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Una nariz electrónica para ‘olfatear’ la calidad del abono

Fuente: Carolina Moya / Fundación Descubre


21 de octubre de 2015
El responsable del proyecto, Rafael López, investigador del IRNAS, con la nariz electrónica

El responsable del proyecto, Rafael López, investigador del IRNAS, con la nariz electrónica

Investigadores del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS-CSIC) y de la Universidad de Huelva han aplicado una nariz electrónica para determinar la madurez del compost destinado a agricultura. El dispositivo relaciona el olor del material orgánico con los procesos químicos y biológicos que tienen lugar en el abono e indica si está en el punto óptimo para que no resulte tóxico en la planta. Se trata de la primera vez que se utiliza esta herramienta electrónica de medición de los olores en el área de compostaje de residuos orgánicos.

La ‘e-nariz’ consiste en un dispositivo que convierte los olores del lugar donde se coloca en datos matemáticos. Estas cifras pasan a un ordenador que analiza y determina a qué gas corresponden. En concreto, la herramienta que han utilizado los investigadores andaluces mide hasta 10 olores distintos. «El proceso de compostaje emite cientos de gases con sus olores característicos que proporcionan información sobre el proceso de compostaje», matiza el responsable del proyecto, Rafael López, investigador del IRNAS.

Hasta ahora, para determinar si un abono está maduro se aplican distintos procesos químicos y biológicos. En los primeros se mide la relación entre el carbono y el nitrógeno de una muestra. Mucho más largo es el proceso relacionado con la biología, que implica un ensayo de germinación de una planta, Lepidium, que tarda hasta tres días en nacer en el caso de que el compost esté maduro.

A estos métodos se suma la olfatometría, una técnica sensorial de medición de olores que se usa para determinar el grado de molestia que pueden ocasionar ciertos olores a la población. En ella, los encargados de evaluar las emisiones derivadas del tratamiento de residuos son los llamados panelistas o catadores, capaces de ‘medir’ el olor a partir de su sentido del olfato.

Investigadora con olfatómetro

Investigadora con olfatómetro

Según este método sensorial, las muestras de aire se introducen en un aparato –olfatómetro- que las diluye hasta el límite de la percepción humana. Los panelistas, como si de una cata de vinos a ciegas se tratara, precisan el grado de olor. «Este método depende de la experiencia de personas y, por tanto, es subjetivo. Además, conlleva desplazar a todo un equipo a la zona de estudio para que acometan las catas», argumenta López.

Sin embargo, la nariz electrónica supera estos obstáculos, ya que el dispositivo toma la muestra y traduce los olores a datos matemáticos, con lo que se convierte en un método más científico. “Además, se evitan los tiempos de espera de los métodos biológicos, donde hay que esperar a que germine una planta, ya que la madurez del compost se determina de forma inmediata e in situ, sin desplazar a personas”, enumera López.

A la inmediatez en el resultado y la medición en el mismo lugar de la muestra se suma la precisión de sus resultados. Así se describe en el estudio ‘Assessment of compost maturity by using an electronic nose’ publicado en la revista Waste Management, donde se detalla el método que aplica por primera vez una nariz electrónica a la determinación de la madurez del compost. Los investigadores han comparado los datos obtenidos del dispositivo con los de las técnicas tradicionales de cromatografía de gases y ambos planteamientos coinciden en sus medidas, lo que refrenda la validez del método. «La cromatografía mide compuestos individuales, por ejemplo, un tipo de alcohol. La nariz mide ‘familias’ de olores. Sin embargo, los resultados de ambas técnicas son similares, así que resulta un método con muchas posibilidades», destaca.

Otra de las novedades del estudio es el tamaño de la partícula con la que han acometido los ensayos. Las muestras procedentes de biomasa del abono presentan dimensiones de grano muy variados. Normalmente se criban o se muelen, para analizar las partículas de mayor tamaño, es decir, aquellas que rondan el centímetro. “Nosotros pensamos que cuanto más pequeño es el grano más fácil será comprobar la transformación que sufre la materia orgánica. Por ello, hemos tenido en cuenta las de menos de medio centímetro”, sostiene López.

La madurez del compost

El compost sobre el que han trabajado los expertos procede de la empresa sevillana Naturplant, dedicada a la elaboración y envasado de sustratos de jardinería. «Nos han cedido las muestras de poda de plantas, estiércol y biomasa de combustión a las que hemos aplicado la nariz electrónica. Un compost resulta de calidad cuando está maduro y pierde su carácter fitotóxico, es decir, no perjudica a la planta que vamos a cultivar. Es lo que ocurre con un estiércol poco maduro, que termina secando al vegetal», matiza.

Nariz electrónica (azul, en el centro) y olfatómetros (al fondo).

Nariz electrónica (azul, en el centro) y olfatómetros (al fondo).

Además de en la determinación de la madurez del abono, los expertos han aplicado la nariz electrónica a la medición de los olores de una planta de compostaje, para comprobar la eficacia de los biofiltros destinados a evitar los olores desagradables que se instalan en estos recintos. “Podría ser un método útil para precisar aquellos valores en las emisiones que superan el máximo establecido, más allá de las imprecisiones que plantean las catas con panelistas, donde es difícil definir un valor en un sistema métrico en unidades de olor”, reconoce.

Referencia:

López RGiráldez IPalma AJesús Díaz M . ‘Assessment of compost maturity by using an electronic nose’. Waste Management. 2015 Oct.

Imágenes:

El responsable del proyecto, Rafael López, investigador del IRNAS, con la nariz electrónica

https://www.flickr.com/photos/fundaciondescubre/22362142271/in/dateposted-public/

Investigadora con olfatómetro

https://www.flickr.com/photos/fundaciondescubre/22362142421/in/dateposted-public/

Nariz electrónica (azul, en el centro) y olfatómetros (al fondo).

https://www.flickr.com/photos/fundaciondescubre/22163437260/in/dateposted-public/

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