Diseño, fabricación y validación de un sistema para evaluación de sensores de gases.

Hernández Uribe, Marcos Iván

dc.contributor.author	Hernández Uribe, Marcos Iván
dc.date.accessioned	2026-06-01T15:12:25Z
dc.date.available	2026-06-01T15:12:25Z
dc.date.issued	2025-03-24
dc.identifier.govdoc	ICM .16894 2025
dc.identifier.other	ATD1690
dc.identifier.uri	http://dgsa.uaeh.edu.mx:8080/bibliotecadigital/handle/231104/7739
dc.description	Los sensores de gases desempeñan un papel crucial en la prevención de incidentes que podrían poner en peligro la vida y la seguridad de las personas cercanas a posibles fugas de gas, es indispensable la utilización de sensores en la automatización de industrias, procesos y manufacturados, ingeniería experimental, en sectores no productivos como son el ahorro energético y control ambiental (Pallás Areny, 2007). Existen diversos métodos para detectar gases, tales como sensores de gases electroquímicos, catalíticos, infrarrojos, de estado sólido, sin embargo, aquellos que emplean semiconductores como material detector son de gran interés, debido a la elevada sensibilidad en la medición que realizan, haciendo posible la fiable detección, dependiendo del gas, lo cual es especialmente importante cuando se trata de gases nocivos para los seres vivos (López, 2024). En este tipo de sensores, la sensibilidad y recuperación del dispositivo, se basa en las características físico-químicas de los materiales, en este caso, semiconductores. Como se menciona en el párrafo anterior, uno de los enfoques comunes para la detección de gases es el uso de sensores basados en materiales semiconductores. Estos sensores aprovechan los cambios en las propiedades eléctricas de ciertos materiales cuando están expuestos a diferentes gases. Cuando el gas objetivo interactúa con el material semiconductor, provoca un cambio en la conductividad eléctrica del material, lo que puede detectarse y medirse para determinar la presencia y concentración del gas (Castañeda, 2018). En los sistemas de detección, los materiales semiconductores desempeñan un papel fundamental como componente principal, los cuales se caracterizan por producir pares electrón-hueco (e--h+), usualmente por la incidencia de energía de distintas formas por ejemplo fotones (Luz) con energía igual o superior a la energía de la banda prohibida del semiconductor en su superficie, por la acción de energía térmica (calor) proporcionada al sistema o por la aplicación de un voltaje (campo eléctrico), lo que provoca que los electrones de la banda de valencia se exciten y pasen hacia la banda de conducción, dejando huecos en la banda de valencia, tal como se describe esquemáticamente en la Figura 1.1. Estos pares e-- h+ formados, se aprovechan para llevar a cabo reacciones de óxido-reducción y en el caso objeto de estudio, para reaccionar con el gas que se encuentre en la superficie del semiconductor, y así cuantificar indirectamente, la presencia de trazas de los gases a los que son sensibles cada semiconductor de manera específica. Esta reacción de los electrones con el gas induce una modificación en la conductividad eléctrica, debido a una interacción entre los electrones formados y el gas a detectar como se muestra en la Figura 1.2. Además, el efecto de la reacción de los electrones con el gas a analizar afecta de un modo muy sensible a la resistividad eléctrica, debido a que los electrones que interactúan química o físicamente con el gas afectan la cantidad de portadores de carga del semiconductor y, por lo tanto, disminuye su conductividad eléctrica, permitiendo la detección de la presencia de trazas de gases específicos. Una vez calibrado el semiconductor para un gas particular, se puede relacionar con la concentración del gas que se está detectando, y así tener una cuantificación del gas de la atmósfera analizada.	es_ES
dc.language.iso	es	es_ES
dc.publisher	ICBI-BD-UAEH	es_ES
dc.subject	Diseño	es_ES
dc.subject	Validación	es_ES
dc.subject	Semiconductores	es_ES
dc.subject	Gases	es_ES
dc.subject	Sensores	es_ES
dc.subject	Ciencia de los Materiales.	es_ES
dc.title	Diseño, fabricación y validación de un sistema para evaluación de sensores de gases.	es_ES
dc.title.alternative	Ciencia de los Materiales.	es_ES
dc.type	Tesis	es_ES