En la imagen, los investigadores Jesús Santamaría y María Pilar Pina, junto a prototipos de sensores desarrollados para detectar explosivos. Foto: Rosa Castro.
En los centros de recepción de pasajeros y mercancías cada vez se extreman más las medidas de seguridad para detectar cargas explosivas, drogas…. Los cuerpos policiales especializados en detección de explosivos y en alijos de drogas cuentan con perros entrenados para ello. Pero la investigación avanza para llegar a un futuro cercano, donde haya sensores electrónicos que imiten el olfato canino, con una sensibilidad y precisión adecuadas para detectar trazas o ultratrazas de los mismos.
Este es el objetivo del proyecto NANOSIVES (Selective Adsorption of Nitroderivates on Nanoporous Solids. Application to Early Detection of Explosives) del Grupo de Investigación “Películas y Partículas Nanoestructuradas”, reconocido por el Departamento de Innovación e Industria del Gobierno de Aragón, perteneciente al Instituto de Nanociencia de Aragón (INA) y liderado por el científico Jesús Santamaría.
Un total de seis investigadores (Alejandro Peralta, Ismael Pellejero, Miguel Urbiztondo, Javier Sesé, María Pilar Pina y Jesús Santamaría) se ocupan de esta iniciativa, que arrancó en el año 2002 y se ha mantenido estos años, con apoyo del Gobierno de Aragón, Ministerio de Ciencia e Innovación, que prosigue ahora en Economía y Competitividad, y se mantendrá hasta el año 2013, fecha en que se espera que este prototipo se trasfiera a la empresa.
Se trata de la primera plataforma multisensora de estas características en España. En Europa existen sensores con el mismo objetivo, incluso a nivel comercial. Pero los materiales sensibles, el modo de operación y el principio de detección son diferentes.
Sensibilidad y fiabilidad para detectar explosivos.
Este proyecto complementa la oferta existente en busca de un objetivo final que persigue eliminar los falsos positivos. Se pretende una “sensibilidad a muy bajas concentraciones y una elevada fiabilidad, para que cuando se decida abrir una maleta en control de equipajes sea muy probable que contenga lo que allí se busca.
El punto de arranque de la línea de sensores en el grupo fue en el ámbito de microsensores resistivos en el marco de un proyecto para desarrollar sensores de hidrocarburos para aplicaciones domésticas. Actualmente, los desarrollos del grupo se basan en el empleo de micropalancas o “cantilevers” que convenientemente funcionalizadas en superficie operan como balanzas ultrasensibles para detectar no sólo explosivos, sino cualquier especie volátil capaz de ser retenido por éstas.
María Pilar Pina, la investigadora que dirige el proyecto, asegura que se ha avanzado bastante a lo largo de estos años no solo en la síntesis y funcionalización de los materiales nanoestructurados para la detección de explosivos, sino también en el diseño y microfabricación de la plataforma que en la versión actual incorpora 8 micropalancas diferentes.
Explosivos, drogas o agentes patógenos
Los explosivos se esconden cada vez de forma más ingeniosa en equipajes. El reto de este sensor es detectar trazas o ultratrazas.
“Dependiendo del recubrimiento sensible que le pongamos a cada una de estas palancas podemos detectar preferencialmente un elemento u otro presente en fase gas. Es decir, la plataforma es susceptible de ser utilizada para la detección tanto de explosivos como drogas, agentes patógenos, marcadores tumorales, hormonas…”, explica esta investigadora.
Para hacer estos experimentos, el equipo del INA ha empleado moléculas químicas que han simulado los explosivos, observando que se detectaba eficazmente el grupo Nitro, presente en muchos explosivos comunes. “Hay muchos tipos de explosivos y una de las más importantes es la de los nitroderivados. Pero también hay que destacar el hecho de que cada vez surgen nuevos explosivos con grupos funcionales característicos. Y somos perfectamente conscientes de que nos deberemos de adaptar y por tanto, modificar los materiales sensibles en función de las necesidades”, asegura Pina.
Interesante para los TEDAX
Los explosivos se esconden cada vez de forma más ingeniosa en los equipajes, de ahí que el reto de este sensor sea detectar trazas o ultratrazas. Gracias a los avances obtenidos en el trabajo científico, este grupo de investigación ya ha iniciado conversaciones con los cuerpos policiales especializados en Desactivación de Artefactos Explosivos (TEDAX), al igual que con responsables del Ministerio de Defensa y del Interior. “Nos manifestaron su interés por la detección de nitrato amónico, fertilizante de uso común presente en muchos explosivos”.
Este sensor debe llegar a emular el sentido del olfato en los humanos. “Cuando olemos detectamos al mismo tiempo la presencia de muchos compuestos volátiles, pero sólo nos fijamos en uno, como que huele a “comida quemada”, a sudor, a “nuevo”… Eso es lo mismo que debemos ser capaces de hacer, un microdispositivo que disponga de múltiples palancas; de modo que cada una de ellas responda más a un elemento que otro, para después procesar todas esas señales, clasificarlas y cuantificar la presencia del analito deseado”, explica el director de este grupo de investigación, Jesús Santamaría.
Necesidad de socios públicos o empresas tecnológicas.
En la actualidad, “hemos progresado bastante”, porque un solo chip de 1 cm2 de superficie, la tercera versión de la nariz electrónica, disponible en el plazo de un mes, incluye diez micropalancas. El siguiente paso, según detalla Santamaría, es ir mejorando en la portabilidad del sensor y en el procesamiento de la señal electrónica para poder trabajar con todas las micropalancas de forma simultánea. Actualmente, optimizando el recubrimiento se ha conseguido detectar la presencia de 0,4 partes por millón de nitrotolueno en aire y distinguirlo claramente del tolueno.
Para que llegue al mercado se precisan socios públicos o empresas tecnológicas interesadas. El prototipo final puede llegar a encapsular hasta 50 micropalancas funcionalizadas de forma específica para la detección no solo del explosivo objetivo sino también de otras especies volátiles presentes como alcohol, agua, hidrocarburos, amoníaco…
“De momento no hay nada tan bueno como un perro para la detección de explosivos, pero llegaremos a tenerlo mejor. Queremos un perro despierto 24 horas que no se canse, no se enferme, no se distraiga…”, concluye Santamaría.
Rosa Castro. Artículo publicado en Aragón Investiga
¡ Olé la periodista » científica» ! ¡¡ Y eso qeue es de letras…!!!
Gonzalito, como bien sabes soy de letras…. Pero la clave en el periodismo de divulgación científico es saber escuchar, asimilar contenidos y luego hacer de traductora, de puente… Mi misión en esta vida es ser puente. Me fascina esa responsabilidad…