Diseñan sensores contra "asesinos invisibles"
Por Verenise Sánchez
Ciudad de México. 23 de junio de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Las altas concentraciones de gases tóxicos, como el monóxido de carbono (CO), se han convertido en los “asesinos invisibles”, ya que no se pueden percibir.
Para detectar este y otros gases tóxicos, la ingeniera mexicana Ana María Solórzano Soria desarrolla en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y en la Universidad de Barcelona, España, un sistema basado en sensores de gas que permite detectar las emisiones tóxicas que se generan en incendios.
Este sistema que desarrolla —como parte de los estudios de doctorado que realiza con el apoyo de una beca del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt)— cuenta con diferentes tipos de sensores para que se pueda detectar una gama más amplia de gases.
“Las señales de los sensores se adquieren en tiempo real y serán procesadas e introducidas a un algoritmo que por un lado podrá discriminar entre los gases tóxicos y los que no lo son, además dará una predicción de incendio en tiempo real”, explicó Solórzano Soria.
Diseñado bajo la asesoría de los prestigiosos investigadores Jordi Fonollosa y Santiago Marco, este prototipo de dimensiones de 11 centímetros de largo, por 15 de ancho y tres de alto, emitirá una alerta de incendio o toxicidad en tiempo real a los ocupantes del edificio.
En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, luego de su participación en el concurso Tu Tesis en 3 minutos, que organiza el Conacyt y la Universidad Politécnica de Cataluña, la estudiante explicó cómo funciona este innovador sensor de gases tóxicos, conocidos también como “asesinos invisibles”.
Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿En qué consiste tu proyecto?
Ana María Solórzano Soria (AMSS): En desarrollar un sistema basado en sensores de gas que nos permita detectar las emisiones tóxicas que se generan en incendios.
AIC: ¿Cómo surgió la idea de crear este detector de gases tóxicos?
AMSS: La mayoría de las muertes que tienen lugar en incendios son causadas por intoxicación. Esto se debe a que la mayor parte de los gases tóxicos producidos en incendios son prácticamente imperceptibles para los sentidos, un ejemplo es el monóxido de carbono, mejor conocido como “asesino invisible”. Este gas es el responsable de que muchas víctimas se intoxiquen y pierdan el conocimiento antes de darse cuenta que se está produciendo un incendio.
Por este motivo surge el proyecto europeo llamado SAFESENS, que tiene como uno de sus objetivos el desarrollo de un sistema integrado por sensores químicos y que mediante procesamiento de señal y reconocimiento de patrones permita la detección de emisiones tóxicas producidas en incendios. Mi tesis de doctorado se desarrolla en el marco de dicho proyecto.
AIC: ¿Cómo funciona el detector de gases que desarrollas?
AMSS: El sistema está integrado por diferentes tipos de sensores, con esto queremos lograr una mayor diversidad de sensibilidades que nos permitan detectar una gama más amplia de gases.
Las señales de los sensores se adquieren en tiempo real y serán procesadas e introducidas a un algoritmo que por un lado podrá discriminar entre los gases tóxicos y los que no lo son, y también dará una predicción de incendio en tiempo real.
AIC: ¿Podrías describir el detector?
AMSS: Actualmente nuestro prototipo mide aproximadamente 11 centímetros de largo, 15 de ancho y tres de alto. Ahora estamos trabajando en la mejora del primer prototipo, la idea es hacerlo lo más pequeño y portable posible.
La primera versión de los algoritmos se ejecuta en un ordenador externo. En un estudio posterior a mi doctoral se adaptarán los algoritmos para que se ejecuten en un microprocesador que se integrará con el sistema de sensores.
AIC: ¿Qué tipo de gases tóxicos detecta?
AMSS: El sistema es capaz de detectar emisiones tóxicas producidas por incendios y emisiones generadas por otras fuentes que no necesariamente son tóxicas, por ejemplo, las emisiones que se producen mientras se cocina o se limpia.
Los sensores responden a gran variedad de gases, lo que precisamente representa uno de los retos más importantes para los algoritmos, ya que tienen que ser capaces de discriminar el gas tóxico producido por fuego de otras actividades que también generan gases en los edificios.
Son justo las técnicas de reconocimiento de patrones y algoritmos que desarrollemos, lo que nos permitirá dar una alarma de incendios temprana y fiable.
AIC: ¿A partir de qué concentraciones el sistema podrá emitir una alarma?
AMSS: Se procurará que el sistema sea capaz de detectar las emisiones tóxicas producidas en incendios en concentraciones bajas. Por ejemplo, para el monóxido de carbono queremos alcanzar una detección a partir de 20 partes por millón (ppm).
AIC: ¿Qué ventajas representa este detector de incendio que desarrollas con lo que ya existe?
AMSS: La mayoría de los detectores de incendio comerciales basan su funcionamiento en la detección de humo o partículas de combustión, por lo que no pueden proteger a los ocupantes del edificio de posibles intoxicaciones.
La ventaja que tiene desarrollar un sistema que integre sensores de gas y reconocimiento de patrones es que se integra la detección de emisiones tóxicas producidas en incendio.
Así, por un lado protegeremos a las personas de una posible intoxicación en incendios y, por otro lado, se puede dar una alarma más fiable al desarrollar algoritmos que nos permitan discriminar entre emisiones producidas por combustión y falsas alarmas.
AIC: ¿A qué retos te enfrentaste para desarrollar este detector?
AMSS: Los retos más importantes a los que me he enfrentado son la inestabilidad de los sensores y la discriminación entre fuegos y falsas alarmas, pero creo que estos retos podrán ser superados mediante una adecuada implementación de procesamiento de señal y reconocimiento de patrones.
Es importante remarcar que el reto de la detección de incendios con sensores químicos se encuentra en el tratamiento de las señales y el desarrollo de algoritmos que nos permitan dar una predicción fiable de fuego y además esta predicción deberá ser en un estado temprano del incendio.
AIC: ¿Esta innovación ya cuenta con patente o está en proceso de patentamiento?
AMSS: No, el proyecto aún está en la fase de desarrollo de algoritmos para el reconocimiento y predicción de incendios, por lo que pensar en patentarlo es algo que se analizará más adelante.
AIC: ¿Cuándo podrían salir a la venta?
AMSS: Espero que el sistema sea transferible al sector empresarial, pero para saber si esto es viable se deben hacer algoritmos más robustos a falsas alarmas y más rápidos, en lo que aún queda trabajo por hacer.
AIC: ¿Qué papel ha jugado el Conacyt en tu formación académica?
AMSS: Un papel muy importante, sin duda. Cuento con una beca del Conacyt para realizar estudios de posgrado en el extranjero y si no tuviese este apoyo no podría estar haciendo este doctorado.
AIC: ¿Cuál fue tu experiencia al participar en Tu tesis en 3 minutos?
AMSS: Ha sido una experiencia muy gratificante, me ha permitido tomar conciencia sobre el impacto y la importancia de nuestra investigación. También ha sido un reto tratar de explicar en un máximo de tres minutos y sin lenguaje técnico la investigación que hemos estado desarrollando en el último año.
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