1. ¿Qué queremos que detecte el perro?

En primer lugar, es fundamental definir con exactitud qué queremos que el perro detecte, ya que no es lo mismo entrenarlo para reconocer una familia de compuestos, como los opioides, que, para identificar una sustancia concreta, como el fentanilo. Esta distinción implica decidir si el objetivo es la detección de un conjunto de señales químicas o de un compuesto específico.

No obstante, incluso en este último caso, el perfil olfativo suele estar compuesto por múltiples señales. Por ello, resulta esencial determinar con claridad el objetivo de detección para poder seleccionar y diseñar una muestra verdaderamente representativa con la que entrenar al perro.

2. Recogida de muestras

Una vez definido el objetivo de detección, es necesario establecer el sistema de recogida de muestras. En este punto surgen dos preguntas clave: ¿cómo se va a realizar la recogida y cuántas muestras serán necesarias?

La respuesta no es única y requiere una reflexión previa rigurosa. El método de recogida dependerá en gran medida del objetivo de detección y de la forma en que se propaga el olor. Cuando se trata de sustancias como estupefacientes o explosivos, lo habitual es trabajar con muestras reales o con compuestos sintetizados, siempre dentro del marco legal y cumpliendo todos los requisitos administrativos.

Por el contrario, en ámbitos como la salud, el bienestar animal o el estudio de cadáveres, además de superar las correspondientes consideraciones éticas, es imprescindible analizar las vías de emisión del olor, lo que implica decidir si las muestras deben proceder de heces, sudor, saliva, orina u otras matrices biológicas.

Una vez definido el tipo de muestra, se debe determinar el tamaño muestral. En algunos casos, este viene limitado por cuestiones legales o de acceso, por lo que se establecen mínimos que permitan obtener resultados representativos. En otros, se opta por maximizar el número de muestras disponibles. En cualquier situación, es fundamental que las muestras sean representativas de la población de estudio, incluyendo la variabilidad asociada a factores como edad, sexo, raza, condiciones específicas o evolución temporal.

Asimismo, es imprescindible incluir muestras negativas y controles, ya que permiten discriminar y validar cuáles son los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) verdaderamente característicos de las muestras positivas.

3. Análisis de muestras

Una vez realizado el muestreo, se procede al análisis de las muestras. Dado que el objetivo es estudiar el perfil olfativo, la técnica de referencia es HS-SPME-GC-MS, que permite identificar los compuestos orgánicos volátiles presentes en el espacio de cabeza, es decir, lo más similar a nivel tecnológico de una nariz electrónica.

El primer paso consiste en la optimización del método analítico. Para ello, se deben evaluar y ajustar distintos parámetros propios de la técnica, como el tipo de fibra SPME, las temperaturas, los tiempos de extracción e inyección y las condiciones cromatográficas. Esta fase es clave para garantizar una adecuada sensibilidad, reproducibilidad y resolución de los compuestos.

Los resultados se representan en forma de cromatogramas, que muestran las distintas señales asociadas a los compuestos presentes en la muestra. A partir de estos, es posible caracterizar el perfil olfativo completo e identificar individualmente los compuestos, frecuentemente con el apoyo de bases de datos y bibliografía especializada.

En aquellos casos en los que las muestras son especialmente complejas o presentan compuestos en concentraciones muy bajas, puede ser necesario recurrir a técnicas más avanzadas que ofrecen una mayor sensibilidad, como HS-SPME-GC/MS-TOF. Este aspecto resulta especialmente relevante si se tiene en cuenta que los perros son capaces de detectar compuestos en concentraciones extremadamente bajas, llegando incluso a concentraciones de partes por cuatrillón.

Una vez optimizado el método, se analizan todas las muestras y se registran los datos obtenidos, incluyendo blancos y controles negativos. Las señales cromatográficas permiten obtener una visión global del perfil olfativo, mientras que el área de cada pico proporciona información relativa sobre la abundancia de los distintos compuestos presentes.

4. Búsqueda de VOCs representativos

Una vez analizadas todas las muestras y obtenido el listado de compuestos junto con sus abundancias relativas, es necesario retomar el objetivo inicial para identificar cuáles son los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) verdaderamente representativos y universales que servirán como base para la creación del cebo.

En el caso de sustancias específicas, como estupefacientes o explosivos, donde la detección se centra en un compuesto concreto o en un número reducido de ellos, el objetivo es identificar el VOC (o VOCs) que mejor represente a dicha sustancia. Para ello, resulta fundamental conocer en profundidad los procesos de síntesis y degradación del compuesto, ya que estos determinan los posibles subproductos o metabolitos presentes. Este conocimiento permite discriminar entre compuestos propios de la sustancia objetivo y aquellos que proceden de la matriz, como excipientes, plastificantes u otros contaminantes.

Asimismo, el conocimiento de las propiedades fisicoquímicas, especialmente la presión de vapor resulta clave para priorizar aquellos VOCs con mayor probabilidad de ser detectados por el perro.

Por otro lado, cuando el objetivo es la detección de un perfil complejo, como en enfermedades, bienestar animal o el estudio de cadáveres, el enfoque cambia hacia la identificación de patrones comunes dentro de una familia de VOCs. En estos casos, es necesario realizar un tratamiento conjunto de las muestras positivas para identificar los compuestos compartidos, descartando aquellos presentes en blancos y muestras negativas.

Este análisis se lleva a cabo mediante técnicas de tratamiento de datos multivariante, incluyendo herramientas de machine learning, que permiten identificar patrones y relaciones complejas dentro de los datos.

5. Síntesis del cebo

Una vez identificados los VOCs representativos, el siguiente paso es diseñar y desarrollar un cebo que reproduzca el perfil olfativo observado en las muestras reales. Este proceso depende en gran medida de los resultados obtenidos en las fases previas y puede implicar la adquisición o síntesis de los compuestos seleccionados.

El objetivo principal es reproducir, en un soporte o dispositivo, un perfil olfativo lo más fiel posible al original, manteniendo proporciones relativas de abundancia similares a las detectadas experimentalmente. En el caso de perfiles complejos, se suele priorizar una mayor representación de los VOCs considerados universales.

Con esta etapa se da por finalizada la fase tecnológica del proceso, culminando en la obtención de un prototipo de cebo funcional a nivel de laboratorio.

6. Pruebas con perros

Sin embargo, es necesario dar el paso del laboratorio al campo, lo que implica la realización de pruebas con perros. Por muy prometedor que resulte un prototipo a nivel experimental, la evaluación final recae en el perro.

Por ello, es imprescindible someter el cebo a ensayos prácticos en los que se evalúe su eficacia real. Los resultados obtenidos en términos de especificidad y selectividad serán los indicadores clave del rendimiento del dispositivo.

Para garantizar la fiabilidad de los resultados, es necesario realizar pruebas con distintos perros, pertenecientes a diferentes unidades y guías, de modo que se minimicen sesgos y se obtenga una evaluación más sólida. Asimismo, la objetividad del proceso se basa tanto en los resultados cuantitativos como en la observación del comportamiento de los animales.

En caso de que los resultados no alcancen los umbrales establecidos, será necesario regresar a la fase de laboratorio para introducir mejoras en el prototipo. Este proceso iterativo se repetirá hasta cumplir con los criterios de validación definidos.

7. Estudio de condiciones

Por último, para evaluar la operatividad real del dispositivo, es necesario estudiar su estabilidad y sus tiempos de uso. La estabilidad debe analizarse tanto en condiciones de almacenamiento como en condiciones de uso, determinando cuánto tiempo mantiene un perfil olfativo efectivo.

Por otro lado, es fundamental establecer su vida útil operativa, es decir, cuántos usos o sesiones de entrenamiento permite antes de que su rendimiento disminuya de forma relevante.

Estas evaluaciones se realizan inicialmente en condiciones controladas de laboratorio y, posteriormente, se contrastan en condiciones reales mediante pruebas con perros, lo que permite validar el comportamiento del dispositivo tanto a nivel experimental como en campo.