Investigadores del CONICET desarrollaron un sensor portátil que mide la concentración de fluoruro en cuerpos de agua

La exposición prolongada al fluoruro puede ser origen de distintas patologías, que van desde la fluorosis dental hasta, en los casos más graves, la parálisis de la columna y de las principales articulaciones.

Aunque el fluoruro está presente en alimentos, productos dentales y agua potable, y su consumo diario, en ciertas cantidades, es aconsejable para evitar las caries, la Organización Mundial de la Salud recomienda que en el agua su concentración no supere los 1,5 miligramos por litro (mg/l), y en Estados Unidos, por ejemplo, la Agencia de Protección Ambiental fijo el límite aceptable en 4 mg/l.

La concentración de fluoruro en los cursos de agua está directamente relacionada con la formación geológica, por lo que la exposición al mismo depende, principalmente, del área en que una población está asentada. En la Argentina, es posible encontrar altas concentraciones de fluoruro en cuerpos de agua de las provincias de Córdoba y San Luis.

“Si bien las altas concentraciones de fluoruro en aguas naturales no obedecen a causas antrópicas, la exposición a las mismas es más frecuente en regiones que no disponen de una infraestructura que permita asegurar la calidad del agua”, señala Eugenio Otal, investigador del CONICET en la Universidad Tecnológica Nacional (UTN), quien en este momento se encuentra haciendo una estadía de investigación en la Shinshu University (Japón).

La tecnología estándar que se utiliza para determinar los niveles de fluoruros en aguas naturales tienen costos altos y necesita ser operada por alguien con cierta experticia en su manejo. Para dar respuesta a este problema, un equipo científico liderado por Otal y el investigador japonés Mutsumi Kimura, de la Shinshu University, desarrolló recientemente un sensor portátil nanotecnológico, de código abierto y bajo costo, que permite medir la concentración de fluoruro en aguas naturales de forma muy sencilla. Los resultados de este desarrollo tecnológico fueron publicados en las revistas ACS Sensors de la American Chemical Society y Chemistry- A European Journal, donde fue seleccionado como Hot Paper.

“El dispositivo que desarrollamos se conecta al celular y puede adquirir los datos de concentración de fluoruro, junto con la fecha, hora y posición, y enviarlos por cualquier servicio de mensajería instantánea, así como por correo electrónico, mediante una aplicación que se puede descargar de manera gratuita”, explica Otal.

La conexión al teléfono, además de permitir recabar los datos a través de su puerto serie, alimenta al sensor, lo que hace posible evitar el uso de baterías, y, por lo tanto, reducir los costos.

“Está pensado para que pueda usarlo una persona sin mayor entrenamiento. Además, toda la información para fabricarlos está publicada de manera abierta, de forma tal que lo pueda producir cualquier persona. Los reactivos químicos de los que se necesita disponer son muy pocos”, asegura el investigador.

El sensor del dispositivo funciona a partir de dos sistemas: uno químico, en el cual un complejo de hierro se decolora en presencia de fluoruros, y otro compuesto por un polímero de coordinación (Metal-Organic Framework _MOF) en el cual el metal es un lantánido que tienen afinidad con flúor. A partir de las modificaciones que se producen en la fluorescencia de los lantánidos, es posible determinar la concentración de fluoruro en el agua.

La tira sobre la que se colocan los reactivos es de tela de algodón, lo que permite tener control sobre el volumen de la muestra. “La tela tiene un espesor constante con variaciones mínimas”, explica Otal. La tira reactiva se encuentra separada de la electrónica, de forma de que se puedan hacer muchas mediciones con un mismo dispositivo.

“Al sensor lo testeamos en aguas del noreste de Tanzania, donde hay una importante concentración de fluoruro, y lo validamos mediante métodos cromatograficos, que sabemos que son muy confiables. Los resultados que obtuvimos fueron muy buenos”, afirma la coautora del trabajo Manuela Kim, investigadora del CONICET en la UTN, quien, al igual que Otal, se encuentra cursando una estadía de investigación en la Shinshu University.

Del desarrollo también participaron otros investigadores de la universidad japonesa, un desarrollador de aplicaciones alemán y un investigador de la Cornell University (Estados Unidos).