¡Innovación PUCP! Un equipo multidisciplinario liderado por investigadora de Sección Química, Dra. Rosario Sun Kou, desarrolló la “Nariz electrónica con sensores recubiertos con zeolita y control de temperatura en lazo cerrado”, nombre oficial del invento que a fines de enero fue reconocido con la patente de Modelo de Utilidad de Indecopi (resolución Nº 000129-2021/DIN-INDECOPI) por un periodo de 10 años.

Este trabajo, iniciado en el 2015 en colaboración con especialistas de la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI), permite la detección de diversos componentes volátiles que forman parte del aroma de alimentos, bebidas o de un determinado compuesto.

La nariz electrónica que hemos desarrollado utiliza varios tipos de sensores químicos, que permiten el análisis y clasificación de muestras en función de su perfil aromático, actuando de forma similar a una nariz humana. Esta tecnología la hemos aplicado en la detección y diferenciación de vinos por marca (conocida y desconocida) y por tipo de vino (tinto, rosé, borgoña)».

“Uno de los factores más importantes que influencian a un consumidor es el aroma asociado con el olor de los alimentos y bebidas. Las características particulares que distinguen a un determinado aroma se dan por la presencia de compuestos volátiles que llegan a interactuar con los receptores olfativos en el ser humano. La nariz electrónica que hemos desarrollado utiliza varios tipos de sensores químicos que permiten el análisis y clasificación de muestras en función de su perfil aromático, actuando de forma similar a una nariz humana. Esta tecnología la hemos aplicado en la detección y diferenciación de vinos por marca (conocida y desconocida) y por tipo de vino (tinto, rosé, borgoña)», explica la Dra. Sun.

La nariz electrónica PUCP-UNI está conformada por un conjunto de sensores a base de óxidos semiconductores dopados con metales que pueden captar un cambio (señal química) en las características de determinados gases. Esta señal es transformada en una señal analítica que puede ser cuantificable y comparable, lo que permite identificar y diferenciar un alimento, bebida o compuesto que se desee detectar.

¿Cómo funciona?

La nariz electrónica PUCP-UNI está conformada por un conjunto de sensores a base de óxidos semiconductores dopados con metales que pueden captar un cambio (señal química) en las características de determinados gases. Esta señal es transformada en una señal analítica que puede ser cuantificable y comparable, lo que permite identificar y diferenciar un alimento, bebida o compuesto que se desee detectar.

“Las narices electrónicas tienen muchas aplicaciones. Actualmente, trabajamos en un proyecto cuyo objetivo es la evaluación de la calidad del pisco, bebida bandera del Perú, en concordancia con la denominación de origen de pisco peruano (por el cual se requiere cumplir requisitos organolépticos específicos y una determinada metodología de preparación), empleando una nariz electrónica, conformada por sensores a base de óxidos de titanio y de estaño dopados con platino y utilizando un recubrimiento a base de una zeolita activada. Los resultados de este trabajo permitirán mejorar el proceso de control de la calidad del pisco en el Perú y facilitará detectar posibles adulteraciones de la bebida”, dijo la Dra. Sun, investigadora principal de este proyecto.

Patente de Indecopi

Con la patente, se protege la labor investigadora y se reconoce el aporte en la innovación propuesto por el equipo de inventores. «De esta manera, se impulsará el desarrollo de la investigación aplicada y se promoverá la tecnología desarrollada en el país, que nos permitirá depender cada vez menos de la tecnología proveniente del extranjero”, añadió la Dra. Sun.

Aunque las narices electrónicas son una tecnología que se utiliza en varios países, el invento PUCP-UNI cuenta con dos innovaciones que le han permitido obtener la patente de Modelo de Utilidad de Indecopi y mejoran el producto respecto de sus competidores:

1. 1. Presenta sensores basados en óxidos semiconductores dopados con metales, recubiertos con un tamiz molecular de zeolita, para mejorar la discriminación de compuestos volátiles en la sustancia que se desea analizar.
   2. Incluye también un control de temperatura en lazo cerrado, que regula de manera uniforme y constante la temperatura a la que se encuentran los sensores y posee una cámara hermética que consiste en un recipiente cilíndrico de dos piezas que se unen mediante una rosca que, por su geometría, uniformiza la fuerza con la que se sella la cámara.

Proyección a futuro

A futuro, el equipo de investigadores busca construir una nariz electrónica cuyos componentes estén conformados físicamente de manera más integrada. Adicionalmente, se espera desarrollar una tarjeta electrónica que permita recolectar y procesar las señales que se obtengan del arreglo de sensores, y otra que permita el control del funcionamiento automático de la nariz. El desarrollo del software se centraría en la implementación de un algoritmo de inteligencia artificial que, a partir de la respuesta sensorial de la nariz electrónica, permita la diferenciación de un producto o el monitoreo de un proceso.

Debido a la pandemia de la COVID-19, los trabajos experimentales están en pausa. Sin embargo, pese a las dificultades, se ha logrado cosechar éxitos. Esta semana, en una ceremonia virtual presidida por el presidente Francisco Sagasti, Indecopi reconoció a la Dra. Sun Kou y a su equipo de trabajo por haber recibido una medalla de plata de la Korea International Women’s Invention Exposition (KIWIE).

Enlace de Interés PUEDES VER: Inventoras PUCP premiadas en Corea del Sur fueron reconocidas por Indecopi

Antecedentes de este proyecto

• En el año 2008, la Dra. Rosario Sun Kou empezó a trabajar en el tema de sensores con la preparación de nanopartículas de óxido de Fe dopadas con Ag como sensor de H₂S (Proyecto PROCYT-240-2008- CONCYTEC-OAJ). Posteriormente, en el 2009, realizó un trabajo con nanopartículas de óxidos de Fe dopados con Pd como sensor para la detección de propano (Proyecto DGI-2010-0003).
• En el año 2015, el proyecto ¨Evaluación de alcoholes en vinos peruanos y su detección mediante un arreglo de sensores (nariz electrónica) basados en zeolitas y óxidos de estaño dopados con Pd y/o Pt ¨ (Proyecto 159-FONDECYT-2015) tuvo un financiamiento de S/400,000 de Fondecyt para su desarrollo. Los resultados fueron entregados en el año 2019.
• En el 2018, se aprobó el proyecto ¨Evaluación y diferenciación de la calidad del pisco en concordancia con la denominación de origen del pisco peruano empleando una nariz electrónica¨ (Proyecto 051-2018-FONDECYT -BM-IADT-AV), que es desarrollado en la actualidad por el grupo de investigación GICA que coordina la Dra. Sun.

Conoce al equipo multidisciplinario de inventores:

Investigadores PUCP

Sección Química

• Dra. María del Rosario Sun Kuo, coordinadora e investigadora principal
• Mag. Henry Alonso Cárcamo Cabrera
• Dra. Ana Lucía Paredes Doig
• Ing. Omar Tovar Jinés

Sección Matemática

• Dra. Mery Elizabeth Doig Camino

Investigadores UNI

• Dr. Germán Yuri Comina Bellido (físico)
• Dr. Gino Ítalo Picasso Escobar (químico)