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Tecnologías cúbicas de detección de gases para aplicaciones médicas

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La detección de gases es un campo relativamente maduro: hay muchas tecnologías de detección de gases diferentes en el mercado, todas ellas con sus propias ventajas e inconvenientes.

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Con 20 años de dedicación al desarrollo de tecnologías de detección de gases, Cubic, fabricante internacional de sensores de gases y analizadores de gases avanzados, ha acumulado diversas plataformas tecnológicas de detección maduras, como infrarrojos no dispersivos (NDIR), espectroscopia de absorción láser de diodo sintonizable (TDLAS) y tecnologías ultrasónicas, entre otras. Desde la medición de la concentración de gas y el volumen de aire hasta la monitorización de la presión o el caudal en tiempo real, las plataformas de Cubic pueden aplicarse a una amplia gama de necesidades de la industria médica.

Los sensores de gas NDIR funcionan basándose en el principio NDIR de que determinados gases absorben luz infrarroja a longitudes de onda específicas. El detector capta y cuantifica la absorción infrarroja en esas longitudes de onda y, mediante un análisis algorítmico integrado en el software, evalúa con precisión la concentración del componente gaseoso. En aplicaciones médicas, los sensores de gas NDIR emiten luz infrarroja a través de una cámara de muestras que contiene el gas objetivo, como dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y monóxido de carbono (CO). La cantidad de luz infrarroja absorbida se correlaciona con la concentración de gas, lo que permite realizar mediciones de gas precisas. Cubic ha desarrollado el módulo sensor EtCO2 CM2201 para controlar la concentración de CO2 al final de la corriente respiratoria y la frecuencia respiratoria, y el sensor DLCO Gasboard-2050 para medir la capacidad de difusión del monóxido de carbono en los pulmones.

La tecnología TDLAS utiliza un láser "sintonizable" para emitir luz a longitudes de onda precisas absorbidas por gases específicos. En el contexto de las aplicaciones médicas, los sensores de gas TDLAS miden la intensidad de la absorción luminosa para detectar y cuantificar con precisión gases como el oxígeno (O2), con tiempos de respuesta rápidos y gran fiabilidad. Debido a estas ventajas, la tecnología TDLAS es una alternativa superior a los métodos paramagnéticos tradicionales de detección de oxígeno en diversas aplicaciones médicas. Cubic ha diseñado el sensor de oxígeno Gasboard-2510 para medir con precisión la concentración de oxígeno.

Los sensores ultrasónicos de flujo de gas adoptan la tecnología de detección ultrasónica y el principio de TOF (tiempo de vuelo) para medir tanto el caudal como la composición del gas en gases binarios, lo que implica el seguimiento y análisis de los cambios en las ondas acústicas a medida que viajan a través de una mezcla de gases.

Los sensores ultrasónicos de flujo de gas suelen estar equipados con un par de transductores ultrasónicos que cumplen una doble función, cada uno capaz de emitir y recibir señales ultrasónicas. Situados en distintos puntos a lo largo de la trayectoria del flujo de gas, estos transductores envían impulsos ultrasónicos de un lado a otro. El caudal de gas se calcula mediante la diferencia de tiempo de transmisión de las ondas ultrasónicas.

Además, dado que la velocidad del sonido difiere entre los distintos gases, las mediciones de la velocidad a la que un impulso ultrasónico viaja a través del gas pueden utilizarse para medir con precisión la composición del gas.

En entornos médicos, los sensores ultrasónicos de flujo de gas pueden aplicarse en dispositivos como espirómetros y generadores de oxígeno, donde proporcionan mediciones precisas tanto de la composición del gas como de los caudales. Cubic ofrece sensores de gas oxígeno tanto de la serie Gasboard-7500 como de la serie Gasboard-8500FS, que proporcionan opciones para adaptarse a las diversas demandas de medición del caudal de gas oxígeno. Además, las soluciones de detección de espirometría de Cubic, Gasboard 7020 y Gasboard 7021, pueden proporcionar una lectura rápida y precisa de parámetros respiratorios críticos para espirómetros hospitalarios y residenciales.