Híbridos y Eléctricos

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CHALMERS, SUECIA

Un nanosensor óptico para controlar la contaminación (NO2) de forma precisa, simple y económica

Un nuevo nanosensor óptico que puede detectar bajas concentraciones de dióxido de nitrógeno con mucha precisión y aplicarse en farolas o cualquier esquina.

La nueva tecnología de sensores se está probando en el área de Gotemburgo, incluida esta farola en Mölndal (Foto: Insplorion / Johan Bodell).
La nueva tecnología de sensores se está probando en el área de Gotemburgo, incluida esta farola en Mölndal (Foto: Insplorion / Johan Bodell).

La contaminación del aire es responsable de 550.000 muertes prematuras al año en Europa y 7 millones en todo el mundo, según la OMS. Sin embargo, medirlo puede ser un desafío, ya que el equipo tiende a ser grande y costoso. Pero pronto, esto puede cambiar, gracias a un pequeño nanosensor óptico desarrollado en la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, que se puede montar en una farola normal.

La tecnología ya está en uso en el oeste de Suecia, y los investigadores y otras partes interesadas esperan que el sensor pueda usarse pronto en muchos contextos amplios. También está en marcha una colaboración con la Universidad de Sheffield. 

“La contaminación del aire es un problema de salud mundial. Para poder contribuir a un mayor conocimiento y un mejor ambiente se siente muy bien. Con la ayuda de estos sensores pequeños y portátiles, puede ser más simple y más económico medir las emisiones peligrosas con gran precisión ”, dice el investigador de Chalmers, Irem Tanyeli, quien ha ayudado a desarrollar los sensores pequeños, que miden el dióxido de nitrógeno con gran precisión.

Los gases de escape del tráfico rodado son responsables de la mayoría de la contaminación del dióxido de nitrógeno en el aire. Respirar dióxido de nitrógeno es perjudicial para nuestra salud, incluso a niveles muy bajos, y puede dañar nuestro sistema respiratorio y provocar enfermedades cardíacas y vasculares. Según la Organización Mundial de la Salud, la contaminación del aire es el mayor riesgo para la salud ambiental del mundo.

El nuevo nano-sensor óptico puede detectar bajas concentraciones de dióxido de nitrógeno con mucha precisión, hasta el nivel de partes por billón (ppb). La técnica de medición se basa en un fenómeno óptico que se llama plasmón. Surge cuando las nanopartículas metálicas se iluminan y absorben la luz de ciertas longitudes de onda. Christoph Langhammer y su grupo de investigación han estado trabajando en esta área durante más de una década, y ahora las innovaciones están empezando a ver la luz del día.

Durante los últimos dos años, Irem Tanyeli ha estado trabajando con la optimización del material del sensor y la realización de pruebas en condiciones ambientales simuladas de manera diferente. La tecnología ahora se instala en una farola en Gotemburgo, como parte de una colaboración con la empresa de iluminación Leading Light, para medir la cantidad de moléculas de dióxido de nitrógeno en el entorno urbano.

"En el futuro, esperamos que la tecnología también se pueda integrar en otra infraestructura urbana, como semáforos o cámaras de velocidad, o para medir la calidad del aire en interiores", dice Irem Tanyeli.

También se instala un sensor en el techo de Nordstan en Gotemburgo, uno de los centros comerciales más grandes de Escandinavia, y pronto se colocará más a lo largo de la ruta de Västlänken, un importante proyecto de construcción de túneles ferroviarios, también en Gotemburgo.

La tecnología ya ha despertado el interés de varias organizaciones, incluido el Observatorio de Flujos Urbanos, un centro de calidad del aire en la Universidad de Sheffield. Realizarán pruebas de campo, comparando los resultados de los nanosensores con datos de varias estaciones de referencia británicas.

"Hay una falta de pequeños sensores funcionales de dióxido de nitrógeno en el mercado. Encontramos esta solución nano plasmónica interesante y esperamos los resultados de las pruebas ”, dice el profesor Martin Mayfield en el Observatorio de Flujos Urbanos de la Universidad de Sheffield.

Otras partes interesadas incluyen Stenhøj Sverige, una compañía que desarrolla analizadores de gas y humo para talleres de reparación de automóviles y empresas de inspección de vehículos, así como IVL, Instituto Sueco de Investigación Ambiental. IVL trabaja con investigación aplicada y desarrollo en estrecha colaboración con la industria y la esfera pública para abordar problemas ambientales.

La nueva tecnología de sensores no se limita a medir el dióxido de nitrógeno, sino que también puede adaptarse a otros tipos de gases. Por lo tanto, hay potencial para una mayor innovación.

“El dióxido de nitrógeno es solo una de las muchas sustancias que pueden detectarse con la ayuda de nanosensores ópticos. Hay grandes oportunidades para este tipo de tecnología ", dice Christoph Langhammer.

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