Si terminas con malestar estomacal después de comer algún alimento cuestionable, probablemente seas uno de los afortunados.
Las enfermedades transmitidas por los alimentos son un problema global y potencialmente letal que causa mucho más que angustia intestinal.
Se estima que más de 850 millones de personas enferman cada año después de comer alimentos contaminados, lo que provoca más de 1,5 millones de muertes anuales, según la Organización Mundial de la Salud (OMS).
Y aunque la tecnología se ha apoderado de la mayoría de los aspectos de la vida diaria, nuestra práctica habitual de seguridad alimentaria sigue siendo una prueba de olfateo rápida y superficial para determinar la frescura de la leche de ayer o de las sobras de la semana pasada.
Pero la nariz humana es un detector químico imperfecto, como lo demuestran muchos tragos de Pepto-Bismol al día siguiente.
Entonces, para salvarnos de una rebanada de salmón secretamente repugnante, ingenieros de la Universidad de California (UC) Berkeley han desarrollado una “nariz eléctrica”, como describen su trabajo en Science Advances.
Es importante destacar que esta tecnología se puede incorporar a los electrodomésticos cotidianos para protegernos de patógenos ocultos, incluidos los asociados con el deterioro de los alimentos.
“Creo que los frigoríficos ‘inteligentes’, que vienen con sensores que puedes controlar desde tu teléfono, serían una gran aplicación para este tipo de tecnología”, explica Carla Bassil, ingeniera eléctrica de UC Berkeley y autora principal del estudio.
“¿Qué bueno sería si tu refrigerador pudiera decirte: ‘Oye, tu brócoli se va a echar a perder pronto, así que probablemente deberías comerlo’? O, ‘Tu pollo está en su último día'”.
La ‘nariz eléctrica’ consta de 16 sensores, cada uno sensible a una mezcla de gases ligeramente diferente, para dar a los comensales inseguros un visto bueno o negativo sobre esa pierna de pollo sobrante.
Bassil compara estos sensores con “papilas gustativas digitales”, cada una sintonizada con un estímulo diferente.
“Cada uno de estos 16 sensores tiene una película de detección diferente y funciona convirtiendo reacciones químicas entre la superficie del sensor y la molécula de gas en señales eléctricas”, explicó en una charla reciente.
frameborder=”0″ enable=”accelerómetro; reproducción automática; escritura en portapapeles; medios cifrados; giroscopio; imagen en imagen; compartir web” referrerpolicy=”origen-estricto-cuando-origen-cruzado” enablefullscreen>Los investigadores utilizaron métodos de aprendizaje automático para entrenar la nariz electrónica para que reconociera 16 productos alimenticios diferentes, logrando una precisión de predicción general de casi el 93 por ciento.
Estos artículos incluyen frutas y alérgenos comunes de frutos secos, como nueces y maní. También le asignaron la poco envidiable tarea de identificar el pollo crudo, la leche y los huevos que quedaron fuera del refrigerador durante 24 a 48 horas.
La nariz electrónica representa múltiples avances con respecto a otros sistemas de detección de gas de un solo chip que pueden utilizar sólo de 2 a 10 sensores, afirman los investigadores.
Por ejemplo, la nariz electrónica funciona a temperatura ambiente, gracias a semiconductores hechos de nanotubos de carbono, un material casi milagroso que ofrece una gran superficie, además de resistencia y ligereza.
Es más, fabricar esta trompa artificial requiere una técnica relativamente simple llamada drop casting, en la que los investigadores aplican una solución cargada de nanopartículas sobre un chip, lo enjuagan y lo secan con una pistola de nitrógeno que suena a ciencia ficción.
“El aspecto verdaderamente escalable de mi nariz electrónica es que podemos utilizar todos estos diferentes tipos de materiales de detección mientras los depositamos todos en un solo paso”, dice Bassil.
Sin embargo, todavía hay múltiples vías de mejora.
Los investigadores ya han logrado avances en la prevención de la confusión de categorías, que puede confundir los frutos secos y los cacahuetes (que son legumbres), una distinción esencial, ya que se encuentran entre los nueve alérgenos más comunes en los EE. UU. y pueden causar anafilaxia potencialmente mortal.
Como resultado, este schnoz sintético podría eventualmente usarse también para detectar alérgenos. Se espera que esto evite algunas de las casi 3,4 millones de visitas hospitalarias de emergencia debido a alergias alimentarias que ocurren cada año en los EE. UU., lo que representa un paciente cada 10 segundos.
Además, si bien la nariz electrónica puede detectar apenas 0,05 gramos de nuez aislada, o aproximadamente una centésima parte de una sola nuez, aún no se ha probado en condiciones más complejas. Detectar un olor a nuez horneada en un pastel, o seleccionar un solo artículo estropeado en un refrigerador lleno de comida, son tareas más complicadas.
El equipo también está desarrollando una nariz electrónica portátil que se sincroniza con una aplicación de teléfono inteligente. Los clientes de los restaurantes que pasan un ciber-rastreador sobre su sushi algún día podrían convertirse en algo común en todos los restaurantes.
Queda por ver cuánto costaría un dispositivo de este tipo y si podría usarse en otros entornos de bajos recursos. Muchas enfermedades transmitidas por los alimentos se deben a la falta de refrigeración, agua contaminada o electricidad intermitente, necesidades básicas que deben abordarse.
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Pero no hay razón para limitar las aplicaciones de la nariz electrónica a los alimentos. Esta tecnología podría potencialmente ampliarse a la biometría, para comprender y rastrear los olores de la salud humana al estilo de los perros que alertan sobre la diabetes.
“El aprendizaje automático ha demostrado ser un punto de inflexión para la tecnología de sensores, gracias a los avances en las capacidades de reconocimiento de patrones y una mayor facilidad de uso”, concluye Bassil.
“Y lo interesante es que puedes entrenar la nariz electrónica en los objetos que elijas, de modo que puedas diseñar sensores adaptados a cualquier aplicación”.
Esta investigación fue publicada en Science Advances.
Este artículo fue verificado por Rachel Garner y editado por Clare Watson. Si bien nos enorgullecemos de nuestro proceso, somos humanos. Si detecta un error, háganoslo saber.