Sensor portable y de bajo costo para monitorear el nivel de arsénico en el agua

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La contaminación por arsénico en el agua es una problemática a nivel mundial, por sus consecuencias en la salud humana. El arsénico, un elemento natural presente en la corteza terrestre, se encuentra en muchas fuentes de agua destinadas al consumo humano.

Argentina registra la mayor área afectada por aguas subterráneas contaminadas con arsénico en América Latina. Se trata de una zona de aproximadamente un millón de kilómetros cuadrados, distribuidos entre las provincias de Córdoba, Santa Fe y La Pampa.

Las poblaciones rurales y con escaso acceso a tecnologías están particularmente expuestas al arsénico inorgánico en su forma más tóxica: el arsenito (As(III)), ya que abunda en aguas subterráneas extraídas a través de pozos, una fuente habitual de abastecimiento en estos contextos.

La exposición crónica al arsénico produce una enfermedad denominada hidroarsenicismo crónico regional endémico (HACRE), que inicialmente causa lesiones cutáneas y puede evolucionar a enfermedades cardiovasculares, diabetes y distintos tipos de cáncer.

En embarazadas, genera hipertensión gestacional y partos prematuros. En niños y niñas, está fuertemente asociada a daños neurocognitivos y problemas de salud general.

Este proyecto consiste en el desarrollo de un sensor electroquímico, portable y descartable capaz de detectar de forma simple y económica la presencia de arsenito (As(III)) en el agua potable. Su diseño se basa en un nanohíbrido de nanopartículas de oro (NPsAu) y quitosano (Qs).

El sensor aprovecha la afinidad del oro por el As(III) y posibilita una detección precisa, incluso por debajo de los 10 ppb, el límite recomendado por la OMS y la USEPA. Además, su bajo costo y facilidad de uso lo hacen ideal para aplicaciones en entornos rurales o de bajos recursos.

La metodología empleada en su desarrollo incluye técnicas de síntesis controladas para producir nanoestructuras de oro de alta calidad, modificadas posteriormente con un biopolímero natural y biodegradable derivado de la quitina (quitosano), presente en crustáceos e insectos.

El resultado es un bionanohíbrido capaz de acumular selectivamente arsenito sobre una plataforma de análisis, lo cual garantiza una cuantificación sensible, tanto en aguas superficiales como subterráneas. 

El sensor utiliza transducción electroquímica, lo que le otorga alta sensibilidad y posibilidad de miniaturización. Esto es clave para su uso en campo y su integración en sistemas portables sin necesidad de equipos complejos o costosos.

En su desarrollo se aplicaron herramientas de bionanotecnología que permitieron diseñar un dispositivo eficiente, económico y adaptable a distintos contextos. Su portabilidad permite que sea utilizado por ONGs, municipios, escuelas rurales y otros actores territoriales. Su uso no requiere conocimientos técnicos complejos ni un consumo energético elevado.

El sensor ha sido validado con muestras reales de agua tomadas en General Levalle (Córdoba) y Recreo (Catamarca), zonas afectadas por altos niveles de As(III).

Gracias a su precisión y facilidad de uso, este sensor ofrece una alternativa confiable para el monitoreo continuo de la calidad del agua en regiones vulnerables. Su implementación puede marcar una diferencia sustancial en la prevención del HACRE y otras enfermedades asociadas.

Equipo

Daiana F. Reartes | Marcela C. Rodríguez

Instituciones involucradas

Facultad de Ciencias Químicas
CONICET

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