{"id":72860,"date":"2001-10-01T00:00:00","date_gmt":"2001-10-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2001\/10\/01\/los-contaminantes-en-la-mira-de-la-luz-y-el-sonido\/"},"modified":"2015-10-30T19:25:13","modified_gmt":"2015-10-30T21:25:13","slug":"los-contaminantes-en-la-mira-de-la-luz-y-el-sonido","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/los-contaminantes-en-la-mira-de-la-luz-y-el-sonido\/","title":{"rendered":"Los contaminantes en la mira de la luz y el sonido"},"content":{"rendered":"
\"\"

miguel boyayan<\/span>El equipo instalado en Unilasermiguel boyayan<\/span><\/p><\/div>\n

Un sistema in\u00e9dito en Brasil y con escasos similares en el mundo, que servir\u00e1 medir la concentraci\u00f3n de gases contaminantes en la atm\u00f3sfera por medio de un l\u00e1ser de di\u00f3xido de carbono (CO2), se encuentra en su fase final de desarrollo en los laboratorios de la empresa Unilaser, de Campinas. Denominado espectr\u00f3metro fotoac\u00fastico, dicho sistema fue proyectado por el f\u00edsico Edjar Martins Telles. Este equipo es capaz de detectar bajas concentraciones de diversos contaminantes monitoreados por los \u00f3rganos de control ambiental, como el ozono, el di\u00f3xido de azufre, el amon\u00edaco y el di\u00f3xido de carbono.<\/p>\n

Unilaser opera en las \u00e1reas de mantenimiento, recuperaci\u00f3n y venta de equipos de l\u00e1ser. La empresa fue creada en 1986 por el f\u00edsico Artemio Scalabrin, profesor del Instituto de F\u00edsica Gleb Wataghin de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp). Est\u00e1 instalada en el N\u00facleo de Apoyo al Desarrollo de Empresas de Base Tecnol\u00f3gica (Nade), de la Compa\u00f1\u00eda de Desarrollo del Polo de Alta Tecnolog\u00eda de Campinas (Ciatec), una incubadora de empresas mantenida por la municipalidad.<\/p>\n

El proyecto del espectr\u00f3metro insumi\u00f3 tres a\u00f1os en investigaciones y cont\u00f3 con el financiamiento del Programa de Innovaci\u00f3n Tecnol\u00f3gica en Peque\u00f1as Empresas (PIPE) de la FAPESP. “Ahora estamos en la \u00faltima fase, empe\u00f1ados en mejorar el sistema y la automaci\u00f3n de las tareas para simplificar la integraci\u00f3n entre los usuarios y el equipo”, explica Telles, m\u00e1ster y doctor del Instituto de F\u00edsica de la Unicamp, con posdoctorado en el\u00a0National Institute of Standards and Technology<\/em> (Nist) de Boulder, en el estado de Colorado, Estados Unidos.<\/p>\n

Colisi\u00f3n de mol\u00e9culas
\n<\/strong>El principio de funcionamiento del sistema es el efecto fotoac\u00fastico, una t\u00e9cnica que permite convertir luz en sonido. Para entender esto es necesario empezar por el tipo de l\u00e1ser escogido como fuente de excitaci\u00f3n \u00f3ptica sobre las mol\u00e9culas de los gases. La elecci\u00f3n recay\u00f3 en el l\u00e1ser de di\u00f3xido de carbono (CO2) que posee 90 l\u00edneas de emisi\u00f3n dentro del espectro de la franja electromagn\u00e9tica del infrarrojo, con una longitud de onda cercana a los 10 micrones (la mil\u00e9sima parte del mil\u00edmetro). Este tipo de l\u00e1ser permite detectar varios gases de inter\u00e9s, pues estos presentan una frecuencia de absorci\u00f3n de energ\u00eda coincidente con las l\u00edneas de la franja del infrarrojo.<\/p>\n

El coraz\u00f3n del sistema es la c\u00e9lula fotoac\u00fastica, un recipiente cerrado en el que circula un flujo de aire atmosf\u00e9rico u otra mixtura gaseosa que ser\u00e1 analizada. El haz del l\u00e1ser es alineado en el interior de la c\u00e9lula a trav\u00e9s de una peque\u00f1a ventana. “Cuando el l\u00e1ser es sintonizado en la misma frecuencia de la mol\u00e9cula de los gases, \u00e9stas absorben la energ\u00eda del l\u00e1ser”, explica Telles. Antes de alcanzar el interior de la c\u00e9lula, el haz pasa por un modulador, que interrumpe y libera la radiaci\u00f3n a un ritmo constante, produciendo un efecto similar a una luz intermitente, como la de los coches. Cuando el haz es liberado, las mol\u00e9culas absorben la energ\u00eda del l\u00e1ser y alcanzan el nivel de excitaci\u00f3n.<\/p>\n

En el momento en el que la radiaci\u00f3n es interrumpida, \u00e9stas retornan al nivel normal, perdiendo el exceso de energ\u00eda a manos de las mol\u00e9culas vecinas por medio de colisiones, transformando, as\u00ed la energ\u00eda absorbida en energ\u00eda de movimiento, generando calor. La variaci\u00f3n de temperatura es acompa\u00f1ada por variaciones de presi\u00f3n que generan ondas ac\u00fasticas en el interior de la c\u00e9lula detectadas por un micr\u00f3fono. La se\u00f1al el\u00e9ctrica generada en el micr\u00f3fono es proporcional a la concentraci\u00f3n de las mol\u00e9culas que absorbieron la energ\u00eda de la frecuencia espec\u00edfica del l\u00e1ser.<\/p>\n

Esta se\u00f1al es filtrada, para eliminar los ruidos indeseables, y amplificada, para luego ser analizada en una computadora, en donde el espectro fotoac\u00fastico de la mol\u00e9cula es registrado e interpretado por un\u00a0software<\/em> , tambi\u00e9n desarrollado en el marco del proyecto. “Cada mol\u00e9cula presenta un espectro fotoac\u00fastico \u00fanico, como si fuera una impresi\u00f3n digital”, afirma Telles. Este equipo puede detectar uno o varios gases simult\u00e1neamente.<\/p>\n

“Basta sintonizar el l\u00e1ser en la l\u00ednea de emisi\u00f3n de la franja del infrarrojo con la mol\u00e9cula que se pretende analizar”, explica el investigador. El espectr\u00f3metro permite detectar concentraciones peque\u00f1as, del orden de las partes por mil millones (ppmm), que es la franja de concentraci\u00f3n de la mayor\u00eda de los gases contaminantes. M\u00e1s all\u00e1 de aquellos gases que son monitoreados por los \u00f3rganos de control ambiental, el espectr\u00f3metro detecta etileno, etanol, metanol, \u00f3xido nitroso, benceno y \u00e1cido f\u00f3rmico.<\/p>\n

El descubridor del efecto fotoac\u00fastico fue el f\u00edsico estadounidense de origen ingl\u00e9s Alexander Graham Bell (1847-1922), el inventor del tel\u00e9fono. Su descubrimiento se produjo en 1880, pero durante casi un siglo, la posibilidad de convertir luz en sonido fue encarada como una mera curiosidad. Solamente en la d\u00e9cada de 1930, el efecto comenz\u00f3 a avivar el inter\u00e9s cient\u00edfico, cuando se percibi\u00f3 que podr\u00eda ser usado para el an\u00e1lisis de gases. As\u00ed nac\u00eda la espectroscopia fotoac\u00fastica, una t\u00e9cnica que adquiri\u00f3 a\u00fan m\u00e1s impulso a partir de la d\u00e9cada del 70, con el desarrollo de los l\u00e1seres y los progresos en el campo de la electr\u00f3nica.<\/p>\n

Una alternativa nacional
\n<\/strong>Existen en el mundo pocos espectroscopicos fotoac\u00fasticos del tipo del construido por la Unilaser; fundamentalmente se restringen a las instituciones acad\u00e9micas. “Solamente son producidos en la Universidad de Nijmegen, en Holanda, que eventualmente atiende pedidos de equipos que detectan tan solo etileno”, cuenta Telles. El precio del equipo es de aproximadamente 110 mil d\u00f3lares. Pero el costo del modelo nacional es estimado en 130 mil reales, incluyendo la fuente de alta tensi\u00f3n para alimentar al l\u00e1ser de CO2, tambi\u00e9n desarrollada en el marco del proyecto, que el importado no trae. Cerca del 90% de las piezas utilizadas en el montaje del sistema y en los dispositivos de diagn\u00f3sticos fue producido en Brasil, un factor que reduce el costo del equipamiento.<\/p>\n

Cl\u00e1udio Alonso, gerente del Departamento de Calidad Ambiental de la Compa\u00f1\u00eda de Tecnolog\u00eda de Saneamiento Ambiental (Cetesb), ve con optimismo la iniciativa de Unilaser. “El pa\u00eds precisa comenzar a formar mercado con tecnolog\u00eda nacional”, afirma. Actualmente, las centrales de monitoreo de la calidad del aire son armadas con varios equipos, uno para cada tipo de contaminante. Todos son importados de Estados Unidos y cuestan entre 10 mil y 30 mil d\u00f3lares. “En todo Brasil se est\u00e1n importando estos equipamientos”, afirma.<\/p>\n

Pese a que el espectr\u00f3metro no es capaz de medir todos los contaminantes monitoreados por la Cetesb, seg\u00fan Alonso, este equipo podr\u00eda ser una alternativa complementaria al sistema ya implementado, siempre y cuando sean respetadas las normas t\u00e9cnicas internacionales de control ambiental. La demanda existe. “Incluso en el estado de S\u00e3o Paulo, que cuenta con una buena cobertura en t\u00e9rminos de control del aire, existen todav\u00eda regiones importantes que no poseen estaciones de monitoreo o que necesitan alg\u00fan refuerzo”, dice Alonso. Algunos ejemplos de ello son Guarulhos, en la regi\u00f3n metropolitana de S\u00e3o Paulo, Ribeir\u00e3o Preto, Jundia\u00ed, S\u00e3o Jos\u00e9 dos Campos y Santos. “Pero con seguridad la demanda fuera del estado es mayor a\u00fan”, afirma.<\/p>\n

M\u00e1s all\u00e1 de las estaciones de monitoreo del aire, fijas o m\u00f3viles, el espectr\u00f3metro tambi\u00e9n puede ser una opci\u00f3n para las empresas que deben controlar sus emisiones de gases contaminantes, como las industrias petroqu\u00edmicas. “En el caso de las empresas paulistas con alto potencial de emisi\u00f3n, el automonitoreo es una exigencia de la Cetesb”, dice Alonso.<\/p>\n

Frutas y piel
\n<\/strong>Otros clientes potenciales son las instituciones de investigaci\u00f3n en el \u00e1rea ambiental, agropecuaria y m\u00e9dica. “Muchas investigaciones relacionadas con la maduraci\u00f3n de frutos dependen de an\u00e1lisis de las concentraciones de etileno, un gas que acelera la maduraci\u00f3n de frutos”, afirma Telles. Investigaciones pioneras no Brasil en el \u00e1rea est\u00e1n siendo llevadas a cabo por el profesor Helion Vargas, en la Universidad Estadual del Norte Fluminense (UENF), que utiliza un espectr\u00f3metro fotoac\u00fastico importado de Holanda.<\/p>\n

Estos estudios permiten determinar m\u00e9todos m\u00e1s adecuados para que el fruto llegue a destino en buenas condiciones de comercializaci\u00f3n. En el \u00e1rea m\u00e9dica, el equipo puede ser utilizado en estudios que monitorean el etileno exhalado por la piel, bajo condiciones fisiol\u00f3gicas espec\u00edficas, como el exceso de calor, traumas, radiaci\u00f3n y ejercicios en exceso, torn\u00e1ndose un m\u00e9todo con un r\u00e1pido tiempo de respuesta para monitorear los procesos de estr\u00e9s.<\/p>\n

Las perspectivas indican que dentro de un a\u00f1o este equipo estar\u00e1 listo para su comercializaci\u00f3n. “Es el tiempo necesario para que finalicemos la fase de ingenier\u00eda del producto”, afirma el investigador. Para obtener los 250 mil reales necesarios para esta fase y poner el producto en el mercado, Unilaser procura concretar asociaciones con empresas interesadas en invertir en el proyecto. La empresa tambi\u00e9n pretende obtener recursos con el alquiler del equipo. Con seguridad, Unilaser posee un mercado amplio por delante, en el monitoreo de contaminantes en la atm\u00f3sfera de la gran mayor\u00eda de las ciudades, una pr\u00e1ctica que ya se ha tornado imprescindible en todo el planeta.<\/p>\n

El proyecto<\/strong>
\nDesarrollo de un Sistema de Medici\u00f3n de Concentraciones de Contaminantes en la Atm\u00f3sfera con L\u00e1seres en el Infrarrojo (CO2) por Espectroscop\u00eda Fotoac\u00fastica (n\u00ba\u00a097\/07445-3<\/a>);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>Programa de Innovaci\u00f3n Tecnol\u00f3gica en Peque\u00f1as Empresas (PIPE);\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Edjar Martins Telles – Unilaser;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 115.381,31 y US$ 52.137,80<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Sistema fotoac\u00fastico que analiza el aire atmosf\u00e9rico","protected":false},"author":127,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1561,192],"tags":[],"coauthors":[437,785],"class_list":["post-72860","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-programa-de-innovacion-tecnologica-en-pequenas-empresas-pipe","category-tecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/72860","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/127"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=72860"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/72860\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=72860"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=72860"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=72860"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=72860"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}