Diseñan una red de pequeños sensores inalámbricos que alertan en tiempo real del escape de gases en la industria

Investigadores del Departamento de Ingeniería Electrónica, Sistemas Informáticos y Automática de la Universidad de Huelva junto con la empresa Ontech Security han diseñado una red de sensores inalámbricos que alertan en tiempo real del escape de gases en una fábrica. Formado por una placa de unos 7 centímetros de diámetro que integra varios detectores, este sistema presenta un consumo de potencia reducido debido a una optimización tanto a nivel de hardware (componentes físicos de los que está hecho el equipo) como de software (conjunto de programas, instrucciones y reglas informáticas). Además, su portabilidad permite su reutilización en cualquier punto en caso de reestructuración de la sala o de traslado a otras dependencias.

De izquierda a derecha: Manuel Sánchez Raya, Juan Aponte (CEO de Ontech Security), Juan Antonio Galán, y Fernando Gómez Bravo, profesores del Grupo de Investigación ‘Sistemas Electrónicos y Mecatrónica’ de la UHU.

Para notificar posibles situaciones de riesgo, los expertos han desarrollado además una aplicación web disponible para teléfonos móviles y ordenadores que avisa de forma instantánea de cualquier anomalía.

Este dispositivo electrónico consta de una base de datos a la que llega toda la información registrada en los diferentes sensores habilitados, como muestran sus autores en el trabajo titulado ‘An Efficient Wireless Sensor Network for Industrial Monitoring and Control’ y publicado en la revista Sensors. Estos detectores de gas inalámbricos envían los parámetros obtenidos a partir de mediciones temporales al instante a la aplicación de monitorización instalada en un ordenador o un teléfono móvil.

Nodo sensor de gas

Según la configuración del equipo, los sensores se activan en un intervalo de tiempo prefijado y registran los niveles de compuestos volátiles en el ambiente. Una vez identificados, todos los datos son representados gráficamente y sólo en caso de riesgo o alerta lo notifica por las vías que el usuario haya definido previamente. “Para ello, hemos predeterminado varias opciones de aviso que elige el usuario. Las opciones son avisadores acústicos y luminosos o una alarma al móvil”, detalla a la Fundación Descubre el Catedrático de Tecnología Electrónica de la Universidad de Huelva Juan Antonio Gómez Galán, uno de los responsables de este trabajo.

Sistema pequeño y sin cables

Asimismo, el diseño compacto de este sistema facilita su instalación. En este sentido, la placa circular donde se integran los sensores, con un diámetro de 7 centímetros, se atornilla a la pared sin necesidad de cables y se ubica a una distancia de varias decenas de metros de otros elementos de detección de la red inalámbrica. “La separación entre los diferentes nodos de registro depende del espacio físico que deba abarcar la red inalámbrica y por el compromiso que se establece entre la distancia de transmisión de datos y el consumo de potencia. El sistema asegura la detección de gases como metano, butano o propano, habituales en entornos industriales”, apunta este experto.

Teclado táctil de la estación base.

La ausencia de cableado permite un mantenimiento simple e incluye un consumo de energía optimizado. “El sistema operativo de estos sensores funciona con baterías y se mantiene en stand-by para que tenga una buena autonomía energética. De hecho, es el usuario quien establece el periodo que quiere que mida y cada cuánto tiempo lo haga. Sólo en ese intervalo, se activa y calcula los niveles de gases que pueda haber en el exterior. Cuando los sensores han efectuado las medidas, se deshabilitan y su consumo es prácticamente nulo”, asegura este investigador.

El diseño del sistema se completa con una estación base o nodo coordinador de la red, que aunque habitualmente es un elemento que se conecta a la red eléctrica, también se le ha dotado de una batería que asegura un funcionamiento autónomo de 10 horas en caso de un corte de luz. “La estación base que coordina toda la red inalámbrica está basada en un sistema multiprocesador: un microcontrolador que recoge vía inalámbrica las medidas realizadas en los nodos detectores de gases y otro que envía los datos a Internet a través de diferentes tecnologías como Ethernet, Wi-Fi y GPRS”, señala el responsable del estudio.

Diseño de la estación base y el sensor de gas.

Este trabajo, financiado y propiedad de la empresa Ontech, ha sido realizado conjuntamente entre la Universidad de Huelva y esta entidad. Aunque está ideado para garantizar la seguridad ante cualquier escape de gas en el sector de la industria, su diseño versátil contempla la medición de parámetros ambientales en otros entornos, así como realizar cualquier cambio en la configuración de cada dispositivo relacionado con los umbrales de detección o los períodos de medición. “La flexibilidad de este equipo permite su utilización para monitorizar de forma remota la actividad en minas, en edificios o en cualquier otra instalación”, puntualiza Gómez-Galán.

Referencias

Aponte-Luis,J.; Gómez-Galán, J.A.; Gómez-Bravo, F.; Sánchez-Raya, M.; Alcina-Espigado, J.; Teixido-Rovira, P.M.: ‘An Efficient Wireless Sensor Network for Industrial Monitoring and Control’. Sensors. Enero 2018.

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