Sensores electroquímicos miniaturizados permiten medir contaminación ambiental in situ

18 · diciembre · 2009

Eduardo Pinilla, profesor de la Universidad de Extremadura, encabeza grupo que se encuentra trabajando con la USM, centrados en contaminación atmosférica, a través de la tecnología electrónica miniaturizada.   Sensores electroquímicos basados en pequeños dispositivos que permiten ubicar el analizador bajo condiciones de campo, medir in situ y levantar un mapa de la contaminación presente en el suelo, agua o aire, e incluso en alimentos, permiten entregar mayor protección a través de información más confiable, directa y con un coste inferior al que se realiza en el laboratorio.   Este es uno de los principales aportes del innovador proyecto internacional AECID-D/016145/08, realizado entre la Universidad de Extremadura (UEx), España, y el Centro de Tecnologías Ambientales de la Universidad Técnica Federico Santa María (CETAM-UTFSM), donde el Prof. Dr. Francisco Cereceda es su coordinador en Chile.   Este proyecto, financiado por la Agencia Española de Cooperación Internacional y Desarrollo (AECID), permitió que el Dr. Eduardo Pinilla, académico del Departamento de Química Analítica de la UEx, presentara en la Casa Central de la USM la charla “Detección y especiación de metales pesados en muestras ambientales mediante sensores electroquímicos".   Pinilla aclaró que su trabajo en este proyecto “está centrado en el área de determinación de metales pesados en matrices ambientales, como plomo, zinc, cobre, mercurio y arsénico, analizados en precipitaciones atmosféricas y aguas residuales.   “El objetivo de estos trabajos es, por ejemplo, obtener la huella dactilar de las distintas fuentes de contaminación que se emiten en una zona industrial o urbana, como el caso de Santiago, donde estos contaminantes (gases y partículas) se transportan a largas distancias y luego precipitan desde la atmósfera junto con el agua de lluvia o de nieve, y quedan acumulados en entornos incluso, muy remotos, como la cordillera de Los Andes, lugar donde se han tomado estas muestras, en las que estamos analizando elementos traza y otros contaminantes orgánicos”.    Asimismo, el académico español aseguró que el análisis electroquímico de la contaminación ambiental es una técnica muy antigua en los laboratorios. Sin embargo, en la medida que la electrónica ha evolucionado, estos sensores se han podido miniaturizar de forma muy eficiente, permitiendo que estos pequeños dispositivos se puedan llevar y/o instalar efectivamente en cualquier sitio. Un ejemplo muy característico y ya conocido de este avance utilizado en el campo clínico son los detectores de glucosa utilizados por los diabéticos para medir el nivel de esta sustancia en la sangre.   Este mismo método es el que se aplica para determinar la contaminación y distinguir entre distintas especies químicas presentes en los medios naturales analizados. Además, en el caso de los alimentos se puede identificar incluso el origen del producto y sus componentes, contribuyendo a la protección frente a riesgos alimentarios.    “Al tomar una muestra, ésta se puede alterar en el transporte y en el laboratorio se tiene que guardar en ciertas condiciones; haciendo que la composición química pueda cambiar. Por ello, lo que se está midiendo en el laboratorio no representa exactamente lo que había, es mucho mejor ir, medir y almacenar el dato directamente en el lugar de muestreo. Adicionalmente, el costo del análisis, la simpleza del método y la factibilidad de medir in-situ, permiten realizar medidas múltiples, obteniendo una mayor representatividad de los estudios medioambientales”, aclara Pinilla sobre los sensores.   De esta forma, se logra un resultado mucho más confiable y real del estado de contaminación en terreno, evitando tomar la muestra y llevarla al laboratorio para realizar el análisis. Además, los costos de realizar un análisis con este método se reducen aproximadamente a la décima parte que uno convencional, ya que se eliminan los gastos de transporte, almacenamiento, procesamiento y personal.   Respecto a los avances del proyecto, el Director del CETAM, Dr. Francisco Cereceda, comenta que “se han tomado muestras de nieve, agua, suelos, rocas y líquenes en distintas zonas de Chile, de norte a sur, como Patache, Iquique; La Chimba, Antofagasta; Valparaíso y Puchuncaví; Santiago, Chillán y Chaitén. Éstas están siendo procesadas para el análisis de elementos traza, iones, compuestos orgánicos e isótopos naturales y radioactivos en los Laboratorio de Química Ambiental (Dr. F. Cereceda) y Física Ambiental (Dr. Jorge Valdés) del CETAM-UTFSM en Chile y los laboratorios de Química Analítica (Dr. E. Pinilla) y Física Ambiental (Dr. Conrado Miró, coordinador del proyecto en España), de la UEx”.   En el ámbito de la innovación, Cereceda señala que “el proyecto no sólo está focalizado a analizar contaminantes en el medio ambiente, sino que también a desarrollar nuevas aplicaciones de los sensores electroquímicos a muestras atmosféricas, como por ejemplo, incorporar e integrar sensores electroquímicos a los sistemas de muestreo que el CETAM posee y ha desarrollado, como el caso de sensores de metales pesados que determinen directamente in situ estos contaminantes en muestras de deposición total, húmedas y secas.   El proyecto está en su primer año de realización y debe ser renovado anualmente según sus resultados, pudiéndose extender hasta el año 2013. Su financiamiento contempla la contratación de becarios, compra de material fungible, dinero para operaciones, y ha permitido la compra de equipamiento de última generación para el Laboratorio de Química Ambiental del CETAM.

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