Con un sistema de sensores infrarrojos, investigadores buscan monitorear los ambientes interiores. Un factor clave en tiempos de pandemia

La preocupación que genera la calidad del aire en un contexto pandémico, por su vinculación como agravante de transmisión del COVID-19, resultó determinante para que el Laboratorio de Investigación en Nuevas Tecnologías Informáticas (LINTI) de la Facultad de Informática de la Universidad Nacional de La Plata, desarrolle una red de sensores de bajo costo para instalar en distintos espacios cerrados. Este sistema que permite controlar las propiedades del aire intramuros se implementará, en principio, en las instalaciones de la propia unidad académica ubicada en la zona del bosque platense.

Los sensores que integran la red pueden ser utilizados como parte del protocolo post COVID-19, para garantizar una buena aireación en espacios cerrados. De este modo, su utilidad alcanza desde aulas y laboratorios de investigación, hasta oficinas públicas y privadas, comedores, y edificios.

La mala calidad del aire intramuros genera numerosos problemas de salud, y puede causar un deterioro del sistema cardiorrespiratorio de las personas. Se estima que 3 millones de seres humanos mueren anualmente de forma prematura por una exposición crónica a una deficiente calidad del aire dentro de sus hogares.

Los cambios en el diseño de los edificios modernos han hecho que los espacios sean, a menudo, más herméticos en comparación con las estructuras más antiguas. Si bien estas mejoras garantizan mayor comodidad y confort, con menores costos de funcionamiento, también proporcionan ambientes interiores en los que los contaminantes se producen fácilmente y pueden acumularse en concentraciones mucho más altas que las que se encuentran en el exterior. Niveles elevados de compuestos orgánicos volátiles (COV), una humedad relativa extrema (HR), una alta temperatura, y mayores concentraciones de material particulado y dióxido de carbono, son los irritantes sensoriales más frecuentes en ambientes intramuros.

Los sensores que el LINTI implementará se basan su funcionamiento en la absorción específica de longitudes de onda producida por la presencia de moléculas de dióxido de carbono al ser atravesadas por luz infrarroja.

“El principio básico de este desarrollo -explicaron desde el LINTI- se basa en que una fuente de luz infrarroja emite un haz de rayos a través de la cámara de gas de muestreo, y cada componente del gas de muestra absorbe rayos infrarrojos de una frecuencia específica. Mediante el detector para recibir y medir la absorción de infrarrojos de la frecuencia correspondiente, combinado con el análisis del algoritmo establecido en el software integrado, se puede medir la concentración del componente de gas. La razón por la que esta técnica no es dispersiva es que la longitud de onda que pasa a través de la celda de gas de muestreo no está prefiltrada”.

“Los distintos gases tienen sus propios espectros de absorción característicos debido a las diferencias en su estructura molecular, concentración y distribución de energía”, detallaron los especialistas.

Este trabajo utilizará dispositivos de muy bajo consumo energético que permiten tener largos periodos de autonomía que pueden llegar hasta 10 años y más para los transmisores de radiofrecuencias que implementan los protocolos de baja potencia y largo alcance denominados LPWAN (Low Power Wide Area Network) para estar en sintonía con los requisitos de bajo consumo de los sensores. Dentro de estos protocolos, se plantea la utilización de la plataforma LoRaWAN en 915Mhz.

“LoRaWAN es una especificación para redes de baja potencia y área amplia, LPWAN (en inglés, Low Power Wide Area Network), diseñada específicamente para dispositivos de bajo consumo de alimentación, que operan en redes de alcance local, regional, nacionales o globales”, detallaron los investigadores.

Y culminaron, “la idea es implementar esos sensores de bajo costo encerrados en carcasas de propio diseño y de fácil instalación en los ambientes a controlar. Los sensores formarán parte de una red que, a través de la plataforma LoRaWAN, se integrarán a Internet enviando las mediciones realizadas a servidores que procesarán los datos recibidos. A tal efecto se desarrollará una plataforma web para la visualización y alertas de las mediciones de los contaminantes”.