Hallazgo nacional: científicos de Sevilla crean una cámara que mide colores invisibles al ojo humano

Un equipo de investigadores de la Universidad de Sevilla desarrolló un nuevo método para el análisis de muestras pequeñas mediante el uso de imágenes hiperespectrales. Esta tecnología permite detectar colores invisibles al ojo humano, lo que amplía significativamente las posibilidades de estudio en sectores como la agroalimentación o la medicina.

La técnica mejora en rapidez y precisión respecto a los sistemas convencionales, proporcionando información detallada sin necesidad de grandes cantidades de material de muestra. Hasta la restauración de obras de arte podría servirse de este descubrimiento.

Así es la cámara y el sistema que mide colores invisibles al ojo humano

El nuevo sistema desarrollado por estos estudiosos sevillanos se basa en el uso de imágenes hiperespectrales, una tecnología que capta información en numerosas longitudes de onda más allá del espectro visible.

A diferencia de las cámaras tradicionales, que sólo registran los colores rojo, verde y azul, una cámara hiperespectral analiza cientos de bandas espectrales (colores invisibles al ojo), permitiendo detectar características físicas y químicas de los materiales.

Esta tecnología ya se aplica en diversas áreas, como:

• Monitorización agrícola: evaluación del estado de los cultivos y detección de deficiencias nutricionales.
• Investigaciones forenses: identificación de sustancias y objetos ocultos.
• Arqueología: análisis de restos y estructuras enterradas sin necesidad de excavaciones invasivas.
• Industria farmacéutica: control de calidad y detección de impurezas en medicamentos.

A pesar de sus ventajas, la tecnología hiperespectral presentaba una limitación importante: su aplicación en muestras pequeñas.

Tradicionalmente, el análisis con estos sistemas requería objetos opacos para evitar la filtración de luz. Sin embargo, en muchos casos, no se dispone de grandes cantidades de material, lo que dificultaba su utilización en ciertos ámbitos científicos y tecnológicos.

¿Cómo funciona el uso de imágenes hiperespectrales?

Para resolver este problema, los investigadores han diseñado una cápsula que permite analizar muestras de reducido tamaño sin que la luz traspase el material.

El método, descrito en el artículo Use of hyperspectral imaging devices for the measurement of small granular samples: Evaluation of grape seed protein concentrates, publicado en LWT – Food Science and Technology, optimiza el uso de la imagen hiperespectral sin necesidad de recurrir a espectroscopios convencionales.

El sistema incorpora un tubo de ensayo especial que proporciona la profundidad necesaria para impedir el paso de la luz, lo que facilita el análisis preciso de la composición química de la muestra.

Según Julio Nogales, investigador de la Universidad de Sevilla y autor del estudio: «Podemos compararlo con colocar una hoja de papel sobre un foco. Si es una sola hoja, la luz se filtra, pero si apilamos varias, conseguimos bloquearla. De la misma manera, nuestra cápsula evita la penetración de luz y permite una medición precisa».

La importancia de la luz en la captación de colores invisibles al ojo

La luz es una forma de energía que se desplaza en ondas electromagnéticas y se refleja en los objetos, permitiendo su percepción visual. Sin embargo, no toda la luz es visible para el ojo humano. Existen longitudes de onda como el infrarrojo, el ultravioleta y los rayos X, que requieren dispositivos especializados para ser detectados.

La imagen hiperespectral de un objeto proporciona una distribución específica de energía, revelando qué compuestos están presentes en la muestra.

Cada píxel de la imagen contiene información detallada que puede utilizarse para detectar trazas de sustancias en diversos materiales, incluyendo proteínas y hormonas en alimentos o compuestos químicos en muestras forenses.

Para verificar la efectividad de la nueva cápsula, el equipo utilizó dos sistemas hiperespectrales distintos:

• Uno que mide luz visible y una parte del infrarrojo.
• Otro que trabaja completamente en el infrarrojo.

Los resultados mostraron que se requiere una profundidad de 1,5 milímetros en el espectro visible y 4,5 milímetros en el infrarrojo para garantizar una correcta captura de información sin interferencias lumínicas.

¿Cómo impacta este descubrimiento de la Universidad de Sevilla en la tecnología?

El estudio confirma que el método desarrollado permite determinar la composición química de diversas sustancias a partir de muestras que van desde 0,1 a 1 gramo, lo que abre nuevas posibilidades en distintos sectores:

• Control de calidad en la industria alimentaria: análisis de proteínas y otros compuestos en semillas y productos agrícolas.
• Medicina y farmacéutica: evaluación de medicamentos y detección de biomarcadores en análisis clínicos.
• Forense y seguridad: identificación de sustancias en investigaciones criminales.
• Restauración y conservación de patrimonio: análisis de pigmentos en pinturas y esculturas sin afectar las obras.

Los investigadores continúan desarrollando el método para ampliar su aplicabilidad a otros compuestos y mejorar su precisión.

El proyecto fue financiado por la Consejería de Universidades, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía a través del programa de excelencia «Obtención de agentes afinantes para uso enológico a partir de orujos de uva seleccionados por métodos espectroscópicos».

Por último, también cuenta con el respaldo de los proyectos:

• Funcionalidad tecnológica de péptidos antioxidantes de subproductos enológicos.
• Uso de nuevos bioestimulantes de residuos enológicos para prevenir los efectos del cambio climático sobre la maduración de uvas de vinificación, financiados por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.