BIODETECCIÓN DE EXPLOSIVOS
Un saludo a todos los lectores.
En mi primera entrada me gustaría hablaros de un problema que hay que intentar solventar, los explosivos que, por diversos motivos, se encuentran enterrados en diferentes partes del mundo, y que por desgracia se siguen cobrando vidas y dejando heridos, por ello hay que buscar métodos cada vez más precisos para su detección.
Hay diversos métodos utilizados para la detección de explosivos, sin embargo, en esta entrada voy a hablar de aquellos métodos que utilizan animales o microorganismos.
¿Qué son los explosivos?
Un explosivo es toda sustancia química, combustible y oxidante que, mediante calor, fricción o impacto desencadena una rápida reacción que libera grandes cantidades de energía y calor.
Problemas asociados a los explosivos
Los explosivos se emplean en diferentes ámbitos como pueden ser la minería, la construcción, la industria armamentística...
En decenas de países del mundo, aun años después de la finalización de los conflictos armados, los civiles siguen muriendo o sufriendo lesiones debido al estallido de munición que no ha sido estallada. Se calcula que solamente en el año 2007, 5.426 personas murieron o sufrieron mutilaciones debido al estallido de minas y otros artefactos explosivos abandonados.
Por otro lado hay que tener en cuenta los efectos negativos que se producen sobre el medio ambiente. Las sustancias químicas que los componen pueden acabar en ríos, mares, suelos... por lo que es importante su detección y el estudio de métodos más eficientes para su eliminación.
La instalación de minas antipersona en el suelo es una actividad relativamente sencilla, mientras que su detección y posterior desactivación es mucho más compleja, costosa y peligrosa. Las principales dificultades radican en el reducido tamaño de las minas y en el uso de materiales no metálicos, utilizados precisamente para no ser detectadas.
Biodetección de explosivos
Actualmente se están utilizando métodos biológicos para la detección de explosivos, la denominada biodetección consiste en localizar explosivos y contaminantes asociados a ellos utilizando organismos vivos. Hay gran diversidad de biosistemas utilizados para detectar minas antipersona o explosivos que han quedado enterrados.
- De forma habitual se han utilizado perros para la detección de explosivos, los más utilizados son los pastores alemanes. Por un lado se utilizan debido a su mayor capacidad olfativa, por otro lado son capaces de detectar los explosivos debido a los entrenamientos realizados basados en la teoría conductista del método de Pavlov. Esta teoría establece que se puede entrenar a un animal para que responda de manera condicionada a un estímulo externo, en el caso de Pavlov el estímulo externo era el sonido de una campana, asociado a la alimentación. Observó que cada vez que los llamaba a comer salivaban. De este modo consiguió un aprendizaje por asociación, el perro asociaba el sonido de la campana con el momento de comer, salivando al escuchar la campana, aunque ésta fuera accionada en horario no habitual de alimentación.
Los perros que detectan explosivos están entrenados para reaccionar ante olores de sustancias explosivas a cambio de comida como recompensa, por lo que asocian el olor de los explosivos con una posterior recompensa de alimento.
- También se están utilizando ratas africanas gigantes con este fin. El entrenamiento igualmente se basa en la teoría conductista de Pavlov, cuando detectan sustancias como el TNT (Trinitrotolueno) o derivados, se paran y excavan y se les recompensa con alimento. Debido a su ligero peso, (aproximadamente 1 kg) son demasiado ligeras para hacer estallar una mina, por lo que son un prometedor método para la biodetección.
Por otro estas ratas son capaces de detectar la tuberculosis, la cual tiene un olor particular, las ratas asocian este olor con la recompensa de comida que se les da (de nuevo utilizando el método de Pavlov). Las muestras de tuberculosis con las que trabajan estos animales están esterilizadas, sin embargo su olor se mantiene. Estás ratas pueden detectar 100 muestras cada 20 minutos, con una precisión muy elevada.
- Desde no hace mucho tiempo se están entrenando elefantes para detectar explosivos, este proyecto surgió al observar como manadas de elefantes en Angola fueron capaces de descubrir y evitar las zonas con minas, se han realizado pruebas incluyendo TNT en cubos, y se ha observado como el elefante (Chishuru) es capaz de reaccionar frente a la presencia de este compuesto, levantando una de las patas delanteras frente a los cubos con TNT.
- Por otro lado, también se están entrenando abejas dado su extraordinario sentido del olfato. Científicos de la Universidad de Zagreb han entrenado a estos insectos, asociando un estímulo particular con una recompensa, para ello se realizó una mezcla de una solución azucarada y TNT, con el fin de asociar el olor de los elementos que componen una bomba con agua azucarada, así se consigue que las abejas extiendan su aparato bucal, la probóscide (como si estuvieran a punto de extraer el néctar de un flor), cuando huelan explosivos. Los científicos consiguieron que las abejas detectaran minas antipersona a 4.5 kilómetros, al igual que detectan el olor de una flor, por lo tanto son sistemas muy eficientes. Por otro lado se equipa a las abejas con diminutos transmisores de radio para encontrarlas a ellas y a la presunta bomba.
Cabe destacar que cada vez que se produce una salida de colmena hay que repetir el entrenamiento.
https://www.youtube.com/watch?v=LQ29ERTvQoY
- No sólo se pueden utilizar animales como biodetectores, también se está estudiando la posibilidad de utilizar bacterias propias del suelo para su detección, utilizando uno de los componentes más habituales de las minas antipersona, el TNT. Este compuesto con el tiempo se filtra en el terreno que se encuentra próximo al explosivo. El grupo Microbiología Medioambiental Molecular en el Centro Nacional de Biotecnología (CSIC) pensó en la idea de utilizar bacterias que se encuentran de forma habitual en el suelo, como es Pseudomonas putida la cual tiene ruta de degradación de tolueno, la proteína XylR controla la actividad de un promotor, el cual permite que se degrade o no el tolueno, estas se fusionaron a marcadores lux, que emiten señal luminosa. Observándose que cuando estos microorganismos modificados entraban en contacto con el explosivo emitían señal luminosa.
Hay más métodos utilizados, aquí solo se contempla un pequeño resumen de aquellos que me han parecido más curiosos. Espero que a vosotros también os haya sido de interés.
Enlaces de interés:
http://www.ott.csic.es/rdcsic/rdcsicesp/rdho04esp.htm
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