Conducir un coche o quemar carbón ocasionan múltiples efectos. Al consumir combustibles fósiles, además del efecto invernadero, se generan una serie de compuestos que son potencialmente cancerígenos, los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP´s). En la Universidad de Granada, un grupo de investigación está desarrollando un instrumento capaz de detectar y medir de forma continua la presencia de benzo[a]pireno, uno de los hidrocarburos más nocivos para el ser humano.
Para desarrollar este sistema, los investigadores del grupo dirigido por el catedrático de la Universidad de Granada (UGR) Alberto Fernández Gutiérrez, han aplicado su experiencia en el campo de la luminiscencia molecular. Éste es un fenómeno que presentan ciertas moléculas, que responden a algún tipo de excitación externa emitiendo una radiación electromagnética en forma de energía radiante. Dependiendo de ciertas características de esta emisión, como la longitud de onda y el tiempo de vida, se puede determinar el tipo de molécula que la produce, así como su concentración.
Estas respuestas moleculares “son señales que podemos medir”, explica el investigador de la universidad granadina. Pero para medir se necesitan sensores, dispositivos que, al entrar en contacto con estas moléculas, desencadenen sus propiedades luminiscentes. Aquí es donde los investigadores han centrado sus esfuerzos, experimentando con diversos materiales que actúan como fases sensoras.
Fases sensoras
“Una fase sensora adecuada permitirá que se produzcan los fenómenos de excitación y de emisión lumínica de las moléculas con reproducibilidad y garantía para su correcta medida”, argumenta Alberto Fernández. Cada material experimentado es capaz de atrapar una molécula determinada, por lo que hubo que seleccionar una que fuese representativa del grupo de los HAP´s. Así, los investigadores escogieron el benzo[a]pireno, cuyos niveles de concentración reflejan los de otros HAP semejantes. Esta sustancia se encuentra adherida a otras partículas de la atmósfera, como el polvo, y desde ahí puede pasar también al agua.
Mediante el sistema que han desarrollado los investigadores de la universidad granadina, se pueden recoger muestras de benzo[a]pireno de forma directa, tanto del aire como del agua; posteriormente se estimula la luminiscencia del compuesto a través de una fibra óptica, que actúa también como transmisor de la respuesta hasta un sistema que analiza la longitud de onda de la emisión. Se consigue así una medida de la concentración de esta sustancia nociva in situ y en tiempo real, frente a los sistemas de medición convencionales se realizan en el laboratorio y en el plazo de unos días.
Calidad ambiental
“En diez años, los requisitos legales para las aguas de consumo público serán muy exigentes, lo que obligará a disponer de sensores que sean cada vez más sensibles”, comenta Antonio Segura, investigador de este mismo grupo. Así, este nuevo sistema es el único que puede medir el nivel de benzo[a]pireno permitido por la UE para el agua de consumo humano. En esta línea de investigación se está colaborando con el Instituto del Agua de Andalucía, y ya se ha probado el prototipo con éxito en la red de abastecimiento de Granada y su área metropolitana.
Además, y con el patrocinio de la Consejería de Medio Ambiente de la Junta de Andalucía, institución que ha financiado el desarrollo del prototipo, los investigadores esperan poder aplicar este sistema en las estaciones de control ambiental de las ciudades. Los siguientes pasos en el desarrollo de este sistema se encaminan hacia la fabricación de un sensor portátil, un producto que sería completamente novedoso en el mercado. Para ello, los investigadores de la Universidad de Granada cuentan con la colaboración de ingenieros de las Universidades de Gijón y Navarra.
El futuro de los sensores ambientales se dirige hacia la medida simultánea y precisa de varios parámetros a la vez. Así, tanto Alberto Fernández como Antonio Segura exponen el interés del grupo de seguir investigando en fases sensoras, para poder así conseguir un sensor “multiparamétrico” que sea capaz de medir varios compuestos químicos simultáneamente.
Referencia:
Prof. Alberto Fernández Gutiérrez. Catedrático de Química Analítica de la Universidad de Granada. Investigador responsable del grupo ‘Control Analítico, Ambiental, Bioquímico y Alimentario’ FQM297
Tlf: 958 243 297 / 687 890909.
Correo e: albertof@ugr.es
Prof. Antonio Segura Carretero. Profesor Investigador del grupo de investigación FQM297.
Correo e: ansegura@ugr.es.