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Un grupo de investigadores argentinos desarrolló una nariz electrónica
Un conjunto de sensores convierte los aromas en señales eléctricas características
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¿Cómo saber si el pescado recién comprado es fresco, pasó dos días en una heladera o, aún peor, sufrió una interrupción en la cadena de frío? Un equipo de investigadores argentinos desarrolló un dispositivo electrónico que permite oler el pescado y saber con precisión cuántas horas pasaron desde el momento en que el pez salió del agua.
La nariz electrónica desarrollada por el doctor Martín Negri y su equipo de colaboradores de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires consiste en una caja de acrílico que posee en su interior un conjunto de sensores que convierten el olor en una señal eléctrica que es medida en una computadora. Esta procesa los datos y efectúa un gráfico que representa la huella digital del olor.
“Desde hace algunos años, distintos grupos de investigación en el mundo están desarrollando dispositivos que se inspiran en el sistema olfativo de los mamíferos superiores”, explica Negri. Así como la nariz humana cumple su función mediante millones de células receptoras, el olfato artificial se vale de un conjunto de sensores, de distintos materiales.
Como la nariz humana
¿Puede la nariz artificial equipararse con la humana? Hay sustancias o compuestos, como el monóxido de carbono, que la nariz humana no percibe y sí pueden ser detectados por un sensor electrónico. Por otro lado, hay matices que un catador de vinos entrenado puede distinguir y los dispositivos electrónicos todavía no han logrado diferenciar.
Actualmente existen sensores que detectan, por ejemplo, una pérdida de gas. Se trata de materiales que reaccionan frente a determinado compuesto. Sin embargo, para conocer el estado de descomposición de un pescado o la diferencia sutil entre un vino y otro son necesarios varios sensores que respondan de manera diferente a la concentración en el aire de diversos compuestos químicos volátiles.
“La clave de una nariz electrónica es la presencia de varios sensores, de diferentes materiales, que reaccionan de manera distinta frente a las moléculas emitidas por el producto que queremos detectar”, señala Negri. Cada sensor, de un material orgánico o inorgánico (un óxido, un polímero conductor o un material semiconductor), cambia alguna de sus propiedades físicas cuando las moléculas de un gas se depositan sobre él. Hay un intercambio de electrones entre el sensor y el gas, lo que produce, por ejemplo, una modificación en la conductividad eléctrica, que es registrada por un equipo electrónico como una señal de determinadas características. Las señales producidas por los distintos sensores son analizadas por un procesador de datos. Asimismo, la computadora posee una memoria donde se encuentra registrada la respuesta de los distintos sensores a una gama determinada de compuestos químicos.
¿Cómo se detecta el paso de las horas en el pescado?
A medida que el pescado se va descomponiendo, emite diferentes compuestos olorosos, cada vez con mayor concentración. El primer día emite ciertas sustancias químicas; el segundo día emite las mismas, pero con mayor concentración, y también empieza a producir nuevos compuestos.
Pequeño y portátil
A diferencia de algunos equipos comerciales que ya existen, costosos y de gran tamaño, el dispositivo desarrollado en la Facultad de Exactas es pequeño (del tamaño de una caja de zapatos), transportable (puede estar conectado con una computadora laptop) y, lo principal, es económico. Además, puede ser manipulado por un técnico en un supermercado o, también, una persona en su casa.
Este dispositivo no puede identificar el tipo de compuesto que produce el olor ni la concentración en que se encuentra. Y, en este sentido, opera de la misma manera que el olfato y el gusto humanos, que pueden distinguir lo dulce de lo salado, o lo ácido, e incluso diferenciar la acidez del limón de la del vinagre, pero no puede determinar, por ejemplo, la concentración del ácido.
Negri y su equipo están desarrollando ahora una nariz electrónica apta para distinguir matices en las esencias y, de este modo, operar en el control de calidad en la fabricación de perfumes y productos cosméticos. Este equipo resolvería muchos problemas en el control de calidad y abarataría costos.
Negri destaca que el diseño de una nariz electrónica es un trabajo interdisciplinario. Participan los químicos, probando y desarrollando materiales para sensores; los físicos e ingenieros electrónicos, en lo que se refiere a los circuitos y chips del hardware; expertos en sistemas y especialistas en estadística, que analizan y procesan los datos.
El software de estos dispositivos consiste en un sistema de redes neuronales, estructuras que recrean la forma en que se conectan las neuronas entre sí. Este sistema emula los mecanismos mediante los cuales el cerebro humano compara los olores nuevos con los almacenados en la memoria.
Los investigadores se proponen perfeccionar estos instrumentos para que permitan reconocer matices más sutiles. Las narices electrónicas tal vez se hallen todavía lejos de imitar el olfato de un perro, que es capaz de reconocer a la distancia el olor de su amo. No obstante, los nuevos dispositivos se convertirán en herramientas indispensables para controlar, con precisión y más allá de la subjetividad humana, la calidad de bebidas, alimentos y otros productos, como los perfumes.
