Sensores de aire para todos, en todas partes
Para gran parte del mundo occidental, el verano de 2023 estuvo marcado por la contaminación atmosférica. Con los intensos y prolongados incendios forestales que asolan Canadá, las principales áreas metropolitanas tanto de Norteamérica como de Europa han visto desplomar los niveles de calidad del aire, lo que convierte a menudo el simple hecho de salir a la calle en un riesgo potencial para la salud. Pero la contaminación atmosférica no se limita al aire libre, sino que puede ser aún peor en los interiores. De hecho, el aire del interior de los edificios puede estar hasta cinco veces más contaminado que el aire exterior, y a veces mucho más. «La calidad del aire interior, tal como es hoy, suele ser tan mala que afecta gravemente a nuestro rendimiento cognitivo, nuestra productividad y nuestra salud», afirma Henrik Rödjegård, director de investigación en Senseair. La clave para controlar la calidad del aire exterior e interior son los sensores. Pero no cualquier sensor, sino sensores inteligentes que puedan fabricarse en serie, desplegarse por todas partes y ser utilizados por todos. Con el apoyo del proyecto ULISSES, financiado con fondos europeos, en Senseair se trabaja para construir un sensor de este tipo. «Nuestro objetivo es facilitar a urbanistas, empresarios, propietarios y al público en general el acceso a la información que necesitan para tomar decisiones inteligentes en relación con la calidad del aire interior y exterior», añade Rödjegård.
Control exhaustivo de la calidad del aire en tiempo real
El uso de sensores para controlar la calidad del aire no es un concepto nuevo. De hecho, los sensores de gas se utilizan ampliamente tanto en la industria como en la agricultura para garantizar la seguridad del personal y controlar y automatizar los procesos. «La novedad es la creciente concienciación pública sobre la importancia de la calidad del aire interior y exterior de las ciudades, que está impulsando la demanda de una tecnología de sensores de gas precisa, de bajo coste y móvil», explica Rödjegård. Sensibles y robustos, los sensores ópticos de gas ofrecen el máximo nivel de estabilidad y especificidad. Por desgracia, su elevado coste, alto nivel de consumo energético y gran tamaño los hacen poco idóneos para un uso generalizado. Para hacer frente a estas limitaciones, el proyecto ULISSES ha desarrollado nuevas tecnologías que permitirán disponer de nodos sensores de gas compactos, de bajo coste, bajo consumo y conectables en red, capaces de proporcionar una vigilancia exhaustiva de la calidad del aire en tiempo real.
Integrado en el internet de las cosas
Según Rödjegård, dado que los sensores ópticos de gas «solución en un chip» de ULISSES, de tamaño milimétrico, funcionan en el rango espectral del infrarrojo medio, pueden fabricarse en serie e integrarse en dispositivos portátiles. «Nuestros sensores se basan en guías de ondas integradas, que son fibras ópticas muy pequeñas que guían la luz en la superficie de un chip», explica. «También utilizan materiales 2D como el grafeno y el diseleniuro de platino, que pueden tanto generar como detectar luz infrarroja convirtiéndola en una señal eléctrica». Este uso innovador de tecnologías de vanguardia permite integrar la solución de ULISSES en el internet de las cosas y en una serie de dispositivos móviles de uso cotidiano. «Esto abre la puerta a innovaciones prácticas como generar mapas localizados de la calidad del aire y proporcionar a los usuarios datos y alertas de calidad del aire geoetiquetados», añade Rödjegård.
Tomar decisiones informadas sobre el aire que respiramos
Además de desarrollar la tecnología, el equipo demostró que sus chips podían producir longitudes de onda suficientemente largas para la detección de gases de alto rendimiento. Los investigadores también verificaron la funcionalidad de todos los subcomponentes necesarios en el sistema completo. «Aunque nuestro trabajo sobre la integración del grafeno en chips sensores representa un gran avance para la comunidad científica, para usted y para mí significa poder tomar decisiones informadas sobre el aire que respiramos», concluye Rödjegård.
Palabras clave
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