Boletín Nº 170 - Diciembre 2016
Desarrollan nanosensores
para identificar contaminantes en el agua
Por Yureli
Cacho Carranza
Ciudad
de México. 22 de diciembre de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- La mayoría de los fármacos y artículos de limpieza doméstica o personal
contiene sustancias químicas muy contaminantes que van al drenaje y pasan
desapercibidas por las técnicas convencionales de análisis en agua. Aunado a
esto, las plantas de tratamiento no son completamente adecuadas para remover la
totalidad de esos compuestos químicos que recibe el agua, los cuales perjudican
tanto la salud humana como el medio ambiente, informó la profesora
investigadora Nancy Edith Ornelas Soto, del Laboratorio de Nanotecnología
Ambiental en el Centro del Agua para América Latina y el Caribe (CAD).
"Millones de
personas con diabetes, cáncer, hipertensión, etcétera, reciben medicación
permanente y si bien sus organismos absorben la cantidad necesaria para cada
tratamiento, otra parte la excretan. Dichas sustancias, una vez liberadas,
ocasionan estragos ecológicos considerables. Por ejemplo, el etinilestradiol, principio activo de las píldoras anticonceptivas, al
llegar a ríos, lagos, lagunas o mares afecta la reproducción y el cambio de
género en algunas especies", comentó Ornelas Soto, quien pertenece al Sistema
Nacional de Investigadores (SNI) con nivel I.
Otro grupo de
sustancias muy dañinas son la familia de los nonilfenoles, que se utilizan en la producción de
detergentes y algunos productos cosméticos. Estos, al entrar en contacto con el
organismo, actúan como disruptores endocrinos, los
cuales imitan la función de una hormona natural, sin serlo. Los nonilfenoles no se degradan con facilidad y su bioacumulación es muy significativa y tóxica en organismos
acuáticos y especies menores.
Para recubrir el
fondo de los barcos y evitar la adhesión de microorganismos que carcomen el
material con que están hechos, se usan pinturas que contienen un alguicida denominado Irgarol,
mismo que cuando migra hacia el mar provoca impactos muy negativos sobre el
fitoplancton (organismos vegetales marinos), así como estragos en especies de
agua dulce, esenciales para la cadena alimenticia, añadió la doctora en
ciencias químicas.
Los
contaminantes más peligrosos en el agua son justamente los productos
imitadores de hormonas y aunque todavía no existen estudios concluyentes, no
solo las especies acuáticas reciben las consecuencias. En su momento,
investigaciones científicas en humanos demostraron que el bisfenol A, base
polimérica para la fabricación de plásticos duros como el de garrafones,
mamilas, vasos y cantimploras, se asoció con daño al páncreas, lo cual puede
desencadenar enfermedades crónicas como la diabetes, indicó la doctora Nancy
Ornelas Soto.
Líneas de investigación
Dada la problemática referida, en el
Centro del Agua para América Latina y el Caribe, donde se estudia y trabaja
en el tratamiento, biodegradación, monitoreo, esterilización, reúso, bioseparación, innovación y demás aspectos tanto
científicos como tecnológicos relacionados con la utilización, manejo y
suministro responsable, además de sostenible, del agua, un grupo de expertos
en nanotecnología y nanoingeniería se ocupa de
crear materiales nanoestructurados capaces de
detectar contaminantes, a fin de idear un tratamiento que mejore la calidad
del agua.
La doctora Nancy Ornelas Soto, junto con
Melissa Rodríguez Delgado, doctora en ciencias de la ingeniería, Iris Anahí
Aguilar Hernández, maestra en ciencias, y el químico Raúl García Morales
—ambos estudiantes de doctorado adscritos al Tecnológico de Monterrey—, se
han abocado a las líneas de investigación siguientes.
La primera tiene que ver con la
detección, donde a través de nanomateriales biofuncionalizados, estos investigadores han elaborado
sensores más eficientes. La segunda consiste en el desarrollo de nanomateriales novedosos con aplicaciones en el
tratamiento de contaminantes orgánicos persistentes.
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Micrografía SEM o por microscopio electrónico de barrido, de los nanomateriales
utilizados para detección y tratamiento. Imagen cortesía de la doctora Nancy Ornelas.
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"Para poder contrarrestar
la contaminación química presente en el agua, se requieren sensores mucho más
potentes que los que existen actualmente. La sensibilidad y selectividad de los
sensores que hemos estado desarrollando identifican específica y
satisfactoriamente el tipo de contaminantes contenidos en el agua, aun cuando
la presencia de sustancias nocivas sea escasa", explicó la doctora Nancy
Ornelas Soto, coordinadora de este equipo de investigación.Cómo funcionan
Equipo de
trabajo del CDA. Dra. Nancy Edith Ornelas Soto, de pie y al centro. Fotografía cortesía de la doctora Nancy Ornelas
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La
contaminación química, en la que los doctores se están orientando, está a muy
bajas concentraciones y se encuentra en el agua potable, la cual, aunque se
considera apta para consumo, presenta un sinnúmero de compuestos químicos,
porque las plantas de análisis y tratamiento del agua no tienen la tecnología
para identificar cada uno y mucho menos para sustraerlos.
"El problema es
mundial, no solo de México. La detección detallada de una gran cantidad de
compuestos orgánicos hace que el proceso convencional resulte costoso.
Nosotros, por medio de nanomateriales desarrollamos
técnicas que son muy rápidas y específicas. Sin embargo, es necesario crear
un sensor para cada tipo y grupo de contaminantes, lo que representa mucho
esfuerzo en investigación y desarrollo. No obstante, una vez diseñados los
sensores, basta un minuto para identificar los contaminantes, lo que agiliza
el análisis. Otra ventaja importante es que los sensores se pueden adaptar
para su uso en equipos portátiles", precisó la profesora investigadora Nancy
Ornelas Soto.
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Tratamiento
La otra línea de investigación
sobre contaminación química en el agua es el proceso de purificación. "Al
respecto, estamos obteniendo materiales biológicos de fuentes naturales, con
propiedades biocatalíticas y, al mismo tiempo,
desarrollando fotonanocatalizadores inorgánicos,
ambos enfocados en el tratamiento de compuestos orgánicos persistentes.
Básicamente anclamos todos los materiales obtenidos sobre soportes para
producir sistemas que al entrar en contacto con el agua degraden las moléculas
orgánicas y el agua salga más limpia. Aún no logramos una alta eficiencia pero estamos trabajando para que la
descontaminación química del agua sea lo más efectiva posible", concluyó la
química Ornelas Soto.
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