Sensor de gás minúsculo terá aplicações industriais e ambientais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/02/2007

Nas indústrias, e na maioria dos edifícios das grandes cidades, não se utilizam botijões de gás, o que seria pouco prático e antieconômico. Ao invés desses vasilhames, o gás é encanado. Para que a empresa fornecedora saiba quanto gás cada consumidor gastou durante o mês, são utilizados pequenos sensores, chamados de sensores de fluxo de gás.

O funcionamento desses sensores de gás baseia-se num princípio conhecido há mais de um século, segundo o qual as moléculas do gás que se encontram mais próximas à parede do cano ficam estacionárias. Quanto mais distantes da parede, mais rapidamente as moléculas se movem.

Mas esse princípio não funciona em dimensões submilimétricas, quando o gás flui através de canais medindo apenas alguns micrômetros ou mesmo nanômetros. Nesses casos, as moléculas adjacentes às paredes do canal também se movem, ou "escorregam", como dizem os cientistas.

Novas necessidades

Frente a novas necessidades da indústria, engenheiros da Universidade Purdue, Estados Unidos, tiveram então que reinventar os sensores de gás, tornando-os capazes de funcionar em dimensões submilimétricas. Entre essas necessidades, estão a proteção ambiental e a até a conservação de produtos farmacêuticos.

A indústria automobilística, por exemplo, precisa testar cada tanque de combustível contra vazamentos. Hoje isso é feito injetando-se gás no tanque, normalmente hélio, e verificando-se se a pressão cai, o que indicaria um vazamento. Mas esse teste é limitado, porque os equipamentos não conseguem detectar falhas em escalas muito pequenas.

Testes mais precisos também poderão ser feitos pela indústria farmacêutica, que preserva medicamentos em embalagens contendo um gás com características diferentes daquelas do ar ambiente. Qualquer vazamento pode indicar deterioração ou contaminação do lote. Com o novo sensor, esses testes poderão dar uma garantia de qualidade muito maior.

Funcionamento

No novo sensor, o gás flui através de um encanamento minúsculo, sendo uma parte dele desviado para um reservatório, em cuja parede está instalado um diafragma de silício recoberto com metal.

A pressão do gás faz o diafragma oscilar, aproximando-o de um capacitor, um componente eletrônico que armazena uma carga elétrica. Quanto mais o diaframa se aproxima do capacitor, mais ele altera a capacitância desse componente.

Um circuito eletrônico então monitora constantemente essa capacitância e, por meio de um modelo matemático, o próprio dispositivo calcula a quantidade de gás que está fluindo, com altíssima precisão.

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