Los microsensores avanzados salen del laboratorio

Medir la composici¨®n del aire no parece nada especial. Pero si el aire en cuesti¨®n contiene part¨ªculas de explosivo, y el objetivo es detectar una mina antipersonas enterrada, esa simple medida se convierte en un reto tecnol¨®gico. Este tipo de desaf¨ªos son los que empiezan a permitir los nuevos sensores. Gracias a la fusi¨®n entre t¨¦cnicas de microelectr¨®nica y de biolog¨ªa molecular, a que son cada vez m¨¢s peque?os y a que se les puede incorporar un cerebro que procese la informaci¨®n que recogen, esta variada familia de dispositivos permitir¨¢ en un futuro cercano, por ejemplo, detectar contaminantes en el mar en pocos segundos, hacerse an¨¢lisis de sangre sin pinchazos, controlar la temperatura en incubadoras de beb¨¦s prematuros, saber cu¨¢nto tiempo lleva abierta una botella de vino...El pasado febrero, un grupo de investigadores de la empresa GTD enterr¨® en Vitoria, en dos terrenos propiedad de la empresa de explosivos EXPAL, dos muestras de TNT -sin peligro alguno porque no llevan detonador- obtenidas de una mina contra un carro de combate y de otra antipersonas. Es una parte clave de un proyecto llamado ?ngel, que pretende desarrollar en la pr¨®xima d¨¦cada un sistema seguro para desactivar minas antipersonas. El proyecto implica desarrollar veh¨ªculos, tripulados o no, capaces de detectar las minas a cierta distancia, y el explosivo enterrado en Vitoria est¨¢ sirviendo ahora para probar la sensibilidad de los futuros sensores de ese veh¨ªculo.

"El objetivo final es detectar el explosivo a una distancia de 10 metros, pero los sensores que necesitamos est¨¢n a¨²n en una fase embrionaria. En el futuro equiparemos un helic¨®ptero con filtros que vayan tomando muestras de aire en diferentes sitios. Luego las muestras se analizar¨¢n en los sensores", explica Rafael Rodr¨ªguez, especialista en explosivos de GTD.

'Nariz' electr¨®nica

Los investigadores deben asegurarse de que pueden recoger muestras de aire con una concentraci¨®n de explosivo suficiente como para activar el sensor. As¨ª, cada dos semanas van a tomar muestras de aire a los emplazamientos de Vitoria, equipados con un filtro en forma de embudo recubierto de oro -metal al que las part¨ªculas de TNT no se quedan pegadas, con lo que entran f¨¢cilmente en el filtro.La muestra de aire se env¨ªa despu¨¦s a Suecia, donde la empresa Biosensor Aplication la analiza con el sensor, del tipo nariz electr¨®nica: una superficie con mol¨¦culas dise?adas espec¨ªficamente para adherirse al explosivo, de forma que si hay part¨ªculas de ¨¦ste en el aire de la muestra quedar¨¢n pegadas. La superficie de soporte es un cristal que oscila con una determinada frecuencia, y ¨¦sta var¨ªa seg¨²n las mol¨¦culas hayan cazado explosivo o no.

GTD prueba adem¨¢s otro sensor de tipo qu¨ªmico. En ¨¦ste las part¨ªculas en el aire de la muestra son ionizadas -quedan cargadas el¨¦ctricamente- y despu¨¦s se las hace atravesar un campo magn¨¦tico; en funci¨®n del tiempo que tarden en atravesarlo es posible distinguir de qu¨¦ explosivo se trata. A mediados del pr¨®ximo a?o el proyecto contar¨¢ tambi¨¦n con un campo de pruebas de varios kil¨®metros cuadrados cerca de Madrid cedido por el Ministerio de Defensa, donde se emplear¨¢n, esta vez s¨ª, explosivos con detonador.

Las pruebas del detector de gases del departamento de F¨ªsica Aplicada de la Universidad Complutense de Madrid entra?an menos riesgo. El grupo de Agapito de Andr¨¦s ha desarrollado el embri¨®n de un equipo port¨¢til para detectar contaminaci¨®n en las ciudades, "una soluci¨®n que valdr¨ªa la d¨¦cima parte de los equipos actuales y casi con la misma precisi¨®n", explica de Andr¨¦s.

?l ha usado sensores japoneses de gases, ya comerciales, a los que ha entrenado para detectar mon¨®xido de carbono y ¨®xido de nitr¨®geno, dos de los contaminantes m¨¢s habituales en las ciudades. Y les ha incorporado una red neural, un cerebro que integra sus datos; la medici¨®n final aparece en una peque?a pantalla.

"Lo dif¨ªcil es un dispositivo capaz de medir dos gases tan distintos como ¨¦stos, algo que no hacen los sensores actuales. La red neural produce un espectro integrando la informaci¨®n de todos los sensores, y luego lo compara con las calibraciones realizadas". El margen de error de su sistema es del 10%, "que no est¨¢ nada mal comparado con el 5% de los equipos actuales, mucho m¨¢s caros".

Otro de los proyectos de este grupo tiene que ver con los futuros sensores de temperatura que se emplear¨¢n en el gran acelerador de part¨ªculas LHC (Large Hadron Collider), ahora en construcci¨®n en el Laboratorio Europeo de F¨ªsica de Part¨ªculas (CERN), junto a Ginebra. En el LHC, en un t¨²nel subterr¨¢neo de 27 kil¨®metros de circunferencia, los protones ser¨¢n acelerados casi hasta la velocidad de la luz por imanes superconductores, que para funcionar deben estar a una temperatura concreta entre 272 y 271 grados cent¨ªgrados bajo cero, con una precisi¨®n del orden de la mil¨¦sima. Unos 40.000 sensores , en cuyo desarrollo participan varios grupos europeos, se ocupar¨¢n de garantizar esta precisi¨®n. El equipo madrile?o estudia la electr¨®nica del sistema, que debe ser capaz de resistir el bombardeo de radiaci¨®n generada en el acelerador.