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.
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.
“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.
