¿Por qué usar Dióxido de Estaño?
El Dióxido de Estaño (SnO2) es un compuesto inorgánico conocido en su forma mineral como casiterita además presenta propiedades como el diamagnetismo (repele los campos magnéticos) y el anfoterismo (puede reaccionar como ácido o base); los usos de este compuesto trascienden a varios campos de aplicación como por ejemplo: se utiliza a modo de catalizador en la oxidación de aromáticos para la síntesis de ácidos carboxílicos y anhídrido de ácido cuando se combina con óxidos de vanadio; en la preparación de esmaltes cerámicos el SnO2 sirve como agente de opacidad debido a su propiedad de difracción de luz; adicionalmente en la indutria del vidrio se emplea como capa protectora en el proceso de deposición química del vapor para adherir con facilidad el revestimiento posterior a las botellas.
La variación resistiva es otra de las propiedades del SnO2 y precisamente en la que se basa el funcionamiento de los sensores de gas a base de este óxido, las investigaciones en esta área iniciaron a mediados del siglo pasado gracias a estudiantes de doctorado en diversas universidades a nivel mundial que aportaron descripciones técnicas y cintíficas sobre su comportamiento, con el paso del tiempo otras personas idearon aplicaciones comerciales para este compuesto de donde surgió por ejemplo la familia de los sensores MQ.
LOS SENSORES MQ
Los sensores MQ utilizan el principio de variación en la resistencia del Dióxido de Estaño, sucede debido a la exposición de dicho material al aire donde se encuentran presentes gases como el dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), butano (C4H10), smoke (humo de cigarrillos), seguido de esto la resistencia del dióxido de estaño baja a causa a de que material cede electrones y posteriormente se acciona el sistema al que se haya integrado el sensor.
(En el gif se ilustra el mecanismo de un sistema donde se implementa un sensor de dióxido de estaño; el circuito se compone de una bombilla, una batería, un sensor de gas y el cableado, en el momento que las partículas del gas combustible hacen contacto con la superficie del sensor la resistencia disminuye y los electrones son libres de viajar por el cable haciendo que se encienda la bombilla)
Los sensores MQ cuentan además de la capa sensitiva de Dióxido de Estaño con otros elementos que permiten su funcionamiento, a continuación se describen las partes generales de los sensores MQ.
En la figura 1 se muestra gráficamente la estructura externa de un sensor MQ-2, los elementos a resaltar allí son: 6-Red antiexplosiva, 7- Anillo de sujeción, 8- Base de resina- 9- Pines.
En la figura dos hay tres ilustraciones de diseño del sensor, se describirá la que se encuentra más próxima al margen derecho, esta corresponde al esquema pictórico del sensor; a la izquierda de la figura hay un recuadro que simboliza la entrada de alimentación del sensor, más adelante en forma de espiral se ubica el calentador, y al rededor del mismo se encuentran las láminas que contienen el dióxido de estaño y el sustrato de aluminio, posteriormente se halla la resistencia de carga mostrada con las siglas RL (Resistance loading) a través de esta y la disposición del cableado se crea un divisor de voltaje cuya medida saliente sirve para determinar las partes por millón (ppm) presentes en el aire de determinado gas, eso es, el voltaje saliente se asocia a una cantidad de ppm.
Para ampliar la información del funcionamiento del sensor lea el Datasheet presentado a continuación
En el mercado actualmente hay variedad de sensores que cumplen con el funcionamiento base y que se implementan con diversas técnicas, en el caso del proyecto que llevamos a cabo lo hacemos a través de una tarjeta programable de Arduino.
Es de esta forma como un mecanismo complejo de reacciones químicas se puede transformar en una aplicación útil en la sociedad y una herramienta pedagógica para ahondar en el mundo de la tecnología.
Fuentes:
https://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_esta%C3%B1o
https://www.mouser.com/datasheet/2/321/605-00008-MQ-2-Datasheet-370464.pdf
Imágenes tomadas de:
https://www.luisllamas.es/wp-content/uploads/2016/10/arduino-sensor-gas-mq.png
https://sc04.alicdn.com/kf/H640ef54079864d858e41db553fb3d4235.jpg
https://www.mouser.com/datasheet/2/321/605-00008-MQ-2-Datasheet-370464.pdf
Institución Educativa Braulio González
Sevicio Nacional de Aprendizaje
Comentarios
Publicar un comentario