Diseñan sensores contra "asesinos invisibles"

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.