Sensores: así monitorean nuestros cuerpos y todo el mundo

DATOS

Hay sensores por todas partes. Están en las puertas automáticas, en las cajas registradoras, en los consultorios médicos y los hospitales. Se utilizan por dentro y por fuera del cuerpo humano.

Los sensores detectan aspectos del mundo físico – materia, energía, fuerza – de manera similar a los sentidos de una persona o un animal. Pero en lugar de traducir la información que reciben en impulsos nerviosos, los sensores los traducen en señales eléctricas. Estas señales se pueden almacenar, procesar en una computadora o mostrar en una pantalla. Además, pueden ser una corriente o voltaje constante o variable con el tiempo.

Los sensores responden a muchas preguntas importantes, como por ejemplo qué tan bien infladas están las llantas de un automóvil, si se está acumulando hielo en las alas de un avión, si hay monóxido de carbono en el aire y cuánto oxígeno hay en la sangre.

Como ingeniera eléctrica, trabajo con sensores todo el tiempo para monitorear indicadores biológicos y ambientales como glucosa, frecuencia cardíaca y función, temperatura y pH.

En las últimas décadas, los sensores han pasado de ser instrumentos relativamente grandes y voluminosos a dispositivos pequeños y económicos que son fáciles de transportar, incorporados en cosas como ser los teléfonos, dispersos también en el entorno o colocados sobre o dentro de alguien.

La “cosa” que se va a “sentir” mediante el sensor puede ser cualquier objeto o cosa en el entorno físico que se le ocurra. Puede ser desde una luz, o temperatura, pasando por humedad, radiación, hasta productos químicos como por ejemplo el peróxido de hidrógeno o el plomo, sustancias bioquímicas como la glucosa o el ADN u ondas de radio.

Los sensores de luz utilizan un dispositivo que es conocido en el mundo como fotodiodo para convertir la luz en una corriente eléctrica.

Ciertos materiales y moléculas emiten luz cuando interactúan con otras sustancias o partículas. Por ejemplo, la radiación invisible es absorbida por materiales que son conocidos como centelleadores para producir la luz visible, que luego es detectada por un sensor de luz. De esta manera es como se utilizan los rayos X en las imágenes médicas de hoy en día.

Las reacciones químicas pueden producir una corriente, la cual puede ser utilizada para hacer un sensor que detecte uno o más de los químicos involucrados en una reacción.

Los cambios en la forma o vibración del material también pueden producir una corriente o voltaje, que se puede utilizar para detectar la presión o la aceleración.

Ante la pregunta de qué debe tener un sensor para ser considerado bueno, lo primero que hay que mencionar es que el mismo debe poder, por ejemplo, indicar la diferencia de voltaje que existe cuando se mide la luz de una intensidad contra la luz de otra intensidad diferente.

Un buen sensor, además, también debe asegurarse de que las vibraciones, así como los cambios de temperatura y los extremos , así como otros factores ambientales, no afecten su salida.

La salida de un sensor debe aumentar en la misma cantidad que un aumento en la concentración de la cosa que se detecta. Es decir, si por ejemplo duplico la concentración de glucosa, ¿la salida de mi sensor siempre se duplica?

Finalmente, la salida del sensor debe dar el mismo valor una y otra vez para la misma entrada y tener un tiempo de respuesta rápido.

El costo también es una preocupación que se hace presente, porque si se trata de un sensor que es demasiado costoso, solamente unas pocas personas o corporaciones podrán llegar a adquirirlo y usarlo. En cambio, si ese sensor es uno de bajo costo, entonces puede estar disponible para todos.

Entonces, un sensor es cualquier cosa que pueda detectar un aspecto del entorno físico y convertirlo en información útil.

Esta información puede ayudar a hacer su vida diaria más fácil o resolver algunos de los problemas de salud más urgentes de la actualidad.