Estudio de la medición relativa y absoluta de la concentración de oxígeno en medios dispersivos con la técnica gasmas y aplicaciones

Abstract

En este proyecto se ilustra la utilidad de un sistema para la medición y monitorización de gases dentro de medios dispersivos (o porosos) llamado GASMAS (Gas in Scattering Media Absorption Spectroscopy). Esta técnica realiza mediciones sensitivas, en tiempo real, de manera no destructiva y sin preparación especial del contenido de gas molecular en varios casos. Como la detección y cuantificación relativa de oxígeno molecular contenido dentro de frutas, así como en rocas porosas de origen volcánico (piedra pómez). La técnica hace uso de la espectroscopía de absorción modulada, donde su fuente de iluminación es un diodo láser cuya emisión se hace corresponder con una de las finas líneas de absorción características de las moléculas de oxígeno. La medición de las concentraciones absolutas de oxígeno molecular presentes en una muestra con GASMAS no se puede hacer directamente, debido a que la señal detectada es el producto del efecto conjunto de los procesos de absorción y dispersión de la luz en la muestra. En un gran número de casos, la estimación relativa de la cantidad de oxígeno es suficiente. Esto, se puede medir por medio del parámetro llamado longitud equivalente, Leq que se introduce para este propósito. Para la medición de la concentración absoluta se introducirá un modelo de camino aleatorio para desacoplar el efecto individual de los procesos de absorción y dispersión. El modelo se apoya en una estrategia experimental para estimar lo parámetros necesarios. Para modelar los procesos mencionados, se utiliza una aproximación de interacciones independientes para introducir los procesos físicos de absorción y dispersión de fotones individuales en el modelo. Esto conduce a interpretar el recorrido de los fotones dentro del medio como un camino aleatorio (random walk). El modelo produce resultados alentadores y sugiere un mejoramiento y futuros trabajos.