Así es la “nariz electrónica” que puede detectar alimentos malogrados

Detectar alimentos en mal estado antes de que representen un riesgo para la salud es un desafío persistente para consumidores y la industria alimentaria. El aspecto y el olor, junto con la fecha de caducidad, suelen ser los únicos criterios a los que recurren las personas para decidir si un producto es seguro para el consumo, aunque estos métodos resultan poco confiables.

Frente a esta limitación, un grupo de investigadores de la Universidad de California, Berkeley (UC Berkeley) ha desarrollado un sistema de sensores capaz de ofrecer una evaluación más objetiva y precisa. Esta “nariz electrónica” utiliza sensores de gases en miniatura junto a inteligencia artificial para identificar señales químicas asociadas al deterioro y a la presencia de alérgenos en los alimentos.

Reconocimiento digital de olores

El nuevo dispositivo integra 16 sensores de gas microscópicos, cada uno diseñado para reaccionar de manera diferente ante compuestos químicos presentes en el aire. Al trabajar en conjunto, estos sensores generan patrones de respuesta únicos para distintos alimentos.

Según explicó en un comunicado Carla Bassil, autora principal del estudio y estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en UC Berkeley, el sistema funciona como un conjunto de papilas gustativas digitales. Cada sensor transforma las interacciones químicas en señales eléctricas, permitiendo que el equipo produzca una firma única para cada alimento.

El equipo de investigación entrenó modelos de aprendizaje automático para reconocer estas firmas. Durante las pruebas, el sistema logró identificar correctamente fresas, arándanos, bananas, nueces, avellanas, castañas de cajú y maní.

Asimismo, distinguió con precisión muestras frescas y deterioradas de leche, huevos y pollo crudo. “La idea es que podemos aprovechar la selectividad relativa de los sensores de gas junto con las capacidades de reconocimiento de patrones del aprendizaje automático”, señaló Bassil. La combinación de datos de sensores e inteligencia artificial permite identificar huellas químicas de los alimentos de manera más consistente que el olfato humano.

Potencial para la detección de alérgenos

El estudio, publicado en ‘Science Advances’, también destacó la capacidad de la tecnología para detectar alérgenos. Durante los ensayos, la “nariz electrónica” identificó la presencia de apenas 0,05 gramos de nuez, equivalente a una centésima parte de una nuez con cáscara. Un nivel de sensibilidad así podría ser fundamental en aplicaciones de seguridad alimentaria para personas con alergias severas.

Aunque los resultados iniciales fueron prometedores, los investigadores advirtieron que el dispositivo aún no ha sido evaluado en entornos más complejos, como mezclas de alimentos o ambientes donde existen múltiples olores al mismo tiempo. Las pruebas de deterioro se concentraron en pollo, leche y huevos mantenidos a temperatura ambiente durante 24 y 48 horas. El sistema diferenció exitosamente entre muestras frescas y malogradas al analizar los cambios en los gases liberados.

Innovación en nanotubos de carbono

Las narices electrónicas existen desde hace décadas, pero fabricar múltiples materiales de detección en un solo chip ha sido un reto técnico importante. El equipo liderado por Bassil resolvió este obstáculo utilizando nanotubos de carbono en vez de materiales convencionales de óxido metálico. Los nanotubos permiten formar capas conductoras muy delgadas con una gran superficie, lo que aumenta la sensibilidad ante compuestos químicos a temperatura ambiente.

El funcionamiento a temperatura ambiente ofreció una ventaja adicional: permitió emplear materiales poliméricos que normalmente se degradarían con el calor. Este diseño también simplificó la fabricación, haciendo posible depositar diferentes materiales en un solo paso.

Hacia dispositivos portátiles y aplicaciones reales

Aunque el estudio se centró en pruebas de laboratorio, Bassil ya desarrolló una versión portátil que se conecta a una aplicación para iPhone. Los próximos trabajos buscarán mejorar la fiabilidad del sistema y validarlo en situaciones reales, como el monitoreo de alimentos en casas, supermercados y cadenas de suministro.

El profesor Ali Javey, quien ocupa la cátedra Lam Research Distinguished Chair en Procesamiento de Semiconductores en Berkeley, fue el autor principal del estudio, que contó además con la colaboración de investigadores de UC Berkeley y el Korea Advanced Institute of Science and Technology.

La “nariz electrónica” representa un avance en la detección temprana de alimentos malogrados y alérgenos, y podría integrarse en electrodomésticos inteligentes y herramientas de monitoreo alimentario, facilitando decisiones más seguras para los consumidores.