Resumen

Los sensores de gas y de calidad de aire se utilizan en ámbitos como la seguridad industrial, la automatización de edificios, la monitorización ambiental y el Internet de las Cosas (IoT). Elegir la tecnología adecuada en cada caso no depende solo del gas que se quiere detectar, sino también de factores como la sensibilidad, la selectividad, el consumo o la facilidad de integración.

En este artículo, repasamos las tecnologías más utilizadas en sensores comerciales de gases y partículas, con especial atención a las que ofrecen un equilibrio entre estas prestaciones en sistemas electrónicos modernos.

Tecnologías de detección más utilizadas

Sensores de óxido metálico (MOS)

Los sensores de óxido metálico, o sensores MOS, utilizan materiales semiconductores (como óxidos metálicos) cuya resistencia eléctrica cambia cuando se exponen a determinados gases.

Entre sus ventajas, destacan el bajo coste, la buena sensibilidad, la rápida respuesta y posibilidad de integración en chips miniaturizados (MEMS). A cambio, presentan una alta dependencia de la temperatura y la humedad, requieren calentamiento interno y recalibración periódica.

¿Cuáles son sus aplicaciones típicas?

Se utilizan en aplicaciones como monitoreo de calidad del aire interior y detección de gases combustibles y contaminantes como CO o COV.

Sensores electroquímicos

Cuando se busca una alta selectividad, los sensores electroquímicos ocupan un lugar destacado. En este caso, la detección se produce mediante una reacción redox en una celda electroquímica, que genera una corriente proporcional a la concentración del gas objetivo.

Entre sus principales características están su muy alta selectividad, el bajo consumo energético y la buena linealidad en la señal. Frente a eso, disponen de una vida útil limitada (de 2 a 5 años), y pueden verse afectados por condiciones ambientales como la temperatura y la presión parcial de oxígeno.

¿Cuáles son sus aplicaciones típicas?

Estos sensores se utilizan en vigilancia ambiental, seguridad industrial y detección de gases tóxicos como CO, NO₂, O₃, SO₂ y H₂S.

Sensores infrarrojos no dispersivos (NDIR)

Otra de las tecnologías habituales es la infrarroja no dispersiva, más conocida como NDIR. Estos sensores miden la absorción específica de luz infrarroja por parte de un gas, sin interferencia de otros componentes.

Sus puntos fuertes son la muy buena selectividad, la larga vida útil -igual o superior a 10 años- y el hecho de que no consumen el gas medido. Como contrapartida, requieren un sistema óptico limpio y tienen un mayor coste que otras tecnologías.

¿Cuáles son sus aplicaciones típicas?

Sus aplicaciones incluyen la medición de CO₂ y gases combustibles, así como la ventilación inteligente y el control de emisiones.

Sensores catalíticos

En la detección de gases combustibles, los sensores catalíticos siguen siendo una de las opciones utilizadas.

Su principal ventaja es la respuesta rápida, junto con una buena resistencia en entornos industriales exigentes. No obstante, presentan un consumo energético elevado y requieren oxígeno para funcionar correctamente.

¿Cuáles son sus aplicaciones típicas?

En concreto, se emplean en la detección de gases combustibles en atmósferas potencialmente explosivas, como metano o propano.

Sensores ópticos de partículas

Una de las tecnologías utilizadas para la medición de partículas en suspensión es la óptica. Estos sensores emplean luz dispersa para contar y clasificar partículas suspendidas en el aire (PM₁, PM₂.₅,PM₁₀).

A destacar, permiten la medición directa de concentración de partículas y tamaño compacto. Por otro lado, hay que tener en cuenta que estos sensores se ven afectados por suciedad óptica y, por lo tanto, requieren mantenimiento regular.

¿Cuáles son sus aplicaciones típicas?

Se aplican en el control de calidad del aire en interiores y exteriores, sistemas HVAC y en monitorización ambiental continua.

Comparativa de tecnologías utilizadas

Para facilitar la comparación entre tecnologías, la siguiente tabla resume sus características, los gases asociados y sus ventajas y limitaciones.

Consideraciones clave para selección de sensores

Por último, hay que considerar que la selección de un sensor no se basa únicamente en el tipo de tecnología, sino también en una serie de factores relacionados con la aplicación, las condiciones de funcionamiento y la integración en el sistema:

• Rango de detección y resolución: este debe alinearse con los niveles esperados en la aplicación.
• Tiempo de respuesta (t₉₀): crítico en aplicaciones de alarma y control en tiempo real.
• Estabilidad y deriva: afectan el mantenimiento y recalibración.
• Consumo energético: un factor esencial en dispositivos alimentados por batería o IoT.
• Certificaciones: considerar el cumplimiento normativo para entornos industriales o explosivos.