Un equipo investigador trabaja en sensores que detectan plomo, mercurio y E. Coli. Los investigadores han desarrollado un estudio en el que han colaborado el Laboratorio Nacional Argonne de EEUU, junto a las universidades de Chicago y Wisconsin-Milwaukee. El objetivo del proyecto es realizar una operación en el agua del grifo, a través de sensores, que permita una detección temprana de la contaminación.
Grafeno para el diseño del sensor
Los sensores que detectan contaminantes, han mostrado puntos débiles. Como apunta Haihui Pu, miembro del estudio, los sensores cuya función es medir la contaminación presente en el agua, ofrecen debilidades. Esto es debido, indica el investigador, a los problemas de confiabilidad y la dificultad para identificar aquellos dispositivos que tengan un funcionamiento incorrecto.
En el sensor se ha usado un tipo de grafeno. El núcleo de los sensores diseñados recoge una capa de átomos de carbono y oxígeno con un nanómetro de grosor. El material tiene un fin parecido al de los semiconductores que se utilizan en los chips de los ordenadores. Los diferentes sensores, tienen una configuración única para poder identificar cada una de los tres contaminantes que se han planteado en el estudio; plomo, mercurio y E. Coli.
Los diferentes sensores, están configurados para poder identificar los tres contaminantes objetivo
La calidad del sensor ha supuesto un reto para su fabricación en masa. Valorar la calidad de los sensores puede ser un contratiempo. Esto es debido a que en la capa aislante, puede producirse áreas no deseadas de porosidad. Por lo tanto, de aparecer esta porosidad, pierde su capacidad aislante y da lugar a respuestas del sensor con escasa fiabilidad.
Una matriz con tres sensores
Los investigadores hallaron una fórmula para identificar dispositivos con mal funcionamiento. La clave para detectarlos fue la medición de la respuesta eléctrica de la capa aislante del sensor, mientras este se encuentra sumergido. A través de este sistema, los investigadores lograron advertir daños en las capas aislantes. De esta forma, pudieron establecer parámetros que ayuden a detectar los dispositivos que no funcionen correctamente.
En la investigación se valoró una matriz de tres sensores. La matriz tenía capacidad para la detección de los tres contaminantes objetivo en el agua de consumo. A través de técnicas de machine learning, se valoraron los resultados. De esta forma, se pudo cuantificar las toxinas presentes.
Se utilizaron técnicas de aprendizaje automático para la valoración de los resultados
Los sensores son una tecnología con amplias posibilidades. Con ellos, es posible detectar distintas sustancias entre las que podrían estar los productos farmacéuticos, pesticidas e incluso sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas. Señala Junhong Chen, miembro del estudio, que una ventaja de los sensores, es precisamente su versatilidad para ser utilizada en cualquier tipo de agua. Además, es posible realizar combinaciones con diversos sensores, combinación en la que cada sensor tendría una especialización de componente a detectar.
Los sensores pueden ser válidos para calibrar la calidad del tratamiento. Es decir, una vez eliminados los contaminantes, los sensores pueden proporcionar una información valiosa sobre la limpieza practicada. De esta forma, estos dispositivos serán un indicador óptimo para poder darle un nuevo uso al agua tratada y que se utilice de forma segura. Por lo tanto, podría aprovecharse el agua para procesos industriales, la agricultura e incluso el consumo.
El sensor puede proporcionar una valiosa información para darle un nuevo, y seguro, uso al agua
Conclusión
La detección por sensores, nos ayuda a abrir la puerta a un futuro más sostenible. A través de la innovación ofrecida por los investigadores para poder controlar la calidad del agua y que sea reutilizada con seguridad, nuestra gestión de recursos hídricos puede ser mejor. Por su escasez, el acceso al agua dulce supone un reto para el futuro. Investigando y poniendo la tecnología al servicio de la sostenibilidad, el agua será de mayor calidad y más segura.
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