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Un sensor de gases perfeccionado

Aunque la mejora del aislamiento y la reducción del intercambio de aire son esenciales para reducir el consumo energético de los edificios, esto también aumenta la concentración de COV peligrosos en el interior de los inmuebles. El proyecto SENSINDOOR trabaja en el desarrollo de un sistema de ventilación para resolver este problema.
Un sensor de gases perfeccionado
El profesor Andreas Schütze del Laboratorio de Tecnología de la Medición (LMT) de la Universidad de Saarland (Alemania) coordina el proyecto SENSINDOOR (Nanotechnology based intelligent multi-SENsor System with selective pre-concentration for Indoor air quality control), financiado por la Unión Europea, que se extiende de enero de 2014 a diciembre de 2016.

Su finalidad es desarrollar sistemas de sensores inteligentes basados en la nanotecnología para medir de forma selectiva compuestos orgánicos volátiles (COV) en interiores con vistas a activar un sistema de ventilación según las necesidades. En esta entrevista, el profesor Schütze analiza los logros y las posibilidades del proyecto hasta la fecha.

¿Cuál será la repercusión de la tecnología de sensores que se desarrolla enSENSINDOOR?

Se estima que el consumo de energía para la calefacción, la ventilación y el aire acondicionado de los edificios suma casi el 50 % del consumo primario de energía en los países industrializados. Mejorando el aislamiento y reduciendo el intercambio de aire, se puede lograr una reducción importante de este consumo de energía. Sin embargo, esto aumentará a su vez en los edificios la concentración de elementos como el formaldehído, el benceno y el naftaleno, procedentes de fuentes interiores (muebles, moquetas, pintura, etc.). Teniendo en cuenta que pasamos más del 80 % del tiempo en interiores, esto tiene un efecto profundo sobre la salud, ya que favorece la incidencia de enfermedades respiratorias agudas, además de aumentar las tasas de cáncer. Con la ventilación controlada bajo demanda, se puede reducir la concentración de COV y, así, garantizar un ambiente más saludable en los interiores.

¿Cuáles han sido los principales logros de SENSINDOOR hasta el momento?

Se han conseguido logros en tres áreas del proyecto: en el área de la tecnología, hemos desarrollado tecnologías de depósito mediante láser pulsado (PLD) con vistas a integrar capas sensibles a gases en distintas plataformas de microsensores, así como tecnologías para el depósito de capas de estructuras metalorgánicas (MOF) sobre placas calefactables para preconcentradores; por otra parte, se han creado elementos sensores a base de uniones metal óxido semiconductor (MOS) (sensores de gases) y transistores de efecto campo de carburo de silicio (sensible en función de los gases) (SiC-FET) con alta sensibilidad frente a losCOV, así como un microsistema integrado que combina un sensor y un preconcentrador en un paquete compacto; finalmente, en el área de sistemas, combinamos los elementos sensores y preconcentradores con electrónica específica para conseguir un funcionamiento dinámico y lectura mediante algoritmos avanzados de evaluación de datos que confieren sensibilidad y selectividad elevadas.

Por el momento, ¿cuál considera que es el resultado más importante del proyecto?

Hemos construido un microsistema integral de sensores de gases que incluye un micropreconcentrador para fomentar la sensibilidad y la selectividad del sistema de medición de COV. Este diseño nuevo se concibió durante la preparación del proyecto y tanto la modelización como las primeras pruebas experimentales han validado la idea básica. Lo más importante para nosotros es que este microsistema integral se puede construir con un coste reducido y, por consiguiente, también es una opción viable comercialmente que permite medir los COV deseados en niveles de ppb, incluso en entornos con gases interfirientes mucho más abundantes.

¿Cuáles son las principales tareas y los principales objetivos establecidos para el resto del proyecto?

Actualmente trabajamos para integrar todos los aspectos tecnológicos distintos en un solo sistema de demostración que se probará a fondo en condiciones controladas de laboratorio. Después, tenemos planeado llevar a cabo pruebas sobre el terreno en por lo menos dos entornos de aplicación, uno en escuelas o guarderías y otro en viviendas.

¿Cuáles son los principales retos que ha encontrado el proyecto?

Desde un punto de vista tecnológico, el principal desafío es reunir todas las distintas tecnologías y componentes en un solo sistema con un coste reducido y garantizar un funcionamiento estable en condiciones reales. El sistema funciona en el laboratorio, pero los entornos reales son mucho más complejos y diversos. Esto resulta especialmente complicado en lo que concierne a la calibración, que seguramente se deberá llevar a cabo in situ, por lo menos parcialmente, para tener en cuenta las condiciones de fondo del lugar. Otro gran reto es comprender el significado de los valores medidos: la mayoría de la gente no puede entender «X ppb de esto e Y ppb de aquello». Aunque los valores numéricos medidos sean adecuados para controlar la ventilación, también necesitamos una interfaz de usuario simple e intuitiva que suministre la información a la gente. Sin embargo, esta es una tarea colosal que requiere un esfuerzo específico, en un proyecto posterior.

Fuente: Basado en una entrevista al coordinador del proyecto.

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