Nanolimpiadores de agua

TEC utilizará nanotubos de carbono para detectar contaminantes en acueductos

Edición 776
Carolina Ruiz Vega

Unos pequeños sensores serán capaces de detectar y eliminar contaminantes presentes en el agua de los acueductos en el país.

Estarán hechos con nanotubos de carbono, unas estructuras tubulares cuyo diámetro mide un nanómetro, que es la millonésima parte de un milímetro.

En el proyecto, que dará inicio en febrero, participan investigadores del Instituto Tecnológico de Costa Rica (TEC) y de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), quienes desarrollarán un método alternativo y más económico para detectar y remover contaminantes físico-químicos del agua.

Para eliminarlos, hoy se usan sustancias como sulfato de aluminio y el carbón activado, ambos de alto costo, y este último con el problema adicional de que, cuando ya deja de ser útil, no puede ser descartado sin ser tratado previamente.

Datos suministrados por Acueductos y Alcantarillados (AyA) revelan que el consumo anual de sulfato de aluminio es de 2.698.000 kilos y el de carbón activado, de 14.250 kilos, lo cual le cuesta al país $1.504.990 al año.

Chiquito pero matón

Los nanotubos de carbono tienen una gran sensibilidad por lo que pueden usarse como sensores químicos y biológicos para la detección temprana de sustancias en el agua, incluso si están en pequeñas cantidades.

La idea es utilizar los sensores para detectar y remover los contaminantes que no se han podido eliminar o que son muy difíciles o caros de remover con los métodos tradicionales de tratamiento.

“Vamos a empezar por detectar y remover sustancias químicas que se encuentren normadas en el reglamento de agua potable del país”, indicó Paola Vega, del programa de investigación en nanotecnología del TEC. Ella es una de los cinco investigadores del Instituto que participan en el proyecto.

El director del laboratorio nacional de aguas del AyA, Darner Mora, dijo que, a diferencia de los países desarrollados, el Costa Rica carece de una tecnología de ese tipo. Por eso, estima que los resultados del proyecto serían positivos, aunque señaló que necesitaría conocer más detalles para referirse al costo-beneficio de la iniciativa.

Otro beneficio que tendría para el país es que los resultados de la investigación podrían ser patentables (tanto el sensor, como la metodología).

2.302 acueductos existen en el país, según la última contabilización hecha por el AyA.

$90.000 Costo aproximado del proyecto, sin contar el recurso humano. El TEC aporta $30.960.

“Cuando los sensores estén listos, buscaríamos socios que deseen comercializarlos o utilizarlos”. Paola Vega, investigadora del TEC “Siempre hay que tener el cerebro abierto y apoyar este tipo de investigaciones y proyectos”. Darner Mora, laboratorio nacional de aguas Adicionalmente, el proyecto fortalecerá las capacidades hu-manas para la investigación de aplicaciones de la nanotecnología y ayudará al posicionamiento de Costa Rica en este tema.

Paso a paso

El trabajo de campo inicia con la identificación de los contaminantes más críticos que están presentes en los acueductos rurales de Cartago, Los Chiles, Upala y sus alrededores.

Luego, en el laboratorio se harán pruebas con agua sintética, es decir, agua ultrapura a la cual se le agrega una cantidad específica del contaminante a probar. Así, se puede determinar si esta sustancia química es detectada por el nanotubo.

Después se puede “funcionarizar” el nanotubo. Esto es agregarle moléculas para que los contaminantes puedan ser capturados y con ello, removidos del agua.

“No existe una funcionalización que sea universal, es decir, que permita remover todo tipo de contaminantes”, dijo Vega. No obstante, la idea es que los nanotubos “funcionalizados” puedan remover más de un contaminante específico a la vez.

Una vez que se adicionen grupos funcionales a los nanotubos, se colocarán entre dos cuadrados de metal de 100 micrómetros de lado, que es como la décima parte de un milímetro.

Entre ambos trozos de metal y a través del nanotubo, estará fluyendo corriente eléctrica.

Cuando los nanotubos atrapen un contaminante, ocurrirá un cambio en la corriente, lo cual indicará a los investigadores la presencia del químico en el agua.

A diciembre del 2014, esperan haber creado entre 50 y 100 sensores individuales para hacer pruebas estadísticas y determinar entre cuáles valores debe ubicarse la corriente eléctrica para indicar cuándo hay o no químicos presentes en el agua.

Posteriormente, los llevarán a pruebas de campo y optimizarán los métodos de funcionalización para que sea una metodología reproducible y eficiente.

Aún no han escogido el metal del cual estarán hechos los contactos y desconocen cuántos sensores se necesitarán por acueducto. “Esto dependerá de la sensibilidad de los sensores. Solamente podríamos saberlo hasta que hagamos las pruebas de campo”, explicó la ingeniera.

Paola Vega , investigadora del proyecto, utiliza el equipo de nanotecnología del TEC. Actualmente, este se encuentra en un laboratorio de otra escuela, mientras se construye el del Programa de Investigación en Nanotecnología. Mario Castillo Sánchez PARA EF

 

Fuente:
Carolina Ruiz Vega (10 de julio de 2010) Nanolimpiadores de agua. El Financiero Costa Rica
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