¿Cómo funcionan los sensores que miden TVOC?

Félix Robledo, 21 julio 2022

Como ya sabrás, los VOC son importantes contaminantes del aire interior que afectan negativamente a nuestra salud. Pero ¿cómo se miden los VOC, o cómo funciona un sensor de VOC?

¿Cómo se miden los VOC?

Lógicamente, hay varias formas de medir los VOC en función de una serie de variables entre las que está el presupuesto disponible. Históricamente, se utilizaban técnicas de laboratorio como los detectores de ionización de llama o la cromatografía de gases (espectrometría de masas), que proporcionaban una forma precisa de identificar gases específicos dentro de una muestra.

Aunque las mediciones basadas en el laboratorio pueden ser muy precisas, no pueden proporcionar una medición continua de los VOC, lo que es fundamental para algunos usos.

¿Qué es un sensor MOS?

Para la monitorización continua de los VOC se suelen utilizar sensores MOS. Se trata de una categoría muy amplia, y los sensores de esta categoría ofrecen distintos grados de calidad en sus lecturas: no todos los sensores MOS se construyen igual. Sin embargo, se utiliza una tecnología similar en todas partes, que es lo que exploraremos a continuación:

Los MOS (semiconductores de óxido metálico) funcionan calentando una fina película, o superficie, de partículas de óxido metálico. Esta película se calienta (en algunos casos, hasta los 300°C).

Durante el funcionamiento, las partículas de oxígeno se adsorben en la superficie y éstas, a su vez, reaccionan con el gas objetivo. Esta reacción provoca una liberación de electrones del oxígeno presente en la superficie, lo que a su vez provoca un cambio en la resistencia eléctrica de la capa de óxido metálico.

Las reacciones químicas dentro del sensor MOS crean un cambio en la resistencia eléctrica.

Lo que el sensor mide en realidad es la resistencia eléctrica de esta capa de óxido metálico. Esta medición en tiempo real y la salida de la resistencia es el primer paso para obtener nuestra lectura de TVOC.

Los sensores MOS son sensibles a una amplia variedad de VOC, más que a un VOC individual específico.

El cambio en la resistencia a través de la superficie del sensor es directamente proporcional al cambio en la concentración del gas objetivo. El grado exacto en que cambiará la resistencia (es decir, la relación o ecuación que explica esta relación) puede variar con el gas exacto presente en el espacio. Por ejemplo, el formaldehído y el etanol tendrán una relación similar, pero puede no ser idéntica.