La mesura del gas diòxid de carboni CO2, present en l’aire, té un rol molt important en molts àmbits, més dels que puguem pensar.
Per donar alguns exemples en el procés de respiració humana, inhalem aire i amb l’oxigen present en ell, generem diòxid de carboni que exhalem cap a l’exterior. Així, a partir de la mesura de la quantitat de CO2 que hi ha en un recinte, podem arribar a estimar el nombre de persones que hi ha en aquest espai [1].
També tenim el procés de respiració cel·lular en el qual, en presència de llum, les cèl·lules vegetals poden fer la fotosíntesi, procés en què absorbeixen el CO2 de l’aire i el transformen en oxigen. Aquest procés biològic és el que fa que considerem els boscos del nostre planeta com els seus pulmons, ja que són la nostra principal font d’oxigen per respirar.
Igualment podem aplicar la mesura del diòxid de carboni en altres aspectes, com la contaminació. Un dels residus més comuns de totes les màquines de combustió és el diòxid de carboni, que es converteix així, en un molt bon indicador del nivell de pol·lució.
Per últim, i contextualitzat en els temps actuals, s’ha comprovat que la mesura de concentració de diòxid de carboni pot ser un molt bon indicador del risc de contagi per COVID19. Això s’esdevé del fet que, en haver-hi més persones respirant directament a l’interior d’una habitació tancada, la concentració de CO₂ augmenta, tal com comentàvem anteriorment. Per tant, si els processos de ventilació no són suficients, la quantitat de diòxid de carboni és mes elevada ja que aquest excés de CO2 ha quedat romanent a l’espai. Aquest mètode ha estat aplicat a diversos llocs [2].
Basant-nos en aquestes premisses, a batxillerat hem realitzat una pràctica conjunta amb les assignatures de Biologia de 2n de batxillerat i Programació i Robòtica de 1r de batxillerat. En aquesta experiència els alumnes de biologia havien treballat anteriorment els processos de respiració cel·lular i fotosíntesis, i els de programació i robòtica, els conceptes fonamentals de la programació i detecció amb sensors. La idea de l’experiència es basa en fer ús del projecte de creació d’un detector de CO2 amb finalitats pedagògiques [3].
Aquest dispositiu ens va permetre observar i mesurar els efectes de la fotosíntesi en viu, tot observant com variava la concentració de CO2 dins un recipient tancat amb fulles fent-li incidir llum exterior. També vam poder observar com, en cobrir el contenidor i privar les fulles de llum, les seves cèl·lules feien un canvi en el procés de respiració i feien com les persones: absorbir oxigen per generar CO2, amb el conseqüent augment de CO2.
A part de realitzar la mesura d’un fenomen àmpliament conegut però difícilment mesurable, aquesta experiència ens va permetre comentar i observar altres factors com els efectes col·laterals que podem tenir en la mesura d’un gas; aquests són efectes de difusió, funcionament intrínsec del sensor i dependència dels resultats mesurats amb les condicions externes.
Com a conclusió, l’experiència ha resultat tot un èxit i vam poder treballar de forma interdisciplinària, unint coneixements de diverses matèries per realitzar una experiència conjunta molt enriquidora.
Hernan Pino
[3] https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jchemed.8b00473