Impacto Ambiental

Dispositivo de teléfono inteligente detecta mareas rojas en 15 minutos

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By Milthon Lujan

Singapur.- Un equipo de ingenieros de NUS ha desarrollado un sistema altamente sensible que usa un teléfono inteligente para detectar rápidamente la presencia de algas productoras de toxinas en el agua. Esta invención puede generar resultados de pruebas en el mismo sitio en sólo quince minutos, y los hallazgos pueden ser reportados en tiempo real utilizando las capacidades de comunicación inalámbrica del teléfono inteligente.

Este avance tecnológico podría desempeñar un papel importante en la prevención de la propagación de microorganismos peligrosos en los ambientes acuáticos, lo que podría amenazar la salud pública mundial y causar problemas ambientales.

Desafíos actuales del monitoreo de la calidad del agua

Un aumento repentino en el volumen de las algas y sus toxinas asociadas en lagos, estanques, ríos y aguas costeras puede afectar adversamente la calidad del agua, y a su vez, puede tener efectos desfavorables en la salud humana, los ecosistemas acuáticos y el suministro de agua. Por ejemplo, en el año 2015, una floración de algas acabó con más de 500 toneladas de pescado en Singapur, y causó que algunos piscicultores tengan pérdidas de millones de dólares.

Los métodos convencionales de detección y análisis de algas requieren de tiempo y de equipamiento costosos y especializados, además de operadores calificados para realizar los muestreos y pruebas de agua. Un enfoque es evaluar la presencia de clorofila utilizando instrumentos complejos. Otro método común es llevar a cabo análisis citométricos y de imágenes para detectar células de algas.

“Actualmente, puede tomar un día o más recolectar muestras de agua de un sitio, llevarlas de vuelta al laboratorio para analizarlas, y analizar los resultados. Este tiempo de espera prolongado no es práctico para el monitoreo de las floraciones algales, debido a que la gestión de las fuentes contaminadas y las aguas afectadas podría ralentizarse” explicó el profesor Bae de NUS.

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Para abordar los desafíos actuales en el monitoreo de la calidad del agua, Bae y su equipo tomaron un año para desarrollar un nuevo dispositivo que monitorea la calidad microbiana del agua rápidamente y con alta confiabilidad.

Nueva tecnología “laboratorio en un chip”: más barata, más pequeña y altamente sensible

La nueva invención de NUS consta de tres secciones: un chip microfluídico, un teléfono inteligente y una plataforma de impresión 3D personalizable que aloja componentes ópticos y eléctrico, como una fuente de alimentación portátil y una luz LED.

El dispositivo portátil y fácil de usar cuesta menos de US$220, excluyendo el teléfono inteligente, y pesa menos de 600 gramos. El kit de prueba también es muy sensible, por lo tanto, solo se necesita una pequeña cantidad de muestra de agua para generar resultados confiables

Alta precisión de detección: 90 por ciento

El equipo de NUS probó su sistema utilizando muestras de agua recolectadas del mar y de embalses. Las muestras de agua fueron filtradas y enriquecidas con cantidades específicas de cuatro tipos diferentes de algas productoras de toxinas: dos tipos de algas de agua dulce C. reinhardtii y M. aeruginosa, y dos tipos de algas de agua de mar Amphiprora sp y C. closterium.

El nuevo dispositivo fue capaz de detectar los cuatro tipos de algas con una precisión del 90%, comparable con los resultados generados por el hemocitómetro.

Referencia:
Seunguk Lee, Si Kuan Thio, Sung-Yong Park, Sungwoo Bae. An automated 3D-printed smartphone platform integrated with optoelectrowetting (OEW) microfluidic chip for on-site monitoring of viable algae in water. Harmful Algae. Volume 88, September 2019, 101638 https://doi.org/10.1016/j.hal.2019.101638 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1568988319301052 

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