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Una ‘nariz química’ que detecta los malos olores de una planta de residuos

Fuente: María José Llobregat / Fundación Descubre


27 de julio de 2015
La investigadora tomando muestras de olor

La investigadora tomando muestras de olor

Investigadores del Departamento de Química Inorgánica e Ingeniería Química de la Universidad de Córdoba han aplicado una metodología que combina técnicas sensoriales e instrumentales para evaluar el funcionamiento de los sistemas de eliminación de olores que se utilizan en las plantas de gestión de residuos, los llamados biofiltros. La ventaja del nuevo método es que permite determinar cada uno de los compuestos químicos que forman la masa de aire –huelan o no- y detectar aquéllos que se encuentran en concentraciones muy bajas pero que pueden tener un olor desagradable y perceptible. De esta forma, se puede saber con exactitud qué compuestos son los más contaminantes, desde un punto de vista oloroso, y si éstos son absorbidos o no por el biofiltro.

La nueva metodología supone un complemento a la técnica sensorial que se utiliza para determinar la concentración de olor de una muestra gaseosa: la olfatometría dinámica. En ésta, 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.

Según este método sensorial, las muestras de aire se introducen en un aparato –olfatómetro- que las diluye y concentra. Los panelistas, como si de una cata de vinos a ciegas se tratara, van recibiendo este aire que puede ser maloliente, sin olor –aire de referencia- o contaminado pero tan diluido que el catador no es capaz de apreciarlo. “El olfatómetro concentra cada vez más la muestra hasta que el panelista la detecta y pulsa un botón. Cuando todos los catadores –cuatro- aprietan el pulsador en dos rondas consecutivas de la muestra, el equipo determina la concentración de olor, expresada en unidades de olor europeas por metro cúbico (ouE/m3”, explica a la Fundación Descubre la investigadora principal de este proyecto, María del Carmen Gutiérrez, de la Universidad de Córdoba.

En este sentido, la experta señala que los catadores son evaluados antes de su actuación ya que no se buscan sumilleres o expertos en identificación de compuestos, sino personas con un olfato representativo de la media de la población.

Los panelistas van ‘catando’ el olor hasta determinar su concentración.

Los panelistas van ‘catando’ el olor hasta determinar su concentración.

La olfatometría mide, por tanto, la concentración de olor global de la muestra, es decir, sin identificar cuáles de sus componentes –compuestos orgánicos volátiles como los derivados del azufre o los alcoholes- son los más contaminantes.

Para solucionar esta falta de información, los investigadores han aplicado una metodología más precisa, la cromatografía de gases-espectrometría de tiempo de vuelo de masas (GC-TOFMS), una especie de ‘nariz química’. Esta técnica caracteriza los compuestos de una muestra desde el punto de vista químico, es decir, les pone nombre y apellidos de forma que, a partir de estudios sobre su límite de detección, pueda determinarse cuáles son los que causan más olor y los que menos. Una de sus ventajas es que puede detectar aquellos contaminantes que se encuentran a concentraciones muy bajas, incluso de componentes que los catadores de olor no pueden apreciar.

Aunque no son los únicos, los compuestos orgánicos volátiles son, en gran medida, responsables del olor. Debido a su gran variedad, los investigadores han realizado una selección previa de 82 de ellos, de los considerados más olorosos. “Este trabajo es muy importante porque puede servir de base a otros estudios de evaluación de olores permitiendo reducir la cantidad de compuestos que se analizan y, por tanto, agilizando el proceso de estudio”, continúa la experta.

Biofiltración

Con los datos proporcionados por ambas técnicas –la sensorial y la química-, los investigadores han evaluado, en condiciones reales, la eficacia  de un biofiltro de una planta de gestión de residuos.

Para ello, tal y como se refleja en el artículo ‘Dynamic olfactometry and GC–TOFMS to monitor the efficiency of an industrial biofilter’, publicado en la revista Science of the Total Environment, los expertos han recogido muestras de aire a la entrada y a la salida del biofiltro. “La biofiltración es un sistema muy extendido para minimizar la emisión de olores y de compuestos orgánicos volátiles. Los filtros biológicos pueden ser elaborados con una gran diversidad de materiales como compost maduro o restos de poda vegetal que albergan gran cantidad de microorganismos”, indica la investigadora.

El funcionamiento de este sistema se basa en dos procesos básicos: la absorción de los compuestos en el relleno del biofiltro y la degradación de estos a través de la actividad de los microorganismos presentes en el soporte vegetal. El resultado es la eliminación o reducción de los elementos causantes del olor. “Un biofiltro es efectivo cuando los compuestos orgánicos y los olores emitidos a la salida son menores que los de entrada. Se cuantifica tanto la concentración de olor como los compuestos que se han eliminado en el sistema de control de calidad del aire. La combinación de las dos técnicas permite determinar ambas cosas”.

La cromatografía de gases-espectrometría de tiempo de vuelo de masas utilizada en este proyecto, financiado por la Consejería de Economía y Conocimiento de la Junta de Andalucía, ya se está utilizando en otras actividades, por ejemplo, determinar los olores de materiales de oficina o de construcción y de fragancias.

Referencia: Gutiérrez M.C., Martín M.A., Pagans E., Vera L., García-Olmo J., Chica A.F. ‘Dynamic olfactometry and GC–TOFMS to monitor the efficiency of an industrial biofilter’. Science of the Total Environment 512–513 (2015) pp. 572–581. http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.01.074

Imágenes:

Los panelistas van ‘catando’ el olor hasta determinar su concentración.

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La investigadora tomando muestras de olor

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