ISABEL RUBIO ARROYO | Tungsteno
Científicos de todo el planeta han intentado desarrollar narices electrónicas para medir la calidad de abonos orgánicos, detectar enfermedades e incluso ‘oler’ el coronavirus. Ahora un equipo de investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) ha creado una nariz electrónica para drones que percibe los malos olores de las aguas residuales. El objetivo es poder predecirlos y reducir así su impacto en las proximidades de las estaciones depuradoras. Analizamos el potencial de esta tecnología, cuyos detalles han sido publicados en la revista iScience.
El suplicio de vivir junto a una planta de tratamiento
Los olores de las plantas de aguas residuales normalmente se miden mediante olfatometría dinámica. Para empezar, se recolectan muestras de un gas oloroso en bolsas y se diluyen con aire fresco. Después, según indica el Observatorio Internacional de Olores, un panel de personas entrenadas las huele a través de un olfatómetro. Este método de medición es discontinuo, ya que las muestras se recolectan en la fuente en un momento preciso y luego se transportan y analizan en un laboratorio. “Por esta razón, no se puede usar para monitorizar continuamente las emisiones de olores”, indica el observatorio. Este proceso, además de resultar lento y costoso, no permite responder rápidamente a los problemas o identificar la raíz del mal olor.
“Vivo a dos kilómetros de una planta de tratamiento de aguas residuales y, de vez en cuando, ni siquiera puedes abrir la ventana porque el olor es horrible”, afirma Santiago Marco, autor principal del estudio. El investigador insiste en que no se debe subestimar el impacto del mal olor en la calidad de vida de las personas que viven junto a este tipo de instalaciones.
Los olores de las plantas de tratamiento de aguas residuales se suelen medir mediante olfatometría dinámica. Crédito: Pixabay.
Varias investigaciones analizan las consecuencias físicas y psicológicas de esta exposición en las personas. El Departamento de Salud del Estado de Nueva York indica que los olores fuertes pueden hacer que algunas personas sientan una sensación de ardor que provoca tos, sibilancias (un sonido silbante durante la respiración) u otros problemas respiratorios. También pueden experimentar dolor de cabeza o náuseas. Si el olor dura mucho tiempo, podría llegar a afectar a su estado de ánimo y al nivel de estrés.
Cómo identificar huevos podridos, orina y cerillas quemadas
Para monitorizar mejor y de forma continua los olores de las plantas de aguas residuales, los investigadores del IBEC han diseñado una nariz electrónica que puede montarse en un dron. El aparato pesa 1,3 kilogramos y ha sido entrenado con bolsas de aire para identificar distintas sustancias: del sulfuro de hidrógeno al amoníaco o al dióxido de azufre, que huelen, respectivamente, a huevos podridos, orina y cerillas quemadas.
Además de utilizar inteligencia artificial, la nariz está equipada con un sensor de dióxido de carbono —un indicador de la actividad bacteriana—. En el laboratorio, el dispositivo se desempeñó casi tan bien como los humanos. El gran atractivo de las narices electrónicas para monitorizar parámetros ambientales es precisamente la capacidad para reconocer varios gases y olores con unos pocos sensores, tal y como indica un estudio publicado en la revista científica Sensors.
Más tarde, los investigadores del IBEC montaron la nariz electrónica en un dron y la enviaron a sobrevolar los cielos de una planta de aguas residuales en el sur de España. Dicha estación tiene una extensión de 35.000 m² y da servicio a una población de 290.000 habitantes. Durante seis meses, el aparato aspiró aire a través de un tubo muy fino de unos diez metros de longitud y lo analizó con varios sensores. “Lo complicado de la medición del olor es que es una percepción humana y no está bien definida”, explica Maria Deseada Esclapez, coautora del estudio e investigadora de la empresa Depuración de Aguas del Mediterráneo. El objetivo, según la experta, era “cuantificar los componentes particulares o individuales de la emisión, además de predecir la intensidad de los olores percibidos por los humanos”.
Durante seis meses, la nariz electrónica aspiró aire a través de un tubo muy fino de unos diez metros de longitud y lo analizó con varios sensores. Crédito: María Deseada Esclapez.
Mapas de olores en tiempo real
Los investigadores comprobaron que el prototipo también podía monitorizar en la planta de tratamiento los olores en tiempo real con bastante precisión. Al analizar las mismas muestras de aire en una prueba de campo, 10 de las 13 mediciones de la nariz electrónica coincidieron con las evaluaciones del panel humano. El dispositivo puede medir la concentración de diferentes olores, predecir su intensidad y producir un mapa de olores en tiempo real de la planta para su administración. Además, el uso de drones permitió a los investigadores realizar mediciones en lugares peligrosos y de difícil acceso.
Pese a que las conclusiones obtenidas son prometedoras, hay que tener en cuenta que de momento este aparato sólo se ha puesto a prueba en una planta de tratamiento. Además, existen algunas limitaciones relacionadas con el uso de la olfatometría dinámica como método de referencia para calibrar instrumentos: a la alta incertidumbre asociada a esta técnica se suma el número limitado de muestras que se pueden medir con un presupuesto razonable.
Aún hacen falta más investigaciones para que esta nariz voladora sea más robusta y poder garantizar que condiciones ambientales como la temperatura, la humedad o el viento no afecten a su precisión. Especialmente teniendo en cuenta que los resultados de esta investigación pueden ir mucho más allá de las plantas de tratamiento de aguas residuales. Tal y como subraya Marco, “podría tener implicaciones en otras instalaciones como vertederos, plantas de compostaje o incluso grandes granjas con ganado vacuno y porcino, que también producen todo tipo de malos olores”.
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