Boletín Nº 191 - Octubre
2018
Una nariz electrónica para
identificar vertidos de hidrocarburos
Investigadores de la
Universidad de Cádiz han desarrollado un sistema que identifica de forma rápida,
limpia y barata los hidrocarburos que contaminan las aguas mediante el
reconocimiento de su olor. De esta forma se puede averiguar quién ha causado
los vertidos y cómo eliminarlos.
SINC | | 16 octubre 2018 08:48
Los investigadores han encontrado huellas dactilares
olorosas para identificar diferentes vertidos de hidrocarburos en las aguas. /
Universidad de Cádiz
Especialistas del departamento de Química Analítica de la Universidad
de Cádiz (UCA) han desarrollado una técnica que identifica vertidos de
hidrocarburos de forma rápida, limpia y barata. Con un sistema matemático van
entrenando un equipo electrónico que funciona como una nariz humana, que
detecta el tipo de contaminante en diez minutos. Su uso no requiere una
formación muy especializada, lo que facilita su manejo. Actualmente se puede
poner en práctica, y en breve podrían salir al mercado modelos más manejables,
que examinarán los fluidos en el mismo lugar en el que se encuentran.
El trabajo ha consistido en desarrollar huellas dactilares
olorosas, para poder identificar diferentes vertidos de hidrocarburos, como
gasolina, diesel, queroseno o aceites lubricantes, en
distintos estados acuosos. Estas huellas son como fotografías del aroma que
presentan las muestras. En vez de tener una imagen física se obtiene la
esencia. Es una forma de visualizarlo para que sea fácilmente reconocible,
explica a la científica de la UCA, Marta Ferreiro. Por tanto, no requiere una
gran especialización para interpretarla, sino que cualquier persona con una
formación básica localizaría las instantáneas por comparación.
Las técnicas que se emplean detectan compuestos orgánicos
volátiles, que son los que dan origen a los aromas. El procedimiento, está
basado en la creación de espacio de cabeza acoplada a un detector de masas,
es decir, una especie de nariz electrónica que funciona igual que una humana.
Para ello, han tomado muestras de agua dulce y salada, a
las que se les han añadido diferentes hidrocarburos. Pretendían recopilar la
mayoría de situaciones posibles y reales para luego analizarlas con la nariz
electrónica. Esta se gestiona con una serie de patrones y modelos
matemáticos. "Funciona como un cerebro de memoria para que, ante muestras
desconocidas, el equipo sea capaz de decirnos qué tipo de combustible es",
señala la experta.
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Cuadro de datos
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La
huellas dactilares olorosas permiten identificar vertidos de
hidrocarburos como gasolina, diesel, queroseno
o aceites lubricantes en distintos estados acuosos
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Los principales objetivos de este estudio, publicado en
la revista Fuel, se centran en determinar el tipo de vertido de forma
rápida para proceder a su limpieza con la mayor celeridad, así como en localizar
quién ha producido ese derrame, una práctica ilegal. En este sentido, la
investigación está enfocada hacia el terreno forense.
Con todos los datos recabados se crea una memoria. En
concreto, un modelo matemático de reconocimiento de patrones. Como resultado se
obtienen huellas dactilares olorosas que determinan exactamente el combustible.
Al dispositivo hay que entrenarlo constantemente, para que así abarque la mayor
cantidad de situaciones y poder aplicarla en un rango amplio de contextos reales,
asegura la doctora Ferreiro.
Esa memoria que se enseña a la nariz electrónica consiste en
funciones matemáticas, que transforman la señal analítica en una foto o huella
que se podría interpretar fácilmente, y que indica directamente el tipo de
combustible que se ha vertido. Con respecto al entrenamiento del dispositivo,
hay que estar constantemente actualizándolo con nuevos hidrocarburos.
En tan solo 10 o 15 minutos
Entre las ventajas que presenta esta técnica se encuentran
su rapidez. "Hemos optimizado el método y en tan solo 10 o 15 minutos ya
tenemos la respuesta", indica la profesora que añade que
si se compara con las prácticas tradicionales, supone un avance importante.
Éstas últimas tardan horas y utilizan equipos muy complejos. Además, necesita
la especialización de la persona que efectúa el análisis para interpretar los
resultados, mientras que el propuesto desde la Universidad de Cádiz es
objetivo, automático y requiere una mínima formación.
Esta circunstancia posibilita que se actúe casi en el mismo
momento en que se produzca el vertido para proceder a su limpieza rápidamente,
sabiendo las sustancias que se tienen que aplicar para que sea efectivo.
El sistema es limpio al no utilizar disolventes y tampoco
produce ningún tipo de residuo, como sí ocurre con los que hasta ahora se
empleaban. Además, su coste es muy económico y el hecho de crear esas huellas
dactilares, que son como fotos, hace muy sencilla la identificación, sin
requerir una persona especializada en análisis químicos, ya que averigua el
tipo de muestra de forma automática.
Cuadro de datos
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El
sistema permite detectar al autor de un vertido, que a menudo se realiza
de forma intencionada para eludir las tasas por limpiar los tanques
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Actualmente,
existen dispositivos portátiles en donde, si se aplican los métodos que han
desarrollado desde el departamento de Química Analítica de la UCA, el
análisis se podría realizar in situ, en el mismo lugar del derrame, con lo
que aceleraría el proceso de detección del tipo de hidrocarburo y del
procedimiento para proceder a su limpieza. Falta desarrollar los métodos con
estos aparatos, creando esa memoria e ir validándola ante situaciones reales
y complejas, lo que requiere tiempo. Aún así, en
tres meses estarían preparados y a disposición de las instituciones que lo
necesiten.
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En cuanto al descubrimiento del causante, si se sospecha de
ciertos barcos que hayan podido pasar por la zona donde ha sucedido, se tomaría
una muestra del combustible que emplean y compararla con la de la zona
contaminada. "A nivel de laboratorio, lo que proponemos es un análisis fiable
para poder identificar el tipo de vertido del que se trata", subraya Ferreiro.
Si en un futuro se aplicara este procedimiento a nivel
oficial, se procedería a examinar las naves que han pasado por esa ruta, y se
compararía el carburante que utilizan con la huella dactilar olorosa del
elemento propagado para ver si coinciden. Incluso, como norma preventiva, se podría
certificar el hidrocarburo de cada barco antes de zarpar desde el puerto de
origen para que, en caso de que se produjera un vaciado, se localizara al autor
casi de forma inmediata, realizando una consulta en una base de datos común.
Según la científica, dado que en muchas ocasiones los
derrames se hacen de forma intencionada, para eludir las tasas que tienen que
pagar por limpiar los tanques en puerto, el hecho de que con este método se
detecte al autor, puede que se lo piensen dos veces antes de efectuarlo en
aguas internacionales en mitad del océano, cuando nadie les ve.
El estudio, que se encuentra en fase de laboratorio, ha sido
financiado por la Universidad de Cádiz a través de su plan propio, dentro de
una convocatoria destinada a financiar proyectos de jóvenes investigadores.
Cuadro de datos
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Referencia bibliográfica:
Marta
Ferreiro-González, María José Aliaño-González,
Gerardo F. Barbero, Miguel Palma, Carmelo G. Barroso: ‘Characterization
of petroleum-based products
in water samples by HS-MS’. Fuel, 2018.
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Zona geográfica: Andalucía
Fuente:Fundación Descubre
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