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martes, 13 de julio de 2021

Investigadores argentinos crean sensor que mide la calidad del aire

Fue desarrollado por investigadores de la Untref y la CNEA. El dispositivo es cinco veces más rápido y sensible que otros similares.

Investigadores de la Universidad Nacional de Tres de Febrero (Untref) y de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) crearon un sensor que mide la calidad del aire en tiempo real bajo el objetivo de reducir el riesgo de contagio de coronavirus en espacios cerrados.


Fabricado con material bioplástico e impresión 3D, el dispositivo detecta niveles aceptables de dióxido de carbono (CO2) en el ambiente y resulta cinco veces más rápido y sensible que otros similares. A su vez, permite medir si la ventilación generada de forma natural es eficaz.

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El desarrollo se puso en marcha en el marco de la carrera de Ingeniería Ambiental y de la Licenciatura en Higiene y Seguridad del Trabajo. Cuenta con un sistema de alarmas visuales y sonoras y está destinado especialmente a espacios como aulas, oficinas, salas de espera de centros de salud y otros.

Oxígeno, dióxido de carbono y calidad del aire

El CO2 es un gas incoloro, denso y poco reactivo más pesado que el aire que emiten las personas mientras respiran. La OMS recomienda que sus niveles de concentración en interiores no excedan las 1.000 ppm (partes por millón).

Asimismo, un estudio realizado en la Universidad de Taipei (Chun-Ru Du, 2019) sobre la incidencia del contagio de tuberculosis en universidades descubrió que al aumentar la ventilación de los ambientes disminuía la concentración de CO2 a niveles entre 600-1000 ppm. En consecuencia, se reducía el riesgo de contagio en un 97 %.

“El ser humano, al exhalar, emite concentraciones de CO2 que, si se encuentra en un lugar cerrado, se acumulan. Si en este espacio hay muchas personas el nivel de emisión se multiplica y por ende la concentración de dióxido de carbono aumenta", sostuvo al respecto el doctor Lucio Ponzoni, docente e investigador de la Untref y la CNEA a cargo del equipo de trabajo.

"A medida que la concentración de este gas aumenta, también lo hace el porcentaje de veces que este aire ya ha sido inhalado y expirado por otras personas (aire viciado)”, agregó.

Por su parte, el ingeniero Julio Sola, coordinador de las carreras de la Untref, remarcó que "estudios recientes llevados a cabo por especialistas en la temática indican que la principal vía de contagio del coronavirus se produce al respirar el aire exhalado por una persona contagiada".

En este marco, teniendo en cuenta las recomendaciones del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Organización Mundial de la Salud, el dispositivo muestra los valores de concentración de dióxido de carbono y su influencia en el riesgo de contagio emitiendo una luz led y un sonido para cada caso.

Según Sola, el diferencial de este equipo es que permite medir si realmente la ventilación que se genera en forma natural, a partir de la apertura de puertas y ventanas, es realmente eficaz. Es decir, si la renovación que se produce por esa circulación de aire es la recomendada.

El dispositivo fue pensado para ser utilizado en espacios cerrados, como aulas con una dimensión aproximada de 25 metros cuadrados. “Nos interesa que este dispositivo esté presente en cada una de las aulas para poder monitorear de forma constante el nivel de calidad del aire mientras se vayan desarrollando las clases presenciales”, destacó el ingeniero.

Cuando la concentración es de 400 a 600 ppm, la calidad de aire es aceptable y se enciende una luz verde. Si pasa de 600 a 1000 ppm, el riesgo de contagio aumenta, por lo cual se recomienda ventilar el ambiente y se enciende una luz amarilla.

Finalmente, si la concentración es mayor a 1000 ppm, el riesgo de contagio es muy alto y se recomienda evacuar el ambiente y ventilarlo para disminuir los valores de CO2. En ese caso, se enciende una luz roja y se emite un sonido mediante el módulo buzzer.

De acuerdo con los investigadores de la Untref, este sensor resulta cinco veces más rápido que los existentes en el mercado y con una mayor sensibilidad.

Parecido a una copa de vidrio, el modelo fue diseñado empleando modelos computacionales de simulación de fluidos y ensayos en modelos de túnel de viento. Los sensores del dispositivo se encuentran en una cámara de mezcla de geometría variable, lo que permite tomar la medición de la calidad de aire de una manera precisa

Por otra parte, el dispositivo es de bajo costo (alrededor de 20 dólares por unidad) y rápida producción, y está pensado para dar respuesta a las necesidades del país con tecnología y materiales nacionales. Puede funcionar autónomamente con una batería de 9V durante un mes o, en su defecto, estar enchufado a un transformador de celular de 5V.

El sensor, que se desarrolló con fondos propios del grupo de investigación, se suma a otros dos desarrollos creados por el equipo en el marco de la pandemia: la Válvula Venturi para uso en pacientes que requieren asistencia de oxígeno y el Videolaringospio para la intubación de pacientes.


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