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Aplicaciones


Las narices electrónicas son utilizadas actualmente en una gran variedad de aplicaciones de determinación de olores y compuestos volátiles. Las aplicaciones más comunes están en procesos de la industria alimenticia y control de calidad, diagnóstico médico, monitoreo del medio ambiente, control de procesos industriales, desarrollo de fragancias y cosméticos, seguridad y toxicología, detección de narcóticos, sistemas de acondicionamiento de aire, etc.

Industria Alimenticia

Las narices electrónicas son particularmente útiles en el control de calidad de los productos alimenticios. Tradicionalmente la calidad de los alimentos estaba asignada a paneles de expertos humanos y complementados con instrumentación tradicional de la química analítica. La inserción de las narices electrónicas en este sector de aplicaciones está siendo impulsada por su confiabilidad, objetividad, costo y respuesta casi instantánea (real time).

Entre las aplicaciones especificas dentro de la industria de la alimentación está la determinación de la calidad materias primas, evolución durante la producción, control de procesos de cocción, monitoreo de procesos de fermentación, inspección de pescado en almacén, chequeo de ranciedad, deterioro por envejecimiento, verificación de ingredientes para jugos, monitoreo de bebidas, graduación alcohólica de licores, inspección de olores en contenedores y “packaging” de alimentos y determinación del tiempo en que se produce la pérdida de calidades de aroma en productos conservados.

Entre las futuras aplicaciones se prevé un uso doméstico masivo en integración con electrodomésticos como refrigeradores y hornos de microondas, o en restaurantes, para evitar el riesgo de la utilización o ingestión del alimento vencido y para control adecuado de cocción justa.

En muchos casos las narices electrónicas se usan para aumentar la capacidad o reemplazar los paneles humanos de control de calidad. En otros casos se usan para reducir la cantidad de análisis de química analítica, especialmente cuando son suficientes los resultados de tipo cualitativo. Un área emergente es en el desarrollo de productos creando nuevos aromas, buscando un buen ajuste entre los aromas sintéticos y los aromas naturales, o bien desarrollando nuevos aromas estudiando la relación con los existentes. Algunos productores de agua mineral, de cerveza y de café ya utilizan narices electrónicas en el control de la calidad de sus bebidas.

Algunas vinerías las están utilizando en sus distintos laboratorios de ensayo para la identificación de contaminantes químicos no deseados en los vinos y su relación con los corchos y botellas utilizados. Una corporación productora de códigos de barras, actualmente está registrando los derechos de una nariz electrónica para ser incorporada en un scanner de chequeo e identificación de productos por el olor. También se utilizan para separación de aromas de aceites de oliva extra virgen, normal y de baja calidad (Sansa). Además se han realizado estudios de la evolución del aroma de naranjas para una empresa italiana productora de jugos de fruta.

Aplicaciones en Diagnóstico Médico

Antes del uso de los métodos de química analítica en el diagnóstico médico, que comenzaron en el siglo 19, el olfato fue una técnica común de diagnostico y los médicos eran entrenados para utilizarla. De hecho, el término médico “Diabetes Mellitus” literalmente significa “orina dulce” y tiene origen en la época en que los médicos utilizaban el olfato y el gusto como técnicas de análisis. La evolución fue relegando estas prácticas aplicándolas sólo en aislados casos. Hoy, las narices electrónicas ofrecen un nuevo potencial para esta técnica debido a su reproducibilidad, objetividad y una aceptable aproximación analítica.

Las narices electrónicas pueden examinar distintos olores del cuerpo humano presentes en: respiración, heridas, y fluidos corporales, entre otros, e incluso identificar posibles problemas (ver Fig. 4). El análisis del aire exhalado puede ser usado para diagnosticar irregularidades gastrointestinales, sinusitis, infecciones respiratorias, fuentes bacterianas de mal olor bucal, diabetes e insuficiencias hepáticas. Las heridas infectadas o los tejidos emiten olores distintivos que pueden también detectarse. El olor de la orina puede indicar o detectar problemas en el hígado o en la vejiga, o bien detectar diabetes. También su uso es muy satisfactorio en detección de enfermedades de la piel o infecciones bacterianas, tales como las que acompañan las heridas más comunes o en quemaduras. Las narices electrónicas especializadas pueden poseer la capacidad para un control más exacto de un paciente en tiempo real durante la administración de la anestesia.
 
 
En muchas aplicaciones está probando ser una herramienta de diagnóstico más rápida y más exacta.

La Universidad de Pennsylvania esta utilizando una nariz electrónica comercial para análisis de la respiración para identificar neumonías y está extendiendo el análisis para la identificación de determinadas clases de bacterias. En el hospital universitario de Manchester se está utilizando para examinar las heridas en los pacientes. Su nariz electronica detecta seis de los siete tipos de bacterias responsables de infecciones de la zona urinaria. La universidad de Ohio la esta utilizando para diferenciar la E. Coli de otros microorganismos.

Las narices electrónicas se propusieron también para aplicaciones en tele-cirugía por Internet, donde se reproducirían en el lugar donde esta el cirujano los olores del quirófano donde está el paciente, permitiendo un buen ajuste entre la realidad del quirófano y las sensaciones que experimenta el cirujano (realidad virtual en el sentido del olfato).

La Universidad “Tor Vergata” de Roma, en conjunto con el Departamento de Cirugía Toráxica Hospital C. Forlanini de Roma, han realizado estudios en pacientes con cáncer de pulmón, utilizando una NE. Los olores que se han detectado son originados por colonias de bacterias aneróbicas que crecen en los tejidos cancerígenos. En estos pacientes se observa la presencia de moléculas pesadas como anilinas y toluidine en concentraciones anómalas.

Aplicaciones ambientales

En este campo de gran importancia se cuenta con la ventaja de la portabilidad de muchos sistemas y de su capacidad de identificar contaminantes. Se pueden utilizar para detectar mezclas de combustibles, perdidas de aceite, olores de efluentes industriales y urbanos, identificación de residuos tóxicos, monitoreo de la calidad de aire en ambientes urbanos abiertos o públicos cerrados (subterráneos, centros comerciales, etc.) y emisiones gaseosas de industrias. También encuentran aplicación en la detección de emisiones de automotores, en la verificación de solventes y en la determinación de los añadidos químicos para el mercado automotor.

El organismo de control de la calidad de aire de un distrito de la costa sur de California utiliza narices electrónicas para encontrar fuentes de olor objetables. Lo mismo han hecho investigadores de la universidad de Texas, que desarrollaron una nariz electrónica que discrimina olores objetables (como insecticidas) en la agricultura.

En industrias químicas las narices electrónicas sirven para establecer exactamente la localización de un olor potencialmente dañino en el ambiente de trabajo al identificar un sistema de mezclas de vapores. El hecho de perfilar un ambiente químico en una situación peligrosa permitiría que los equipos de emergencia seleccionaran exactamente el retardador del fuego, estrategias de la contención y de protección. Las compañías químicas utilizan la tecnología e-nose para detectar los escapes en tuberías y envases de almacenaje con riesgo ambiental.

Procesos Industriales

En muchas industrias se las integra con los exámenes de visión que se utilizan para el chequeo de la integridad visual (color, dimensión de una variable, talla) de productos. El examen olfativo evalúa la integridad química (estado coherente, presencia de contaminantes) dando un mayor seguridad a la calidad del producto. Existe un servicio de venta de un automóvil europeo que se vale de un instrumento elctrónico para eliminar el olor del auto nuevo, no deseado por compradores exigentes.

Las señales digitalizadas del vapor de distintas muestras se pueden transmitir electrónicamente, permitiendo comparar los datos en “tiempo-real” para asegurar que el mismo proceso se está ejecutando correctamente al mismo tiempo en dos o más localizaciones de planta. En la producción de detergentes, desodorantes y, en general en la industria del cosmético, son utilizadas regularmente.

Una de las posibilidades de conexión y comunicación de las señales de una nariz electrónica es mediante internet para el control remoto de los olores.

Otra aplicación es la de utilizar robots que sigan los trazos de algún olor o aroma, lo cual permitiría ubicar la posición de una fuente de contaminación móvil o bien estática.

Seguridad y usos militares

Últimamente se están comenzando a utilizar en la detección de sustancias prohibidas, así como drogas, explosivos y materiales peligrosos. En estas aplciaciones suelen llamarse “sniffers” u olfateadores, especialmente cuando detectan trazas de explosivos o drogas ilícitas en aeropuertos o pasos fronterizos. Las trazas de estas drogas o substancias ilícitas se encuentran en forma de vapor o de material particulado en pequeñas cantidades (partes por millón, billón o trillón), en las personas (piel o vestimenta) o en las partes exteriores de los contenedores, valijas o elementos utilizados por los mismos.