Ayudará, entre otras cosas, a monitorear la recuperación de áreas contaminadas
23 de septiembre de 2022
Por Bonny Ortiz Andrade
Investigadores de la Universidad de Puerto Rico (UPR) desarrollaron un dispositivo para medir gases tóxicos en concentraciones que antes era imposible detectar.
Los doctores Dalice M. Piñero Cruz y Luis F. Fonseca, del Centro de Innovación, Investigación y Educación en Nanotecnología Ambiental, unieron sus saberes para producir esta nueva tecnología con una metodología especial: nanofabricación de un solo paso.
“El factor más importante de este descubrimiento es que podemos llegar a (medir) partes por billón, que no es cualquier cosa. Muchos de los sistemas de detección no llegan a estos límites donde ya nos afecta en la salud. Es importante innovar en esa área para llegar a los límites de detección más bajos para identificar más rápidamente cuándo estamos en un área contaminada. Esto es bien necesario”, dijo Piñero Cruz.
Los nanoalambres con una superficie cristalina mejor diseñada interaccionan mucho más con las moléculas de gas. Esto se debe a que el gas no solo pasa por la superficie, sino que se difunde entre el material. De esta manera, el gas llega a más sitios activos y se detecta en concentraciones mucho más bajas.
“Son gases que provienen de la actividad antropogénica, la actividad que nosotros realizamos, tanto a nivel industrial como a nivel colectivo en nuestra sociedad, en vehículos de motor, ganadería en masa, uso de fertilizantes para cultivos; todos involucran, lamentablemente, el desarrollo de gases que se añaden al aire que respiramos y que no vemos ni detectamos con nuestros sensores naturales, con nuestra nariz, pero están ahí y nos causan diferentes tipos de enfermedades”, agregó.
El estudio destaca el método de nanofabricación de un solo paso en un chip, en el cual se depositaron nanoalambres de materiales semiconductores de alta cristalinidad. Esto significa que la organización de los átomos de los nanocables sigue un patrón muy definido y repetitivo. En este caso, los compuestos llamados ftalocianinas hexadecafluoradas de hierro y cobalto fueron los materiales producidos a nivel de nanoalambres bajo el método de deposición de vapor físico.
Piñero Cruz relató que se inspiraron en las porfirinas de la hemoglobina, que están conformadas por una plataforma de átomos con un metal en el centro que interacciona con el oxígeno gaseoso. Las porfirinas llevan este oxígeno a todas las células del cuerpo.
“Pensamos en ese análogo sintético de las porfirinas e imaginamos que ellas interaccionarían con moléculas de gas. Estamos pensando en la nanofabricación; cómo el desarrollo de nuevos nanomateriales nos está ayudando a hacer descubrimientos de materiales con mejor cristalinidad y mayor área de superficie para tener unas propiedades semiconductoras más fuertes y poder bajar esos límites de detección”, explicó.
Relacionados con enfermedades
Los gases tóxicos –como el amoníaco y los óxidos de nitrógeno– están relacionados con enfermedades respiratorias y es muy importante monitorearlos en zonas de recuperación. Los investigadores, además de probar este dispositivo en el laboratorio, próximamente lo probarán en el campo, en la zona de recuperación del corredor de Cataño y, luego, entrarán en una segunda fase, en la que propondrán diferentes ecosistemas y otras zonas de recuperación, como el área de Vieques.
“El corredor en Cataño es un área de recuperación, porque para la época de los 80 hubo un incendio proveniente de una industria petroquímica del área y gran parte de la fauna y flora que estaba en esa región se vio afectada. Después, fue utilizada como un vertedero clandestino. Es un área hermosa, pero si tratas de escarbar vas a encontrar bolsas, etc. Está en constante emisión de gases tóxicos, y se sabe que Cataño es un área con mayores enfermedades en el tracto respiratorio. De ahí, la necesidad de crear estos dispositivos, estos sensores, para ver cómo están esas emisiones de gases tóxicos y, a largo plazo, nos ayuda a monitorear cuándo esa zona se ha recuperado”, recalcó.
El estudio fue publicado, en febrero pasado, en la revista ACS Applied Nano Materials y una de las imágenes de la investigación fue seleccionada como contraportada de la misma edición.
Actualmente, los investigadores trabajan para que su innovación llegue más allá de Puerto Rico y evolucione hacia la comercialización.
“Sería ideal tenerlos en los 19 sitios en donde mide la EPA (Agencia federal de Protección Ambiental) acá en Puerto Rico, en los municipios que se requiera y en el mundo. Nuestro objetivo es que el producto sea económicamente viable para llevarlo a un desarrollo económico máximo”, concluyó Piñero Cruz.
