{"id":511689,"date":"2024-05-13T10:42:27","date_gmt":"2024-05-13T13:42:27","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=511689"},"modified":"2024-05-17T13:59:39","modified_gmt":"2024-05-17T16:59:39","slug":"un-sensor-de-carton-modificado-con-particulas-de-oro-podra-monitorear-la-calidad-del-agua-en-brasil","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/un-sensor-de-carton-modificado-con-particulas-de-oro-podra-monitorear-la-calidad-del-agua-en-brasil\/","title":{"rendered":"Un sensor de cart\u00f3n modificado con part\u00edculas de oro podr\u00e1 monitorear la calidad del agua en Brasil"},"content":{"rendered":"

Un sensor descartable de bajo costo y f\u00e1cil de usar, hecho de cartulina con el agregado de part\u00edculas de oro, podr\u00eda convertirse en una herramienta \u00fatil para controlar la calidad del agua que consume la poblaci\u00f3n. Este dispositivo de an\u00e1lisis, que se atraviesa su etapa final de desarrollo, fue dise\u00f1ado por el equipo del qu\u00edmico Thiago Regis Longo Cesar da Paix\u00e3o, del Instituto de Qu\u00edmica de la Universidad de S\u00e3o Paulo (IQ-USP) y coordinador del Laboratorio de Lenguajes Electr\u00f3nicos y Sensores Qu\u00edmicos de la misma instituci\u00f3n. La investigaci\u00f3n, con el apoyo de la FAPESP, dio lugar a un art\u00edculo que sali\u00f3 publicado a principios de este a\u00f1o en la revista cient\u00edfica Sensors & Diagnostics<\/em>. El grupo est\u00e1 elaborando una solicitud de patente del proceso de fabricaci\u00f3n.<\/p>\n

\u201cLa producci\u00f3n de sensores de bajo costo que puedan distribuirse por todo Brasil permite poder controlar en tiempo real el agua provista a la poblaci\u00f3n. Los datos recabados pueden orientar el dise\u00f1o de pol\u00edticas p\u00fablicas por los organismos gubernamentales y ayudarlas en la toma de decisiones a las empresas potabilizadoras\u201d, subraya Longo Cesar da Paix\u00e3o. El costo estimativo del sensor, sujeto a confirmaci\u00f3n, es de 0,50 reales.<\/p>\n

El proceso de fabricaci\u00f3n del dispositivo, un peque\u00f1o rect\u00e1ngulo de cartulina que mide 15 mil\u00edmetros (mm) de ancho por 20 mm de largo y 1 mm de espesor, est\u00e1 pr\u00e1cticamente libre de los reactivos qu\u00edmicos usualmente empleados en la fabricaci\u00f3n de sensores, y es casi totalmente autom\u00e1tico. Adem\u00e1s de la cartulina, que podr\u00e1 ser producto de un proceso de reciclado, los insumos utilizados por los investigadores incluyen cola adhesiva, un aerosol impermeabilizante y un peque\u00f1o volumen de una soluci\u00f3n de oro (30 microgramos). Un l\u00e1ser de di\u00f3xido de carbono (CO2<\/sub>) aplicado sobre la cartulina se encarga de generar las pistas conductoras, la base de los electrodos de detecci\u00f3n. La soluci\u00f3n de oro se a\u00f1ade a las pistas y, a continuaci\u00f3n, se aplica nuevamente un l\u00e1ser que sintetiza las nanopart\u00edculas de oro (v\u00e9ase la infograf\u00eda<\/em>).<\/p>\n<\/div>

\n \n \n \n <\/picture>Rodrigo Cunha<\/span><\/div>
\n

\u201cLas nanopart\u00edculas mejoran el desempe\u00f1o del dispositivo\u201d, explica el investigador. \u201cEl sensor mide la corriente el\u00e9ctrica procedente de una reacci\u00f3n electroqu\u00edmica que tiene lugar en la superficie conductora al aplicarle un voltaje. Cuanto mayor es la concentraci\u00f3n de la sustancia qu\u00edmica que se desea identificar en la muestra de agua dispuesta sobre el sensor, mayor ser\u00e1 la corriente generada\u201d. El potencial el\u00e9ctrico que ha de aplicarse en el electrodo central para que el dispositivo funcione es de 0,2 voltio (V), inferior al de una pila peque\u00f1a del tipo AAA (1,5 V).<\/p>\n

El hecho de que pueda fabricarse sin manipulaci\u00f3n humana le confiere ventajas. \u201cEn el laboratorio, solemos seguir una serie de etapas manuales para la elaboraci\u00f3n de los sensores. Esto hace que los dispositivos no tengan tanta reproducibilidad. Cuando empleamos m\u00e1quinas, como la que emite el l\u00e1ser, evitamos esta intervenci\u00f3n artesanal en el proceso de fabricaci\u00f3n del dispositivo\u201d, relata Longo Cesar da Paix\u00e3o.<\/p>\n

El qu\u00edmico Wendell Karlos Tomazelli Coltro, director del Instituto de Qu\u00edmica de la Universidad Federal de Goi\u00e1s (IQ-UFG), quien no particip\u00f3 del estudio, coincide. \u201cLa tecnolog\u00eda basada en el uso de un l\u00e1ser es muy atractiva pues permite escalar la producci\u00f3n con alta reproducibilidad\u201d, analiza. Para Tomazelli Coltro, el dispositivo presenta un alto nivel de innovaci\u00f3n. \u201cEl equipo de la USP ha sido pionero en la apuesta por el uso del l\u00e1ser para producir sensores de cartulina. El uso de este material hace que el dispositivo sea sostenible y permite su fabricaci\u00f3n en cualquier lugar del mundo\u201d, dice.<\/p>\n

En las pruebas de laboratorio para evaluar el funcionamiento del sensor, los investigadores utilizaron hipoclorito de sodio como prueba de concepto. Esta sustancia, conocida popularmente como cloro, se utiliza como desinfectante en el agua de las piscinas. En concentraciones elevadas, puede ser perjudicial para la salud. El nivel m\u00e1ximo de cloro libre permitido por la Organizaci\u00f3n Mundial de la Salud (OMS) en las piscinas es de 3 a 5 partes por mill\u00f3n (ppm). En el estudio realizado en el Instituto de Qu\u00edmica, seg\u00fan el art\u00edculo publicado en Sensors & Diagnostics<\/em>, se pudieron detectar hasta 0,50 ppm de hipoclorito de sodio en el agua.<\/p>\n

Para identificar otras especies qu\u00edmicas en muestras de agua habr\u00eda que adaptar la plataforma; el t\u00e9rmino especie qu\u00edmica se refiere a las diversas formas en que se encuentran las sustancias qu\u00edmicas en la naturaleza, tales como \u00e1tomos, mol\u00e9culas o iones. \u201cHemos proyectado sensores para medir metales t\u00f3xicos, pesticidas y f\u00e1rmacos, as\u00ed como otras especies de inter\u00e9s ambiental, como el nitrito y el nitrato\u201d, dice el investigador de la USP. Habr\u00eda que dise\u00f1ar un sensor espec\u00edfico para cada sustancia, pero existe la posibilidad de ensamblar una secuencia de sensores para detectar simult\u00e1neamente varias sustancias.<\/p>\n

Por el momento, solamente se ha creado el sensor, pero los investigadores de la USP afirman que est\u00e1n en condiciones de proyectar el sistema completo, que incluye el dispositivo que lee los datos, por ahora sin estimaci\u00f3n de costos. Tambi\u00e9n es posible utilizar un modelo de lector port\u00e1til disponible en el mercado, algo similar a lo que se hace hoy con las tiras para medir los niveles de glucosa en sangre, que se insertan en unos instrumentos llamados gluc\u00f3metros.<\/p>\n

El paso siguiente de la investigaci\u00f3n consiste en el dise\u00f1o de un plan piloto para probar el sensor a gran escala en los domicilios, labor a cargo de usuarios no entrenados. El ensayo con la poblaci\u00f3n ayudar\u00e1 a perfeccionar el dispositivo. En una fase posterior, el grupo pretende encontrar una empresa interesada en producir comercialmente el sensor.<\/p>\n

\u201cYa existen conversaciones en curso\u201d, revela Longo Cesar da Paix\u00e3o, puntualizando que la b\u00fasqueda de sensores de cartulina o de conjuntos de estos dispositivos para comprobar la calidad del agua en tiempo real no es algo exclusivo de Brasil. Las startups<\/em> LAIIER, en Londres (Inglaterra), iFlux, en Niel (B\u00e9lgica), y OmniVis, en San Francisco (EE. UU), informa el investigador, tambi\u00e9n est\u00e1n trabajando en el dise\u00f1o de dispositivos de este tipo.<\/p>\n

Proyecto<\/strong>
\n<\/strong>Sensores qu\u00edmicos miniaturizados e integrados. Nuevas plataformas de fabricaci\u00f3n para aplicaciones biol\u00f3gicas, cl\u00ednicas y ambientales (n\u00ba 18\/08782-1<\/a>); Modalidad<\/strong> Proyecto Tem\u00e1tico; Investigador responsable<\/strong> Mauro Bertotti (USP); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 4.756.859,76.<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico
\n<\/strong>ARANTES, I. V. S.\u00a0et al<\/em>.\u00a0Laser-induced fabrication of gold nanoparticles onto paper substrates and their application on paper-based electroanalytical devices<\/a>.\u00a0Sensors & Diagnostics<\/strong>. v. 2, p. 111-21. 2023.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Se apunta a que la poblaci\u00f3n use estos dispositivos para saber si el l\u00edquido que llega a los hogares est\u00e1 en condiciones ideales de consumo","protected":false},"author":23,"featured_media":511690,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[281],"coauthors":[116],"class_list":["post-511689","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tecnologia-es","tag-biotecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/511689","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=511689"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/511689\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":513911,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/511689\/revisions\/513911"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/511690"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=511689"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=511689"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=511689"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=511689"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}