Nariz electrónica

Nariz electrónica |
Aplicada a la detección de gases tóxicos y su uso en la industria alimenticia. |
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Una visión de un modelo bioinspirado el cual sustituye en gran medida a uno de los sentidos de los mamíferos. Se verá que su funcionamiento es muy similar al de estos seres vivos pero con la ventaja de que no puede sufrir daños si se encuentra con una fuente de elementosperjudiciales para la salud de cualquier ser. O, en este caso, para dilucidar si ciertos alimentos están preparados para ser comercializados o no. |
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Patricia Vega NavasIsabel VicenteCarmen Vidal Moreno de Vega |
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Introducción
Primero se hablará del funcionamiento del olfato de los mamíferos, el cual es muchísimo más complejo que cualquier nariz electrónica.
Los objetos desprenden alaire pequeñas moléculas, éstas son las que inspiramos y las que nos estimulan proporcionándonos datos del entorno.
Primero alcanzan la mucosa olfativa, allí son captadas por los cilios de las células olfativas (poseen quimiorreceptores). Los cilios transforman las señales químicas en eléctricas que se mueven por el tejido nervioso hasta llegar al cerebro, donde se reconoce el olor específico.La definición propiamente dicha de nariz electrónica es: un sistema electrónico capaz de analizar el aire y detectar ciertos compuestos gaseosos. Los compuestos que detecta dependen de cómo estén configurados los sensores (quimiorreceptores) que componen la nariz.
Es una imitación bastante conseguida del sistema olfativo de los mamíferos pero más simplificada.
Un dispositivo de este tipoposee, generalmente, cuatro partes con diferentes funciones:

1.- Realiza la adecuación de la muestra gaseosa y el muestreo.
2.- El conjunto de sensores detecta el gas.
3.- La electrónica de control se dedica a la gestión del conjunto de sensores y a la
adecuación de la señal.
4.- El ordenador, con algoritmos específicos de clasificación de patrones, extrae losrasgos característicos o "huellas" de cada aroma y presenta los resultados en la interfaz con el usuario.
En la Figura 1 se muestra un esquema con el funcionamiento.

(Fig.1)

La figura 2 que se muestradebajo indica, esquemáticamente, las diferencias de funcionamiento entre el sentido del olfato real y una nariz electrónica.

(Fig.2)

Métodos aplicados

Se basa principalmente en la colocación de sensores de gas conectados a un ordenador (Figura 3 y Figura 4)
(Fig.3)(Fig.4)

Estos sensores son inespecíficos, es decir, no están diseñados para una aplicación en concreto, sino que, al ser bastante baratos, se puede hacer con ellos lo que se quiera. Así es como funciona un sensor de gas (Figura 5):
(Fig. 5)

Al construirlos, se deben hacer lo más específicos posible, puesto que alintentar determinar las concentraciones de un determinado gas (sin haber ajustado el sensor), la señal de salida puede equivocarse al asignar el nombre de un gas concreto al gas problema.

FUNCIONAMIENTO BÁSICO:
El sensor de gas sufre un cambio en la conductividad cuando las moléculas componentes del olor se absorben e interactúan con la nano estructura de la película de SnO2.
Cuando se utiliza ungran número de sensores de gas distintos con baja selectividad se obtiene un patrón de señales que, bajo ciertas condiciones, permite obtener varias repeticiones en la correspondencia única con un olor. Con lo cual se facilitará el reconocimiento de los gases en una muestra.
La identificación de un patrón medido se realiza utilizando un software o algoritmo de reconocimiento que compara este...