Una investigadora de la UPNA desarrolla nuevos sensores de fibra óptica para contaminantes: la ingeniera química Beatriz Rosales Reina (Granada, 1994) ha desarrollado en su tesis doctoral, defendida en la Universidad Pública de Navarra (UPNA), sensores de fibra óptica capaces de detectar contaminantes en forma de vapores, iones metálicos disueltos en agua y variaciones de pH tanto en medios líquidos como en suelos.
Estos dispositivos, de gran interés en ámbitos como la calidad ambiental, el control de la contaminación y la seguridad química, se basan en la incorporación de materiales innovadores que incrementan su sensibilidad y rapidez de respuesta, informa el centro académico en un comunicado.
Para conseguirlo, la investigadora, vinculada al Instituto de Materiales Avanzados y Matemáticas (INAMAT) de la UPNA, ha utilizado xerogeles híbridos, materiales porosos similares a esponjas a escala microscópica.
Estos se han modificado con distintas moléculas funcionales, que aportan al sensor su capacidad de detección, ya que reaccionan de forma específica ante la presencia de un contaminante o un cambio en el entorno. De este modo, el dispositivo registra la variación de manera inmediata.
En concreto, dichas moléculas funcionales actúan como dos clases de detectores: en un caso, de tipo orgánico (indicadores de pH) y, en otro, inorgánico (como polioxometalatos o nanopartículas de oro). La clave reside en que, al entrar en contacto con contaminantes o con cambios en la acidez del medio, los materiales reaccionan y permiten que la fibra óptica detecte el cambio.
Membranas sensibles a contaminantes
Uno de los avances más relevantes de la investigación ha sido la fabricación de membranas especialmente sensibles a contaminantes volátiles y a metales disueltos en agua, como el cobalto, que, en concentraciones elevadas, suponen un riesgo para la salud y el medio ambiente.
Además, se han desarrollado recubrimientos para fibras ópticas capaces de medir el pH (nivel de acidez o alcalinidad) de forma directa, sin necesidad de electrodos de referencia, con respuestas rápidas, reproducibles y estables en entornos como ríos, suelos agrícolas o disoluciones de laboratorio.
La investigadora ha logrado, por primera vez, integrar polioxometalatos (grupos de átomos metálicos y oxígeno con propiedades químicas muy estables) dentro de estructuras de sílice transparentes. Esta combinación incrementa de forma notable la superficie activa del material, lo que permite que el sensor capte más fácilmente las sustancias que se quieren detectar y, en consecuencia, mejore su precisión.
Gracias a estas innovaciones, los dispositivos desarrollados no solo responden con mayor exactitud, sino que también son capaces de distinguir entre contaminantes con diferentes estructuras o polaridad (distinta distribución de cargas eléctricas). Así se amplía el abanico de compuestos que pueden ser identificados.
Los resultados de la investigación abren la puerta al diseño de sensores portátiles de fibra óptica para detectar en tiempo real compuestos de interés industrial o medioambiental y contribuir así al control de la contaminación y la seguridad química.
Antes de realizar el doctorado en Ciencias y Tecnologías Industriales en la UPNA, Beatriz Rosales se graduó en Ingeniería Química en la Universidad de Granada y cursó el Máster en Ingeniería Química en la Universidad de Málaga.
Fruto de su doctorado son los cuatro artículos publicados en revistas científicas y las dieciséis ponencias y pósteres presentados en congresos nacionales e internacionales. Además, ha trabajado en tres proyectos de investigación con financiación del Fondo Europeo de Desarrollo Regional, el Ministerio de Ciencia e Innovación y el Gobierno de Navarra. EFE / ECOticias.com
