Un nuevo sensor detecta sustancias químicas dañinas en el agua potable

Madrid

Este nuevo sensor es un sistema más rápido y económico para poder detectar en el agua potable pequeñas cantidades de PFAS, unos productos químicos que se encuentran en envases de alimentos, utensilios de cocina antiadherentes y muchos tipos de ropa y, cuya acumulación en el cuerpo humano, según la Agencia Europea del Medio Ambiente, tiene efectos negativos para la salud, como daños en el hígado, problemas de fertilidad e, incluso, cáncer.

El problema es que estos compuestos químicos de origen artificial no se descomponen de forma natural y esto se ha relacionado con una variedad de efectos nocivos como alteraciones de los sistemas inmunológico y endocrino.

Posible solución

Para paliar este problema de salud pública, investigadores del MIT han desarrollado una nueva tecnología de sensores y han demostrado que podían detectar niveles de PFAS tan bajos como 200 partes por billón en una muestra de agua.

De esta manera, este dispositivo podría ofrecer una forma para que los consumidores analicen su agua potable y también podría ser útil en industrias que dependen en gran medida de productos químicos PFAS, incluida la fabricación de semiconductores y equipos contra incendios.

"Existe una necesidad real de estas tecnologías de detección, porque estamos atrapados con estos químicos durante mucho tiempo, por lo que debemos poder detectarlos y deshacernos de ellos", advierte Timothy Swager, profesor de química en el MIT y principal responsable de este desarrollo. que se publica en las "Actas de la Academia Nacional de Ciencias" de Estados Unidos.

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Gran uso

Los recubrimientos que contienen PFAS se utilizan ahora en miles de productos de consumo, como sartenes, ropa repelente al agua, telas resistentes a las manchas, cajas de pizza resistentes a la grasa, cosméticos y espumas contra incendios.

Estos productos químicos fluorados, que se han utilizado ampliamente desde la década de 1950, pueden liberarse al agua, el aire y el suelo, desde fábricas, plantas de tratamiento de aguas residuales y vertederos.

En 2023, la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos aprobó un "límite de salud recomendado" para dos de los químicos PFAS más peligrosos, conocidos como "ácido perfluorooctanoico" (PFOA) y "sulfonato de perfluorooctilo" (PFOS).

Esta orden exige un límite de 0,004 partes por billón de PFOA y 0,02 partes por billón de PFOS en el agua potable.

Sin embargo, hasta ahora, la única forma en que un consumidor puede determinar si su agua potable contiene PFAS es enviar una muestra de agua a un laboratorio que realiza pruebas de espectrometría de masas. Y este proceso lleva varias semanas y cuesta cientos de dólares.

Igual que la Covid

Para crear una forma más económica y rápida de realizar pruebas de PFAS, el equipo del MIT diseñó un sensor basado en tecnología de flujo lateral, el mismo enfoque utilizado para las pruebas rápidas de Covid-19 y las pruebas de embarazo.

En lugar de una tira reactiva recubierta con anticuerpos, el nuevo sensor está integrado con un polímero especial conocido como polianilina, que puede cambiar entre estados semiconductor y conductor cuando se agregan protones al material.

Los investigadores depositaron estos polímeros en una tira de papel de nitrocelulosa y los recubrieron con un tensioactivo que puede extraer fluorocarbonos como PFAS de una gota de agua colocada sobre la tira.

Cuando esto sucede, los protones de las PFAS son atraídos hacia la polianilina y la convierten en un conductor, reduciendo la resistencia eléctrica del material. Este cambio en la resistencia, que puede medirse con precisión mediante electrodos y enviarse a un dispositivo externo como un teléfono inteligente, proporciona una medición cuantitativa de la cantidad de PFAS presente.

No obstante, este método funciona sólo con PFAS que son ácidos, pero esto incluye dos de los PFAS más dañinos: el PFOA y el PFBA.

Fácil de usar

Estos investigadores del MIT están trabajando ya en desarrollar un dispositivo que podría filtrar alrededor de un litro de agua a través de una membrana hecha de polianilina, y creen que este enfoque debería aumentar la sensibilidad en más de cien veces, con el objetivo de cumplir con los niveles de aviso de la EPA, que son "muy bajos".

"Prevemos un sistema doméstico fácil de usar", asegura Swager.

Un dispositivo de este tipo podría ofrecer una alternativa rápida y menos costosa a los métodos actuales de detección de PFAS.

Si se detectan PFAS en el agua potable, existen filtros disponibles comercialmente que se pueden usar en el agua potable doméstica para reducir esos niveles.

Esta nueva tecnología también podría ser útil para las fábricas que producen productos con PFAS, para que puedan probar si el agua utilizada en su proceso de fabricación es segura para liberarse al medio ambiente.