Desarrollan un nuevo método para detectar la presencia de metales pesados en el agua potable

• Francisco María
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• • 16/07/2024 11:42
  • Actualizado: 16/07/2024 11:42

La contaminación del agua es un problema grave que afecta a millones de personas en todo el mundo. Pone en riesgo la salud pública por la presencia de metales pesados, bacterias y productos químicos nocivos. En la actualidad, enfrentamos una crisis global relacionada con el agua, que no solo incluye la escasez de agua potable, sino también la preocupante contaminación de fuentes vitales. Esta contaminación expone a millones de personas a toxinas y aumenta la incidencia de enfermedades.

El análisis del agua y el resultado sobre su calidad

El análisis de agua potable es fundamental para evaluar la calidad del líquido vital antes de su consumo. Este proceso garantiza que el agua cumpla con los estándares de salubridad necesarios para ser segura y apta para todos.

Durante el análisis, se examinan diversos parámetros como temperatura, pH, conductividad eléctrica, turbidez, sólidos totales y oxígeno disuelto. Estos parámetros son indicativos de la pureza del agua y son esenciales para determinar su potabilidad.

Para establecer si el agua es apta para el consumo humano, se evalúan diversos parámetros críticos. Estos incluyen la presencia de metales pesados como plomo y mercurio, concentraciones de nutrientes como nitratos y fosfatos, compuestos orgánicos contaminantes, y niveles de cloro residual.

¿Cuáles son las consecuencias para la salud?

La presencia de metales pesados en el agua potable puede tener graves consecuencias para la salud humana. Algunos de los efectos más comunes son:

• Daños en el sistema nervioso.
• Problemas renales.
• Problemas respiratorios.
• Daños en el hígado.
• Problemas en el desarrollo infantil.
• Cáncer.

Por esta razón, es fundamental detectar la presencia de metales pesados en el agua potable y tomar medidas para reducir su exposición.

¿Cómo detectar la presencia de metales pesados en el agua potable?

Existen diferentes métodos para detectar la presencia de metales pesados en el agua potable. Algunos de los más comunes son:

1. Análisis de laboratorio: esta es la forma más precisa de detectar metales pesados en el agua potable. Se toman muestras de agua y se envían a un laboratorio especializado para su análisis.
2. Test kits: existen kits de prueba en el mercado que permiten detectar la presencia de metales pesados en el agua de forma rápida y sencilla. Estos kits suelen ser más económicos que el análisis de laboratorio, pero también menos precisos.
3. Sensores electrónicos: otra opción es utilizar sensores electrónicos que pueden detectar la presencia de metales pesados en el agua de forma instantánea. Estos dispositivos son más caros que los test kits, pero ofrecen resultados casi inmediatos.

El nuevo método de análisis

Un equipo multidisciplinario de investigadores del Laboratorio Nacional Argonne, la Escuela Pritzker de Ingeniería Molecular de la Universidad de Chicago y la Universidad de Wisconsin-Milwaukee ha desarrollado un nuevo método de análisis. Es una tecnología avanzada de sensores que mejora el monitoreo de la calidad del agua.

Uno de los principales desafíos en la fabricación en masa de sensores ha sido garantizar su calidad. En particular, la calidad de la capa aislante ultrafina que poseen, ya que allí pueden formarse zonas de porosidad. Esta porosidad compromete la eficacia del sensor, dando lugar a respuestas poco confiables.

El equipo de investigadores recientemente dio a conocer, en Nature Communications, un método innovador para identificar dispositivos defectuosos antes de llevar a cabo la producción en serie.

Este método implica medir la respuesta eléctrica de la capa aislante mientras el sensor está sumergido en agua. Así se aseguran de que el blindaje funcione correctamente. Utilizando esta técnica, los investigadores pueden detectar y corregir defectos estructurales en las capas aislantes para asegurar la calidad de cada sensor.

¿Cómo funciona?

Los sensores tienen una capa extremadamente delgada de grafeno. Está compuesta por átomos de carbono y oxígeno, y depositada sobre un sustrato de silicio. Esta capa de grafeno es similar a los semiconductores presentes en los chips informáticos. Además, se añade una capa aislante de óxido de aluminio de nanómetros de espesor.

Cada sensor tiene la capacidad de detectar específicamente plomo, mercurio o E. coli. Haihui Pu, uno de los científicos del grupo, señala que los sensores tradicionales han enfrentado desafíos significativos en términos de fiabilidad y detección precisa de contaminantes. Sin embargo, con el nuevo método se supera este problema.

En pruebas realizadas con muestras reales de agua del grifo, el equipo demostró la efectividad de los sensores. Una matriz de tres sensores fue utilizada exitosamente para detectar plomo, mercurio y E. coli, incluso en concentraciones mínimas.

La mejora de estos sensores podría prevenir crisis sanitarias al proporcionar alertas rápidas y confiables sobre la presencia de contaminantes peligrosos en el suministro de agua potable.

Un futuro sostenible

A pesar de sus beneficios potenciales, existen limitaciones que aún deben superarse. Una de ellas es el costo de fabricación de los sensores. Los investigadores están trabajando activamente para hacerlos más accesibles.

Otro aspecto importante es poder garantizar la estabilidad a largo plazo de estos sensores. El equipo sigue trabajando para lograr que puedan funcionar de manera confiable durante períodos prolongados sin degradarse.

Esta investigación no solo representa un avance en la tecnología de detección de contaminantes, sino también una contribución significativa hacia un futuro más saludable y sostenible. Los resultados obtenidos ofrecen esperanza para la gestión responsable de recursos hídricos a nivel global.

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