Estudan a viabilidade da medición da calidade do aire mediante antenas Yagi-Uda
Investigadores da USC acaban de desenvolver un estudo sobre a viabilidade de utilización de antenas tipo Yagi-Uda para medir o nivel de materia particulada na atmosfera. Aarón A. Salas , J. Antonio Rodríguez e Francisco J. Ares do departamento de Física Aplicada da USC xunto con Mª Elena López do de Ciencias Morfolóxicas, acaban de publicar na revista Sensors MDPI, un estudo no que tamén colaboran investigadores das universidades de Nápoles e Trento, baixo o título “Feasibility Study on Measuring the Particulate Matter Level in the Atmosphere by Means of Yagi– Uda-Like Antennas”.
O material particulado en suspensión no aire (PM) é o compoñente máis daniño da contaminación do aire nos países europeos: ao redor de 400.000 mortes prematuras por ano están directamente relacionadas con el. Este tipo de contaminación afecta os sistemas respiratorio e/ou cardiovascular, e durante a última década, acumulouse a evidencia de que tamén pode afectar ao cerebro. Ademais, a contaminación por partículas foi clasificada pola Axencia Internacional para a Investigación do Cancro como canceríxena. A medida que se agravan os problemas relacionados co medio ambiente, vólvense cada vez máis importante o desenvolvemento de sistemas de medición para cuantificar tamén as variables ambientais.
Este traballo baséase na aplicación dunha técnica para monitorear os cambios da constante dieléctrica da atmosfera causada pola presenza de contaminación. No marco da teoría electromagnética, ante a presenza dun material dieléctrico, como poderían considerarse as diferentes partículas polutantes en suspensión no ambiente, espérase que a lonxitude de onda do medio cambie coa denominada constante dieléctrica. En base a iso, proponse deseñar un sistema de medida radiante (antenas) adaptado á liña de alimentación. Deste xeito, os cambios na contorna onde estea a antena, inducirán cambios na lonxitude eléctrica da mesma e xerarán unha desadaptación con respecto á liña de alimentación, susceptible de ser medida.
Neste estudo a cargo de investigadores do Instituto CRETUS, simuláronse varios deseños de antenas tipo Yagi-Uda. A principal diferenza entre as alternativas analizadas reside nos seus tamaños. Comprobouse que, a maior tamaño do dispositivo, maior será a sensibilidade do mesmo. Unha vez obtidas e analizadas as diferentes aproximacións ao problema, levouse a cabo a construción dunha antena de tamaño moderado e procedeuse á exposición da mesma a unha contorna de polución controlada obténdose resultados moi prometedores. O proceso de exposición consistiu na xeración dun aerosol de partículas, mediante un xerador de aerosois polidispersos que conta como axente de entrada cunha mestura de aceite PAO (polyalphaolefin) e partículas de carbon black, un dos compostos que están presentes neste tipo de suspensións atmosféricas e que adoitan ter a súa xénese na combustión de motores diésel principalmente.
Os dispositivos aquí expostos preséntanse como unha alternativa flexible, económica e eficiente aos métodos de medición existentes e, a nivel tecnolóxico, representaría unha técnica moi simple e fácil de executar, dende o punto de vista da radiofrecuencia. Outro tipo de aplicacións válidas para este sistema poderían ser dende industriais (emisión de factorías) ata de exploración espacial (análise de diferentes atmosferas extraterrestres), pasando polo control de fenómenos naturais extremos (volcáns). Tamén poderían ser facilmente integrables nunha estación base elevada ou montadas nun aeroplano ou un vehículo aéreo non tripulado (UAV).