Científicos han desarrollado un innovador sensor de fibra óptica capaz de detectar arsénico en el agua potable a niveles significativamente inferiores al umbral de seguridad de la Organización Mundial de la Salud. Esta innovación, presentada por investigadores del Instituto Indio de Tecnología de Guwahati, permite el monitoreo en tiempo real de la seguridad del agua, empoderando a los hogares para proteger su salud.
La contaminación por arsénico representa un gran desafío ambiental y de salud pública, afectando a millones en todo el mundo. Se filtra naturalmente en las aguas subterráneas, pero actividades humanas como la minería y el uso de pesticidas agravan el problema. El autor principal, Sunil Khijwania, enfatizó la urgencia de abordar la exposición al arsénico, afirmando: "El consumo de agua contaminada con arsénico puede llevar a condiciones de salud severas, incluyendo envenenamiento por arsénico y cáncer de piel, pulmón, riñón y vejiga."
El estudio, publicado en la revista Applied Optics, describe cómo el sensor emplea la resonancia de plasmones superficiales localizados para detectar arsénico a concentraciones tan bajas como 0.09 partes por mil millones (ppb), superando ampliamente el límite de 10 ppb establecido por la OMS. A diferencia de los métodos de espectroscopía tradicionales que requieren equipos complejos y costosos, este sensor está diseñado para un uso rutinario, proporcionando resultados en solo 0.5 segundos.
Para crear el sensor, los investigadores recubrieron el núcleo de una fibra óptica con nanopartículas de oro y un nanocompuesto especializado de óxido de aluminio y óxido de grafeno, que se une selectivamente a los iones de arsénico. A medida que la luz viaja a través de la fibra, interactúa con estas nanopartículas, facilitando la detección de arsénico a través de un desplazamiento medible en la longitud de onda.
Las pruebas exhaustivas confirmaron la capacidad del sensor para detectar arsénico de manera confiable en una variedad de concentraciones, logrando una resolución de ± 0.058 ppb. Mostró un rendimiento constante durante varios días y se alineó estrechamente con los resultados de la espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS), un método de referencia para la detección de arsénico.
Las pruebas en muestras de agua potable de diversas localidades en Guwahati validaron la fiabilidad del sensor. Khijwania comentó: "Estas investigaciones establecieron que el sensor de fibra óptica propuesto ofrece una solución altamente sensible, selectiva, rápida, rentable, sencilla y fácil para la detección de arsénico en condiciones reales."
Aunque el sensor está listo para aplicaciones prácticas, se requieren más avances en fuentes ópticas y detectores para una adopción más amplia. El equipo de investigación espera que esta tecnología sea un paso hacia el establecimiento de un nuevo estándar en las pruebas de calidad del agua, potencialmente salvando vidas al prevenir la exposición al arsénico y garantizando agua potable más segura para las comunidades en todo el mundo.