Ciencia

Olfato artificial

Avances científicos del siglo XX: Javier Gutiérrez

31 octubre, 1999 02:00

Javier Gutiérrez es director del Instituto de Física Aplicada del CSIC . Fundó el Laboratorio de Sensores de esta institución, y dirige el grupo pionero de investigación y desarrollo. Doctorado en Ciencias Físicas, completó su formación en el CNRS de Francia, el CNR de Italia, en la Universidad de Milán y en el Imperial College de Londres. Es autor de cincuenta publicaciones y ha presentado más de 60 ponencias en Congresos Internacionales y Nacionales, llegando a presidir el Congreso Europeo Eurosensors 1992. Como experto en gestión de I+D, es autor de ocho patentes.

Desde el Laboratorio de Sensores del Instituto de Física Aplicada del CSIC, Javier Gutiérrez, al mando de un equipo de siete científicos y dos personas de apoyo, ha ideado, después de un trabajo de tres años, un multisensor de reconocimiento de olores. Como no podía ser de otro modo, este aparato ha recibido vulgarmente el nombre de "nariz artificial", aunque Gutiérrez prefiere sustituir el vocablo "nariz" por "olfato".

Ya existen algunos antecedentes del experimento llevado a cabo por el director del Instituto de Física Aplicada del CSIC, si bien nunca se alcanzaron los éxitos obtenidos ahora. A finales de los 80, en varios laboratorios europeos se jugó con la idea de crear sensores dotados de olfato humano. El propósito es múltiple, ya que el uso que se le puede dar al multisensor abarca desde la mera catalogación de vinos a la detección de suelos contaminados, además de las posibles aplicaciones con fines médicos en la industria de la alimentación.
"La idea de este sistema -explica Gutiérrez- surge de la necesidad de aproximación a sistemas de reconocimiento de atmósferas reales, donde aparecen mezclas de gases, de forma que creando sistemas matriciales de sensores podemos aproximarnos de una manera rudimentaria a los órganos olfativos del cuerpo humano". Los sensores ya han sido capaces de separar y cuantificar hasta diez componentes volátiles orgánicos.

Aunque la limitación de los detectores artificales respecto al olfato humano es todavía muy considerable, los sensores gozan al menos de dos ventajas: en su detección no intervienen elementos subjetivos (por lo que el resultado siempre será fiable) y, además, no están sometidos a impedimentos como el cansancio y la atrofia (producida generalmente por el consumo de tabaco).

De momento ya se han obtenido resultados muy positivos en la identificación de rasgos característicos de los vinos. Para medir la potencialidad de esta nariz electrónica se han estudiado vinos de varias comarcas de Madrid correspondientes a la cosecha de 1997. "Hemos definido unos criterios objetivos de estos vinos muy válidos". Pero las pruebas realizadas con el vino sólo constituyen un paso previo para futuras aplicaciones de mayor envergadura.

Sistema inteligente

Para la creación del multisensor, el equipo de Javier Gutiérrez ha contado con el soporte de programas de las Agencias Nacionales y Regionales de Investigación, como la Comunidad Autónoma de Madrid, además de la propia Comisión Europea y del sector privado.

La "nariz artificial" está constituida por una serie de sensores de gases, fundamentalmente de tipo semiconductor, que identifican y cuantifican los gases y vapores constituyentes de determinados aromas. Para la valoración de los aromas detectados por el sensor, que está fundamentalmente fabricado de óxidos metálicos semiconductores, ha sido necesaria la creación de un sistema inteligente no menos importante para la obtención de resultados. Este sistema inteligente facilita las labores de identificación y cuantificado, a través de redes neuronales, lógica difusa, etc.

"El sistema ha sido educado para que, en todo su conjunto, nos permita un razonable y fiable conocimiento de los aromas. De la sensibilidad, selectividad y fiabilidad del sistema inteligente dependen las prestaciones del sistema total", argumenta Gutiérrez. Aunque de momento no se ha hecho de forma sistemática, el sistema inteligente que analiza los olores captados por el sensor podría en un futuro aprender de sus propios errores para mejorar la fiabilidad de sus resultados. "Creemos que es una herramienta válida pensando en test de validaciones", asegura el director del proyecto.

Además de ampliar el espectro de aplicaciones, uno de los retos más importantes que plantea este proyecto es la reducción de su tamaño, principalmente para trasladar su uso de laboratorio al uso doméstico. Javier Gutiérrrez sostiene que es algo en lo que ya está trabajando, ya que la posibilidad de disponer de tecnologías microelectrónicas facilita la miniaturización e integración en gran escala de los sensores de inteligencia. "En un futuro medio estaremos en condiciones de disponer de olfatos artificiales miniaturizados de propósitos muy específicos", asegura Gutiérrez. Estos propósitos se refieren a la medición de la calidad de alimentos, de la calidad del aire medioambiental o, incluso, del grado de elaboración de una comida.

Javier Gutiérrez no cree aventurarse demasiado al aseguarar que "en cinco o seis años estarán disponibles en el mercado estos dispositivos, que hoy no son más que prototipos de laboratorio".