1.- ¿En qué consiste la patente?

La patente registra la invención de un sistema electrónico que permite determinar de modo manual o automático la acidez ambiental (el pH) mediante sensores químicos de respuesta óptica. El sistema se compone de uno o varios sensores y una o varias unidades lectoras que pueden conectarse a un ordenador personal. Las medidas pueden realizarse de modo simultáneo o almacenarse para su evaluación posterior.

2.- ¿Qué utilidades presenta?

Presenta varias utilidades. La más importante es que puede determinar la acidez en entornos gaseosos, como por ejemplo el aire, con una gran precisión. Esto representa un gran avance con respecto a los métodos convencionales de medición del pH mediante electrodos, los cuales sólo operan en medios acuosos (líquidos) o sólidos blandos y húmedos, como por ejemplo suelos o ciertos alimentos. Es decir, se ha inventado un sistema que hace mediciones de pH que antes no podían realizarse con ninguna otra tecnología. El sistema, además, también es capaz de hacer mediciones en medios acuosos y sólidos blandos y húmedos como las metodologías convencionales. Por tanto, es un sistema que puede realizar determinaciones de pH en todos los medios: gaseoso, líquido y sólido, con las particularidades apuntadas.

Otras utilidades que pueden destacarse del sistema son su fácil manejo, su portabilidad, su escaso peso, su pequeño tamaño y su bajo consumo.

3.- ¿Qué beneficios puede reportar a las empresas y a la sociedad?

La necesidad de transferir tecnología a la sociedad es uno de los requerimientos básicos de la actividad investigadora, puesto que esta actividad es sostenida y financiada por la propia sociedad y a ella deben revertir una buena parte de los avances tecnológicos que se logran.

No cabe duda que la posibilidad de determinar con precisión la acidez ambiental representa un avance beneficioso para la sociedad actual en todo lo relacionado con la calidad ambiental y el control de contaminantes en el aire. No obstante, uno de los principales beneficios del sistema patentado es su aplicación a la conservación preventiva de bienes pertenecientes al Patrimonio Histórico y Cultural construido y mueble. Dicho Patrimonio se halla amenazado por el desarrollo industrial de las últimas décadas, que ha multiplicado las emisiones contaminantes a la atmósfera, lo que constituye una seria amenaza tanto para bienes expuestos al aire libre como para aquellos localizados en interiores. La posibilidad de determinar el pH ambiental de modo rápido, preciso y económico puede resultar una herramienta muy eficaz para tomar las medidas oportunas antes de que se produzcan daños irreversibles en el Patrimonio, que es herencia común de una sociedad que debe estar concienciada en su conservación y preservación futura.

La patente registra un invento con claras posibilidades de industrialización y comercialización, lo que puede ser de interés para empresas de base tecnológica del campo de la electrónica. Por un lado, porque cubre un vacío existente en el mercado en lo que se refiere a dispositivos de medida de pH ambiental y, por otro, porque el campo de los estudios de conservación en bienes del Patrimonio Histórico y Cultural es un mercado emergente con grandes posibilidades en el futuro. En todo caso, no hay que olvidar otras posibles aplicaciones del invento en cuestiones relacionadas con la calidad ambiental, como el control de humos y otras emisiones, o el control de aguas en piscinas, ríos o vertidos industriales.

4.- ¿Qué colaboraciones podrían establecerse con empresas interesadas en la patente?

Podrían establecerse colaboraciones con empresas de base tecnológica del campo de la electrónica, que estuvieran dispuestas a explotar la patente y a industrializar el sistema electrónico de medida del pH ambiental.

5.- ¿Se esperan nuevas implementaciones del sistema patentado en futuras investigaciones?

Sí, es muy posible, debido a que en la actualidad los equipos de investigación del CSIC y de la Universidad Politécnica de Madrid están desarrollando nuevos sensores y nuevos sistemas de medida para otros parámetros ambientales, como la humedad relativa o la temperatura. La posibilidad de realizar medidas simultáneas de todos los parámetros ambientales mencionados, podría significar un gran avance en la toma de datos y en su posterior procesado en aquellos estudios en los que se requiera una adecuada evaluación de las condiciones ambientales o microclimáticas de un lugar o entorno determinado.

6.- ¿En qué consisten los sensores químicos de respuesta óptica y la unidad lectora?

Los sensores consisten en un recubrimiento delgado, en el que se inmoviliza un colorante orgánico, que se deposita sobre una lámina de vidrio común. El recubrimiento se deposita por el procedimiento sol-gel. El colorante es sensible al pH ambiental proporcionando una respuesta óptica, es decir, cambia de color cuando cambia el grado de acidez del ambiente.

La unidad lectora transforma la respuesta óptica de los sensores químicos en una respuesta eléctrica que se procesa electrónicamente para obtener una medida final de pH, que primero se almacena y después se envía a un ordenador personal para su evaluación posterior.

7.- ¿Esta invención tiene otras aplicaciones diferentes de la conservación del Patrimonio?

Sí. La acidez ambiental afecta directamente la calidad del aire que respiramos los seres vivos y en general la calidad de la atmósfera de nuestro planeta. Muchos procesos industriales, fenómenos naturales, desastres de origen antrópico, conflictos internacionales, etc. que producen emisiones hacen variar la acidez ambiental y afectan los entornos naturales, urbanos y domésticos. Esto repercute negativamente en diversos niveles de la biosfera, del entorno próximo humano y del medio al que están expuestos los materiales. La monitorización automática y remota del pH ambiental con sensores sería un procedimiento rápido para conocer anticipadamente las variaciones del pH, así como para predecir sus daños y posiblemente evitarlos.

Además hay que considerar que los sensores desarrollados pueden igualmente medir la acidez de líquidos y sólidos blandos o disgregados humectados. Esto amplía también los campos de aplicación de la invención.

8.- ¿En qué fase se encuentra la patente y qué tipo de inversión sería necesaria para su industrialización y comercialización?

Actualmente se dispone de un prototipo completamente operativo del sistema de medida patentado. El prototipo es completamente funcional y su funcionamiento ha sido validado en laboratorio. Por tanto, los siguientes pasos en el desarrollo del proyecto son la validación en campo del prototipo desarrollado, y la fase de industrialización para poder comercializarlo. La validación en campo se está realizando mediante su uso en las tomas de datos realizadas por el equipo de investigación del CSIC en los proyectos de conservación de patrimonio en los que participa.

En cuanto a la fase de industrialización se está avanzando en la parte técnica utilizando los recursos propios disponibles, pero se considera imprescindible contar en esta fase con la participación de los posibles agentes interesados en su explotación comercial. La inversión necesaria se estima como baja, o media baja, en función del grado de desarrollo que se desee alcanzar, ya que el sistema patentado puede dar a lugar a varios tipos de productos. Con la financiación adecuada se podría disponer de un primer dispositivo comercializable en un plazo de unos seis meses.

Algunos de los coautores de la patente. De izquierda a derecha:
Dr. M. García Heras, Dr. G. de Arcas Castro e Ing. Álvaro Llorente Alonso