Desarrollan una plataforma inteligente para detectar gases tóxicos

Investigadores del Centre for Advanced Photonics and Electronics (CAPE de la Universidad de Cambridge, en el Reino Unido, y del Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI, de Corea del Sur, han desarrollado una plataforma de detección inteligente de gases (“smart gaz sensor platform” o SGSP), así como un chip de memoria bio-sensorial.

La utilización simultánea de tecnologías de la información, nanotecnologías y bio-tecnologías ha alumbrado esta tecnología híbrida e innovadora que permitirá a la SGSP funcionar con tecnología de circuitos integrados CMOS. La tecnología CMOS (del inglés Complementary Metal Oxide Semiconductor, "Semiconductor Complementario de Óxido Metálico") ya es la utilizada en microprocesadores, sensores de imagen o microcontroladores.

Gracias a estos semiconductores CMOS, la planta inteligente de detección de gases contará con redes de sensores omnipresentes, y funcionará con un consumo de energía mínimo, según informa el ETRI.

Los circuitos CMOS presentan una serie de ventajas: necesitan un bajo consumo de potencia, tienen un carácter regenerativo, son sencillos de diseñar y su tecnología de fabricación está muy desarrollada, por lo que es posible conseguir densidades de integración muy altas a un precio mucho menor que el de otras tecnologías.

Para que sirve

La SGSP será utilizada para detectar fugas de gases peligrosos, como el óxido de nitrógeno, el dióxido de azufre o el monóxido de carbono, y también para controlar la calidad de los entornos atmosféricos industriales y urbanos, o detectar la aparición de síntomas en personas que residen o trabajan en edificios contaminados o mal climatizados.

El chip bio-sensorial es capaz, por su parte, de transmitir, combinar y detectar (todo simultáneamente) volúmenes muy pequeños de materiales bioquímicos, por lo que serviría para diagnosticar enfermedades de humanos y ganado, así como para analizar la calidad de los recursos acuíferos de un entorno.

Los científicos del ETRI y de la Universidad de Cambridge presentaron esta tecnología en el International Electrón Devices Meeting (IEDM celebrado en Washington el pasado diciembre. El IEDM lleva 53 años siendo el principal foro de información de avances en tecnología, diseño y fabricación de semiconductores y otros dispositivos electrónicos. Las revistas Applied Physics Letters y Nanotechnology se han hecho eco del avance.

Problemas medioambientales

Este avance tecnológico responde a la creciente preocupación de la contaminación ambiental en los entornos industriales y urbanos y su influencia en la salud humana. Uno de los problemas medioambientales más acuciantes es la presencia de gases contaminantes en la atmósfera, y la investigación en este campo trata de determinar tanto los tipos de gases que son perjudiciales como las concentraciones a partir de las cuales éstos son nocivos.

Las legislaciones a este respecto son cada vez más restrictivas, por lo que se necesita avanzar en el desarrollo de tecnologías de coste moderado, capaces de detectar concentraciones de gases contaminantes cada vez más pequeñas.

Las industrias son uno de los principales mecanismos de contaminación atmosférica, dado que los procesos industriales implican combustión, lo que genera emisiones de dióxido y monóxido de carbono, metano, azufre, etc. Los efectos de estos gases no alcanzan sólo al medioambiente, sino también a la salud.

Numerosos estudios han demostrado la relación entre la contaminación y determinadas enfermedades, como deficiencias en la función pulmonar o mayor incidencia de ataques cardiacos. Asimismo, la contaminación es uno de los causantes directos del aumento del asma en el planeta, una enfermedad que se calcula afecta a 300 millones de personas en el mundo, la mayoría de ellas habitantes de los países ricos.

Por todos estos motivos, las futuras plantas inteligentes detectoras de gases tóxicos contribuirán a armonizar las exigencias de la producción industrial con la calidad de vida de los ciudadanos y con la intengridad de los entornos naturales, al mismo tiempo que el chip bio sensorial dará garantías a las personas respecto a la calidad del aire que respiran.