Desarrollan nuevos sensores microelectrónicos destinados a la detección temprana de incendios

El proyecto SenForFire, que reúne a centros de investigación y empresas del sur de Europa, tiene como objetivo desarrollar redes inalámbricas de sensores para la detección temprana de incendios forestales. En el último mes, el equipo científico ha realizado las primeras pruebas de validación de los prototipos.

Varios socios españoles del proyecto, como el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM) y el Instituto de Tecnologías Físicas y de la Información (ITEFI), ambos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad de Extremadura y la empresa Ray Ingeniería Electrónica, han diseñado y fabricado la primera serie de módulos electrónicos de bajo coste para la detección de incendios.

Estos módulos incluyen la electrónica y las comunicaciones necesarias para leer y registrar la respuesta de los sensores. Cada sensor está compuesto por micro y nanoelementos, entre los que se encuentra un nanomaterial semiconductor que interactúa con las especies gaseosas presentes en el ambiente. Esta interacción produce señales electrónicas que permiten identificar la presencia o ausencia de gases y volátiles en las primeras etapas de un incendio, lo que genera alarmas que permiten a los operativos actuar con mayor rapidez y eficacia, según explica Stella Vallejos, investigadora del IMB-CNM-CSIC y coordinadora de la contribución del centro al proyecto.

El equipo de investigación está trabajando en nuevas rutas para elaborar e integrar nanomateriales semiconductores que mejoren la sensibilidad y selectividad de los sensores, agrega Vallejos. Estos sensores se fabrican en la Sala Blanca de Micro y Nanofabricación del IMB-CNM-CSIC, una Infraestructura Científica y Técnica Singular (ICTS) reconocida por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.

Jesús Lozano, investigador de la Universidad de Extremadura (UEx), destaca que estos sensores pueden detectar gases como monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO₂), hidrógeno (H₂), dióxido de nitrógeno (NO₂) y ozono (O₃), además de compuestos orgánicos volátiles (COVs). También se han utilizado sensores comerciales de diversas tecnologías, como electroquímicos (EC), óxidos metálicos semiconductores (MOS), fotoionización (PID), infrarrojos (NDIR) y ópticos de partículas (PM).

Las primeras pruebas, realizadas para evaluar el rendimiento de los dispositivos en diversas condiciones y seleccionar los más adecuados para la detección temprana de incendios, se llevaron a cabo en el laboratorio y en el túnel de viento a cielo abierto del Instituto de Ciencias Forestales (ICIFOR-INIA, CSIC) en Madrid, en noviembre de 2024. Además, se realizaron pruebas en condiciones reales durante una quema prescrita en Arenas de San Pedro, en Ávila, el 16 de enero de 2025, en colaboración con el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO), entidad asociada al proyecto.

Según Lozano, los resultados fueron positivos, destacando la alta sensibilidad y rápida respuesta de los sensores ópticos de partículas y algunos sensores de gases. La velocidad e intensidad de la respuesta variaron según la tecnología utilizada, la cercanía al fuego y el método de medición (con o sin sistema de toma de muestra de aire). Los sensores de semiconductores de óxidos metálicos (CO, NO₂ y O₃), electroquímicos (CO y COVs) y de fotoionización (COVs) mostraron un rendimiento superior frente a los infrarrojos de CO₂.

Este avance representa un paso clave hacia sistemas de alerta más eficaces, capaces de detectar incendios en sus primeras fases y mejorar la respuesta ante el riesgo de grandes incendios forestales en el suroeste de Europa, concluye Lozano.

SenForFire, innovación europea

Financiado por el programa Interreg Sudoe 2021-2027, SenForFire reúne a un equipo multidisciplinario para desarrollar soluciones tecnológicas que permitan prevenir y detectar incendios forestales de forma más eficiente. Entre sus socios se encuentran centros de investigación (IMB-CNM, ITEFI e INIA-ICIFOR del CSIC; CIRIMAT y LAAS del CNRS), universidades internacionales (Extremadura, Évora, Coimbra y Toulouse), agencias meteorológicas y de detección (AEMET y AR+I) y empresas especializadas en monitoreo medioambiental (Ray Ingeniería Electrónica y Arantec).

El proyecto también cuenta con el respaldo de administraciones públicas de diversos niveles, desde el Miteco hasta la Junta de Extremadura, la Junta de Castilla y León y la Diputación de Ávila, así como entidades locales como el Municipio do Fundão y la Comunidade Intermunicipal do Alto Minho. Este enfoque colaborativo tiene como objetivo proteger los ecosistemas y reducir el impacto de los incendios en el área Sudoe, que abarca España (excepto las Islas Canarias), Portugal continental, el sur de Francia y Andorra.