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Crean sensores ópticos que optimizan la detección de gases contaminantes

Basados en a diodos emisores de láser de semiconductor, tendrán aplicaciones industriales y domésticas


Una nueva generación de detectores de gases en base a diodos emisores de láser de semiconductor (VCSEL´s) han sido desarrollados por ingenieros y científicos del programa NEMIS de la Unión Europea. Los nuevos sensores permiten incrementar la rapidez y la efectividad de la detección de gases nocivos para el hombre, además de no requerir calibraciones manuales de ningún tipo y alcanzar una importante vida útil. Se prevé su uso a nivel industrial de aquí a dos años. Por Pablo Javier Piacente.




Los láseres VCSEL´s aportarían un importante avance en el desarrollo de dispositivos para la detección de gases contaminantes en industrias y hogares. Imagen: Direct Industry.
Los láseres VCSEL´s aportarían un importante avance en el desarrollo de dispositivos para la detección de gases contaminantes en industrias y hogares. Imagen: Direct Industry.
El empleo de nuevos sensores ópticos, en base a la tecnología de diodos emisores de láser de semiconductor (VCSEL´s), podría simplificar el proceso de detección e identificación de gases nocivos para la salud humana, como por ejemplo el monóxido de carbono. El desarrollo forma parte del trabajo de ingenieros y científicos del programa NEMIS de la Unión Europea.

Estos nuevos detectores de gases podrían ser más rápidos y efectivos para su uso en una amplia gama de aplicaciones de seguridad industrial e incluso a nivel doméstico. El avance es muy importante, más aún si se tiene en cuenta que hasta entrado el siglo XX persistieron los métodos biológicos para la detección de gases.

Mientras ahora se habla de sensores que aplican las nuevas tecnologías de láseres VCSEL´s, en aquel momento se empleaban canarios para detectar las acumulaciones mortales de monóxido de carbono en las minas y otros emprendimientos similares. Aunque esta metodología salvó muchas vidas, fue necesario darle lugar al progreso tecnológico.

Así nacieron los sensores electro-químicos, que aunque aportaron un gran avance en la detección de la acumulación de gases conforman una tecnología insuficiente en varios aspectos, además de conllevar un tiempo de trabajo con el que muchas veces no se cuenta. De esta manera, el proyecto de NEMIS marca una nueva etapa en esta cuestión.

Los diodos emisores de láser de semiconductor (VCSEL´s) permiten una rápida y eficaz detección de los gases, facilitando las posteriores medidas preventivas o correctoras y el accionar de las alarmas correspondientes. Financiado en el marco del 6th FWP (Sixth Framework Programme) de la UE, NEMIS tiene entre sus principales objetivos la aplicación en distintos campos de las nuevas tecnologías VCSEL´s.

Foto: JR3 . Stock.Xchng
Foto: JR3 . Stock.Xchng
Foto: JR3 . Stock.Xchng
Foto: JR3 . Stock.Xchng
Ventajas técnicas de los VCSEL´s

La investigación que condujo al descubrimiento de estos nuevos dispositivos de detección de gases contaminantes fue publicada en un artículo del portal ICT Results de Cordis.

Las ventajas de utilizar VCSEL´s en lugar de láseres convencionales son varias. En principio, permiten una mayor rentabilidad económica en el desarrollo y la actividad de los dispositivos detectores y, además, es posible beneficiarse con el aprovechamiento de una longitud de onda más amplia. Mientras un láser convencional solamente se puede ajustar en menos de un nanómetro, un VCSEL tiene la capacidad de sintonizar más de cinco nanómetros.

Esta condición, teniendo en cuenta que el sensor está en búsqueda de anomalías en las longitudes de onda para la detección de gases nocivos, resulta vital para optimizar la efectividad y la rapidez en los procesos de identificación. Por lo tanto, las nuevas tecnologías suponen un importante adelanto en este tipo de aplicaciones industriales y domésticas de seguridad.

Otro punto vital de los nuevos sensores desarrollados en el programa NEMIS es que son capaces de autocalibrarse. Esto facilita su uso efectivo sin intervención humana, pudiendo sellarse en contenedores resistentes o ubicarse en ambientes hostiles e instalaciones industriales de todo tipo y sin sufrir corrosión.

Aplicación industrial y doméstica

Logrado el desarrollo de láseres VCSEL´s adecuados para la detección óptica de gases y probados en distintas situaciones, los socios industriales del proyecto crearon un dispositivo capaz de detectar emisiones de CO NH3 (amoníaco). Asimismo, ya se encuentran en desarrollo sensores para otros gases como el dióxido de carbono (CO2) y el sulfuro de hidrógeno (H2S), entre otros.

Vale destacar que la organización de este trabajo estuvo a cargo de la Technische Universitaet Muenchen, en el marco del NEMIS. Y aunque serán necesarios muchos años para que esta nueva tecnología pueda convertirse en parte de nuestra vida cotidiana, se espera que sea más corto el plazo de tiempo requerido para su aplicación industrial.

Los sensores de VCSEL´s destinados a aplicaciones industriales y de seguridad podrían comenzar a comercializarse en un par de años. El valor podría ser de varios miles de euros, pero hay que tener en cuenta que no se necesita ninguna calibración manual y que los dispositivos podrán seguir trabajando de manera eficiente durante muchos años.

Sin embargo, hacia el futuro el campo de acción puede ser mucho más amplio, incluyendo el uso de sensores en la industria automovilística para controlar las emisiones del motor o en la aviación. Por último, los ingenieros e investigadores a cargo pronosticaron que cuando el dispositivo alcance un valor inferior a los 50 euros estará ubicado en todos los hogares, evitando accidentes derivados del escape de gases nocivos para el hombre.


Lunes, 7 de Diciembre 2009
Pablo Javier Piacente
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