Pachuca.-

Karthik Tangirala, doctor en ciencias con especialidad en ingeniería eléctrica y profesor investigador de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo (UAEH), lidera actualmente el proyecto titulado Preparación y diseño de un sensor de gas inteligente para la detección de hidrocarburos con uso final en los sectores automotriz e industrial.

El antecedente más importante que justifica ese proyecto es que en 2013 la industria del transporte contribuyó con más de la mitad del monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno, además de casi una cuarta parte de los hidrocarburos emitidos a la atmósfera, lo que tiene graves consecuencias para la salud humana y el medio ambiente.

La contaminación del aire se divide en: primaria y secundaria. La primaria se emite directamente a la atmósfera y la secundaria es el resultado de reacciones químicas entre contaminantes en la atmósfera.

La contaminación del aire primario puede reducirse a través de las tecnologías de combustibles limpios. Mientras que reducir la contaminación secundaria de los hidrocarburos se convirtió en un desafío.
Ese problema generó la necesidad de los sensores para la detección de hidrocarburos, con el fin de mejorar la seguridad y la salud.

La meta del doctor Karthik
es lograr un paquete de 16 o 18 sensores para que un laboratorio o toda la Autónoma de Hidalgo sea smart, es decir, en caso de una fuga de gases tóxicos, los sensores emitan una señal directa a los cuerpos de seguridad, como son Bomberos y Protección Civil, sin necesidad de realizar una llamada telefónica

Una de las áreas de urgente atención es durante los procesos industriales en el sector automotriz, donde obreros se exponen a importantes riesgos de intoxicación.

El objetivo del proyecto es el diseño de un dispositivo inalámbrico, inteligente, con precisión, selectividad y sensibilidad al monóxido de carbono, propano y detección de oxígeno para sectores industriales.

Los sensores de gas deben ser selectivos, es decir, tienen que filtrar otros gases, así como emitir una alarma a tiempo para mejores resultados.
Por ello, un estudiante de doctorado del área académica de ciencias de los materiales de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo y alumno del doctor Karthik Tangirala, trabaja con materiales de óxido de zinc mezclado con óxido de grafeno para lograr sensores selectivos de acetona, un elemento químico clave para el diagnóstico de diabetes a través del aliento de la boca, algo parecido a un alcoholímetro, aparato que utiliza la Policía en los retenes urbanos.

El desarrollo de sensores de gases es un trabajo multidisciplinario, explicó el investigador en entrevista para el programa radiofónico “Luciérnaga” de UAEH, porque se requieren conocimientos en química a nivel molecular y luego filtrar la señal a una parte electrónica para seleccionar la información química y emitir una señal. Por lo tanto, intervienen expertos en nanomateriales, nanosensores, física, química y electrónica.

El desarrollo de esos proyectos de investigación en la Autónoma de Hidalgo arrojó el primer beneficio: aumentar la infraestructura de un laboratorio del Instituto de Ciencias Básicas e Ingeniería (ICBI) al instalar un sistema de sensado, que por el momento sirve para dióxido de carbono y acetona, pero en un futuro pueden ampliar sus posibilidades.

UAEH

Científico invitado

[ Venkata Krishna
Karthik Tangirala ]

Nació al sur de la India. Estudió ingeniería en electrónica y comunicación y la maestría en nanotecnología, de la cual egresó con el mejor promedio de su generación, por lo cual fue distinguido con medalla de oro.
Realizó el doctorado en ciencias con especialidad en ingeniería eléctrica en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN) en la Ciudad de México.
En la UAEH realizó una estancia postdoctoral a través de la convocatoria del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y la Secretaría de Energía con su proyecto Preparación y diseño de un sensor de gas para la detección de hidrocarburos con uso final en los sectores automotriz e industrial.
Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores nivel candidato y, a partir de diciembre, es parte del cuerpo de profesores de tiempo completo en la Escuela Superior de Tepeji de la máxima casa de estudios de la entidad.
Como investigador, sus temas de interés son: síntesis química de nanomateriales y su caracterización superficial para aplicaciones de sensores de gas, fotocatálisis y celdas solares; propiedades superficiales e interfaciales, así como diseño, fabricación y calibración de sensores de gas.
Con proyectos relacionados a esos temas realizó dos estancias postdoctorales más, ambas en el Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos.
Cuenta con experiencia de vinculación con la industria, dirección de tesis a nivel licenciatura y doctorado, participación en conferencias nacionales e internacionales, y como docente en el área académica de ciencias de los materiales en el ICBI.
En lo personal, está casado con una científica mexicana dedicada al mismo campo de estudios, con quien celebró dos bodas, una en México y otra en la India.

Una solución a los problemas cotidianos

El doctor Karthik Tangirala trabaja para el desarrollo de sensores de gas que resuelvan problemas inmediatos de las personas.
Por ejemplo, prototipos para casas, baratos, accesibles y que permitan detectar humo en la cocina cuando se preparan alimentos, ya que la cocción de cada producto, como carne, verduras, picantes o especies, desprende distintos gases, con lo que podría regularse el extractor de aire y así ahorrar olores intensos y energía.
En el sector salud, lograr sensores para la detección de diabetes que, aunque ya existe un prototipo desarrollado por investigadores del norte del país, requiere lograrse un equipo más preciso y seguro para el diagnóstico.
Otro objetivo del trabajo científico es lograr sensores ahorradores de energía, incluso equipos que funcionen sin conexión a la corriente eléctrica que ya existen en el mercado, pero no para detectar hidrocarburos.
La meta del doctor Karthik es lograr un paquete de 16 o 18 sensores para que un laboratorio o toda la Autónoma de Hidalgo sea smart, es decir, en caso de una fuga de gases tóxicos, los sensores emitan una señal directa a los cuerpos de seguridad, como son Bomberos y Protección Civil, sin necesidad de realizar una llamada telefónica.

UAEH

Importancia

El sentido del olfato en el ser humano tiene capacidad limitada para percibir diferentes niveles de olores y esto puede ser peligroso cuando se trata de gases tóxicos.
Por ejemplo, es común entre las personas realizar asados de carne con leña o carbón en un fin de semana, pero también por condiciones de pobreza y desigualdad, miles de familias en México preparan de manera cotidiana sus alimentos con leña y esas actividades pueden ser un riesgo dependiendo del origen de la madera, explicó en entrevista el doctor Karthik Tangirala, especialista en el diseño y desarrollo de sensores de gas.
Esos equipos son de gran utilidad en la industria, en el área de la salud, pero también en el hogar para evitar intoxicaciones en diferentes grados. Justo el interés del investigador es el desarrollo de prototipos de calidad, eficaces y a precios accesibles.
Para que un sensor de gas cumpla con estándares de calidad, el experto explica que debe cumplir con requisitos como: sensibilidad para captar elementos químicos más pequeños, selectividad para arrojar información específica; repetibilidad, lo que significa arrojar la misma respuesta en todas las ocasiones; reproducibilidad de los mismos datos, tiempo de respuesta y de recuperación, es decir que los usuarios cuenten con los minutos necesarios para pedir auxilio antes de perder el conocimiento.
Actualmente existen en el mercado sensores de diferentes marcas, pero difícilmente cumplen con todos esos requisitos, por ello la importancia de su desarrollo y evolución desde la ciencia.

El proyecto
se desarrolla en la Escuela Superior de Tepeji, dependiente de la Autónoma de Hidalgo, plantel que fue inaugurado el 30 de septiembre de 2002. Ofrece bachillerato y las licenciaturas en administración e ingeniería industrial

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