Simulando los sentidos mediante el análisis químico

Desde el mundo de la ciencia y la tecnología siempre se ha intentado imitar al cuerpo humano mediante diferentes tecnologías. También es el caso en la Química Analítica, donde ha habido una tendencia a desarrollar metodologías que imitan a los diferentes sentidos para el análisis de compuestos químicos. Así se han elaborado sistemas para emular el sentido del olfato y analizar determinados productos mediante el olor que despiden, ya que ese olor proviene, como todo, de sustancias químicas.

Uno de los últimos sentidos en intentar ser simulados es el sentido del gusto, mediante el desarrollo de lenguas electrónicas. Existen diferentes intentos para la creación de lenguas electrónicas que puedan analizar sustancias mediante métodos electroquímicos como potenciometría o voltamperometría.

Una de las lenguas electrónicas recientemente desarrolladas se basa en la espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS). El sistema consiste básicamente en cuatro elementos principales:

• ordenador personal con puerto USB
• chip electrónico de audio TI PCM2900B conectado por USB al ordenador
• celda electroquímica con electrodo de trabajo de disco de oro y electrodo auxiliar de platino
• interfase electrónica entre la celda electroquímica y el chip de audio

El funcionamiento básico del análisis consiste en la aplicación de una señal de excitación a la disolución que interaccionará de diferente manera según las sustancias que se encuentren en la disolución y por tanto, emitirá una señal diferente para cada caso analizado. El sistema realiza diferentes transformaciones para obtener una señal de salida en forma de impedancia. Las señales de impedancia obtenidas son tratadas mediante un análisis estadístico de componentes principales y de máquinas de vectores de soporte para su clasificación por patrones.

Prototipo de lengua electrónica

Se comprobó el funcionamiento de este sistema mediante el análisis de diversas muestras, más o menos complejas. En primer lugar, fueron analizadas diferentes concentraciones de disoluciones en agua destilada de HCl, NaCl, MgCl2 y sacarosa, imitando diferentes sabores: ácido, salado, amargo y dulce. A continuación, se analizaron muestras de diferentes aguas comerciales y de grifo. Y por último, se analizaron diferentes variedades de té.

Tras el análisis clasificatorio de las diferentes muestras se llega a una capacidad de clasificación correcta del 94.6 % para las disoluciones simples de sabores, del 97.5 % para los diferentes tipos de agua, y del 86.3 % para las muestras de té.

Análisis clasificatorio de diferentes tipos de agua

El instrumento desarrollado en este trabajo permite la clasificación de diferentes muestras de una manera fácil y rápida. Está claro que debe mejorar en diferentes aspectos para llegar a ser un instrumento comercial, pero podría tener una aplicación interesante en control de calidad de diferentes muestras, o incluso en análisis forense.

Ritesh Kumar, Amol P. Bhondekar, Rishemjit Kaur, Saru Vig, Anupma Sharma, & Pawan Kapur (2013). A simple electronic tongue Sensors & Actuator B: Chemical, 171-172, 1046-1053 DOI: 10.1016/j.snb.2012.06.031

Este post participa en la XVII Edición del Carnaval de Química, alojado en el blog Un Geólogo en apuros