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Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) desarrollan un dispositivo electroquímico de bajo coste capaz de identificar concentraciones traza de PFOA y PFOS, dos contaminantes persistentes de especial preocupación ambiental.
La detección de sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) en los recursos hídricos podría resultar más accesible gracias a un nuevo sensor portátil desarrollado por investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), en Japón.
La tecnología permite detectar dos de estos compuestos, el ácido perfluorooctanoico (PFOA) y el sulfonato de perfluorooctano (PFOS), directamente en el lugar de muestreo, sin necesidad de trasladar las muestras a un laboratorio especializado para realizar el análisis.
Los PFAS, conocidos como sustancias químicas eternas por su elevada persistencia ambiental, constituyen un reto para la vigilancia de la calidad del agua. Los métodos analíticos convencionales, basados habitualmente en técnicas avanzadas como la espectrometría de masas, ofrecen una elevada sensibilidad, pero requieren equipamiento especializado, personal cualificado y recursos económicos que pueden limitar la frecuencia y el alcance de los controles.
El nuevo desarrollo busca facilitar ese seguimiento mediante una plataforma compacta y potencialmente económica, diseñada para que administraciones, organismos de control y otros agentes ambientales puedan realizar mediciones sobre el terreno.
El dispositivo combina electrodos serigrafiados con polímeros de impresión molecular (MIP), materiales diseñados para reconocer y capturar moléculas específicas. Durante su fabricación, estos polímeros se forman alrededor de la sustancia que se desea detectar.
Una vez retirada la molécula original, queda una cavidad con una geometría y unas características químicas capaces de reconocerla cuando vuelve a entrar en contacto con el material.
Cuando el PFOA o el PFOS presentes en una muestra de agua se unen al polímero correspondiente, se produce una variación de la corriente eléctrica que atraviesa el sensor. La magnitud de ese cambio permite estimar la concentración del contaminante, sin necesidad de añadir reactivos químicos durante la medición.
Para fabricar los sensores, el equipo ha utilizado electrodos impresos sobre tiras de tejido reutilizado. Según el OIST, los investigadores consiguieron producir un centenar de electrodos en unas pocas horas, lo que apunta a una vía de fabricación sencilla y escalable.
Las tiras se conectan a un potenciostato comercial, un pequeño instrumento que registra las señales eléctricas. Este dispositivo puede enchufarse directamente a un teléfono inteligente o a un ordenador portátil para obtener los resultados de la medición.
Las pruebas realizadas con muestras de agua dulce y agua potable a las que se habían añadido cantidades conocidas de PFOA y PFOS mostraron una correspondencia estrecha entre las concentraciones reales y las detectadas por el sistema.
La tecnología podría facilitar la identificación preliminar de puntos de contaminación y ampliar las posibilidades de muestreo en distintos entornos, desde recursos hídricos naturales hasta zonas donde se sospeche la presencia de estos compuestos. También podría ayudar a las autoridades locales y a los responsables de la gestión del agua a decidir cuándo es necesario realizar análisis más exhaustivos o adoptar medidas de control.
Otra característica destacada es su arquitectura modular. El método de fabricación de los polímeros puede adaptarse, en principio, para reconocer otras sustancias de la familia PFAS, aunque el prototipo descrito se ha centrado en PFOA y PFOS.
El equipo investigador subraya, no obstante, que el desarrollo todavía requiere pruebas adicionales y validación en condiciones reales de campo. Por tanto, el dispositivo no debe considerarse un sustituto demostrado de los análisis de laboratorio, sino una posible herramienta complementaria para ampliar la vigilancia ambiental y facilitar la detección inicial de estos contaminantes.
La investigación se ha publicado en la revista científica Biosensors and Bioelectronics con el título NanoMIP-embedded metal-phenolic networks as an advanced electrochemical platform for the ultrasensitive detection of PFOA and PFOS in water.
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