CNEA participa en un proyecto internacional para detectar plomo en el agua

El objetivo es desarrollar un dispositivo llamado PlomBOX que será más sencillo, económico y confiable que los sistemas que se utilizan actualmente para medir este metal en medios acuosos.


La Comisión Nacional de Energía Atómica y la Universidad de Buenos Aires, en conjunto con instituciones de México y el Reino Unido, lideran un proyecto internacional que busca detectar la presencia del plomo como contaminante en el agua de consumo diario. El mismo propone desarrollar un kit "PlomBOX", cuyas principales características son la portabilidad, el bajo costo y la accesibilidad. Los planos para construir el kit serán abiertos, con la perspectiva de resaltar su carácter público y sin fines de lucro.

El proyecto está financiado por el Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) del Reino Unido con un subsidio que apunta a trasladar avances científicos en distintas áreas de conocimiento humano (como biología o física) al desarrollo de tecnologías que buscan lograr un alto impacto social y ambiental, ya que la contaminación del agua por plomo es un grave problema a nivel mundial que puede producir múltiples enfermedades e, incluso, generar la mortalidad de quienes la consumen.

Actualmente, para poder medir si existe plomo en agua con un nivel de sensibilidad confiable es necesario poseer un equipamiento especializado y muy costoso. Para mejorar la detección y poder hacerla in situ, investigadores e investigadoras del Royal Holloway and Bedford New College, de la Universidad de Londres (Reino Unido), junto con la CNEA, la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires (UBA), la Universidad Nacional Autónoma de México y el Boulby Underground Laboratory (Science and Technology Facilities Council, Reino Unido), trabajan en el desarrollo de PlomBOX, un dispositivo más sencillo y con mejores prestaciones que los actuales.

Este proyecto surge como una continuidad de líneas de investigación anteriores, en las que se vinculan colaboraciones entre distintas instituciones participantes. Al respecto, el físico Hernán Asorey, investigador y jefe del Departamento de Física Médica de la CNEA y Project Manager del Proyecto PlomBox, cuenta que surgió la necesidad de detectar plomo en agua en el marco del proyecto Laboratorio Subterráneo ANDES: “Algunos isótopos del plomo son radiactivos y podrían complicar los blindajes en la búsqueda de materia oscura. Tener agua de buena calidad y bajo contenido de plomo es necesario para diseñar los experimentos para poder detectarla”, precisó.

Así, esta línea de investigación internacional, entre otras, derivó en el proyecto PlomBOX, que apunta a generar un dispositivo metrológico de código abierto, utilizando bacterias para detectar y medir la presencia de plomo en agua.

Características técnicas

El dispositivo PlomBOX, que actualmente está en desarrollo, apunta a tener una gran sensibilidad de medición. “El límite determinado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para el plomo en el agua potable es de 10 partes por billón (ppb). Esta es una cantidad realmente muy pequeña, y es muy difícil alcanzarla con métodos convencionales. Sería como detectar hasta 10 miligramos de plomo en un tanque de mil litros de agua”, explica el físico de la CNEA.

“Por otro lado –agrega Asorey- hoy mucha gente está expuesta a contaminación de plomo y no tiene posibilidades de acceder a métodos analíticos para determinarlo. Entonces, otro de los objetivos del dispositivo es que, además de ser confiable, sea de bajo costo para que pueda ser utilizado en cualquier parte del mundo por personas que no tengan conocimientos técnicos. Apuntamos a que sea muy simple de usar y que se pueda conectar a un teléfono celular para adquirir y analizar los datos a través de una app que también estamos desarrollando”.

Por su bajo costo y su accesibilidad, los investigadores e investigadoras participantes apuntan a que en las zonas de alto riesgo haya uno de estos dispositivos en las escuelas, el campo, las industrias y hasta en los hogares. Incluso, al ser de código abierto y hecho con elementos comerciales disponibles en todo el mundo, las personas interesadas podrán bajar los esquemas, adquirir los elementos y armarlos por su cuenta.

Asimismo, las personas que participan de esta investigación no descartan que este mismo dispositivo, con algunas modificaciones, pueda ser aplicado para detectar otros contaminantes en agua.

Trabajo en equipo

Con el objetivo de desarrollar los primeros prototipos de este dispositivo, se organizaron cuatro grupos de trabajo dedicados a los biosensores bacterianos de plomo, los componentes de metrología óptica, la adquisición en teléfonos celulares y la fabricación y el estudio de distribución.

Puntualmente, la UBA tomó a su cargo el desarrollo de la fase de detección biológica del dispositivo, para lo cual se emplean bacterias biosensoras que tienen la capacidad de identificar la presencia de plomo en agua.

En tanto, en el Centro Atómico Bariloche, gracias a una extensa experiencia en dispositivos CMOS, se trabaja en la mediciones colorimétricas de lo que detectan esas bacterias, pudiendo obtener así la concentración de plomo en agua de la muestra.

Además de la parte metrológica, la CNEA –que participa con una gran cantidad de laboratorios y áreas– se ocupa de la parte electrónica y la comunicación entre el dispositivo y la aplicación de celular, cuyo desarrollo es encarado por investigadores de la Royal Holloway and Bedford New College, de la Universidad de Londres.

Esta app procesará los datos e imágenes que se van adquiriendo a través del dispositivo. A su vez, podrá enviarlos, de forma anónima y en tiempo real, a un servidor central para refinar esos resultados y que el usuario reciba en su celular una medición confiable.

Finalmente, investigadores e investigadoras de la Universidad Nacional Autónoma de México y de la CNEA se ocupan de las pruebas de campo necesarias para validar la sensibilidad y confiabilidad del dispositivo, así como su diseño mecánico y el desarrollo, implementación y evaluación de actividades que buscan la vinculación del proyecto con la sociedad.

Una gran y silenciosa problemática ambiental

Desde hace siglos la exposición al plomo constituye un problema para la salud de las personas. Antiguamente, este metal era utilizado como componente en las redes de pesca, vasijas, utensilios, cañerías y hasta productos de belleza. Pero, con la aparición y el uso masivo de las naftas a nivel mundial, la contaminación ambiental y los casos de intoxicación por plomo se incrementaron notablemente.

Sin saberlo, muchas personas pueden estar expuestas al plomo al comer alimentos o tomar agua. De hecho, el agua potable en viviendas que tienen cañerías de plomo puede contener este metal, especialmente si el agua es ácida o "blanda". La exposición también puede ocurrir a través del aire o al entrar en contacto con polvo contaminado con esta sustancia.

Al ser un metal que no se metaboliza queda depositado y permanece en el cuerpo. Los niños son los principales afectados ya que están en etapa de desarrollo, tienen mayor absorción y menor excreción de plomo que los adultos. Su acumulación en el organismo puede causar desde problemas en el sistema nervioso hasta la muerte, según los niveles que alcance en sangre.

Más información en http://plombox.org/