Un equipo de ingenieros y químicos de la Universidad de Colorado Boulder, el Instituto de Tecnología de California, la Universidad de California Santa Bárbara y tres empresas están trabajando en tecnología innovadora para ayudar a mejorar la seguridad en las plantas industriales. La idea es utilizar un dispositivo basado en láser para identificar y analizar rápidamente partículas en el aire en caso de un accidente industrial.
Nueva tecnología láser para detectar amenazas químicas en el aire
El dispositivo en desarrollo, llamado Medición de aerosoles en standoff Red óptica remota (SAURON)toma su nombre del villano de la serie de libros “El Señor de los Anillos”, una presencia que a menudo toma la forma de un ojo llameante cuya “mirada atraviesa las nubes, las sombras y la tierra”.
Ésta es la idea aquí: un ojo que todo lo ve, capaz de detectar aerosoles peligrosos en un entorno lleno de otras sustancias.
Greg Rieker, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica Paul M. Rady e investigador principal del proyecto.
SAURON se centrará en los aerosoles, término que designa una amplia gama de pequeñas partículas que flotan en el aire. Algunos aerosoles pueden contener sustancias químicas que suponen graves riesgos para los seres humanos, como los hidrocarburos aromáticos policíclicos. El nitrato de amonio, un ingrediente común en los explosivos, también forma aerosoles, al igual que el fentanilo, una droga opioide que puede ser mortal incluso en pequeñas cantidades.
Para detectar tales peligros, el equipo recurre a una tecnología ganadora del Premio Nobel llamada láser de peine de frecuencia. Este proyecto podría ayudar a proteger a las personas de una amplia gama de amenazas aéreas, desde accidentes industriales hasta ataques químicos en ciudades abarrotadas.
Los láseres funcionarán con baterías, por lo que podrán desplegarse en un aeropuerto, en manzanas de la ciudad o en sitios industriales donde se utilizan materiales peligrosos. De inmediato, la gente sabría si había una falla o una fuga.
Scott Diddams, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Informática y Energética.
Detectar aerosoles peligrosos no es una tarea fácil, especialmente dada la complejidad del aire que respiramos. Con tantos compuestos diferentes, como el metano y el dióxido de carbono, presentes en la atmósfera en cualquier momento, puede resultar difícil diferenciar entre aerosoles dañinos e inofensivos.
El uso de láseres de peine de frecuencia en el proyecto SAURON podría ayudar a clasificar este trastorno e identificar aerosoles peligrosos de forma más rápida y precisa.
El equipo JILA, un instituto de investigación conjunto entre CU Boulder y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (JILA), fue pionero en el uso de láseres de peine de frecuencia en metrología cuántica y relojes ópticos. Estos láseres emiten un haz de luz con millones de colores simultáneamente, lo que les permite actuar como un escáner de huellas dactilares para aerosoles, desentrañando las señales de concentraciones incluso minúsculas de partículas o gases en el aire.
LongPath Technologies es una empresa que utiliza estas herramientas para buscar fugas de metano en instalaciones de petróleo y gas, cofundada por Rieker en 2017.
En futuros trabajos, los investigadores de SAURON trabajarán para hacer que sus láseres sean aún más sensibles y mucho más compactos. El equipo está utilizando una innovadora tecnología de “fotónica integrada” desarrollada por Kerry Vahala en Caltech, John Bowers en UC Santa Barbara y las empresas Nexus Photonics y hQphotonics. En lugar de utilizar señales electrónicas, utilizan chips que pueden transmitir información mediante haces de luz.
Los investigadores están transformando la ciencia fundamental en tecnologías prácticas que pueden ayudar a mantener a las personas seguras.
Estamos tomando tecnologías que se han desarrollado para la ciencia cuántica y traduciéndolas para una amplia gama de aplicaciones.
Greg Rieker
A través de www.colorado.edu
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