• ES
  • EU
  • EN


2019ko maiatzaren 13a [Ikerketa]

Zuntz optikoko gailu berriak diseinatu dituzte NUP-en, sentsoreen sare konplexuak sortzeko

Aitor López Aldaba kristal fotonikoko zuntzetan oinarritu da, eta, horri esker, parametro fisiko eta kimikoak monitorizatzeko ere baliatu ahal izan ditu gailu horiek

zoomAitor López Aldaba, NUPeko doktore berria.

Aitor López Aldaba, NUPeko doktore berria.

Aitor López Aldaba (Iruñea 1988) telekomunikazio ingeniari gisa ari da lanean Siemens Gamesa Renewable Energies enpresan, eta, Nafarroako Unibertsitate Publikoan (NUP) defendatu duen doktoretza-tesiaren barnean, kristal fotonikoko zuntzetan oinarritutako egitura berriak diseinatu ditu zuntz optikoko sentsore moduan erabiltzeko; gainera, parametro fisiko eta kimikoak ere monitorizatzen ahal dituzte. Hala, gailu berri horiek -160 ºC eta 300 ºC arteko tenperaturak eta % 20 eta % 90 arteko hezetasunak kontrolatzen dituzte. Horrez gain, egitura horiekin sentsore askoko sare konplexuak diseinatu ditu, gailu horietako bakoitzaren kostu ekonomiko erlatiboa murrizten dutenak.

Zuntz optikoan oinarritutako sentsoreek ezaugarri hauek dituzte besteak beste: “interferentzia elektromagnetikoen aurreko immunitatea; aurkako egoerekiko erresistentzia; dimentsio trinkoak; multiplexatzeko gaitasuna, hots, hainbat sentsore komunikazio lerro bakar batean monitorizatzeko gaitasuna, iturburua eta hargailua partekatuz; eta urruneko monitorizazioa. Ezaugarri horiek guztiek oso erakargarriak egiten dituzte ohiko sentsore elektrikoen aldean”, dio ikertzaileak. “Gainera, gailu hauek aldi berean sentsore gisa eta komunikazio-bide gisa erabil daitezke, eta hori balio erantsia da”, adierazi du bikain “cum laude” kalifikazioa lortu duen doktoretza-tesiaren egileak. Smart Cities Instituko (ISC) Manuel López-Amo Sainz eta Cándido Bariáin Aísa ikertzaileek zuzendu dute tesia.

Kristal fotonikoko zuntzez osatutako sentsoreen kasuan, “material horiek duten egitura geometriko bereziak propietate eta gaitasun paregabeak ematen dizkie” zenbait parametro monitorizatzeko. Esate baterako, kristal fotonikoko zuntzek argia bideratu dezakete hutsik dauden nukleoetan, eta hori, aldiz, ezinezkoa da ohiko zuntz optikoen kasuan.

“Kristal fotonikoko zuntzen ahalmenik nabarmenena argia zuntzaren nukleotik bideratzeko duten gaitasuna da, kontuan hartuta nukleo horrekin berehalako kontaktuan dagoen zeinahi elementuk zuzenean eragiten duela argian —azaldu du Aitor López Aldabak—. Gainera, egokitu daitezke aplikazioaren beharren arabera”.

Hiru jakintza-arloren fusioa

Aitor López Aldabak hiru jakintza-arlo fusionatu ditu bere ikerketan: kristal fotonikoko zuntzak, agente kimikoen jalkitzea zuntz optikoen gainean eta interferometria, hots, argia konbinatzen duten teknikak bereizmen handiagoko irudiak lortzeko.

Hala, ikertzaileak parametro fisikoetarako sentsoreak lortu ditu, hala nola tenperatura, tentsioa edo bibrazioa neurtzeko. “Nabarmentzekoak dira tenperatura-sentsorearekin lortutako emaitzak; izan ere -160 ºC eta 300 ºC arteko tenperaturak monitorizatzeko aukera ematen du eta modu esperimentalean baliozkotu zen Europako proiektu baten esparruan. 270 ºC-ko tenperaturara irits daiteke oso gogorrak diren giroetan, hezetasun maila altua eta gas korrosiboak dituztenetan, eta oso denbora-tarte luzeetan”, esan du.

Gainera, parametro kimikoetarako sentsoreen kasuan, Aitor López Aldabak zuntzaren barnean metal oxidoak jalkitzeko prozesua baliatu du; hala, zuntzaren nukleoaren inguruan material horretako geruza fin bat sortzen da. “Hori eginda, metal oxidoaren geruza finean gertatzen den zeinahi aldaketak zuntzetik bideratutako argian eraginen du, eta horrek monitorizatzen den parametroaren arabera konfiguratuko diren sentsoreak sortzeko aukera ematen du, zuntzaren barnean jalkitzen den material mota aldatuz soilik”, adierazi du. Bere ikerketan, zenbait parametro monitorizatzeko gailu berriak garatu ditu: pHa, hezetasuna, gasak eta konposatu organiko lurrunkorrak. “Bereziki aipatzekoak dira hezetasun sentsoreak: % 20 eta % 90 arteko aldaketak neurtzen dituzte, modu linealean, eta benetako hezetasun baldintzetan eduki ziren, lurrean”, esan du.

Azkenik, sentsore interferometrikoen sare multiplexatuak garatzeko, Fourier-en Transformatua delakoan (FFT, ingelesezko sigletan) oinarritutako teknika berri bat baliatu du. “Zenbait sentsoreren seinale bateratuaren gainean egiten den eragiketa matematiko horri esker, sentsore horietako bakoitzaren portaera bereiz daiteke, banaka, gainerakoen eragina izan gabe”, aipatu du.

Hala, ikertzaileak esperimentalki frogatu du parametro desberdinak neurtuko dituzten sentsore askoko sareak sortzeko aukera, eta sentsore horiek aplikazioaren beharren arabera konfiguratu daitezke. “Sare bakoitzean dauden sentsore multiplexatuen kopurua handitzeak, hots, iturburua eta argiaren analizatzailea partekatzen duten sentsoreen kopurua, gailu bakoitzaren kostu ekonomikoa murrizten du; izan ere, oro har, iturburu eta hargailu horiek dira inbertsio handiena eskatzen dutenak zuntz optikoko gailuetan oinarritutako sare bat hedatzean”, amaitu du.

Curriculum laburra

Aitor López Aldabak NUPen lortu zuen Telekomunikazio Ingeniaritzako titulua. Ikasketen amaierako proiektua egiten ari zela, “ECOAL-MGT: Gestión ecológica de pilas de residuos de carbón en combustión” Europako proiektuan parte hartzeko kontratatu zuten. Geroago, NUPeko TECOMBER doktoretza-programa egin zuen (Komunikazioetako, Bioingeniaritzako eta Energia Berriztagarrietako Teknologiak).

Doktoretza-tesia egiten ari zen bitartean, Smart Cities Institutuko ikertzaile gisa lan egin zuen eta bi ikerketa-egonaldi egin zituen atzerrian: bata, hiru astekoa, ECOAL-MGT proiektuaren barnean, INESCen (Porto, Portugal), eta, bestea, hiru hilabetekoa, Mons-eko Unibertsitatean (Belgika).

Bere doktoretza-tesiaren ondorioz, hamabi artikulu argitaratu ditu eragin handiko nazioarteko aldizkarietan eta hamalau biltzarretan parte hartu du (horietako hamabi, nazioartekoak).