Así son los sensores navarros que detectan contaminantes invisibles en el agua y el aire
Los dispositivos, basados en materiales innovadores, permiten detectar contaminantes y medir el pH de forma rápida y precisa en agua, aire y suelos.
La ingeniera química Beatriz Rosales Reina, del Instituto de Materiales Avanzados y Matemáticas (INAMAT²) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA), ha desarrollado nuevos sensores de fibra óptica capaces de detectar contaminantes y controlar el pH del agua, el aire y los suelos con gran rapidez y precisión.
Su trabajo, presentado en una tesis doctoral, abre la puerta al desarrollo de dispositivos portátiles para medir en tiempo real la calidad ambiental.
Estos sensores se basan en materiales innovadores que aumentan la sensibilidad y la rapidez de respuesta frente a los contaminantes.
Para ello, Rosales ha empleado xerogeles híbridos, materiales porosos similares a esponjas microscópicas que, tras ser modificados con moléculas funcionales, reaccionan ante la presencia de sustancias nocivas. De esta manera, el sistema óptico registra de forma inmediata cualquier variación en el entorno.
Las moléculas empleadas funcionan como detectores orgánicos e inorgánicos. En el primer caso, los indicadores de pH permiten medir la acidez o alcalinidad del medio; en el segundo, los polioxometalatos o las nanopartículas de oro actúan frente a contaminantes específicos.
Gracias a esta doble estrategia, la fibra óptica detecta los cambios de manera directa, rápida y con una elevada precisión.
Uno de los logros más destacados del estudio ha sido la creación de membranas sensibles a contaminantes volátiles y metales disueltos en agua, como el cobalto, un elemento que en altas concentraciones puede resultar perjudicial para la salud y el medio ambiente.
Asimismo, la investigadora ha desarrollado recubrimientos ópticos que permiten medir el pH sin necesidad de electrodos, con respuestas reproducibles y estables incluso en condiciones naturales como las de los ríos o los suelos agrícolas.
Rosales ha conseguido además integrar polioxometalatos dentro de estructuras de sílice transparentes, lo que multiplica la superficie activa del material y mejora notablemente la precisión del sensor.
Esta innovación permite distinguir entre contaminantes con diferentes estructuras químicas o polaridad, ampliando el número de compuestos que pueden identificarse.
Los resultados de su investigación suponen un paso importante hacia la fabricación de sensores medioambientales portátiles, útiles para el control de la contaminación y la seguridad química en sectores industriales o agrícolas.
La tesis ha sido dirigida por los investigadores Julián Garrido Segovia, Santiago Reinoso Crespo (ambos del INAMAT²) y César Elosúa Aguado, del Instituto de Smart Cities (ISC) de la UPNA.
Nacida en Granada en 1994, Beatriz Rosales se graduó en Ingeniería Química en la Universidad de Granada y cursó el Máster en Ingeniería Química en la Universidad de Málaga antes de incorporarse a la UPNA.
Su doctorado ha dado lugar a cuatro artículos científicos y dieciséis comunicaciones en congresos nacionales e internacionales, además de su participación en tres proyectos de investigación financiados por el Ministerio de Ciencia e Innovación, el Gobierno de Navarra y fondos europeos FEDER.