Diseñan hidrodeslizador para medir gases de efecto invernadero

El hidrodeslizador es capaz de analizar gases de efecto invernadero

El metano es uno de los gases de efecto invernadero comúnmente relacionado con el cambio climático al calentar la atmósfera 72 veces más que el dióxido de carbono en un periodo de 20 años.  Se estima que cerca de un tercio de este proviene del procesamiento de residuos, como el tratamiento de aguas.

Frente a este escenario, un grupo científico multidisciplinario, integrado por investigadores e investigadoras del Departamento de Biotecnología y Bioingeniería, del Laboratorio Franco Mexicano de Informática y Automática, así como del Departamento de Química del Cinvestav, diseñaron un hidrodeslizador de superficie motorizado y de control remoto, con el objetivo de medir las emisiones de gases de efecto invernadero en ecosistemas someros, peligrosos y/o tóxicos, incluyendo plantas de tratamiento de agua, donde los métodos tradicionales no pueden ser usados.

“El hidrodeslizador fue diseñado especialmente para optimizar la medición de las emisiones de metano, sin que nadie a bordo lo conduzca. Es operado de forma autónoma o remota; cuenta con un calado de diez centímetros (parte del casco sumergido) y una propulsión aérea, de tal manera que es capaz de calcular la cantidad de gas emitido por ecosistemas tóxicos o peligrosos, en presencia de flora abundante y de basura”, explicó Eduardo Steed Espinoza Quesada, investigador del Laboratorio Franco Mexicano y miembro del equipo de investigación.

La tecnología se diseñó para ser operada en ambientes tóxicos

Esta propuesta se desarrolló con el objetivo de monitorear ecosistemas de grandes extensiones (regularmente a la intemperie) donde no es posible utilizar una lancha con operadores u operadoras debido a la toxicidad de los gases o al no ser posible el acceso de un vehículo pesado; el prototipo se diseñó con el propósito de medir emisiones de metano en lagunas de estabilización o sistemas para el tratamiento de aguas residuales, entre otros.

Es un vehículo acuático de superficie construido de aluminio con dos cascos semicilíndricos de dimensiones reducidas (100 centímetros de largo, 40 de ancho y 40 de alto), en su centro cuenta con una cavidad donde se acumulan los gases emitidos por el ecosistema; su diseño sin ángulos optimiza el deslizamiento en aguas poco profundas, y evita quedar atascado por basura o plantas.

Su sistema de propulsión tiene como base motores aéreos contrarrotativos, que le permiten prescindir de propulsores sumergibles, con lo cual su calado es reducido; y la fuente de energía para el funcionamiento de todos sus dispositivos son baterías de litio polímero que le dan una autonomía de hasta 6 horas.  

Para realizar sus mediciones emplea un detector de gases con un mecanismo de ventilación, una sonda multiparamétrica que mide el pH, conductividad, temperatura, salinidad, turbidez y la concentración de oxígeno del agua de superficie, además de un geoposicionador y un sonar; cada equipo dispone de un sistema de adquisición de información con frecuencia de un dato por segundo y el equipo se encuentra dentro del casco.

La propuesta tecnológica es resultado de la colaboración entre la UMI y el Departamento de Biotecnología y Bioingeniería del Cinvestav

La cavidad del hidrodeslizador recibe las emisiones del cuerpo de agua sin efectuar ningún tipo de selección o filtrado, por lo que basta con cambiar el detector para poder medir cualquier gas; el sistema fue desarrollado básicamente para determinar la presencia de metano, principal gas de efecto invernadero generado en ecosistemas acuáticos, pero también podría aplicarse en la medición de dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, óxido nitroso y compuestos orgánicos volátiles, entre otros.

Al momento, ya se cuenta con un primer prototipo con el que se realizaron pruebas para caracterizar las emisiones de metano en la planta de tratamiento Lago de Texcoco II, en el Lago de Guadalupe y en la Presa San Joaquín, ubicadas en la periferia de Ciudad de México; en una siguiente etapa el plan es incluir la instrumentación necesaria (autopiloto y GPS) que le permita al hidrodeslizador operar de forma autónoma.

El grupo científico se integra por nueve investigadores e investigadoras del Cinvestav, entre los que destacan Frédéric Thalasso, adscrito al Departamento de Biotecnología y Bioingeniería, así como Omar Solorza Feria, del Departamento de Química.

“Este desarrollo tecnológico permitirá realizar mejores inventarios de gases de efecto invernadero y entender mejor los mecanismos involucrados en su emisión”, aseguró Frédéric Thalasso.