Cuando utilizamos un fuego de gas natural para, por ejemplo, hervir agua, difícilmente podríamos imaginar qué pueden aportar las micro y nanotecnologías para mejorar esta experiencia. Sin embargo, estas tecnologías pueden ser utilizadas para evaluar la calidad del gas natural, al momento y en la propia casa del consumidor. Frente a costosos y caros instrumentos de laboratorio, este dispositivo milimétrico arroja un resultado instantáneo y fiable sobre la calidad del gas que usamos.
ENRIQUE CASTAÑO; respons. proyecto, CICmicrogune: El gas natural viene de muy diferentes procedencias Argelia, Mar del Norte, Rusia,... todos tienen diferente poder calorífico, entonces el gas que nos llega a casa tiene diferente poder calorífico: esto, desde el punto de vista doméstico no es demasiado importante pero en procesos industriales es fundamental conocer ese dato.
Nuestra idea es que este contador inteligente sea capaz de evaluar, además del volumen, la calidad del gas natural, su poder calorífico.
IRENE CASTRO; investigadora CICmicrogune: Aquí podéis ver el sensor, sobre un sustrato piezoeléctrico, en este caso es cuarzo, y sobre ese sustrato se depositan dos microelectrodos metálicos. Estos electrodos lo que van a hacer es generar una onda acústica superficial sobre el sustrato y esa onda se va a propagar, y el medio que la rodea va influir en su propagación.
Imaginemos que el sensor está en el fondo de una pecera. El fluido que rodea el microsensor influye en la transmisión de las ondas a través de su superficie. Es como si el propio sensor diese un martillazo y midiese a su vez la velocidad y amplitud de las ondas. Cuanto más viscoso sea el medio, más difícil la propagación de la onda.
ENRIQUE CASTAÑO; respons. proyecto, CICmicrogune: Entonces, midiendo la amplitud de la onda que nos llega al punto B, emitido desde A, o midiendo la velocidad de propagación podemos conocer la viscosidad de ese gas y por tanto su poder calorífico.
Y eso es lo que hacen en este laboratorio. A través de estos tubos llega el gas natural a la cámara que aloja el microsensor. La lectura de la onda acústica en el punto B caracteriza la muestra.
ANGEL GUTIERREZ; dtor. I+D, edp-naturgas:Estamos en el centro de telecontrol de EDP-Naturgas energía desde donde monitorizamos toda la red de gas de nuestro sistema.
EDP-Naturgas es uno de los integrantes de la plataforma que ha impulsado este proyecto. Hoy, desde aquí se controlan los diferentes parámetros que influyen en la distribución de gas: presión, temperatura,… En un futuro se integrará otra medición más: la calidad o poder calor calorífico superior.
ANGEL GUTIERREZ; dtor. I+D, edp-naturgas: Entonces si fuésemos capaces de controlar online e in situ ese poder calorífico superior podríamos ajustar los parámetros de combustión, generar menos inquemados y de alguna forma lograr una combustión más eficiente, ahorrando energía y utilizaríamos el gas natural más racionalmente.
El objetivo final es un contador inteligente que además de medir el volumen de, mida también las características del gas natural. Un dato, además, que se reflejará en la correspondiente factura.
¿Les suena el síndrome del edificio enfermo?Se trata de un conjunto de molestias y enfermedades originadas por la mala ventilación de espacios cerrados. Hasta ahora el confort ambiental estaba definido por la temperatura, la humedad, y como mucho la presencia de CO2. La ventilación de las salas se hacía en función de estos parámetros. Pero los últimos años, y ligado a la aparición de fenómenos como el del edificio enfermo, se ha visto que la calidad del aire que respiramos por ejemplo en nuestro lugar de trabajo, está también asociada a la presencia de otros compuestos volátiles.
ENRIQUE CASTAÑO; respons. proyecto, CICmicrogune: Por ejemplo, el típico olor a plástico, a nuevo que podemos encontrar en un coche, en una habitación,... ese olor está asociado a esos compuestos volátiles orgánicos: benzéno, formal-aldehido,... En CIC microgune estamos trabajando en este ámbito de cara a conseguir un control del aire también inteligente.
El principio de detección de estos gases es diferente a las ondas superficiales. En este caso se usan nanohilos, hilos de dimensiones nanométricas, muchísimo más finos que un cabello humano. La resistividad eléctrica de estos nanohilos, su capacidad de conducir corriente eléctrica depende del ambiente gaseoso que hay a su alrededor.
ENRIQUE CASTAÑO; respons. proyecto, CICmicrogune: Eso es una ventaja, porque midiendo la conductividad de estos nanohilos puedo relacionarlo con la presencia de gases, pero también es un problema, porque responden a cualquier tipo de gas, y yo no estoy interesado en cualquier tipo de gas, estoy interesado en el benzeno, en el formaldehido, entonces tenemos que tunear, tenemos que trabajar esos nanohilos para que detecten el gas que a mí me interesa.
Los sensores son, más o menos, como tableros de ajedrez. Cada espacio se dopa con pequeñas cantidades de impurezas, es decir, se cambian, se manipulan sus propiedades eléctricas. Generalmente se trata de metales nobles como el paladio o el platino, y de esta forma se favorece la reacción con el gas que interesa.
En las pruebas de laboratorio se mezclan esos compuestos volátiles en diferentes proporciones para calibrar la resistencia del microsensor ante distintas concentraciones. A Naturgas le interesa también aplicar la capacidad de detección de gases de este dispositivo
JUAN RAMÓN ARRAIBI; dtor. de distribución, edb-naturgas:Por ejemplo, si en una caldera de un piso hay concentración de metano superior a la normal sabemos que hay una fuga, o una concentración de monóxido de carbono fuera de lo normal sabremos que esa instalación no está funcionando adecuadamente.
De nuevo una sala de control recibiría esa señal de alarma emitida por el sensor colocado en el domicilio del cliente. Pero un uso más amplio de estos micro-sensores incluye el diseño de un sistema de aire acondicionado que tenga en cuenta niveles peligrosos de concentración de los compuestos volátiles.
JURGI GLEZ. DE TXABARRI; investigador CICmicrogune: Esta es la plataforma que integraremos en equipos de aire acondicionado, con el objetivo de analizar la calidad de aire que tenemos en una habitación. Lo primero que hacemos, mediante estas dos cámaras acondicionamos el aire que tenemos, para controlar su humedad y temperatura, ya que eso varía la respuesta, después ese aire pasa por el sensor, tenemos uno igual ahí dentro, y por último tenemos la bomba que hace que el aire circule.
El prototipo está listo para su implementación. Pronto dará el salto de los laboratorios a nuestros hogares.
