El dispositivo desarrollado por un grupo de estudiantes del Instituto de Física Técnica de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hanoi puede detectar gases tóxicos como NH3, H2S... en el ambiente.
Desde 2021, Do Van Minh, estudiante de K63 del Instituto de Física Técnica, tuvo la idea de diseñar y fabricar un dispositivo para medir gases tóxicos en el ambiente. Bajo la dirección del profesor, Minh, junto con Truong Hong Cuong, Nguyen Thi Mai Anh y Nguyen Ngoc Minh, implementaron la idea.
Después de 2 años de investigación, el dispositivo de medición de gases tóxicos del grupo de estudiantes se ha actualizado a 3 versiones, con 3 partes principales que incluyen la carcasa, el circuito de control electrónico, el procesamiento de señales y la cámara de medición.
Minh explicó que en entornos de producción industrial, suelen aparecer diversos tipos de gases tóxicos, como los grupos NOx, NH3, H2S y COx, los cuales afectan directamente la salud humana. La concentración estándar de estos gases en el entorno de trabajo se permite por debajo de 50 ppm. El dispositivo de medición fabricado por el grupo puede detectar gases tóxicos a niveles bajos (concentración de gas de 10 ppm) y emitirá una alerta.
El dispositivo para medir la concentración de gases en el ambiente, inventado por un grupo de estudiantes, cuenta con una pantalla que muestra el valor de la concentración. Foto: NVCC
El punto más importante y complejo es investigar un sensor que funcione como un interruptor que permite activar y desactivar el circuito, como en un circuito eléctrico. En esta aplicación, el gas tóxico actúa como un impacto externo que activa el interruptor modificando la resistencia. El grupo eligió V₂O₄ como material para la aplicación del sensor de gas. A temperatura ambiente, el V₂O₄ puede reaccionar a un solo gas, el amoníaco (NH₃), pero para otros gases tóxicos como H₂S, CO, CO₂, NO₂, etc., prácticamente no se observan cambios, lo que significa que el sensor no puede reaccionar a otros gases que no sean NH₃, lo que demuestra su alta selectividad dentro del límite de concentración de gas de 500 ppm estudiado por el grupo.
Minh afirmó que las pruebas prácticas demostraron que el dispositivo puede detectar la presencia de gases tóxicos en el ambiente y emitir una alerta. Cuando la concentración de gas supera el nivel estándar de 50 ppm, el dispositivo emite una alerta mediante una señal sonora. Además de la alerta, el dispositivo incorpora una pantalla que muestra el valor de la concentración del gas a medir y dibuja una curva de señal que refleja la variación de la concentración.
Actualmente, existen en el mercado numerosos productos que miden gases tóxicos en el ambiente, importados de China, Alemania y Japón, con precios que van desde varios millones hasta cientos de millones de VND. Si bien algunos productos son desarrollados por Vietnam, la mayoría de los cabezales de medición de gases (chips sensores) deben importarse del extranjero.
Grupo de estudiantes el día de la entrega del Premio Nacional de Investigación Científica Estudiantil 2022. Foto: NVCC
El profesor Nguyen Duc Hoa, subdirector del Instituto Internacional de Formación en Ciencia de los Materiales (ITIMS) de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hanói e instructor, evaluó que se trata de un producto de investigación estudiantil, que abarca desde la fabricación de materiales y chips sensores hasta circuitos de medición y visualización de datos. El producto se encuentra aún en fase de prueba, pero «la ventaja es que el grupo ha fabricado un chip sensor con características excepcionales como bajo consumo de energía, alta velocidad de respuesta y capacidad para detectar gases tóxicos en bajas concentraciones», afirmó el Sr. Hoa. Sugirió que el producto necesita mejorar su diseño y algunas características operativas para que sea adecuado y práctico para el uso diario.
La investigación del grupo ganó recientemente el segundo premio en el Concurso Nacional de Investigación Científica Estudiantil de 2022.
Bich Thao
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