Investigadores de la UNSAM y la CNEA
trabajan en el desarrollo de narices electrónicas que permiten detectar
diversos tipos de olores, desde aquellos que pueden determinar la calidad de
alimentos hasta gases peligrosos. Tras varias mejoras incorporadas por
estudiantes de Ingeniería Electrónica, ahora buscan que el dispositivo sirva
para la detección de síntomas de COVID-19.
Agencia TSS – La Argentina es el cuarto productor mundial de miel, cerca de Ucrania, Turquía y Estados
Unidos, aunque muy lejos del primer productor global, que es China. La
producción de miel en el mundo evoluciona a paso lento debido a la pérdida de
pasturas salvajes, la “materia prima” para la polinización que realizan las
abejas, mientras que el consumo aumenta de la mano de la tendencia a una
alimentación saludable.
Esto deriva en que se identifiquen
con frecuencia productos con miel adulterada, principalmente con melaza y
jarabe de maíz. Un proyecto liderado por investigadores de la Universidad Nacional de San Martín (UNSAM) recurrió a un
desarrollo de nariz electrónica para resolver esta problemática.
La iniciativa para el análisis de
miel surgió por un convenio con la Unión Europea, por lo que se trabajó con
productores de ese país a través de un investigador argentino, Jorge Cáceres,
que vivió en España entre los años 2001 y 2014. Las pruebas se realizaron de
manera exitosa en mieles argentinas y españolas certificadas, que se compararon
con otras con agregado de jarabe de maíz.
Si bien el proyecto europeo quedó
frenado por la pandemia, investigadores de la carrera de Ingeniería Electrónica
de la UNSAM habían firmaron un acuerdo con el INTA a
través del cual buscarán proveer de este instrumento a las autoridades de
control de la producción local.
El
desarrollo de la nariz electrónica, bautizada e-Pnose, tomó impulso en el año
2009, cuando obtuvo un Proyecto de Investigación y Desarrollo (PID) de la
Agencia del MINCYT, bajo la dirección de Carlos Rinaldi, doctor en Química,
investigador del CONICET en la CNEA y docente de la UNSAM.
El proyecto de las narices
electrónicas se inició en 1998, por iniciativa del actual vicepresidente de
la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Alberto Lamagna. En los
años que siguieron se fueron encontrado cada vez más aplicaciones y se
refinaron los métodos de detección.
La nariz electrónica consiste en un
dispositivo que absorbe el gas que se quiere sensar y lo transporta con
nitrógeno a una pequeña cámara en la que se aplica una corriente eléctrica en
forma de corona, que lo convierte en plasma. Esta reacción produce una huella
de luz que puede ser recogida por un espectrómetro, que la convierte en una
serie de números que se pueden contrastar lo recogido en la muestra contra una
base de datos.
La especificidad de este método se
basa en que se puede ver las emisiones de cada uno de los átomos de la muestra
y hace que pueda usarse para muchas aplicaciones, pero para eso es necesario
generar patrones fiables contra los que comparar la muestra.
El origen
El desarrollo de la nariz
electrónica, bautizada e-Pnose, tomó impulso en el año 2009, cuando obtuvo un
Proyecto de Investigación y Desarrollo (PID) de la Agencia del MINCYT. Con la
dirección de Carlos Rinaldi, doctor en Química, investigador del CONICET en la
CNEA y docente de la UNSAM, se conformó un consorcio entre esta institución, la
CNEA y la empresa Bell Export, que se dedica a la producción de gases para
hospitales, y que derivó en la empresa Argentum Texne,
incubada en la Fundación Argentina de
Nanotecnología (FAN).
Dos estudiantes de la carrera de
Ingeniería Electrónica de la UNSAM, Leonardo Ferrara y Luis Puntoriero,
trabajaron en los últimos años sobre el desarrollo de la nariz electrónica para
su tesis de graduación, lo que permitió mejorar sus prestaciones.
“Desarrollamos la interfaz del espectrómetro y le agregamos la función del
control del paso del flujo, porque antes era manual y constantemente la bomba
de vacío estaba chupando la muestra y manualmente uno tenía que conectarlo a
los recipientes adonde se colectan para que pudiera circular. Ahora puede
quedar conectada de forma permanente y por software se habilitan unas válvulas
que hacen que pase el gas”, le dijo Ferrara a TSS.
De la
unión entre los investigadores de la CNEA, la UNSAM y la empresa Bell Export
surgió la empresa Argentum Texne, incubada por la Fundación Argentina de
Nanotecnología (FAN).
“Agregamos un sensor de temperatura y
humedad para que en el registro queden almacenadas las condiciones ambientales,
porque eso asegura la reproducibilidad del ensayo”, explicó Ferrara. El equipo
también tiene conexión de Wi-Fi y GPS, por lo que se puede trasladar para hacer
las pruebas, transmitirlas a distancia y georreferenciar los resultados.
Las modificaciones también hicieron
que el equipo pueda ser manejado de forma más automatizada y sin la necesidad
de conocimientos específicos. Puntoriero dijo: “La espectrometría es un área de
conocimiento compleja, por lo que nuestras mejoras permiten recabar datos que
pueden ser analizados con una herramienta que la puede usar una persona que no
tenga los conocimientos específicos”, dijo Puntoriero, que junto con su compañero
esperan defender su tesis de forma virtual durante la cuarentena.
El equipo de investigación está
trabajando también con la empresa Punta Diseño, con el objetivo de utilizar la
nariz electrónica para la detección de enfermedades no transmisibles. “Se ha
dado una conjunción entre los trabajos que venimos haciendo con Bell Export en
análisis de olores, desde hace unos diez años, y con Punta Diseño, que se
dedica al instrumental médico. Nos da la posibilidad de prestar un soporte
científico y técnico que pueda tener un instrumento para atender las
necesidades de este momento”, le dijo Rinaldi a TSS, y explicó que
esta técnica está siendo usada en diversos países para la detección de
enfermedades pulmonares como cáncer, asma y tabaquismo, ya que estás patologías
producen cambios en la conformación del aliento que pueden ser detectados por
la nariz electrónica de plasma. Debido a la crisis desatada por la pandemia, el
grupo de investigadores está trabajando para aplicarla a la detección de
COVID-19. Métodos similares se están probando también en España e Israel.
Según Rinaldi, “este instrumento
permitiría hacer un análisis rápido, en minutos, con un informe de resultado en
unas horas. Actualmente, están produciendo un prototipo para instalar en los
hospitales Dr. Pedro Orellana y Dr. Francisco Eguiguren, del partido bonaerense
de Trenque Lauquen, y buscarán financiamiento para realizar pruebas con
pacientes con COVID-19. Con cada equipo se podrían hacer cuatro test por hora, a
un costo estimado significativamente menor (3 dólares, una vez amortizado el
instrumento) que la mayoría de los tests rápidos que hoy se utilizan.
En el pasado, el consorcio del que
surgió Argentum Texne también había trabajado en colaboración con el Instituto Nacional de Medicina Tropical (INMET) en el desarrollo de
un dispositivo para identificar los olores que de las vinchucas portadoras
del virus del Chagas.
Por Matías Alonso
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