Descripción del proyecto
EL PRESENTE PROYECTO TIENE COMO PRINCIPAL OBJETIVO EL DESARROLLO DE RESONADORES ELECTRO-ACUSTICOS DE ONDA ACUSTICA (BULLK ACOUSTIC WAVE-BAW) DE PELICULA DELGADA PIEZOELECTRICA DE NITRURO DE ALUMINIO (ALN) MONTADOS EN SUPERFICIE (SOLIDLY MOUNTED RESONATORS-SMR) PARA SU USO COMO SENSORES GRAVIMETRICOS DE GASES DE ALTAS PRESTACIONES, LOS CAMPOS DE APLICACION DE ESTE TIPO DE SENSORES SON MUY NUMEROSOS: MONITORIZACION DE LA CALIDAD DEL AIRE, DIAGNOSTICO DE ENFERMEDADES MEDIANTE ANALISIS DEL AIRE EXHALADO, ANALISIS DE GASES EN VEHICULOS, ANALISIS DE GASES DE DESHECHO EN PROCESOS INDUSTRIALES COMO EN LA INDUSTRIA PETROQUIMICA, ANALISIS DE GASES EN LOS PROCESOS TERMICOS DE GENERACION DE ENERGIA, ANALISIS DEL ESTADO DE LOS ALIMENTOS (DESCOMPOSICION, GRADO DE MADURACION, CUALIDADES DE ALIMENTOS), ETC, EN CONCRETO, EN ESTE PROYECTO NOS CENTRAREMOS EN DESARROLLAR SENSORES Y TECNICAS DE INTERROGACION DE LOS MISMOS CUANDO ESTOS OPERAN EN CONDICIONES DE TEMPERATURAS ENTRE -50ºC Y 500ºC, EL SENSOR GRAVIMETRICO ESTARA FORMADO POR UN RESONADOR SMR BAW, QUE ACTUA COMO TRANSDUCTOR, EN CUYA SUPERFICIE (O ELECTRODO SUPERIOR) SE DEPOSITA UN MATERIAL (RECEPTOR) AL QUE SE FIJEN LAS MOLECULAS DEL GAS A DETECTAR DE FORMA SELECTIVA, DEPENDIENDO DE LA CONCENTRACION DE DICHO GAS, EL EFECTO DE CARGA (PESO) SOBRE EL ELECTRODO DEL RESONADOR PROVOCA UN CAMBIO EN SU FRECUENCIA DE RESONANCIA QUE PUEDE SER DETECTADO INTERROGANDO ELECTRICAMENTE, YA SEA POR CABLE, O DE FORMA INALAMBRICA AL SENSOR, YA EXISTEN, TRANSDUCTORES GRAVIMETRICOS ELECTRO-ACUSTICOS CON CRISTAL DE CUARZO DE USO COMUN EN MEDIOS LIQUIDOS QUE TRABAJAN A FRECUENCIAS DE MEGAHERCIOS, EN ESTE PROYECTO PROPONEMOS DISEÑAR TRANSDUCTORES SMR BAW QUE TRABAJAN EN EL MARGEN DE LOS GHZ INCREMENTANDO DE ESTA MANERA LA SENSIBILIDAD DEL SENSOR SIENDO CAPACES DE DETECTAR VARIACIONES DE MASA DEL ORDEN DE ALGUNOS PICOGRAMOS O INCLUSO MENORES, OTROS TRANSDUCTORES ELECTRO-ACUSTICOS USADOS COMO SENSORES SON LOS DE ONDA DE SUPERFICIE (SURFACE ACOUSTIC WAVE- SAW), EN COMPARACION CON ELLOS, LOS SMR BAW OPERAN EN GENERAL A MAS ALTA FRECUENCIA, TIENEN UN FACTOR DE CALIDAD MAS ELEVADO Y PRESENTAN UNA MEJOR ESTABILIDAD EN TEMPERATURA SI SON CONVENIENTEMENTE DISEÑADOS,EN LINEAS GENERALES, LA FABRICACION DE LOS TRANSDUCTORES Y LA FUNCIONALIZACION DE LOS RECEPTORES, ASI COMO LAS MEDIDAS DE DETECCION DE GASES DEL PROTOTIPO FINAL SERAN REALIZADAS POR EL GRUPO COORDINADOR DE LA UPM, LAS TAREAS DEL SUBPROYECTO DE LA UPC SERAN:-ELABORAR LOS COMPLEJOS MODELOS NECESARIOS DEPENDIENTES DE LA TEMPERATURA DE LOS TRANSDUCTORES Y SU DISEÑO PARA OBTENER MAXIMA SENSIBILIDAD A LAS VARIACIONES DE MASA Y MINIMA SENSIBILIDAD A LOS CAMBIOS DE TEMPERATURA, O BIEN QUE NO SE DEGRADE SIGNIFICATIVAMENTE LAS PRESTACIONES DEL TRANSDUCTOR-EVALUACION DE LAS PROPIEDADES DE MATERIALES Y DISPOSITIVOS A TEMPERATURA AMBIENTE Y CONDICIONES EXTREMAS (BAJA Y ALTA TEMPERATURA ENTRE -50°C Y 500°C), PARA ELLOS SE UTILIZARAN COMPLEJOS SISTEMAS DE MEDIDA QUE PERMITEN OBTENER NO SOLO LOS DIFERENTES PARAMETROS ELECTRO-ACUSTICOS DE LOS MATERIALES IMPLICADOS EN EL DISEÑO SI NO TAMBIEN LOS PARAMETROS TERMICOS DE LOS MATERIALES,-DESARROLLO DE SISTEMAS DE INTERROGACION A DISTANCIA DE LOS SENSORES PARA SER USADOS ESPECIALMENTE EN AMBIENTES AGRESIVOS, LO QUE INCLUYE EL DISEÑO DE ANTENAS EFICIENTES EN UN MARGEN DE TEMPERATURA MUY ELEVADO Y LA CIRCUITERIA Y CONEXIONES DE LA MISMA CON EL SENSOR, RESONADORES ELECRO-ACÚSTICOS\NO LINEALIDADES\MÉTODOS NUMÉRICOS\EFECTOS TÉRMICOS\SISTEMAS DE MEDIDAS\SENSORES ELECTRO-ACÚSTICOS