Nou dispositiu portàtil per a la detecció automatitzada de radó
El dispositiu, que compta amb un sensor de silici fabricat a la Sala Blanca de l'IMB-CNM, monitoritza els nivells de radó de forma automàtica i a distància. El gas radó és la major font d'exposició a radiació natural en humans i causa entre el 3 i el 14% dels casos de càncer de pulmó.
El Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC), a través de l'Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC), ha col·laborat en el disseny i desenvolupament d’un prototip per a la detecció de gas radó, un gas radioactiu d’origen natural que es pot trobar en els espais interiors d’edificis. Consisteix en un petit dispositiu que es connecta a una xarxa sense fils i que controla, de forma automàtica, els nivells de radó en el seu entorn en edificacions. Aquest sistema de detecció conté al seu interior un sensor de silici fabricat a la Sala Blanca de l'IMB-CNM-CSIC.
El prototip, encara en fase d’estandardització, és el resultat del projecte CARE, iniciativa que ha estat dirigida per l’empresa Alibava Systems i ha comptat amb la participació de dos centres públics de recerca, l’IMB-CNM-CSIC i l’Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) de la Universitade de Santiago de Compostela, que ha estat responsable de la realització de les proves de calibratge i validació, tant en les seves instal·lacions experimentals com en entorns reals. En CARE participen, a més, tres empreses, ATI Sistemes SL, Radiansa Consulting SL, Sensing & Control Systems SL.
Es tracta d’un detector portàtil, que va endollat a la corrent i que proporciona el mesurament real i periòdic a través de la xarxa sense fil a la qual estigui connectat. L'equip ha desenvolupat un sensor semiconductor per a la detecció dels elements radioactius generats durant la desintegració del radó i un sistema de control capaç de proporcionar mesures de concentració de gas amb freqüències inferiors a la mitja hora. Aquesta és la principal novetat. "La majoria de detectors comercials fan la mitjana de la concentració de radó registrada a les 24/48 hores precedents", indica Dolores Cortina, investigadora de l'IGFAE. "Per això, ha estat clau la implementació d’un algoritme adequat a les altes capacitats del sensor desenvolupat, permetent combinar rapidesa i fiabilitat en la mesura", afegeix.
L’IMB-CNM-CSIC ha participat activament en el desenvolupament del sensor semiconductor que conté el prototip CARE, l’àrea sensible s’ha fixat en 800 mm2. Per a una sensibilitat òptima, s’ha cobert amb 30 sensors de silici amb unes dimensions de 27 mm2. Aquests xips s’han fabricat a la Sala Blanca de Micro i Nanofabricació de l'IMB-CNM-CSIC, una infraestructura científico tècnica singular (ICTS) del CSIC dedicada al desenvolupament i aplicació de tecnologies innovadores en el camp de la microelectrònica.
"El major repte ha estat la integració del silici al cor del detector de radó; de la seva qualitat, estabilitat i repetitivitat depenen les característiques finals de sistema", indica Salvador Hidalgo, investigador principal de l'IMB-CNM-CSIC en el projecte. "S'han fabricat estructures modulars formades per deu detectors de silici, de les que per a aquest prototip s'han utilitzat tres, posicionades en forma innovadora. Aquesta solució ens permet disposar d'un sistema molt flexible, amb una ràpida i fàcil adaptació en funció de l'aplicació", afegeix.
El dispositiu s'aplicarà tant en edificis públics com privats una vegada que estigui homologat, tant en el sector domèstic com en el sector industrial. "Es comercialitzarà en diferents països de tot el món on la normativa d'edificació exigeixi un sistema de monitorització o control actiu de la concentració de radó", indica Juan Herranz, director de Alibava Systems i coordinador del projecte. "A més de la possibilitat d’emmagatzematge de dades en el núvol, el dispositiu final disposarà de protocols de comunicació per comunicar amb els sistemes de ventilació intel·ligent més utilitzats en l’edificació", apunta.
Lectures més fiables
El radó és un gas radioactiu d’origen natural que es pot trobar en els espais interiors d’edificis. És també la major font d'exposició a radiació natural en humans. L’Organització Mundial de la Salut (OMS) estima que d’un 3 a un 14% dels casos de càncer de pulmó es poden atribuir al radó en funció de la seva concentració. Segons una cartografia del Consell de Seguretat Nuclear, la geologia de llocs com Galícia, Extremadura o les províncies de Barcelona i Girona fa que tinguin nivells elevats de radó, si bé el gas es pot trobar en tots els edificis.
"Els detectors de radó existents al mercat fan la lectura de manera passiva, però aquest prototip permet automatitzar el procés de presa de dades i l'execució de les accions correctores", compara Celeste Fleta, investigadora de l'IMB-CNM-CSIC en el projecte. "Les lectures de concentració es processen en la unitat del sensor i els resultats s'envien sense fils a una central de control que executa els procediments de seguretat establerts", afegeix sobre el prototip, que ha mostrat una eficàcia "un 10% superior als sistemes actuals" en la fase de validació.
El dispositiu proporciona la capacitat de disposar d'una xarxa de detecció distribuïda dins de la zona a controlar, identificant amb precisió les possibles zones de risc per poder prendre mesures de correcció en els espais on cal. És un monitoratge en temps real, de manera que s'incrementa el nivell de seguretat.
El projecte CARE (Desenvolupament d’un sistema de control automàtic de la concentració de radó en edificis) ha estat finançat pel Ministeri de Ciència i Innovació en la Convocatòria de Reptes de Col·laboració de 2016 (RTC-2016-5627-1). Es tracta d’un projecte de recerca industrial per facilitar la col·laboració i transferència de coneixement entre institucions públiques i l’empresa.
