Detección Precoz de Gases Tóxicos: Un Equipo de Investigadores Desarrolla una Nariz Artificial
La detección temprana de gases peligrosos como el dióxido de carbono (CO2) puede desempeñar un papel crucial en la prevención de problemas de salud y en el manejo de situaciones de emergencia. En ese sentido, un equipo de investigadores del Centro de Automática y Robótica de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha desarrollado una nariz artificial que puede detectar niveles críticos de CO2 y otros gases.
El innovador dispositivo se basa en el análisis de dinámica de fluidos computacional y utiliza una nariz artificial modular, inspirada en el proceso de inhalación y exhalación. Está equipada con un sistema de captura de aire que trabaja en tiempo real y que fue diseñado para ayudar a las personas en situación de riesgo y a los servicios de emergencia a detectar la presencia de gases dañinos en el aire.
Christyan Mario Cruz, investigador de la UPM y autor principal del estudio, explicó que este sistema sensorial es capaz de muestrear gas dentro de un rango circundante al emular el comportamiento de una nariz real, replicando las fases de inhalación y exhalación. Este proceso se logra a través de un sistema distribuido de absorción de aire y canalizando el aire de manera concentrada hacia un sensor interno para su análisis.
El sistema implementado pasó por una fase de diseño previa que analiza el comportamiento de las partículas a su alrededor a través de un análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD). El propósito de este diseño es mejorar y maximizar la calidad de las muestras adquiridas de un área determinada. La información recogida se ha utilizado para crear mapas de concentración del CO2 en el entorno.
El sistema de detección de gases fue integrado en el sistema operativo de un robot cuadrúpedo para maximizar la cobertura ambiental. Este robot puede recorrer el entorno para recoger muestras, proporcionando una perspectiva completa de la distribución de gases en el área. Antonio Barrientos, del CAR UPM y coautor del estudio, mencionó que la plataforma robótica utiliza una interfaz gráfica para visualizar mapas de concentración de gases en tiempo real.
Los resultados obtenidos por el dispositivo, publicados recientemente en la revista Machine, son alentadores. El sistema de aspiración mostró una mejora sustancial en la concentración de medición, produciendo lecturas más confiables al aumentar las partes por millón (ppm) de CO2 en un promedio del 61% en lugar de realizar mediciones únicamente con el sensor expuesto al entorno.
Este avance promete mejorar la eficiencia en la detección de sustancias en el entorno y puede ser muy útil para apoyar a los servicios de emergencia en labores de rescate cuando el entorno puede estar contaminado por la presencia de gases. Además, el sistema puede aplicarse para la detección temprana de víctimas vivas en escenarios contaminados, detectando gases, como el CO2 emitido por la víctima que causa una anomalía en las mediciones.
Este desarrollo científico representa un paso significativo en la monitorización de la calidad del aire y en la prevención de problemas de salud relacionados con la exposición a gases tóxicos. Los investigadores de la UPM concluyen que otra aplicación de esta nariz artificial podría ser la preinspección en un entorno posterior a un desastre, advirtiendo a los rescatistas humanos sobre zonas peligrosas con posibles concentraciones de gases tóxicos.
Artículo de referencia:
Cruz Ulloa, C.; Orbea, D.; del Cerro, J.; Barrientos, A. A Portable Artificial Robotic Nose for CO2 Concentration Monitoring. Machines 2024, 12, 108. https://doi.org/10.3390/machines12020108
Fuente: UPM
