Los niveles elevados de uranio en los suministros de agua son un problema de seguridad y salud ambiental, pero los métodos actuales para detectarlo son engorrosos, costoso y requiere mucho tiempo. Gary C. Tepper, Doctor., presidente del Departamento de Ingeniería Mecánica y Nuclear, y Ph.D. El estudiante Brandon Dodd está abordando este desafío con un novedoso dispositivo portátil que agiliza y acelera la forma en que se mide el uranio en el agua. Debido a que su tecnología patentada es más sensible que las tecnologías actuales, es capaz de detectar concentraciones bajas o trazas de uranio en los suministros de agua.

El uranio es un elemento radiactivo natural que ingresa a las fuentes de agua a través de una variedad de canales, incluida la extracción de uranio, producción de armas, botes de combustible nuclear usados, o incluso en la agricultura. "Estudios recientes muestran que la escorrentía de fertilizantes causa reacciones químicas que liberan uranio de las rocas y pueden elevar las concentraciones de agua, "Tepper explicó.

Bajo la Ley de Agua Potable Segura, La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. establece estándares para niveles seguros de uranio en el agua potable. Cumplimiento, sin embargo, se ha visto obstaculizado por procedimientos de prueba menos que ideales. "Ahora, realiza una prueba de uranio tomando una sola muestra [de agua] y enviándola a un laboratorio, "Dijo Tepper." Esto no es práctico. Necesita un dispositivo que tome medidas en tiempo real. También debe usarse fácilmente en varias regiones de la fuente de agua porque las concentraciones varían de un lugar a otro ".

El sistema que han desarrollado Tepper y Dodd utiliza material nanoporoso para recolectar y concentrar el uranio y la luz ultravioleta de una muestra de agua para hacerla visible. Debido a que los compuestos de uranio disueltos en agua son fluorescentes, La luz ultravioleta se puede utilizar para producir una señal visible. "Pero el agua apaga esa reacción y dificulta la detección y cuantificación del uranio en concentraciones muy bajas, "Dijo Tepper.

Resolvieron ese problema incorporando gel de sílice, las perlas que se ven comúnmente en pequeños paquetes que se usan para mantener secos los bienes de consumo durante el envío, en su sistema. "Los compuestos de uranio se adhieren al gel de sílice y se acumulan dentro de los poros pequeños. Esto mejora la señal y minimiza el efecto de enfriamiento del agua, así que ahora si hay uranio presente, se ilumina y se puede ver en el espectro visible, "Dijo Tepper.

La combinación de material nanoporoso, la luz y el gel de sílice produjeron un sistema todo en uno portátil que daba lecturas de concentraciones de trazas de uranio. Una primera iteración de su dispositivo fue diseñada para sumergirse en una muestra y proporcionar una lectura confiable en aproximadamente una hora. Tepper y Dodd creían que podían hacerlo mejor. Agregaron un componente más, algo familiar para cualquier ingeniero mecánico.

"Dijimos, 'Consigamos una pequeña bomba y empujemos el agua a través del gel de sílice, '", Recordó Tepper." Ahora, una reacción que tomó una hora toma un par de segundos ".

Tepper y Dodd poseen patentes estadounidenses e internacionales provisionales sobre su tecnología. Están trabajando con VCU Innovation Gateway mientras su dispositivo continúa su camino desde el prototipo hasta el producto comercial y creen que será de particular interés para los militares. agencias reguladoras y consumidores de la industria agrícola.