Martes, 02 junio 2020

La nariz electrónica que huele la contaminación

¿Sabes a qué huele el dióxido de carbono, el óxido nitroso, el metano o el azufre? Para el común de los mortales son compuestos químicos que no son fáciles de identificar, pero forman parte de la contaminación ambiental y odorífera que invade nuestras ciudades. Y por mucho que los humanos tengamos más de seis millones de células olfativas y seamos capaces de distinguir más de 80 millones de olores diferentes, no estamos lo suficientemente entrenados. Por ello, un equipo de investigadores de la Universidad de Extremadura (UEx) trabaja en una nariz electrónica capaz de identificarlos en tiempo real. Toda una innovación en gestión ambiental que nos va a explicar el director del proyecto, Jesús Lozano Rogado.

Sensores que huelen

Puede que no tenga una forma de nariz al uso, pero sí que es capaz de cumplir sus mismas funciones de manera artificial. “Es un dispositivo electrónico que trata de imitar el sentido olfativo biológico. De hecho, sigue el mismo patrón: primero hay una interacción entre las células olfativas de la nariz y los compuestos volátiles que están en el ambiente y se desprenden de aquello que queremos oler. En el caso de una nariz electrónica, la interacción es entre unos sensores de gases y esos compuestos, pero en ambas situaciones, se genera una señal eléctrica”, explica Lozano.

En el caso de la nariz humana, la información generada se dirige al bulbo olfatorio y luego al cerebro, donde se almacena en forma de recuerdo; mientras que, en la electrónica, la señal va a un microcontrolador que lo envía a su vez a la ‘nube’ donde se almacena como una base de datos: “Esta red neuronal aprende ese olor para que cuando haya una posible medida desconocida con un patrón similar, lo pueda identificar”.

 

A la izquierda, el dispositivo electrónico al que han bautizado como nariz electrónica.

 

Una vez que hemos almacenado de manera física ese recuerdo, los humanos podemos recordarlo si lo volvemos a distinguir en el ambiente: “El olfato es uno de los sentidos que menos se olvidan”. El problema es que cometemos errores de precisión y, en muchas ocasiones olemos un fuerte hedor, pero no sabemos identificar el compuesto que lo provoca. Ahora, la nariz electrónica lo hará por nosotros.

A la caza de la contaminación

En el campo de gestión medioambiental habría 3 aplicaciones que el investigador Jesús Lozano destaca como primordiales:

Para la gestión de olores

Identificar en tiempo real si una empresa está emitiendo malos olores o perjudiciales para la salud. La nariz electrónica podría monitorizar los compuestos que habría en el aire, dependiendo de las condiciones meteorológicas, y valorar cómo de contaminada está una zona de la ciudad: “Actualmente, hay catadores ‘humanos’ que huelen muestras reales de aire en laboratorio, es algo tremendamente manual”.

Por otro lado, los consistorios podrían hacer mediciones de contaminación odorífera en zonas con alta concentración de bares y restaurantes: “Al igual que decretan que una calle está saturada de ruido, podría ser igual, pero con los olores”, propone Lozano.

 

 

Como dispositivo personal

Nuestro propio móvil podría avisarnos sobre la contaminación ambiental a la que nos exponemos: “Sería como tener una pequeña estación meteorológica en el móvil que nos alertara, a modo de dosímetro de radiación, que hemos respirado mucha contaminación y que debemos acercarnos a un parque”.

Para identificar los compuestos nocivos de la contaminación

¿A qué huele la contaminación? La verdad que es difícil explicarlo, pero Lozano lo tiene claro: no huele a nada: “El dióxido de nitrógeno o el óxido nitroso no huelen. El mal olor viene de otros subproductos, pero los sensores de gas de la nariz electrónica nos pueden ayudar a identificarlos”.

 

Reducción de costes, aumento de eficacia

Aparte de los propios beneficios de la aplicación de esta nariz electrónica, hay un punto positivo más, y es su coste. Lozano nos lo explica con otra versión del dispositivo un poco más grande y que se podría usar como estación de medición de contaminantes: la diferencia es evidente.

 

Esta es la versión más grande de la nariz electrónica. Mucho más económica que otros dispositivos de detección de contaminación.

 

“Ya no solo en el tamaño, también en el consumo. Son como una versión simplificada de los sistemas de monitorización de calidad del aire que tienen las instituciones distribuidos por la ciudad. Estos pueden costar unos 150.000 euros, mientras que los nuestros siempre será menor a 5.000 euros. Puede que sean menos precisos, pero estamos tratando de reducir el nivel de incertidumbre y estén mejor calibrados”.

Tecnología aplicada a la detección de contaminación y que muchas empresas usarían para mejorar su certificación ISO 14001. Una herramienta para la gestión ambiental como las que se estudian dentro del Máster Universitario en Gestión Ambiental y Energética en las Organizaciones de la UNIR.

 

Una nariz electrónica para oler otros ámbitos

La idea es que este dispositivo ayude en aquellos sectores donde el sentido del olfato humano se utiliza como instrumento de análisis, como en la industria agroalimentaria. De esta manera, podría complementar la labor de catadores de alimentos, descubriendo adulteraciones, incluso identificando alimentos no aptos para el consumo, como la detección de setas venenosas.

 

Jesús Lozano Rogado con la nariz electrónica en la mano a punto de hacer una "cata" de vino.

 

Y ya en otros terrenos, como la biomedicina, poder detectar enfermedades gracias a biomarcadores en el aliento; o ayudando a los TEDAX a valorar si un edificio está seguro de sustancias explosivas acercando la nariz de forma remota. Por el momento, el dispositivo personal se encuentra en fase de investigación, pero Lozano ya apuesta porque será una de las aplicaciones de vanguardia en nuestros móviles y dentro de las smart cities del futuro.