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High sensitivity, portable photonic device for pervasive water quality analysis

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Acceso a un sistema de control de calidad del agua rápido y sofisticado

El agua potable segura se considera la norma en Europa, pero la detección de cepas de bacterias mortales y otros contaminantes presenta dificultades técnicas y requiere mucho tiempo. Un analizador de la calidad del agua basado en láser podría remediar esta situación, gracias a sus lecturas rápidas y precisas.

Alimentos y recursos naturales icon Alimentos y recursos naturales

El control de la calidad del agua sigue constituyendo un enorme desafío debido al uso del agua y las presiones medioambientales. Las autoridades de suministro de agua dependen en gran medida de los muestreos y análisis de laboratorio frecuentes para obtener los datos de control de la calidad del agua necesarios para detectar la contaminación medioambiental. Un estudio determinó que más de una tercera parte de los pequeños suministros de la Unión Europea (UE) no se someten a los controles adecuados o no suministran agua potable que cumpla todas las normas de calidad. Con todo, se estima que, en la región europea de la Organización Mundial de la Salud, las enfermedades diarreicas debidas a enfermedades infecciosas de transmisión hídrica, como el cólera y la disentería, causan catorce muertes diarias. «WaterSpy ha desarrollado un dispositivo revolucionario, compacto y rentable para el control generalizado de la calidad del agua mediante el uso de la fotónica. Dicho dispositivo puede utilizarse para realizar mediciones de campo en línea y automatiza completamente la detección en el agua potable de tres bacterias importantes que son perjudiciales para la salud humana, en concreto: “Escherichia coli”, “Salmonella” y “Pseudomonas Aeruginosa”», explica Panayiotis Philimis, coordinador del proyecto WaterSpy, financiado con fondos europeos.

El análisis de agua potable más rápido del mundo

El análisis completo de una muestra de 100 ml de agua puede tardar hasta tres días con los sistemas de análisis de laboratorio actuales. El dispositivo portátil de WaterSpy no tarda más de siete horas en llevar a cabo un análisis equivalente y, por tanto, resulta menos costoso. Además, cumple con las últimas normativas sobre agua potable de la UE. Desarrollado por los diez socios del proyecto, el sistema aprovecha varias tecnologías distintas, como láseres avanzados y fotodetectores. Además, se utilizan ultrasonidos para garantizar que se agrupen las bacterias, lo cual potencia la detección y sensibilidad del análisis. La tecnología fotónica que funciona en el espectro del infrarrojo medio calcula a continuación el número de bacterias de la muestra de agua. Los ambiciosos objetivos de WaterSpy obligaron al equipo a superar varios obstáculos, señala Philimis, director general del Centro de Investigación e Innovación de Chipre (CyRIC), anfitrión del proyecto. «Detectar una única bacteria en muestras de agua mediante espectroscopia de infrarrojo medio supone, en sí mismo, un desafío enorme. Por tanto, tuvimos que optimizar todas las piezas del dispositivo para lograrlo, a la vez que desarrollábamos varios módulos especiales con mucho esfuerzo y experimentación».

Tecnología de análisis de agua probada sobre el terreno

WaterSpy se sometió a pruebas exhaustivas en los laboratorios de socios de Austria, Alemania e Italia, seguidas de una demostración en el mundo real en una planta de tratamiento de aguas cercana a Génova (Italia). «Desgraciadamente, la pandemia de COVID-19 detuvo las pruebas de campo a principios de febrero de este año. Sin embargo, confirmamos satisfactoriamente la capacidad del sistema de detectar una única célula de “E. coli” en una muestra de 100 ml, según lo exigido por las normativas», añade Philimis. «WaterSpy es una gran historia de éxito. ¿Con qué frecuencia se ve que los resultados de un proyecto se comercialicen incluso antes de que el proyecto haya concluido?», comenta el coordinador, al referirse al módulo de láseres y al módulo del fotodetector equilibrado. «Desde una perspectiva realista, se necesita algo más de I+D antes de que podamos comercializar las partes más novedosas del sistema, así que hemos empezado a estudiar oportunidades específicas de financiación e inversión». El proyecto posee un plan de negocio preliminar para varios módulos de WaterSpy, así como para el dispositivo completo. Muchos de los resultados de WaterSpy también presentan un importante potencial de aprovechamiento más allá del control de calidad del agua, como el uso de los módulos WaterSpy desarrollados y los avances tecnológicos para diagnósticos sanitarios de animales y humanos.

Palabras clave

WaterSpy, análisis, bacteria, agua potable, contaminación ambiental, diagnóstico sanitario, control, muestreo, tratamiento, calidad del agua, COVID-19

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