El agua potable que bebemos cada día se somete a un proceso de tratamiento, que puede incluir sistemas de filtración, sedimentación, desinfección con cloro o luz ultravioleta, para eliminar contaminantes y garantizar que sea segura para el consumo humano. Sin embargo, hay sustancias químicas nocivas en envases de alimentos y diversos productos de consumo que pueden estar presentes en el suministro de agua de pueblos y ciudades de España, ya que no existen medios de detección lo suficientemente accesibles como para descubrirlos a gran escala.

Al menos hasta ahora, cuando un equipo de científicos del prestigioso Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha desarrollado un sensor capaz de identificar mínimas cantidades de perfluoroalquilos y polifluoroalquilos (PFAS). Estas sustancias, denominadas "químicos persistentes", "químicos para siempre" o "contaminantes eternos" debido a su incapacidad de descomposición natural, se han vinculado con diversos efectos adversos para la salud, como colesterol alto, colitis ulcerosa, enfermedades tiroideas, cáncer y disminución de la respuesta a las vacunas, entre otras.

Empleando esta innovadora tecnología, los científicos lograron detectar niveles de PFAS tan bajos como 200 partes por billón en una muestra de agua. Así, aplicado a un dispositivo que podría comercializarse en un futuro cercano, este avance proporcionaría a los consumidores una herramienta para analizar de forma rápida y fácil su suministro de agua potable.

Alta demanda

"La demanda de estas tecnologías de detección es evidente. Nos enfrentamos a la persistencia de estas sustancias químicas a largo plazo, por lo que es esencial detectarlas y eliminarlas", asegura Timothy Swager, profesor de Química del MIT y autor principal del estudio, publicado esta semana en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Puede que no los veamos ni seamos conscientes de su presencia, pero los recubrimientos que contienen PFAS están por todas partes. Se utilizan en numerosos productos, desde utensilios de cocina como sartenes, ropa resistente a las manchas, cosméticos, envases de pizza a prueba de grasa y hasta el papel higiénico.

Análisis de agua potable iStock Omicrono

Estos compuestos fluorados, que se emplean desde la década de 1950 en todo el mundo, pueden liberarse en el agua, el aire y el suelo, procedentes de fábricas, plantas de tratamiento de aguas residuales y vertederos. De hecho, en varios estudios se ha detectado su presencia en agua potable tanto en EEUU como en diversos países de Europa. En España, según un estudio del Centro Nacional de Sanidad Ambiental (CNSA) del Instituto de Salud Carlos III, su presencia es mayor en Galicia y Cataluña, por ejemplo.

En 2023, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de EEUU estableció un "límite sanitario de advertencia" para dos de las sustancias PFAS más peligrosas, el ácido perfluorooctanoico (PFOA) y el sulfonato de perfluorooctilo (PFOS), exigiendo un límite de 0,004 partes por billón de PFOA y 0,02 partes por billón de PFOS. Ambos también están incluidos en el anexo B de la lista de químicos restringidos del Convenio de Estocolmo, un tratado internacional que regula el tratamiento de sustancias tóxicas.

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El principal problema es que, actualmente, la única forma de determinar si el agua potable contiene PFAS es enviar una muestra a un laboratorio para que se realicen pruebas de espectrometría de masas, un proceso caro cuyos resultados pueden demorarse varias semanas.

Método económico

El objetivo de los científicos del MIT era crear un método más económico y rápido de detección de PFAS en el agua. Para ello, diseñaron un sensor basado en tecnología de flujo lateral, similar a la que utilizan las pruebas rápidas de detección del Covid-19 o del embarazo. En lugar de una tira reactiva con anticuerpos, el nuevo sensor incorpora un polímero especial llamado polianilina, capaz de cambiar entre estados semiconductor y conductor cuando se añaden protones al material.

Estos polímeros se depositaron en una tira de papel de nitrocelulosa y se recubrieron con un tensioactivo capaz de extraer fluorocarbonos como los PFAS a partir de una gota de agua colocada sobre la tira. Cuando esto ocurre, los protones de los PFAS son atraídos hacia la polianilina y la convierten en conductora, disminuyendo la resistencia eléctrica del material.

Este cambio en la resistencia se puede medir con precisión utilizando electrodos, para después enviar la información a un dispositivo externo como un smartphone. Así se obtiene una medición cuantitativa y precisa de la cantidad de PFAS presente en esa gota de agua.

Análisis de contaminantes del agua con un sensor electroquímico ICMAB-CSIC Omicrono

La versión actual del sensor solo es efectiva, al menos de momento, con los PFAS ácidos, que incluyen dos de las sustancias de este tipo más peligrosas: el PFOA y el ácido perfluorobutanoico (PFBA). Su capacidad de detección le permite detectar concentraciones de 200 partes por billón de PFBA y 400 partes por billón de PFOA. Por desgracia, todavía no alcanza el nivel de sensibilidad necesario, pero también hay que tener en cuenta que el sensor solo requiere una fracción de un mililitro de agua.

Gran escala

Actualmente, el equipo liderado por Swager trabaja en desarrollar un dispositivo a mayor escala, que sea capaz de filtrar hasta un litro de agua a través de una membrana de polianilina. Así se aumentaría la sensibilidad en más de cien veces y cumpliría con las bajas concentraciones recomendadas tanto por la EPA como por el Convenio de Estocolmo.

"Visualizamos un sistema doméstico fácil de usar", afirma el químico. "Imagina verter un litro de agua, dejar que pase a través de la membrana y obtener una lectura precisa del cambio de resistencia". Eso lo convertiría en una alternativa mucho más rápida y económica que los actuales métodos de detección de PFAS.

Este nuevo método de prueba no sólo sería útil para particulares o para las empresas que se encargan de gestionar el tratamiento y la distribución de agua potable, sino también para las fábricas que utilizan PFAS en sus productos. Gracias al sensor, podrían verificar si el agua utilizada durante el proceso de fabricación es segura para ser liberada en el medioambiente.