Dispositivo que detecta contaminantes en el agua de manera rápida, eficiente y económica tiene el potencial de salvar millones de vidas cada año en países en desarrollo. Esta nueva tecnología ha sido desarrollada en colaboración por científicos del Instituto de Investigación Phutung en Nepal, la Universidad de São Paulo en Brasil y la Universidad de York en el Reino Unido.
El sistema se basa en la detección por fluorescencia, una técnica que, a diferencia de los instrumentos convencionales, no utiliza lentes para la detección de microbios en el agua potable. Este avance no solo permitirá identificar fuentes de agua contaminada, sino que también servirá para regular la seguridad del agua en actividades deportivas como la natación, un tema relevante incluso en los Juegos Olímpicos de París.
El Dr. Ashim Dhakal, líder del equipo de investigación del Instituto de Investigación Phutung, explicó que el dispositivo emplea una fuente de luz de excitación para estimular las moléculas objetivo presentes en las bacterias de la muestra de agua. Estas moléculas absorben la energía de la luz, parte de la cual se pierde como calor, mientras que el resto se emite como luz de menor energía. La cantidad de luz emitida se mide para cuantificar las moléculas objetivo, lo que permite inferir la presencia de bacterias en la muestra.
Este sistema innovador utiliza un LED como fuente de excitación y un fotodiodo como detector, eliminando la necesidad de lentes específicas que complican el diseño de sistemas de detección microbiana. El nuevo dispositivo, sin lentes, mejora significativamente el rendimiento al usar LEDs y detectores de gran área (1-2 mm²), que recientemente han estado disponibles en longitudes de onda UV.
El Dr. Dhakal destacó que el sistema se enfoca en proteínas derivadas del triptófano, un aminoácido esencial que no puede ser sintetizado por humanos ni por la mayoría de animales que albergan E. coli en su intestino. La fluorescencia de estas proteínas sirve como un indicador adecuado para detectar la presencia de E. coli en muestras de agua.
La tecnología clave que permitió este avance fue el desarrollo de LEDs de bajo costo y gran área en el espectro UV profundo, posible gracias a procesos de fabricación con aleaciones de nitruro de galio que recibieron un Premio Nobel. Además, el progreso en la fabricación de fotodiodos de gran área, bajo ruido y bajo costo contribuyó al desarrollo del sistema.
El sistema es único porque ofrece resultados medibles en segundos, interpretables por personas comunes mediante números simples y un sistema de indicadores de luz tipo semáforo, facilitando su uso y permitiendo a las partes interesadas tomar acciones inmediatas. Su diseño sin lentes reduce el peso, el volumen y los costos, haciéndolo más portátil, accesible y práctico en entornos con recursos limitados.
Actualmente, el equipo de investigadores está desarrollando versiones que puedan integrarse en infraestructuras existentes de tratamiento y monitoreo de agua, con la esperanza de que el sistema sea fácil de implementar. Se están considerando aspectos prácticos como la disponibilidad y estabilidad del suministro de energía, la gestión de la presión y el flujo en las tuberías, una carcasa más robusta y la limpieza regular de las ventanas ópticas para evitar el ensuciamiento.
