Investigadores de la BUAP trabajan una "nariz electrónica" para detectar fugas de gas
 
Por Lado B @ladobemx
15 de agosto, 2012
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  • Desde 2007 cuando inició la investigación, se han realizado tres prototipos
  • Paralelamente se diseñan sensores para diferentes necesidades

Redacción

Desde hace mucho tiempo, el hombre ha imitado a la naturaleza para desarrollar sistemas electrónicos que realicen tareas más allá de sus alcances con el fin de simular los sentidos de los seres humanos y de algunos animales. De tal manera se han fabricado poderosos ojos y oídos electrónicos, así como sistemas sensibles al tacto.

Sin embargo, no existe un sistema con una “nariz electrónica”, eficaz para evaluar productos alimenticios o cosméticos, detectar drogas o explosivos, tareas realizadas por humanos y perros, quienes no pueden trabajar por un tiempo prolongado ya que el olfato se satura, motivo por el que requieren descanso.

Por tal razón los doctores Georgina Beltrán Pérez, Juan Castillo Mixcóatl y Severino Muñoz Aguirre, investigadores del Laboratorio de Electrónica y Optoelectrónica de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la BUAP, en colaboración con estudiantes, realizan actividades enfocadas al desarrollo de un sistema electrónico capaz de efectuar la función olfativa, específicamente localizar fugas de gas.

Desde que inició la investigación en 2007, el primer prototipo se diseñó como un carro con dos pequeñas ruedas delanteras controladas por un motor que indican la dirección del movimiento, y una trasera que gira libremente. Al frente tiene tres sensores y uno más en la parte trasera, indicó el doctor Muñoz Aguirre, coordinador del proyecto.

Especificó que “cuando el dispositivo entra a la zona donde se encuentra el gas avanza para buscar la fuga, en el momento que alguno de los sensores se sale de la región de detección, el robot se da vuelta para localizarla nuevamente”.

Su principal aplicación sería en minas donde generalmente ocurren fugas de metano y de sustancias explosivas. “Por ahora al tener ruedas pequeñas se piensa en aplicaciones urbanas como naves industriales y residencias”, expresó el especialista.

Rediseño del dispositivo

Perfeccionar los sistemas de detección, procesamiento de señales y sistemas de movimiento, son algunos de los aspectos que estudiantes de licenciatura y posgrado de esta unidad académica trataron de corregir en los siguientes prototipos.

Omar Mauricio Moreno Guzmán, alumno de la Maestría en Física Aplicada, elaboró un aparato que transmite la información a un ordenador de manera inalámbrica, para mostrar lo que se encuentra a su alrededor, gracias a sus sensores de proximidad.

“Tiene comunicación entre la computadora y el dispositivo, por lo que en un momento dado puede estar mandando datos que serán recopilados”, enfatizó Muñoz Aguirre.

El modelo “se basa en una arquitectura de computadora, todos sus módulos están divididos de forma independiente para que ningún dispositivo interrumpa al módulo de comunicación”, detalló a su vez el alumno. El dispositivo trabaja con comunicación serial, por lo que se pretende implementar una nueva comunicación por medio de USB.

Por su parte Edwin Sánchez Sosa, pasante de la Licenciatura en Física Aplicada, fabricó un robot con sensores de luz infrarroja y de posición (una brújula electrónica), mecanismo que dispone de un control de movimiento manual, a distancia y de ubicación, los cuales son independientes.

“Una vez conociendo cómo se conduce el vehículo, se puede montarle cualquier tipo de conductores, la idea es que sean de gas una vez determinando las carencias y beneficios de esta plataforma”.

La principal ventaja de este robot es que al conocer su protocolo de comunicación, se desarrollarían sensores inteligentes para comunicarse con la plataforma, un ejemplo son los magnéticos, de luz infrarroja y manuales.

Sánchez Sosa expuso que este prototipo al estar limitado por su tipo de locomoción, dos llantas de tracción y una rueda loca, “estaría restringido para propósitos de investigación en laboratorio, con la finalidad de concentrarse en el uso de varios sensores”. A futuro este dispositivo podría ser retomado por alumnos que desarrollarían las modificaciones pertinentes para su mejora.

Aún queda mucho por hacer

El doctor Severino Muñoz Aguirre dijo que realmente todavía hay mucho que hacer para perfeccionar el proyecto en su totalidad, por ejemplo mejorar el algoritmo de localización, ya que éste se basa en la estrategia que utiliza la mosca del gusano de seda: moverse en zigzag. Posteriormente se emplearían otras estrategias como saber la dirección del viento y un arreglo de sensores para detectar diferentes sustancias.

Razón por la cual en el Laboratorio de Electrónica y Optoelectrónica se diseñan sensores adecuados a diferentes necesidades, “dependiendo de la película sensible que se utilice se detectarán diversas sustancias”. De manera paralela se elaboran tarjetas, circuitos y software específico, que contribuyan al objetivo principal de la investigación.

Aunque en Japón, Estados Unidos y Europa se han creado sistemas que simulan la función de la nariz, a fin de que un robot pueda detectar olores y clasificarlos como un ser vivo, éstos son demasiado caros para adquirirlos.

El principal desafío de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas es desarrollar nuevos algoritmos y estructuras que permitan competir con el resto del mundo. “Tenemos que buscar lo que no hayan hecho ellos para hacerlo nosotros y tratar de competir a su nivel”, destacó el académico.

Perfil del investigador
SEVERINO MUÑOZ AGUIRRE

  • Licenciado en Instrumentación Electrónica por la Universidad Veracruzana.
  • Maestro en Ciencias (Ingeniería Eléctrica) por el Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional.
  • Doctor en Ciencias (Ingeniería Eléctrica y Electrónica) por el Instituto de Tecnología de Tokio, en Japón.
  • Actual Profesor Investigador del Cuerpo Académico de Optoelectrónica y Fotónica de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la BUAP.
  • Miembro del Sistema Nacional de Investigadores.
  • Correo electrónico: smunoz@fcfm.buap.mx

 

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