Una nariz electrónica para detectar olores de gases industriales


Un ingeniero de la Universidad Nacional de la Plata (UNLP) desarrolló una nariz electrónica que permite detectar diversos olores mediante el uso de nanopartículas.

El dispositivo puede hallar la presencia de gases industriales y también tiene aplicaciones en el área de salud, como en la detección temprana de diabetes.

La nanotecnología y la electrónica se combinaron en la tesis de carrera de Santiago Barrionuevo.

Este graduado de la Facultad de Ingeniería de la UNLP desarrolló como trabajo de finalización de carrera una “nariz electrónica” capaz de detectar la presencia de elementos orgánicos volátiles.

Su funcionamiento se basa en la utilización de nanopartículas de metálicas –oro, plata y paladio, entre otras– recubiertas por un compuesto orgánico afín al gas que se quiera detectar y asociadas a un dispositivo electrónico de bajo costo.

El dispositivo tiene un amplio rango de aplicaciones, desde la detección de gases peligrosos hasta como herramienta para el diagnóstico temprano de diabetes.

El detector construido por Barrionuevo es capaz de hallar la presencia de elementos volátiles como el etanol, el propano y el tolueno.

Este último es un compuesto que se usa en plantas de producción de explosivos, pinturas y pegamentos, y que tiene la característica de evaporarse rápidamente y es tóxico en cantidades muy pequeñas: en unas 50 partes por millón genera síntomas de dolor de cabeza y fatiga, que suelen ser desestimados por los trabajadores.

Si la exposición se da por uno o dos días no genera mayores problemas, pero si se da de manera prolongada puede generar problemas de riñón y en el sistema nervioso central.

En ambientes industriales, la calidad del aire se suele medir con cromatógrafos muy costosos.

La idea de Barrionuevo fue concebir un dispositivo de bajo precio, de manera que cada trabajador podría contar con su propio sensor, al igual que sucede en el ámbito de trabajo con radiación.

En aplicaciones médicas, como el diagnóstico de diabetes, el funcionamiento es el siguiente: cuando el cuerpo humano no puede obtener glucosa por medio de la insulina y llevarla a la sangre, la obtiene de la grasa corporal, pero ese proceso genera residuos tóxicos como la acetona, que es eliminada por la respiración.

Estas pequeñas concentraciones de acetona pueden ser detectadas en el aliento del paciente mediante el uso de este detector, con lo que se podría advertir sobre problemas en la producción de insulina.

El uso de nanopartículas como principio de funcionamiento del detector ofrece el beneficio de que reaccionan muy rápido ante la presencia de elementos volátiles, por lo que dan resultados en poco tiempo y con muy bajo costo a escala industrial.

Este último punto es central, ya que uno de los objetivos a largo plazo del proyecto en el área de salud es desarrollar parches de detección que puedan censar varios gases a la vez para evaluar el estado de un paciente.

El dispositivo tiene actualmente un tamaño de 9 por 5 centímetros, pero en el futuro se intentará miniaturizarlo hasta el tamaño de un botón para así también reducir su costo, que hoy ronda los 500 pesos por unidad.

El desarrollo fue premiado en el rubro “Innovación en la Universidad” en el concurso Innovar, del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva (Mincyt).

Durante el proyecto, el ingeniero contó con la ayuda de su director de tesis, el doctor en química Francisco Ibañez, investigador del Conicet en el Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas y Técnicas Aplicadas (Inifta), que aportó su conocimiento sobre nanopartículas y sensores, y con la co-dirección del ingeniero José Rapallini, del Centro de Técnicas Analógico-Digitales (Cetad) de la Facultad de Ingeniería de la UNLP, que colaboró en el desarrollo de la electrónica.

Barrionuevo obtuvo una beca de doctorado del Conicet que le permitirá continuar con el desarrollo de este proyecto.

“Muchos ingenieros se están sumando al área de investigación porque es necesaria para desarrollar todo este tipo de tecnologías. Mi proyecto busca una transferencia tecnológica de algo que es conocimiento básico puro. La idea es aplicar el conocimiento que tenemos sobre las nanopartículas para desarrollar un producto útil para la sociedad, y en ese puente se necesitan ingenieros, pero también especialistas en ciencia básica”, dijo Barrionuevo a la agencia TSS.

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