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Ciencia & Tecnología

Sensor químico ayudaría a detectar minas antipersona

El dispositivo detectaría gases producidos por el ANFO, un explosivo compuesto por nitrato de amonio y un combustible fósil, del que generalmente están hechas las minas antipersona sembradas por los grupos armados ilegales en varias regiones del territorio nacional.

Bogotá D. C., 09 de julio de 2019Agencia de Noticias UN -

En el conflicto colombiano ha primado el uso de minas artesanales compuestas por ANFO y plástico, lo que las hace difíciles de detectar. Fotos: Nicolás Bojacá – Unimedios

Profesor César Sierra Ávila, del Departamento de Química.

Profesor Óscar Rodríguez Bejarano, del Departamento de Química.

El Ejército Nacional reconoció el trabajo adelantado desde la UNAL y su aporte al proceso de desminado.

Los docentes recibieron el reconocimiento en una ceremonia que se realizó en la comandancia del Centro Nacional Contra Artefactos Explosivos y Minas. Foto: Óscar Rodríguez.

En Colombia uno de los retos más importantes que enfrenta el proceso de desminado son las características particulares de los dispositivos instalados por los grupos insurgentes en el país, pues las minas de ANFO son más difíciles de detectar que las metálicas.

Los profesores Óscar Rodríguez y César Sierra, del Departamento de Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), con el apoyo del Ejército Nacional, desarrollan una alternativa de detección de minas antipersona que complementa el trabajo que hoy realizan los binomios humano-caninos.

“Como la única manera de detectar las minas antipersona elaboradas con ANFO son los perros entrenados por el Ejército, nos preguntamos qué es lo que huelen los perros, qué compuestos químicos son los que detecta su nariz”, mencionan los investigadores.

Así surgió la idea de diseñar un sensor químico que, acoplado a un dispositivo electrónico, permita detectar el ANFO a través de los compuestos volátiles del explosivo. Aunque por ahora está en la fase de prototipo, los ensayos de laboratorio han sido exitosos.

Ensayos de laboratorio

Los investigadores partieron de cero debido a que en la literatura y en la información proporcionada por el Ejército Nacional no se contaba con ningún reporte sobre qué es específicamente lo que detectan los perros al encontrarse con una mina antipersona.

El trabajo se dividió en dos fases, la primera de identificación de las moléculas que olfatean los caninos y el desarrollo paralelo del quimiosensor, basado en el hecho de que el mayor porcentaje del explosivo es nitrato de amonio.

“Como uno de los principales componentes volátiles del nitrato de amonio es el amoniaco gaseoso, primero desarrollamos un sensor para este, y cuando sepamos qué moléculas son las que realmente detecta el perro, vamos a implementarlas”, explica el profesor Sierra.

En esta parte del trabajo cuentan con el apoyo de la profesora Diana Sinuco, del Departamento de Química, y de la estudiante de doctorado Andrea Garzón, quienes trabajan en el desarrollo de una metodología confiable para determinar cuáles son las moléculas que llegan a la parte gaseosa y pueden ser detectadas por el canino. Para eso han empleado métodos analíticos como la cromatografía (método químico de separación para la caracterización de mezclas complejas) y la espectrometría de masas (técnica de análisis que permite determinar la distribución de las moléculas de una sustancia en función de su masa).

Con respecto al quimiosensor, el profesor Rodríguez explica que los estudiantes Elio Rico y Andrés Rodríguez desarrollaron una serie de materiales conocidos como “redes orgánicas covalentes” y “redes metalorgánicas”, estructuras muy porosas capaces de absorber una gran cantidad de moléculas.

”El propósito era desarrollar un material que reaccionara con el amoniaco, lo atrapara o interactuara con él de algún manera, para que gracias a dicha interacción cambiara alguna de sus propiedades ópticas o eléctricas”.

En relación con las redes metalorgánicas se encontró que dos de estos materiales cambiaban su “fluorescencia” en presencia de amoniaco, y con las redes orgánicas covalentes otros dos cambiaban su “resistencia eléctrica” en contacto con dicho compuesto químico.

“La idea es desarrollar un dispositivo electrónico que mida ese cambio en la fluorescencia de las redes metalorgánicas o ese cambio en la resistencia eléctrica de las redes orgánicas covalentes”, explica el profesor Rodríguez.

Los docentes explican que el prototipo funciona así: las redes orgánicas covalentes y las redes metalorgánicas están sobre un electrodo que a su vez está conectado a un dispositivo de control que mide continuamente su resistencia eléctrica; una aspiradora succiona el aire a unos 10 cm del suelo, ese aire pasa, entra en contacto con la película de las redes orgánicas covalentes y las redes metalorgánicas, y cuando se da el cambio que esperamos en presencia de amoniaco o alguna de las otras moléculas, el agente de desminado es informado mediante una alerta.

Una nariz artificial para ayudar a los perros

El pasado 18 de junio el proyecto de la UNAL, liderado por los profesores Sierra y Rodríguez, recibió un reconocimiento por parte del Ejército Nacional por su apoyo al proceso de desminado en el país, en una ceremonia que se realizó en la comandancia del Centro Nacional Contra Artefactos Explosivos y Minas (Cenam).

“Este reconocimiento muestra el interés en que continuemos con el proyecto hasta que podamos entregarle al país prototipo funcional”, afirma el profesor Sierra.

Para desarrollar este trabajo, los investigadores visitan el Fuerte Militar de Tolemaida para conocer el entrenamiento de los perros guía y para capacitar a los oficiales sobre cómo analizar muestras de explosivos. Por eso señalan que precisamente este será el lugar donde se pruebe la eficacia del quimiosensor cuando esté finalizado.

(Por: fin/ALP/dmh/LOF
)
N.° 446

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