Sensor espacial aplicado a análises médicas e à protecção ambiental

Sensor de reentrada em inovadoras aplicações terrestres
18 Agosto 2008

Um sensor cerâmico, em miniatura, desenvolvido originalmente para a medição dos níveis de oxigénio durante a reentrada de veículos espaciais, pode ser utilizado em equipamentos de medição da respiração humana, no controle da combustão e consequente redução da poluição, e no controle do fabrico de pilhas de combustível.

Tudo começou em 1993, quando o Instituto para os Sistemas Espaciais (IRS) da Universidade de Stuttgart começou a desenvolver um sensor cerâmico de gases, que medisse a distribuição do oxigénio nos túneis de vento, usados para testar os materiais dos escudos térmicos que protegem as naves durante a reentrada.

Spacecraft re-entry vehicle sensor to meaure human breath
Sensor de gás testa sistemas espaciais

«Os sensores disponíveis naquela altura não eram apropriados para os sistemas espaciais por serem muito grandes e pesados, consumindo demasiada energia», explica Rainer Baumann, da Universidade Técnica de Dresden, que participou no desenvolvimento deste novo tipo de sensor.

«Tivemos então que desenvolver um novo tipo de sensor, em miniatura, para medir as condições durante a reentrada. Os sensores tinham de ser muito pequenos e capazes de medir o teor de oxigénio a grandes altitudes e durante a reentrada.»

Miniature space sensors now used in non-space equipment
Sensor de gás em miniatura

Desde então, o sensor cerâmico tem sido desenvolvido naquela universidade e aplicado a uma panóplia de experiências espaciais. Embora tenha sido concebido para o espaço, as apresentações à indústria, promovidas pelo programa de transferência de tecnologia da ESA e pelo seu parceiro MST, despertaram grande interesse para possíveis aplicações terrestres.

Análises à respiração humana

Space sensor used in human breath measuerment masks
Sensor espacial para análises à respiração humana

«É muito fácil encontrar aplicações terrestres para este sensor de gás em miniatura. O aparelho reage muito rapidamente, o que é útil em diversos casos em que é necessário medir condições ambientais na Terra », diz Rainer Baumann.

«Uma aplicação em que o sensor se torna particularmente útil é nas medições da respiração humana. Com este sensor é possível medir o teor de oxigénio ou dióxido de carbono e obter os resultados imediatamente, o que é impossível com os sistemas convencionais.»

O tempo de resposta rápido possibilita a obtenção de rigorosas análises à respiração. Uma vez que se trata de um sensor leve e muito pequeno pode ser facilmente incorporado numa máscara e utilizado, por exemplo, em ambiente hospitalar, ou por atletas de topo durante condições de esforço extremas.

Com mais desenvolvimentos, será inclusivamente possível chegar a uma máscara que monitorize e avalie a saúde dos astronautas durante missões espaciais.

Redução da poluição ambiental

atmospheric pollution reduced by use of space sensor equipment
Poluição atmosférica

Outra aplicação é o controle dos gases de escape em sistemas de aquecimento caseiros e industriais. A maioria dos poluentes produzidos pelo homem resultam de processos de queima em automóveis e em aplicações domésticas e industriais e o sensor pode ser utilizado para controlar e optimizar estes processos de combustão.

«O sensor funciona bem com gases combustíveis e pode ser usado para optimizar os queimadores em processos industriais e aquecimentos caseiros. Quando colocado nos gases de escape, torna-se possível controlar os aquecedores em tempo real usando um algoritmo específico, assegurando que o queimador opera num nível óptimo», continua Rainer Baumann.

«Este sistema pode reduzir os gases de escape nocivos ao ambiente e ao mesmo tempo, ao assegurar que o sistema de aquecimento funciona num nível óptimo, reduzir o consumo de combustível de 10 a 15%. »

Detecção de fugas de hidrogénio

Hydrogen leakage system uses space gas sensor
Rainer Baumann com o sensor de detecção de fugas de hidrogénio

Outra aplicação terrestre para o sensor em miniatura é o desenvolvimento de um sistema portátil e fácil de usar de teste a fugas de hidrogénio em instalações industriais, tais como as de fabrico de pilhas de combustível.

«A transferência de tecnologia não é uma via de sentido único», diz Frank M. Salzgeber, chefe do Programa de Transferência de Tecnologia da ESA.

O FIPEX na ISS

Actualmente, estes sensores, desenvolvidos para aplicações terrestres, acabaram por ter aplicação no espaço. São utilizados na unidade de medição do oxigénio atómico (FIPEX), localizada fora da Estação Espacial Internacional (ISS), onde medem os níveis de gases no exterior da Estação.

Gabinete do Programa de Transferência de Tecnologia da ESA

A principal missão do Gabinete do Programa de Transferência de Tecnologia da ESA (TTPO) é facilitar o uso de tecnologia e sistemas espaciais para aplicações que não estão relacionadas com o espaço de forma a demonstrar o benefício do programa espacial europeu aos cidadãos da Europa. O TTPO é responsável por definir a estratégia global de transferência de tecnologia espacial, incluindo a incubação e o financiamento de companhias start-up.

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