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Una nueva era de análisis hídrico gracias a la tecnología de laboratorio en un chip

Un dispositivo innovador portátil dedicado a la vigilancia de la calidad del agua aúna la precisión del análisis en un laboratorio con la obtención de resultados en tiempo real.

Cambio climático y medio ambiente

Los metales pesados son sustancias químicas muy tóxicas y no biodegradables que, si bien tienen origen natural, la mayor parte de las veces son actividades humanas como la minería, la producción industrial y la agricultura las responsables de la contaminación ambiental y la exposición a estos metales. Clément Nanteuil, director general de Klearia (Francia) y coordinador del proyecto PANDa, señala: «El agua potable sigue siendo la fuente predominante de exposición humana. Por esta razón, se han redactado normativas más estrictas para el agua potable e impulsado la búsqueda de métodos analíticos más rápidos y sensibles capaces de detectar metales pesados​incluso a niveles traza con eficacia». Sin embargo, los métodos de vigilancia actuales basados en análisis en el laboratorio suelen ser lentos y caros. Los tiempos de respuesta pueden variar desde unas semanas hasta unos meses debido a la necesidad de transportar y pretratar la muestra y procesar los datos resultantes. Por otro lado, la vigilancia «in situ» en tiempo real no siempre es fiable y requiere mantenimiento, además de operadores cualificados. Aunque en el mercado existen kits de ensayo de gama baja, su precisión analítica es generalmente baja en comparación con el análisis en el laboratorio. Nanteuil añade: «Observamos una necesidad manifiesta de contar con mejores sistemas de vigilancia de la calidad del agua. Los métodos previos de laboratorio son demasiado lentos para acciones que precisan una respuesta rápida, los kits de ensayo no son lo suficientemente sensibles para uso industrial, mientras que el coste, la fiabilidad y el mantenimiento de los sistemas sobre el terreno siguen siendo insatisfactorios».

Pruebas fiables y precisas

Para abordar estos desafíos, Klearia ha desarrollado PANDa, un dispositivo portátil para detectar metales pesados tóxicos y contaminantes en el agua a concentraciones ultrabajas. «Reconocimos que había una laguna tecnológica que podríamos aprovechar— explica Nanteuil—. Queríamos aunar los beneficios de las tres técnicas actuales en una sola tecnología». El dispositivo permite a los usuarios medir con fiabilidad los microcontaminantes metálicos en tiempo real, lo que permite aplicar respuestas inmediatas. La calibración del equipo y la limpieza entre mediciones se automatizan a fin de evitar el error humano. «La vigilancia rápida y precisa de la calidad del agua es ya posible gracias a nuestro laboratorio en un chip patentado —dice Nanteuil—, basado en tecnología de microfluídica. Puede detectar trazas de microcontaminantes a concentraciones extremadamente bajas, desde tan solo una parte por mil millones y no es preciso contar con conocimientos técnicos para utilizar el analizador o interpretar los resultados».

Nuevo potencial comercial

El próximo desafío para Klearia será comercializar su dispositivo, para lo cual se creó el proyecto PANDa. Los principales objetivos de este proyecto de seis meses de duración incluyeron ensayos con usuarios finales y una identificación de su potencial comercial. Se realizaron pruebas con agua procedente de varios emplazamientos, como empresas de suministro de agua, plantas de agua embotellada y suelos contaminados. «Los resultados fueron muy positivos —señala Nanteuil—. Las opiniones recabadas fueron útiles al señalar la necesidad de comprobar hasta diez metales». La comunicación con usuarios finales ofreció además a la empresa la oportunidad de mejorar partes del sistema de automatización. «La comunicación con el sector también fue importante porque no siempre resulta fácil para las empresas aceptar un problema de contaminación —agrega Nanteuil—. Algunos de nuestros clientes potenciales tardarán en comprender la rentabilidad de un análisis de agua más eficaz, razón por la que es necesario ejecutar más estudios prácticos». Si bien la pandemia de COVID-19 ha supuesto la paralización temporal de la actividad comercial, las conversaciones con los clientes potenciales continúan. «También investigamos otras industrias dedicadas a actividades como la minería, la regeneración suelos, el saneamiento y la acuicultura —dice Nanteuil—. Nuestra tecnología podría usarse para detectar otras sustancias químicas como plaguicidas y residuos de fármacos. Estamos seguros de que nuestra tecnología se convertirá en la nueva referencia en materia de vigilancia hídrica».

Palabras clave

PANDa, agua, contaminación, metales, tóxicos, minería, agricultura, embotellado, microfluídica, microcontaminantes

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