Proyectos de investigación competitivos financiados por entidades externas
Sensores de gas portátiles basados en TMDs para la monitorización de la exposición personal en tiempo real en entornos de investigación
| Acrónimo | SMART-LAB |
|---|---|
| Título proyecto | Sensores de gas portátiles basados en TMDs para la monitorización de la exposición personal en tiempo real en entornos de investigación |
| Referencia externa | PID2025-174933OA-I00 |
| Descripción/abstract | La detección precisa de gases peligrosos es un pilar fundamental de la seguridad laboral en laboratorios, instalaciones industriales y otros entornos operativos donde se manipulan productos químicos de forma habitual. La monitorización convencional se basa en sensores fijos instalados cerca de posibles puntos de emisión. Aunque estos equipos proporcionan mediciones estables, calibradas y continuas, presentan una limitación intrínseca: solo pueden cuantificar la atmósfera que rodea directamente al dispositivo. A medida que el personal se desplaza entre las mesas de trabajo y las zonas de almacenamiento, se expone a microambientes con concentraciones de gases que fluctúan rápidamente y que los monitores estáticos no pueden registrar. Estas discrepancias resultan especialmente preocupantes cuando se trata de gases que representan riesgos agudos para la salud incluso a bajas concentraciones o cuando la exposición se produce en forma de picos breves e intensos que duran apenas unos segundos. SMART-LAB aborda este desafío mediante el desarrollo de una nueva generación de sensores de gases portátiles basados en dicalcogenuros de metales de transición (TMDs) bidimensionales avanzados, diseñados para monitorizar en tiempo real la exposición personal a gases tóxicos en entornos de investigación y laboratorio. El proyecto combina ciencia fundamental de materiales con electrónica flexible y tecnologías IoT de bajo consumo para crear una bata inteligente capaz de detectar gases peligrosos directamente en la zona de respiración del usuario. En el ámbito de los materiales, el proyecto investigará diversas estrategias de síntesis para producir TMDs prístinos y funcionalizados con composición, densidad de defectos y cristalinidad controladas. Estos nanomateriales, incluidos heteroestructuras y TMDs decorados, serán analizados para comprender cómo sus características estructurales influyen en la adsorción de gases y en los procesos de transferencia de carga. Mediante estudios in operando de fotoluminiscencia (PL) y NAP-XPS, combinados con modelización DFT, SMART-LAB proporcionará información mecanística sobre los procesos que gobiernan la respuesta frente a gases tóxicos, abordando cuestiones clave aún no resueltas en la comunidad científica dedicada a la detección de gases. Desde el punto de vista tecnológico, el proyecto integrará estos TMDs en transductores poliméricos flexibles fabricados mediante técnicas de manufactura aditiva escalables. El objetivo es obtener películas sensores uniformes, estables y mecánicamente robustas, aptas para un uso cotidiano. Estos dispositivos se incorporarán en un módulo compacto y de bajo consumo equipado con comunicación BLE y LoRa, rutinas de calibración automática, generación de alarmas basadas en TLV y registro continuo de datos. El sistema completo será integrado en una bata inteligente diseñada para su uso práctico. El rendimiento de la plataforma portátil será evaluado en escenarios semicontrolados en la Universitat Rovira i Virgili (URV), simulando actividades reales de laboratorio que generen fugas localizadas y controladas de NO2, NH3 y H2S a concentraciones cercanas a sus valores TLV. Estas pruebas permitirán analizar cómo el movimiento, la distancia a los puntos de emisión influyen en la exposición real, generando conjuntos de datos que los monitores fijos no pueden capturar. |
| Entidad financiadora | MINISTERIO DE CIENCIA, INNOVACION Y UNIVERSIDADES |
| Convocatoria | Ayudas a «Proyectos de Generación de Conocimiento» y a actuaciones para la formación de personal investigador predoctoral asociadas a dichos proyectos, en el marco del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2024-2027. Any 2025 |
| Fecha inicio | 01-09-2026 |
| Fecha fin | 31-08-2029 |
| Departamento/IP | Eng. Electrònica, Elèctrica i Automàtica/ANNANOUCH , FATIMA EZAHRA |
| Ámbito | Nacional |
| Estado | En ejecución |
