Detección y Delimitación de la Composición de VOC Mixtos en el Aire Usando un Solo Sensor de Óxido Metálico
Autores: Thakor, Govind S.; Zhang, Ning; Santos, Rafael M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Desarrollo sostenible
Palabras clave
Sensor de óxido metálico
COVs
Calidad del aire
Valores de concentración
Sensor
Resultados experimentales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 46
Citaciones: Sin citaciones
El monitoreo de compuestos orgánicos volátiles (COV) juega un papel crucial en el control de contaminantes ambientales y la calidad del aire interior. En este estudio, se empleó un detector de sensor de óxido metálico (MOx) (utilizado en un monitor disponible comercialmente) para delinear la composición del aire que contiene tres COV comunes (etanol, acetona y hexano) en diversas concentraciones. Se realizaron experimentos con un solo componente y con dos componentes para investigar cómo interactúan los disolventes con el sensor de óxido metálico. Los resultados experimentales revelaron que la afinidad entre el COV y el sensor estaba en el siguiente orden: acetona > etanol > n-hexano. Se desarrolló un modelo matemático, basado en los hallazgos experimentales y el análisis de datos, para convertir el valor de resistencia de salida del sensor en valores de concentración, que, a su vez, pueden utilizarse para calcular un índice de calidad del aire basado en COV. Se establecieron ecuaciones empíricas basadas en inferencias de la composición de vapor frente a tendencias de resistencia, y en un enfoque de utilizar muestras de aire originales y diluidas para generar dos conjuntos de datos de resistencia por muestra. La calibración de numerosos parámetros del modelo permitió ajustar curvas simuladas a datos medidos. Por lo tanto, el modelo matemático predictivo permitió cuantificar la concentración total de COVs detectados, además de estimar la composición de COV. Este primer intento de obtener datos semicuantitativos de un solo sensor MOx, a pesar de los desafíos de selectividad que permanecen, tiene como objetivo ampliar la capacidad de los dispositivos móviles de monitoreo de contaminantes del aire.
Descripción
El monitoreo de compuestos orgánicos volátiles (COV) juega un papel crucial en el control de contaminantes ambientales y la calidad del aire interior. En este estudio, se empleó un detector de sensor de óxido metálico (MOx) (utilizado en un monitor disponible comercialmente) para delinear la composición del aire que contiene tres COV comunes (etanol, acetona y hexano) en diversas concentraciones. Se realizaron experimentos con un solo componente y con dos componentes para investigar cómo interactúan los disolventes con el sensor de óxido metálico. Los resultados experimentales revelaron que la afinidad entre el COV y el sensor estaba en el siguiente orden: acetona > etanol > n-hexano. Se desarrolló un modelo matemático, basado en los hallazgos experimentales y el análisis de datos, para convertir el valor de resistencia de salida del sensor en valores de concentración, que, a su vez, pueden utilizarse para calcular un índice de calidad del aire basado en COV. Se establecieron ecuaciones empíricas basadas en inferencias de la composición de vapor frente a tendencias de resistencia, y en un enfoque de utilizar muestras de aire originales y diluidas para generar dos conjuntos de datos de resistencia por muestra. La calibración de numerosos parámetros del modelo permitió ajustar curvas simuladas a datos medidos. Por lo tanto, el modelo matemático predictivo permitió cuantificar la concentración total de COVs detectados, además de estimar la composición de COV. Este primer intento de obtener datos semicuantitativos de un solo sensor MOx, a pesar de los desafíos de selectividad que permanecen, tiene como objetivo ampliar la capacidad de los dispositivos móviles de monitoreo de contaminantes del aire.