La inhalación continuada de dióxido de carbono (CO2) en concentraciones demasiado grandes reduce la capacidad para transportar oxígeno de la sangre y hace que las células no puedan utilizar el oxígeno que les llega. Esa privación de oxígeno afecta principalmente al cerebro y al corazón, ocasionando intoxicaciones graves, o incluso la muerte en los casos más graves. De ahí que sea importante poder contar con un sistema precoz de detección que pueda ayudar a personas en situación de riesgo o incluso a los servicios de emergencia a percibir una presencia peligrosamente grande de este gas en el aire antes de que produzca efectos perjudiciales en la salud.
Partiendo de esa necesidad, un equipo de investigadores del Centro de Automática y Robótica (CAR) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha logrado desarrollar una nariz artificial capaz de detectar diferentes gases, entre ellos el CO2, cuando llegan a niveles críticos. Este innovador dispositivo se basa en el análisis de dinámica de fluidos computacional y utiliza una nariz artificial modular, inspirada en el proceso de inhalación y exhalación, equipada con un sistema de captura de aire que trabaja en tiempo real.
“Nuestro trabajo propone un método para adquirir gases ambientales utilizando una nariz artificial, un sistema sensorial capaz de muestrear gas (por ejemplo CO2) dentro de un rango circundante al emular el comportamiento de una nariz real, replicando las fases de inhalación y exhalación. Esto se logra a través de un sistema distribuido de absorción de aire y canalizando el aire de manera concentrada hacia un sensor interno para su análisis”, explica Christyan Mario Cruz, investigador de la UPM y autor principal del estudio.
El sistema implementado ha tenido una fase de diseño previa que analiza el comportamiento de las partículas a su alrededor a través de un análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) para mejorar y maximizar la calidad de las muestras adquiridas de un área determinada. La información se ha utilizado para crear mapas de concentración del CO2 en el entorno.
Finalmente, la nariz se integró en el sistema operativo de un robot cuadrúpedo para maximizar la cobertura ambiental, aprovechando sus capacidades de locomoción en terrenos complejos.
