Un innovador dispositivo ponible monitoriza la calidad del aire en interiores y exteriores
La contaminación atmosférica es un riesgo importante para la salud que afecta a todo el mundo en países desarrollados y en desarrollo por igual. La contaminación atmosférica por concentraciones elevadas de materia en partículas finas, es el mayor riesgo ambiental para la salud y es responsable de más de tres millones de muertes prematuras al año en todo el mundo. La contaminación del aire en interiores puede tener el mismo efecto sobre la salud humana, y se estima que es la causa de dos millones de muertes prematuras, principalmente en países en desarrollo. Es más, la exposición a la contaminación del aire queda, sin la menor duda, totalmente fuera del control de los individuos. Hasta ahora, no había ningún sistema en el mercado con el que vigilar de forma personal la calidad del aire y evaluar posibles riesgos ambientales para la salud. Investigadores del proyecto MSP (Multi-sensor-platform for smart building management), financiado por la Unión Europea, desarrollaron con éxito nuevos sistemas integrados tridimensionales y multisensor para combatir este problema importante. El sistema multisensor de MSP detecta gases perjudiciales y tóxicos, materia en partículas y partículas ultrafinas y luz infrarroja, visible y ultravioleta y, además, mide la temperatura y la humedad. Hacia una estación de monitorización ambiental móvil «El demostrador de MSP integra distintos sensores de gases muy sofisticados basados en nanohilos, nanopartículas y grafeno, así como sensores ópticos para luz ultravioleta, visible e infrarroja», explica el coordinador del proyecto, Anton Köck. El sistema está implementado en un brazalete para llevar puesto y contiene cincuenta y siete sensores en total, de los cuales cincuenta y dos son de gases. Con esta hueste de información, quienes lleven el brazalete podrán buscar un aire más limpio yendo por una calle determinada o abriendo las ventanas en una sala con un ambiente cargado. Podrán evaluar su propio entorno y tomar medidas para mejorarlo cuando sea necesario. Sensores con nanotecnología y electrónica convencional El proyecto desarrolló tecnologías de producción muy competitivas, que permiten la integración flexible de sensores basados en nanotecnología en chips electrónicos convencionales. Para cumplir los requisitos deseados para los dispositivos, como alto rendimiento, bajo consumo de energía y tamaño pequeño, los investigadores utilizaron la tecnología de vía a través de silicio (TSV), que es el elemento que permite obtener circuitos integrados en 3D. Las TSV son orificios creados en una oblea de silicio mediante un proceso de grabado. Estos orificios se rellenan con tungsteno para obtener interconexiones. «Sin embargo, no todos los dispositivos utilizaban la tecnología CMOS. Por este motivo, los investigadores tuvieron que emplear un enfoque mixto en el que se combinaban las conexiones con hilos con el uso de TSV. Esto fue un problema importante para el proceso de encapsulado final», explica el Sr. Köck. Los investigadores utilizaron la tecnología TSV para los sensores de gases, temperatura y luz visible. Para otros tipos de sensores de gases, incluidos los de infrarrojos y ultravioleta, se utilizó la tecnología de soldadura con hilos. Sensores de calidad del aire en smartphones y casas inteligentes MSP desarrolló distintos sensores muy sofisticados como parte de una caja de herramientas que permite integrar en 3D estos sensores de forma muy flexible y lista para usar en sistemas inteligentes miniaturizados con funciones notablemente avanzadas. Este enfoque debería aportar una gran flexibilidad al cliente para diseñar sistemas con varios sensores. Desde el principio, MSP se centró en desarrollar sistemas multisensores inteligentes para la monitorización del aire en interiores y exteriores. Otras aplicaciones posibles son la gestión de edificios inteligentes, hogares inteligentes y electrónica de consumo. La monitorización inteligente de la calidad del aire para detectar materia en partículas, dióxido de carbono, temperatura y humedad disponible en smartphones, tabletas y hogares inteligentes puede ser especialmente útil para personas que sufren ataques de asma o enfermedades cardiovasculares.
Palabras clave
Dispositivo ponible, interiores, exteriores, calidad del aire, MSP, sensores de gas, integración 3D
