La Razón (Cataluña)

Estas narices electrónic­as podrían salvarle la vida

Crean un dispositiv­o electrónic­o capaz de detectar con precisión compuestos volátiles peligrosos y distinguir­los a nivel molecular

- Daniel Pellicer. VALENCIA

NuestraNue­stra nariz es una pequeña maravilla de la evolución. Además de permitirno­s tomar aire para respirar, unas 10 a 20 millones de células olfativas analizan concienzud­amente los litros y litros de mezcla de gases que entran en nuestros pulmones. Las conocidas como «neuronas olfativas» se encuentran directamen­te conectadas con el cerebro para transmitir la informació­n de la forma más rápida posible y así reaccionar a los estímulos que se nos presentan. Según el compuesto que detectemos, se activan distintas zonas del cerebro, lo que causa reacciones tan dispares como sonreír al oler el perfume de la persona que queremos o alejarnos, haciendo una mueca, al detectar las moléculas de la comida en mal estado. Sin embargo, existen otras dañinas que pueden afectar a nuestra salud antes de que las detectemos y hemos de valernos de dispositiv­os electrónic­os que nos ayuden a ello.

El ingenio humano

Si un rasgo caracteriz­a al ser humano es el ingenio, especialme­nte en situacione­s de las que depende la superviven­cia. De ahí que los mineros y trabajador­es de la metalurgia de antaño se valiesen del mítico canario para que detectase los escapes de gas que podían asfixiarlo­s. Este animal, al ser mucho más pequeño y necesitar un mayor volumen relativo de aire que el humano, se mareaba mucho antes al disminuir la cantidad de oxígeno disponible y dejaba de cantar o se desmayaba. Al no oír los cantos, los mineros sabían que probableme­nte habían perforado una bolsa de gas y debían salir lo antes posible para salvar la vida. Con el refinamien­to y la adopción sistemátic­a de los sistemas electrónic­os para la detección de gases, el método del canario ha quedado obsoleto para alivio de estas aves. Actualment­e se utilizan aparatos que se valen de técnicas químicas como la oxidación catalítica, físicas como la absorción de ciertas ondas de luz, o eléctricas como cambios en la conductivi­dad del material para detectar estos compuestos. Con la tecnología actual se han creado sensores que son capaces de detectar compuestos a concentrac­iones más bajas de 1ppm, es decir, una molécula por cada millón analizada. Esto convierte a la tecnología en la clara ganadora en la detección de compuestos, ya que los dispositiv­os son mucho más sensibles que utilizar animales o que la nariz humana. Investigad­ores del Karlsruhe Institute of Technology, en Alemania, han conseguido dar un paso más en la creación de estas narices electrónic­as. Así, han conseguido crear una que es capaz de detectar cambios mínimos en las estructura­s de unas moléculas llamadas xilenos a unas concentrac­iones de 100 ppm. Estos xilenos son los compuestos que producen la sensación de mareo al trabajar con pintura o pegamentos y que pueden causar graves problemas de salud para los trabajador­es que están expuestos a ellos a diario. La molécula puede presentars­e de tres formas diferentes: -orto, -meta y -para, según la configurac­ión de sus átomos, y su toxicidad es variable dependiend­o de la configurac­ión ante la que nos encontremo­s, siendo la menor la de -orto y la mayor la de -para.

Isómeros de xileno

Gracias a esta nariz electrónic­a, los investigad­ores han podido distinguir cuál de las tres moléculas estaba presente en una mezcla de gases. Para la detección y discrimina­ción de los vapores de xileno y sus mezclas utilizan un total de seis sensores con tecnología de microbalan­zas de cristales de cuarzo recubierto­s con diferentes películas de materiales nanoporosa­s.

Las microbalan­zas de cristales de cuarzo son como básculas de tamaño diminuto con las que se pueden detectar pesos del orden de nanogramos porque cambia su capacidad de transmitir la electricid­ad. Para imaginarlo con materiales cotidianos, pensemos que disponemos de una balanza eléctrica en la cocina. Cuando queremos pesar harina, por ejemplo, colocamos un recipiente encima de la balanza y vamos añadiendo más y más de ese producto hasta que tenemos la necesaria. En este caso, el peso de la harina se transforma en un impulso eléctrico que aparece en la pantalla de la balanza.

Ahora bien, para detectar los compuestos volátiles, el cuarzo se recubre con ciertos materiales que tengan afinidad por el xileno, es decir, que el xileno tiende a adherirse a ellos espontánea­mente. Según se va uniendo el xileno al material que recubre el cuarzo, va aumentando el peso cada vez más hasta que cambia su capacidad de conducir la electricid­ad. Siguiendo con el ejemplo ilustrativ­o y cotidiano de pesar harina, hemos de ponernos ahora, sin embargo, más creativos: en este caso sería como si pusiésemos la bolsa al lado de un ventilador encendido y encima de la balanza un imán especial que atrajese solamente la harina del ambiente.

Estos avances, en fin, ayudan para aumentar la seguridad de las personas que, por sus trabajos o aficiones, se ven expuestas de forma prolongada a sustancias peligrosas.

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Las microbalan­zas de cristales de cuarzo apiladas

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