Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) ha desarrollado un dispositivo portátil, inspirado en la capacidad del cuerpo humano, para detectar niveles traza de metales pesados ​​en el agua potable en solo cinco minutos.

El secreto radica en una sustancia orgánica dentro del torrente sanguíneo humano circulante, llamado agente quelante, que puede detectar y unirse a iones de metales pesados. Después de atar, Evita que los iones de metales pesados ​​interactúen con otras moléculas y enzimas del cuerpo. y lo marca para excretarlo del cuerpo.

Combinando un agente quelante con un sistema de medición óptica, El profesor asociado Yong Ken-Tye y el profesor Tjin Swee Chuan de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica desarrollaron un dispositivo que genera resultados de prueba rápidamente sin necesidad de traer muestras. lo que hace que el dispositivo sea conveniente para pruebas de agua en el sitio. También podría integrarse en electrodomésticos de uso doméstico, como los sistemas de filtración de agua.

Por lo general, la calidad del agua potable se controla mediante pruebas de laboratorio, ya que los metales pesados ​​no se pueden identificar por el color. gusto, u olor, a menos que esté presente en niveles altos. Pruebas de laboratorio, si bien es muy preciso, tardará al menos un día en completarse.

Hay algunos dispositivos portátiles en el mercado que pueden detectar rápidamente contaminantes de metales pesados, pero puede requerir el paso adicional de mezclar la muestra de agua con una solución tampón antes de que se pueda realizar la prueba. El sensor para tales kits también debe usarse dentro de los 30 minutos posteriores a su exposición al aire. ya que la eficacia del sensor puede verse afectada por el aire, calor, o humedad.

Otras alternativas móviles incluyen aquellas que utilizan electrodos metálicos como el mercurio como sonda de detección, que podrían introducir contaminantes de metales pesados ​​en el medio ambiente, y tiras reactivas que cambian de color cuando entran en contacto con metales pesados, pero producen resultados que dependen de lecturas subjetivas de la tira.

La invención de NTU reportada en un artículo publicado en la revista científica Sensores ACS funciona en el campo y requiere solo unas gotas de una muestra de agua en un cartucho de sensor desechable para detectar metales pesados ​​con una precisión de partes por mil millones.

Este nivel de sensibilidad está en línea con los requisitos de límites de seguridad en Singapur que se encuentran dentro de los estándares de la Organización Mundial de la Salud. Por ejemplo, el dispositivo puede detectar niveles de plomo de 5 partes por mil millones, que es inferior al límite de 10 partes por mil millones estipulado por la Ley de Salud Pública Ambiental de Singapur.

La sensibilidad del sensor en el dispositivo de mano NTU tampoco está limitada por la exposición al aire, y permanece eficaz hasta una temperatura de 40 ° C.

Profesor asociado Yong Ken-Tye, titular de la Cátedra NTU Provost en Ingeniería Eléctrica y Electrónica, dijo, "Nuestro dispositivo es capaz de realizar pruebas de calidad del agua in situ rápidamente y puede detectar hasta 24 tipos de contaminantes metálicos, que es el doble de la capacidad de otros sensores de agua disponibles comercialmente.

"El uso de un agente quelante en el dispositivo asegura que su sensor sea tan sensible en la detección de metales pesados ​​como el mecanismo de defensa natural del cuerpo contra la intoxicación por metales".

Inspirado en el mecanismo de detección de metal del cuerpo.

El dispositivo comprende un sensor de fibra óptica modificado con un agente quelante, y un láser que lo atraviesa. Este sensor está conectado a una unidad de procesamiento que muestra los resultados de la prueba de calidad del agua (vea la imagen a continuación).

En una muestra de agua contaminada por metales pesados, los iones metálicos se unirán al agente quelante en el sensor de fibra óptica. Esto induce un cambio en el espectro de luz de salida, a partir del cual la unidad de procesamiento del dispositivo calcula la concentración de metales pesados ​​en la muestra. El proceso dura unos cinco minutos.

Profesor Tjin Swee Chuan, quien también es Rector Asociado de NTU (Educación de Posgrado y Aprendizaje Permanente), dijo, "El dispositivo se puede integrar fácilmente en cualquier planta de tratamiento de agua en línea existente. Si bien nuestro producto es lo suficientemente competitivo como para penetrar en el mercado, todavía estamos trabajando para mejorar y expandir nuestra línea de productos de sensores de agua. Por ejemplo, estamos explorando formas de traducir esta tecnología para uso doméstico, como en los sistemas de filtración de agua domésticos y hervidores de agua eléctricos ".

Después de presentar dos patentes, el equipo de NTU ahora ha incorporado con éxito una escisión, Suministro de agua. Ahora está trabajando con otras empresas locales para recopilar más datos a través de su invención para mejorar la precisión del dispositivo.

Waterply también está colaborando con una empresa estatal en China para desarrollar sensores de agua de próxima generación que puedan abordar la contaminación del agua.