El proyecto PK-MEC2O2 subvencionado en la convocatoria AVANZA 2008 del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio, con Nº de Expte: TSI-020100-2008- 118, está concebido como proyecto bianual para el desarrollo de un prototipo de Medidor Continuo no estequiométrico de CO2/CO, es decir, un Analizador de gases destinado a la medición automática de Dióxido de Carbono (CO2) y Monóxido de Carbono (CO) en un rango de concentraciones suficiente para medir emisiones e inmisiones (Protocolo de Kioto).
A lo largo del segundo año del proyecto bianual para el diseño del Analizador continuo de Concentración de CO/CO2 en Aire Ambiente desarrollado por SIR S.A. en colaboración con la empresa NEORIS y subvencionado en la convocatoria AVANZA 2008 del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio se ha continuado con la mejora de la cámara de medida el resto del hardware y software de control del analizador.
Se han realizado las pruebas exhaustivas de medida de concentración de CO2 de forma independiente y simultánea con el CO. Se ha dotado al analizador del software necesario para tener una funcionalidad plena de medida y calibración, fijando algunos objetivos posteriores tales como el aumento de dicha funcionalidad incorporando funciones de mantenimiento preventivo, correctivo y automantenimiento.
El mejorar la conectividad del equipo para poder integrarlo en redes de acceso remoto será de máxima prioridad antes de la puesta en fabricación del diseño.
Se ha culminado el desarrollo -comenzado en 2007- de un medidor en continuo de CO/CO2 en rangos que abarquen tanto inmisión como emisión, utilizando el método de referencia de la fotometría de Infrarrojo No Dispersivo (NDIR) por correlación de filtro de gases.
En esta técnica se utiliza un fotómetro para producir un rayo de luz sensor, con longitudes de onda especificas. Esta luz se pasa a través de una cámara donde se almacena el gas de muestra y la atenuación de la señal que se produce por la absorción del CO2, es recogida por un transductor que la convierte en señales eléctricas. A continuación estas señales son procesadas por un microprocesador que compensa los factores de presión y temperatura y produce un flujo continuo de datos.
Gran parte de este analizador se ha desarrollado en colaboración con la Universidad Complutense de Madrid, cuyo Departamento de Óptica de la Facultad de Ciencias Físicas se ha encargado del diseño del banco óptico y es el primero de una Nueva Gama en la que SIR se ha embarcado y que representará un nuevo concepto de integrabilidad, conectividad, potencia y fiabilidad.
Respecto a este objetivo, en este segundo año de desarrollo se ha conseguido la mejora de la celda de medida, la medición continua del CO2 y la totalidad del hardware y software que controla todo el proceso de medición. En este sentido, el proyecto PK-MEC2O2 ha cumplido los objetivos tanto técnicos como temporales.
La Plataforma Tecnológica, en cuanto a la Definición y desarrollo de la Arquitectura Hardware, está completamente terminada.
La Definición y desarrollo de la arquitectura Software del analizador, ha sido completada en la versión de análisis. Se está desarrollando el complemento del software de mantenimiento y documentación integrada.
El Desarrollo de la celda de medida del analizador para la medida simultánea de ambos gases se ha completado con éxito, si bien se sigue investigando una versión mejorada que reduzca sensiblemente el coste del filtro de correlación gaseoso.
Se ha desarrollado un nuevo hardware de control preciso de las temperaturas de la cámara y de la rueda de correlación que es decisivo para la reducción de ruido en la medida.
Con relación al diseño mecánico del analizador, se han diseñado soportes y cobertores que protegen y separan los sistemas óptico-neumáticos del electrónico de control, dotando al analizador de un aspecto interno más limpio y ordenado.
El principal avance tecnológico del equipo ha sido conseguir un nivel de detección de CO y CO2 medioambiental más bajo y con mayor precisión respecto a otros analizadores de la competencia de orden económico similar e incluso superior.
Gracias principalmente al diseño de una nueva celda de medida así como del empleo de técnicas de medida basadas en convertidores de 24 bits y tratamiento digital de la señal con microcontroladores.
El equipo está basado en:
1. Tecnología basada en PCs embebidos de última generación. Este importante salto respecto a los equipos anteriores proporciona entre otras mejoras en la adquisición y el tratamiento de datos, visualización de los mismos en el propio analizador en un entorno mucho más amigable (graficas en color en una pantalla táctil), mejoras en las comunicaciones con otros equipos y Centros de Control.
2. Inteligencia distribuida. Gracias a una serie de microprocesadores se pueden colocar una red de pequeños micronodos independiente dotados de “inteligencia” que controlan cada una de las distintas partes del equipo conectados todos ello entre sí en una red mediante I2C con el propio PC-Embebido. El control de la cámara, los interfaces de Entrada/Salida, control de señales de potencia y la adquisición de medidas son, entre otros, algunos ejemplos de los micronodos a desarrollar en el analizador. Las capacidades de procesado y tratamiento digital de la señal de los microcontroladores permiten realizar medidas mucho más precisas de cualquier parámetro.
3.Celda de reacción completamente nueva donde se ha conseguido un diseño nuevo mejorando todo el sistema óptico de los espejos y de la rueda de correlación así como se ha incorporado a la celda un micronodo otorgándole de cierta inteligencia para su control y adquisición de la medida.
En el desarrollo completo de este analizador se han integrado nuevas funcionalidades que lo dotan de mayores posibilidades frente a sus predecesores.
1. Integración de las nuevas tecnologías.
2. Capacidad de almacenamiento de datos cuasi-ilimitada. La integración de nuevos sistemas va a permitir conectar dispositivos de almacenamiento de datos desde 256MB hasta más de 500GB, compitiendo el propio analizador con los servidores de bases de datos en cuanto a capacidad de almacenamiento.
3. Visualización de la información en el propio analizador en una Pantalla Táctil a color lo que permite al usuario final trabajar con el equipo en un entorno mucho más amigable que con los equipos actuales.
4. Capacidades de comunicación basadas en los últimos estándares (TCP-IP, MODEM, USB...) integradas en el propio equipo. Esto, entre otras permite operaciones de:
a. Telemantenimiento y telecontrol. Gracias a las capacidades de comunicación del equipo se pueden establecer conexiones con el equipo para consultar remotamente el estado del mismo, hacer un diagnóstico del equipo y realizar una visualización datos instantáneos
b. Recogida remota de datos sin necesidad de colocar ningún dispositivo intermedio como un SCADA
5. Autodiagnóstico continuo. Lo que supone la capacidad de chequear el mismo equipo las distintas partes del funcionamiento pudiendo aislar los problemas y facilitando el mantenimiento
6. Mayor capacidad de cálculo dado que los distintos micronodos se encargan de tratar digitalmente cada una de las señales y reportar con información del resultado al PC-Embebido central.
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