Desarrollo básico de algoritmos, hardware y electrónica de control en la Nariz electrónica Patagonia

Se desarrolló una nariz electrónica (NE) con algoritmos de procesamiento y hardware completo. Este nuevo instrumento denominado “Patagonia” permitió identificar olores. Mediante métodos analíticos y criterios propios de adquisición y análisis de señales, se implementaron algoritmos de reconocimiento de muestras. Se utilizó Transformada Onditas, Análisis de Componentes Principales, Análisis discriminatorios lineales y cuadráticos, Redes neuronales y análisis de las constantes de desorción de los com¬puestos. Se desarrolló un software con interfaz de usuario simple para poder proveer narices electrónicas comerciales. Se midieron distintas muestras de café, aceites y jugos entre otros alimentos. Se discriminaron correctamente las muestras obteniendo resultados satisfactorios.An electronic nose (EN) with data processing algorithms and complete hardware was developed. This new instrument called “Patagonia” enables to identify odors. Sample recognition algorithms using self-developed analytical methods and criteria of signal acquisition and analysis were implemented. Wavelet transform, principal component analysis, linear and quadratic discriminate analysis, neural networks and analysis of the constants of desorption of compounds were used. Software with a simple user interface to provide commercial electronic noses was developed. Different types of coffee, oils and juices from other foods were measured. Samples were correctly discriminated and satisfactory results were obtained.Fil: Vorobioff, Juan. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; ArgentinaFil: Rinaldi, Carlos Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Boggio, Norberto Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; Argentin

Drone Design for Monitoring Volcanic Areas

Objetivo: Las erupciones volcánicas son una graveamenaza para el ambiente. La ceniza de un volcánpuede contaminar el agua, la vegetación, el ganadoy a las personas. Con el fin de evaluar con mayor precisiónel estado de la zona volcánica, se requiere laaplicación de mediciones distribuidas espacialmente.Metodología: Se desarrolló una nariz electrónica(eNose) y un dron cuadricóptero con sensores degas, temperatura y humedad. El dron fue ensambladocon una estructura realizada con impresora 3Dy se comprobó su correcta rigidez. La nariz electrónicatoma muestra de gases, controla el array desensores, adquiere datos, extrae características delos datos y clasifica las muestras con los algoritmoscorrespondientes..Resultados: El sistema de dron eNose provee unatecnología flexible para el monitoreo de diferentesentornos. Para el sensor de gas de CO se observó unacurva de calibración logarítmica.Conclusiones: La implementación de un sistema droneeNose y su aplicación a la detección y estudio degases en áreas volcánicas resultaría innovador en Argentina.El sistema puede acceder a zonas remotas ypeligrosas, y es muy flexible. Se pueden agregar diferentessensores de gas como por ejemplo H2S o SO2..Objective: Volcanic eruptions are a serious threat to the environment. In order to assess more accurately the state of a volcanic zone, spatially distributed measurements are required. Methodology: An electronic nose (eNose), a quadcopter drone with gas, temperature, and humidity sensors was developed. The drone was assembled with 3D printed parts and tested for properties like structural rigidity. The eNose samples gases, manages a sensor array, acquires data, extracts features, and classifies them with suitable classification algorithms. Results: The eNose drone system provides a versatile technology for autonomous monitoring of diverse environments. A logarithmic calibration curve was observed for the CO sensor. Conclusions: The implementation of a eNose drone system and its application to the detection and study of gases in volcanic areas would be innovative in Argentina. The system can access remote dangerous areas and is versatile. Different gas sensors like H2 S or SO2 can be added. Financing: Project PID MSUTIBA0004713TC Universidad Tecnológica Nacional. Comisión Nacional de Energía Atómica. Buenos Aires, ArgentinaFil: Vorobioff, Juan. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires; ArgentinaFil: Boggio, Norberto Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; ArgentinaFil: Gutierrez, Marcelo. Universidad Tecnológica Nacional; ArgentinaFil: Checozzi, Federico Ricardo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; ArgentinaFil: Rinaldi, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Diseño de Drones para monitoreo de zonas volcánicas

Objective: Volcanic eruptions are a serious threat to the environment. In order to assess more accurately the state of a volcanic zone, spatially distributed me­asurements are required. Methodology: An electronic nose (eNose), a quad­copter drone with gas, temperature, and humidity sensors was developed. The drone was assembled with 3D printed parts and tested for properties like structural rigidity. The eNose samples gases, manages a sensor array, acquires data, extracts features, and classifies them with suitable classification algorithms. Results: The eNose drone system provides a versati­le technology for autonomous monitoring of diverse environments. A logarithmic calibration curve was observed for the CO sensor. Conclusions: The implementation of a eNose drone system and its application to the detection and study of gases in volcanic areas would be innovative in Argentina. The system can access remote dangerous areas and is versatile. Different gas sensors like H2S or SO2 can be added.Objetivo: Las erupciones volcánicas son una grave amenaza para el ambiente. La ceniza de un volcán puede contaminar el agua, la vegetación, el ganado y a las personas. Con el fin de evaluar con mayor pre­cisión el estado de la zona volcánica, se requiere la aplicación de mediciones distribuidas espacialmente. Metodología: Se desarrolló una nariz electrónica (eNose) y un dron cuadricóptero con sensores de gas, temperatura y humedad. El dron fue ensambla­do con una estructura realizada con impresora 3D y se comprobó su correcta rigidez. La nariz elec­trónica toma muestra de gases, controla el array de sensores, adquiere datos, extrae características de los datos y clasifica las muestras con los algoritmos correspondientes. Resultados: El sistema de dron eNose provee una tecnología flexible para el monitoreo de diferentes entornos. Para el sensor de gas de CO se observó una curva de calibración logarítmica. Conclusiones: La implementación de un sistema dro­ne eNose y su aplicación a la detección y estudio de gases en áreas volcánicas resultaría innovador en Ar­gentina. El sistema puede acceder a zonas remotas y peligrosas, y es muy flexible. Se pueden agregar dife­rentes sensores de gas como por ejemplo H2S o SO

Development of an electronic nose for determining the freshness of fish by the desorption constants of sensors

An electronic nose (NE) reduced in size, based on commercial sensors array with a particular thermally stabilized chamber and an advanced processing algorithm was developed. In this work using a heater system that controls the temperature of the sensors chamber, it was possible to study the desorption process on SnO2 sensor array. Data signal of sensors applying a two exponential decay functions were analyzed in order to determine the desorption constants. These constants were used to measure the fish freshness using the PCA algorithm. This is a first approach using this method that shows the ability of the EN to detect interruptions during the cold storage.Fil: Vorobioff, Juan. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Rodriguez, Daniel Fabian. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Boggio, Norberto Gabriel. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Rinaldi, Carlos Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín; Argentin

Isotopic analysis of uranium by laser induced breakdown spectroscopy

There are several advantages of using laser ablation (LA) for nuclear material detection, which includes minimal sample preparation, near-instantaneous detection, and isotope detection. The well-known laser ablation method commonly called Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) has one of the main advantages of optical emission spectroscopy (OES): is noninvasive and near-instantaneous detection and identification of elements in the sample. The detection of special nuclear materials (SNMs), such as uranium and thorium, is of particular interest to many agencies around the world, i.e., International Atomic Energy Agency (IAEA). Chemometrics analysis coupled with LIBS is a suitable combination for the determination of isotope ratios in the air at atmospheric pressure using poorly resolved lines. Typically, the precision will be in the range from 4 to 10% depending on the enrichment level, which is compatible with the use of an alarm instrument in complementary access inspection.Fil: Rinaldi, Carlos Alberto. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; Argentina. Universidad Nacional de San Martin. Fundacion Argentina de Nanotecnologia.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Felix Pozzi, Marcelo Nicolas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; ArgentinaFil: Boggio, Norberto Gabriel. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Vorobioff, Juan. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; Argentin

Corona discharge induced plasma spectroscopy (CDIPS) for quantitative analysis of gas mixtures

The capability of the Corona Discharge Induced Plasma Spectroscopy (CDIPS) technique has been demonstrated for quantitative analysis of nitrogen–oxygen mixtures. Optical emission of the induced plasma in combination with multivariate chemometric methods of calibration such as Partial Least Squares (PLS) regression and Neural Networks (NNs) was able to produce a highly dynamic calibration curve (from 0% to 100% of O2/N2 mixtures) with a high sensitivity, for the measurement of medical grade O2 and N2. The predictive ability of NNs, supported by nonlinear data modelling, can be useful in the quantitative analysis, overcoming experimental effects and producing a smaller relative error in comparison to PLS. For validation purposes, all samples were also analyzed by gas chromatography showing an excellent agreement in the O2/N2 compositions measured within the limit of relative error. The methodology presented shows high potential as an alternative method for the monitoring and analysis of oxygen and nitrogen mixtures in production systems, especially for medical applications.Fil: Vorobioff, Juan. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; ArgentinaFil: Boggio, Norberto Gabriel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Moncayo, S.. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: Caceres, J. O.. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: Rinaldi, Carlos Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Increasing electronic nose recognition ability by laser irradiation

We present a method to increase the capability of an electronic nose to discriminate between a priori similar odours. We analyze the case of olive oil because it is well known that the characteristics of its aroma impair in many cases the discrimination between different kinds of olive oils especially when they are from similar geographic regions. In the present work we study how to improve the electronic nose performance for the above mentioned discrimination by the use of two IR laser wavelengths for vaporization.Fil: Massacane, Alejandra. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Vorobioff, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Pierpauli, Karina Alejandra. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Boggio, Norberto Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Reich, Silvia Leonor. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Rinaldi, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Boselli, Alfredo. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Lamagna, Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Azcárate, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; ArgentinaFil: Codnia, Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; ArgentinaFil: Manzano, Francisco Adriano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; Argentin

Laser Vaporization e-Nose method for the detection of transmitter of Chagas disease

The aim of this work is to implement a laboratory analytical procedure based on the selective detection of the volatile compound with Laser Vaporization electronic nose technique (LV e-Nose), with the purpose of distinguish between triatomines of different sex and development stage, transmitters of Trypanosoma cruzi, agent of the Chagas disease (ECh). A chemometric method based on Principal Component Analysis (PCA) and Linear Discriminant Analysis (LDA) was performed in order to analyze the data coming from the e-Nose. The results allowed distinguishing between male, female and nympha stages, according to their volatile emissions. The proposed methodology resulted cost-effective, has good sensitivity, acceptability and improve the effectiveness. Although a greater number of samples must be analyzed, our results provide new interesting clues as a proof of concept to advance in the operational research for the surveillance of the ECh. Therefore, it could contribute to the sustainability and coverage of control programs in scenarios of the low density of vectors (interruption of transmission step).Fil: Vorobioff, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Videla, Estefanía. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Boggio, Norberto Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Salomón, Oscar Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Medicina Tropical; ArgentinaFil: Lamagna, Federico Agustín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Rinaldi, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentin

Design of drones for monitoring of volcanic areas

Volcanic eruptions are a serious threat to the environment. The volcanic ash can contaminate water, vegetation, livestock and people. The Andes or Andean Mountains are the longest continental mountain range in the world, with a length of 8500 km. and presents different volcanoes [1]. In our work group the gas emissions of the Peteroa volcano are analyzed. In order to assess more accurately the state of a volcanic zone, spatially distributed measurements are required. Consequently, it is necessary to have an unmanned aerial vehicle to obtain several measurement points. An Electronic Nose (eNose) and a quadcopter drone equipped with gas sensors for CO2, temperature and humidity were developed [2][3]. The Dron eNose system provides a versatile technology for autonomous monitoring of diverse environments. The use of this device minimizes the risks of exposure to dangerous compounds for people and allows exploring inaccessible areas. The advantage of this system, over drones sold in the market (provided with proprietary software), lies in the possibility of adding accessories, which gives to it more adaptability. In this work, the complete structure of the quadcopter was manufactured using a 3D printer. To obtain a robust frame, parts were printed with filaments composed of different materials. Motors and propellers were selected according to the drone load capacity, the sensors, the stability control and the teletransmission system. The system is very versatile and different gas sensors can be added such as for detect SO2 and H2S. The flight can be controlled manually by remote control, or autonomously by a programmed flight plan.Fil: Vorobioff, Juan. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires; ArgentinaFil: Boggio, Norberto Gabriel. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; ArgentinaFil: Gutierrez, Marcelo. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires; ArgentinaFil: Vallespir, Daniel. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires; ArgentinaFil: Checozzi, Federico Ricardo. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; ArgentinaFil: Berlin, Guido Matias. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; ArgentinaFil: Rinaldi, Carlos Alberto. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; Argentin