¿Alguien sabe acerca de un tipo de sensores (o cómo construir) que podrían usarse junto con un Arduino u otro microprocesador para medir la cantidad de metales pesados (como el plomo, por ejemplo) en partículas de polvo en interiores.
El objetivo del proyecto es crear un dispositivo capaz de detectar y registrar datos sobre metales pesados nocivos en ambientes interiores.
Los pequeños departamentos de física se han estado deshaciendo de sus obuses de neutrones. Tienen un poco de plutonio y berilio en una barra de acero inoxidable en una gran tina de parafina. Hay puertos llenos de pilas de acrílico y ahí es donde pones tu filtro. Los neutrones térmicos radioactivan lo que tengas y rápidamente, porque algunas de las vidas medias son muy cortas, mételos en un espectrómetro de rayos gamma con un escalador multicanal (también los están descartando, anotó uno hace un tiempo) . Tal vez puedas enganchar una configuración. La paranoia de radiación sin fundamento hace que el obús sea difícil de conseguir y mantener. Sin embargo, hay instrucciones sobre cómo hacer su propio acelerador de protones en "The Scientific American Book of Projects for the Amateur Scientist" de 1960 (¡las cosas que solíamos hacer en nuestros sótanos!).
En un nivel más práctico, apostaría a que la ruta menos costosa es una prueba de color y inmersión química, con filtros para colores de reacción específicos o un espectrofotómetro simple. Hay papeles de filtro hechos con el mismo índice de refracción que algunos solventes, por lo que se desvanece cuando se sumerge.
La espectroscopia de descomposición inducida por láser suena más portátil que los métodos antiguos de absorción atómica o fluorescencia de rayos X, pero aún tendrá que recolectar muestras de polvo en filtros y someterlas al cuidado de un costoso, y probablemente bastante grande, máquina. Véase, por ejemplo , TSI o Applied Spectra . El sistema láser de cámara química del Curiosity Rover de la NASA probablemente recogerá plomo, y probablemente sea lo suficientemente pequeño como para ser fácilmente portátil, pero aún necesitará construir una unidad de filtro de muestra para la cosa a menos que esté dispuesto a quemar agujeros en el piso debajo de polvo-conejitos. Aún así, el costo de una unidad de este tipo hará que un Arduino no sea más que un dongle barato que cuelga a un lado.
Una forma común de medir las concentraciones de metales pesados es con la espectroscopia de rayos X. Esto no es algo apropiado para un aficionado típico, pero lo menciono aquí para completar y porque hay unidades comerciales portátiles que hacen exactamente lo que pides en base a este principio.
Básicamente, si haces chocar suficientes fotones de alta energía contra ellos, los átomos volverán a emitir esta energía como luz de longitudes de onda específicas. Las emisiones de diferentes elementos son únicas, como una huella dactilar.
Hay instrumentos portátiles disponibles en el mercado que hacen exactamente esto. Uno con el que estoy familiarizado es el fabricado por Thermo Fisher, pero creo que hay otros que también los fabrican. El de Thermo Fisher que he visto tiene forma de pistola. Apunta el arma a la muestra que desea analizar y aprieta el gatillo. Dispara rayos X en varias longitudes de onda y potencias conocidas, y analiza las emisiones de retorno. Luego, el software determina la concentración de varios elementos en la muestra. También contiene una biblioteca de aleaciones comunes y puede decirle directamente qué tipo de acero inoxidable tiene, por ejemplo.
Estas cosas cuestan miles de dólares, por lo que no es algo que quieras obtener por diversión. Hacer tubos de rayos X en miniatura tampoco es algo que el aficionado promedio pueda o deba intentar. Diseñar estas cosas es 60% ciencia y 50% magia oscura.
Si es principalmente Plomo (o Mercurio) lo que busca:
El plomo se puede detectar cuantitativamente en concentraciones muy bajas como PbS mediante fotometría, es decir, midiendo la absorción de luz de una cierta longitud de onda en una solución.
Podría realizarse, por ejemplo, burbujeando un volumen conocido de aire a través de una solución de H 2 S (atención: venenoso y con muy mal olor) y luego midiendo cuánta luz de una fuente de luz apropiada (LED) es absorbida por la solución.
Vea esto para un ejemplo (algo simplista) .
Este método es lo suficientemente sensible, por ejemplo, para medir cuantitativamente la cantidad de plomo en el cabello humano recogido del medio ambiente (aire).