¿Qué huele una nariz electrónica?

¿Qué huele una nariz electrónica?

Estos innovadores sistemas sirven tanto para detectar enfermedades a través de patrones olfativos como para hallar y desactivar artefactos explosivos

JOSÉ A. GONZÁLEZMadrid

A la hora de competir en el reino animal, el olfato humano pierde la batalla a las primeras de cambio. Según un estudio de investigadores japoneses, los elefantes poseen un olfato cinco veces más desarrollado que el de los seres humanos y más que los perros. Cuentan con 811 receptores olfativos. Los humanos solo 386, aunque para algunos científicos no hay problema.

"Podemos detectar y discriminar una extraordinaria gama de olores, somos más sensibles que los roedores y perros para algunos de ellos, somos capaces de seguir rastros de olor y nuestros estados conductuales y afectivos se ven influenciados por nuestro sentido del olfato", señala John McGann, profesor asociado de la Universidad de Rutgers en New Brunswick.

Aunque los mejores amigos del ser humano, los perros, siguen siendo los preferidos para detectar explosivos y sustancias prohibidas, el avance de la tecnología ha introducido un nuevo protagonista en este sector: la naris electrónica. "Una persona o un animal es capaz de distinguir según qué olor debido a unos sensores que conectan con las neuronas del cerebro. Una "eNose", en cierto modo, hace lo mismo", señala Juan Bautista Talens, profesor en la Universidad Politécnica de Valencia (UPV).

Bautista forma parte del grupo de investigadores del campus de Gandía de la UPV y el Instituto de Investigación Sanitaria La Fe (IIS La Fe) que ha desarrollado un prototipo de nariz electrónica que puede distinguir entre pacientes con enfermedad de Crohn y colitis ulcerosa. Más de 400 pruebas realizadas desde 2014, todo basado en un 'software' sencillo y 32 sensores. "Mediante el uso de 'software' para minería de datos, podemos ensayar con diferentes algoritmos y/o redes neuronales reservando muestras para testarlas y muestras para entrenar", dice Bautista. Este sistema es capaz de reconocer patrones olfativos, por lo que están tratando de testear aquellas sustancias que puedan presentar diferencias su aroma. "Heces en el caso de enfermedades digestivas y orina en otras patologías", añade.

El dispositivo –denominado Moosy 32 eNose– detecta además si la enfermedad está activa con una precisión cercana al 90%. La nariz ideada por los investigadores valencianos puede detectar compuestos orgánicos volátiles que actúen como marcadores diagnósticos o de intensidad de la actividad de la enfermedad. "Aunque parezca sencillo, requiere de muchos análisis, repeticiones, ajustes y simulaciones".

Pilar Nos, jefa de servicio de Medicina Digestiva del Hospital La Fe, explica que "los componentes orgánicos volátiles se originan por procesos fisiológicos del metabolismo en el cuerpo humano, y son expulsados como desecho a través de las heces. La concentración de estos componentes puede ser un marcador diferencial en determinadas enfermedades intestinales y su detección precisa, a través de dispositivos no invasivos como la nariz electrónica, sería un gran avance para el diagnóstico y seguimiento de la evolución de estas enfermedades".

El desarrollo de este prototipo ha sido financiado por la Generalitat Valenciana. Además, la parte inicial del proyecto –el estudio de viabilidad que sirvió para establecer las bases del sistema– fue sufragado por el Inbio, estructura de colaboración científica entre la UPV y La Fe. Aunque actualmente "se nos ha terminado la financiación", denuncia Bautista.

'ENose' policías

El avance tecnológico en este sector no solo se centra en la medicina. Dos investigadores del Grupo de Percepción y Sistemas Inteligentes (PSI) de la Universidad de Extremadura junto con el inspector jefe del Grupo TEDAX-NRBQ de Badajoz han desarrollado el trabajo de investigación "Sistemas Olfativos Artificiales para la Detección de Agentes Peligrosos".

Un laborioso proyecto cuyos autores, Jesús Lozano Rogado y José Luis Herrero y el policía José Miguel Sánchez, han sido galardonados con el premio de Investigación Fundación Policía Española correspondiente a 2016-2017. Su propuesta de sistema olfativo artificial permite detectar a distancia ambientes químicos y explosivos mediante sensores de gases, combinados con técnicas de inteligencia artificial. El dispositivo, de fácil manejo a través de un teléfono móvil o tableta, tiene como principal ventaja la seguridad que ofrece a los especialistas TEDAX al poder trabajar a distancia.

"Se trata de un sistema electrónico que incorpora varios sensores de gases, temperatura y humedad que se conectan de manera inalámbrica a un dispositivo que realiza el procesado de datos e indica en qué tipo de ambiente se encuentra el aparato", explica Jesús Lozano en un comunicado.

Las actuales amenazas necesitan de un campo muy amplio en la búsqueda de nuevas tecnologías de detección que se traduzcan a nivel de campo en equipos con alta velocidad de respuesta, sensibilidad, escaso tamaño, bajo coste, baja frecuencia de falsas alarmas, etc., para mejorar la respuesta a estos ataques NRBQ-E, en los que el precio no represente un escollo para garantizar la seguridad.

Sistema 'low cost'

"Este sistema electrónico, comparado con otras tecnologías del mercado, tiene el valor añadido de su bajo coste, ya que con tan solo 700 euros tienes similares prestaciones que otros detectores mucho más caros", señala la Universidad de Extremadura en su web.

Además, la principal ventaja que ofrece esta dispositivo es la posibilidad de trabajar a distancia. Para el trabajo de los TEDAX de la Policía, uno de los requisitos claves es la seguridad, por lo que este punto llega a ser vital. La nariz electrónica se puede adaptar a un dron o robot móvil evitando el desplazamiento personal a la zona peligrosa. Además, se pueden consultar los datos en tiempo real.

Las pruebas realizadas en laboratorio avalan este sistema para la detección de explosivos, dinamita, pólvora, pentrita y sustancias químicas como el cloro, el amoniaco, la acetona y el peróxido de hidrógeno. También puede detectar los agentes precursores del explosivo TATP, comúnmente utilizado por el terrorismo yihadista. Hasta ahora no existía un detector que contemplara un abanico tan diverso de explosivos y narcóticos.

Fotos

Vídeos