08 octubre 2009

Nuevo detector de gas extremadamente sensible

Un equipo de las universidades de Princeton y Rice ha desarrollado un nuevo sensor que mide con extremada exactitud la concentración de óxido nítrico. Los investigadores creen que un sistema basado en el sensor puede encontrar usos que van desde el estudio y control de las emisiones de vehículos y camiones al control de la exposición humana a contaminantes en ambientes industriales.
Para usos médicos, tal sistema es particularmente útil debido a que los resultados no pueden ser corrompidos por el vapor de agua, que está presente en las muestras de la respiración, y de esta forma pueden revelarse enfermedades de obstrucciones pulmonares e inflamaciones.
La tecnología sensórica desarrollada es mucho más exacta y sensible que los sistemas actualmente existentes, y además es más compacto y portátil. El nuevo sensor puede incorporarse a un sistema portátil del tamaño de una caja de zapatos, por lo que es ideal para el despliegue a gran escala en redes de sensores no atendidas.
Los sistemas existentes que detectan óxido nítrico y otras trazas de gases tienen una gran variedad de desventajas. Algunos, como los sensores de monóxido de carbono de uso doméstico, son compactos y baratos, pero no son muy sensibles. Estos sensores pueden como mucho detectar gases en concentraciones de partes por millón, pero no pueden detectar gases a nivel de partes de miles de millones que algunas aplicaciones requieren.
Los sistemas de gama alta, como los espectrómetros de masas y los cromatógrafos de gases, son mucho más sensibles, pero son lentos, voluminosos y complicados. Son además caros y es impracticable usarlos fuera del laboratorio.
Los sistemas ópticos pueden ofrecer sensibilidad intermedia. Esto hace pasar un rayo láser a través de una muestra de gas y detectar si algunos rayos láser son absorbidos por la muestra de gas. La debilidad de este método es que la cantidad de absorción es muy pequeña comparada con la cantidad total de luz láser, de forma que las señales son difíciles de detectar. Además, los sensores ópticos convencionales tienden a ser voluminosos, usan gran cantidad de muestras y requieren una frecuente intervención del operador.
El nuevo sistema usa también sensores ópticos, pero produce una señal mucho más fuerte. En su configuración, los investigadores hacen pasar la luz láser a través de filtros polarizados que bloquean la luz menos la que presenta el óxido nítrico.
Los detectores de óxido nítrico han usado métodos similares antes, pero hasta ahora han sido obstaculizados por su dependencia de grandes fuentes láser diseñadas para su uso en laboratorio. El nuevo sistema, por el contrario, usa un láser de cascada quantum. Esto hace que sea posible y fiable detectar el gas a concentraciones de pocas partes de miles de millones. El dispositivo es tan preciso que puede distinguir entre diferentes isótopos de nitrógeno y oxígeno en las moléculas de óxido nítrico.
Bibliografía: Highly sensitive gas detector. The Engineer Online. October 2009.
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