuga de gas avisaríase nunha sala de control deste tipo. Os sensores integraríanse en sistemas de climatización que aproveitan a capacidade de detectar concentracións perigosas de compostos volátiles, non só gas natural, senón que tamén poden comezar a limpar o aire por encima dun determinado nivel.
JURGI NON. Investigador CICmicrogune: Este é o prototipo que temos por agora, a nosa idea é polo a proba de aire acondicionado como elemento adicional para saber si o aire que temos nas habitacións é de boa calidade. Aquí temos uns filtros para quitar a humidade ao aire e elevar a temperatura, aquí o sensor, e por último unha bomba para controlar o fluxo do aire.
O prototipo está case preparado para o seu uso, e espérase que nun futuro próximo convértase no dispositivo habitual do laboratorio.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian
Teknopolis
