j. peña-poza, t. palomar, j.f. conde, f. agua, m. garcía-heras y m.a. villegas
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APLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE SENSORES AMBIENTALESAPLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE SENSORES AMBIENTALESA LA BIBLIOTECA TOMÁS NAVARRO TOMÁS (CCHS)A LA BIBLIOTECA TOMÁS NAVARRO TOMÁS (CCHS)
Y EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES DE CONSERVACIÓNY EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES DE CONSERVACIÓNDE SUS FONDOS DOCUMENTALESDE SUS FONDOS DOCUMENTALES
J. Peña-Poza, T. Palomar, J.F. Conde, F. Agua, M. García-Heras y M.A. Villegas.J. Peña-Poza, T. Palomar, J.F. Conde, F. Agua, M. García-Heras y M.A. Villegas.
X Reunión Red Temática de Patrimonio Histórico y Cultural.X Reunión Red Temática de Patrimonio Histórico y Cultural.
Esquema generalEsquema general Introducción
Descripción de los sensores Sensores de Acidez
Sensores de Humedad Relativa
Sensores de Temperatura
Sensores de Luz
Instalación en la Biblioteca
Resultados
Conclusiones
IntroducciónIntroducción
El estudio se lleva a cabo en los fondos documentales de la biblioteca Tomás Navarro Tomás
Resultado de la fusión de ocho bibliotecas del CSIC
Especialidades de Humanidades y Ciencias Sociales
Debe su nombre al ilustre lingüista que participó en la elaboración del ALPI
Abrió sus puertas al servicio de la investigación en enero de 2008
La componen en torno a un millón de unidades documentales
Introducción Introducción
Propiedades generales de los sensores
Tiempo de respuesta pequeño Son reversibles Son reutilizables Larga vida media Múltiples aplicaciones Elevada resistencia química Bajo coste de producción Sin cables ni baterías Pequeño tamaño (portátil y discreto)
IntroducciónIntroducciónRespuesta de los sensores
Cambio de color debido a una variación en la absorción óptica en el intervalo visible
Estimación cualitativa (comparación con escala de color) Evaluación semicuantitativa (análisis del espectro)
Sensores de AcidezSensores de Acidez
Síntesis
Recubrimientos preparados por el método sol-gel sobre portas de vidrio común
Densificación mediante tratamiento térmico
Diferente fase sensora en función de su aplicación
Sensores de AcidezSensores de Acidez
Absorción óptica (color) Naranja-Amarillo-Violeta
Dos bandas de absorción a 430 y 570 nm Responsables de la coloración final del sensor Precisión ± 0,02 unidades de pH
pH ácido pH básico
Sensores de AcidezSensores de Acidez
Funcionamiento Consiste en una reacción de neutralización
H+ + Sen- HSen
No discrimina entre diferentes especies ácidas
(mide acidez global)
)(aq
Sensores de Humedad RelativaSensores de Humedad Relativa
Síntesis Recubrimientos preparados por el método
Sol-Gel sobre portas de vidrio común Densificación mediante tratamiento
térmico
Propiedades Tiempo de respuesta 1 min aprox. Sensibles a la humedad y a la acidez
Sensor de Humedad RelativaSensor de Humedad Relativa
Absorción óptica (color) Verde-Azul intenso
Alta HR
Intervalo de sensibilidad 20-80 % HR Precisión ± 5%
Baja HR
Sensores de Humedad RelativaSensores de Humedad Relativa
Deben actuar conjuntamente con los sensores de acidez
Funcionamiento
Consiste en una reacción de neutralización• H+ + Sen- HSen )(aq
Sensores de TemperaturaSensores de Temperatura
Síntesis
Geles obtenidos por el métodoSol-Gel, en cubetas de plástico
Selladas herméticamente No es necesaria la densificación
térmica Se pueden sintetizar ocho sensores
distintos, en función del intervalo de temperatura a evaluar
T 5
Sensores de TemperaturaSensores de Temperatura
Selección del sensor T5 Intervalo de respuesta 5-30ºC Precisión ± 0,01ºC Tiempo respuesta 15 min aprox.
Absorción óptica (color) Dos bandas de absorción a
512 y 669 nm
Alta T (30ºC)Baja T (5ºC)
Sensores de LuzSensores de Luz
Absorción óptica (color) Amarillo-Naranja-Rosa
Características Tiempo de respuesta 1-2 minutos Una banda de absorción a 535 nm Intervalo de respuesta 100-3000 lux
Mucha luz Poca luz
Sensores de LuzSensores de LuzNo se instalaron debido a:
Excepto la hemeroteca (Salas “C”), el resto de las salas son de acceso restringido
Su ubicación es el Sótano -2 y habitualmente permanecen sin iluminación
Se evaluó la iluminación ambiental con un luxómetro convencional
Valores de luz obtenidos con luxómetro
Evaluación de luz ambiental en los fondos documentales de la biblioteca Tomás Navarro Tomás
Zonas de medidaValores
extremos promedio
Salas
A B-1 B-2 B-3 B-4 C-1 C-2 C-3 C-4 D E F G
Luz en sala (lux)Máximo 316 262 429 215 239 260 266 234 315 227 245 313 210
Mínimo 16 27 47 17 27 22 27 9 21 6 13 45 16
Luz entre compactos (lux)
Máximo 430 303 155 28 358 309 187 137 254 252 57 284 278
Mínimo 32 23 30 5 29 5 4 16 7 8 4 16 4
Valor máximo registrado
Valores registrados en hemeroteca Valor mínimo
registrado
Sensores instaladosSensores instalados
Parámetros ambientales a evaluar Acidez Humedad Relativa Temperatura
Tabla resumen características
Parámetro Color (valor mínimo) Color (valor máximo)
Acidez Naranja Violeta
Humedad Relativa Verde Azul
Temperatura Rosa Azul
Instalación en la BibliotecaInstalación en la BibliotecaAcondicionamiento previo de los sensores para optimizar la respuesta óptica
Acidez: en medio básico Humedad: en medio ácido Temperatura: a bajas temperaturas
Instalación en la BibliotecaInstalación en la BibliotecaPlano de los depósitos de la Biblioteca TNT en el sótano -2
“A”
“D” “E”
“F”
“G”
“C-1”
“C-3” “C-4”“B-4”“B-3”
“B-2”“B-1” “C-2”
NN
5 m
Instalación en la BibliotecaInstalación en la Biblioteca
Recopilación de datosRecopilación de datosEquipo móvil
Ordenador portátil
Fuente de luz
Porta-muestras
Espectrofotómetro
3 4 5 6 7 8 90,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
A (
u.a
.)
pH
Curvas de calibradoCurvas de calibradoSensores de acidez
Ajuste a la ecuación de una recta: y = 0,063x – 0,286 (R = 0,9993)
6,0 6,5 7,0 7,5 8,00,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
0,22
A (
u.a
.)
pH
20 30 40 50 60 70 80
0,34
0,35
0,36
0,37
0,38
0,39
0,40
A (
u.a.
)
HR (%)
Curvas de calibradoCurvas de calibrado
Ajuste a una ecuación de segundo grado: y = 1,4·10-5 x2 + 5,6·10-4 x + 0,348 (R = 0,996)
Sensores de Humedad Relativa
Curvas de calibradoCurvas de calibrado
Ajuste a una ecuación de segundo grado: y = 1,2·10-3 x2 + 3,3·10-2 x + 0,435
(R = 0,9993)
5 10 15 20 25 30
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
A (
u.a
.)
T (ºC)
Sensores de Temperatura
A B-1 B-2 B-3 B-4 C-1 C-2 C-3 C-4 D E F G --6,0
6,2
6,4
6,6
6,8
7,0
7,2
7,4
7,6
7,8
8,0
Aci
dez
ambi
enta
l (pH
)
Salas
Valores en sala Valores entre compactos
Resultados de Acidez AmbientalResultados de Acidez Ambiental
pH muy ácido
pH ácido
pH básico
pH neutro
Resultados de Humedad RelativaResultados de Humedad Relativa
A B-1 B-2 B-3 B-4 C-1 C-2 C-3 C-4 D E F G --10
20
30
40
50
60
70
HR
(%
)
Salas
Humedad relativa en las salas Humedad relativa entre compactos
HR muy baja
HR amb. > HR comp.
Resultados de TemperaturaResultados de Temperatura
A B-1 B-2 B-3 B-4 C-1 C-2 C-3 C-4 D E F G --23
24
25
26
27
28
29
30
T (
ºC)
Salas
Valores en sala Valores entre compactos
Temperaturas altas
Temperaturas bajas
Temperaturas medias
Resultados de TemperaturaResultados de TemperaturaComparación interior-exterior
Datos temperatura retardados en el tiempo y amortiguados(sobre todo entre compactos)
01/09/2009 11/09/2009 17/09/2009 21/09/2009
10
15
20
25
30
Tª
(ºC
)
Días de medición
AEMET Termopar Sensores
ConclusionesConclusiones
Acidez ambiental
Valores extremos registrados:• Máximo pH = 7,7• Mínimo pH = 6,2
Factores que pueden afectar:• Localización de la sala (interna o fachada)• Posiblemente el contenido de los compactos• Afluencia y trasiego de personas
No existe tendencia clara dentro de una misma sala, pero en general pH en sala > pH entre compactos
ConclusionesConclusiones
Humedad relativa
Valores extremos registrados:• Máxima HR 70%• Mínima HR 30%
Las salas F y G son las de menor HR debido a su orientación (fachada sur)
En general, en el interior de las salas se registró una HR mayor que entre compactos
El comportamiento de los sensores de HR se ve muy afectado por las variaciones de acidez, llegando a bloquear la respuesta de éstos
ConclusionesConclusiones
Temperatura
Valores extremos registrados:• Máxima T = 28,4 ºC• Mínima T = 23,9 ºC
El comportamiento de los sensores de temperatura es comparable al de un termopar convencional
Los sensores demostraron ser más sensibles para pequeñas variaciones de temperatura
Los sensores detectan los cambios ambientales externos de forma retardada y amortiguada
La temperatura en el interior de los compactos es,en general, mayor que en el ambiente de la sala
AgradecimientosAgradecimientos
A la Biblioteca Tomás Navarro Tomás, a su directora Pilar Martínez Olmo y al personal de biblioteca María Jesús Morillo Calero, Alejandro Jiménez Martín y Francisco González Sarmiento.
Los autores agradecen a Jesús Plaza Pérez, responsable de la Unidad de Mantenimiento e Instrumentación del CCHS, las facilidades prestadas y la información sobre el inmueble.
La financiación parcial del Programa Consolider Ingenio ref. 2010 TCP-CSD 2007-00058 y del proyecto CICYT-MAT ref. 2006-04486.
T. Palomar agradece una beca predoctoral FPU al Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN).
A la RTPHC por su apoyo profesional.
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