Sistema robótico para mediciones de concentraciones de gas metano mediante tecnología láser

Abstract

El metano es una gas incoloro e inodoro para el ser humano, conocido por su potente contribución al calentamiento global y por su alto riesgo de explosión en entornos confinados. A pesar de que existen diversos sistemas para su detección, a menudo estos requieren la intervención humana directa, exponiendo a los operadores a situaciones de alto riesgo. Esta limitación operativa impulsa la necesidad de desarrollar soluciones autónomas que permitan una monitorización continua y segura, optimizando la detección de fugas de metano y minimizando el riesgo para el personal. En este proyecto se han desarrollado tres soluciones que permiten automatizar la detección de metano en espacios interiores. Estas soluciones combinan el uso de un robot móvil, una PTU (Pan-Tilt Unit) y un sensor láser de metano con tecnología TDLAS (Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy). Dos de las soluciones permiten realizar la detección de fuentes en el espacio bidimensional y la tercera, en tres dimensiones. Para su implementación ha sido necesario integrar un stack de navegación para el robot, diseñar las secuencias de movimiento de la PTU y representar los datos de concentración mediante mapas visuales. Entre las herramientas utilizadas destacan Nav2 y RViz2, ambas pertenecientes a la plataforma ROS2 (Robot Operating System 2), que permiten una integración modular y escalable en tiempo real de todos los componentes. Para validar y comparar las diferentes estrategias de monitorización implementadas, se han llevado a cabo diferentes pruebas experimentales, cuyos resultados se muestran en esta memoria. Este trabajo muestra la viabilidad de implementar un sistema automatizado para la detección de metano en interiores, lo que supone un avance significativo en términos de seguridad y prevención de riesgos.