Sensores de color para detectar contaminantes tóxicos en la industria

Los compuestos nitrogenados como el amoníaco y las aminas alifáticas son contaminantes atmosféricos especialmente peligrosos debido a sus características tóxicas y olorosas. Las aminas alifáticas encontradas en aire en altas concentraciones son el resultado de su uso extensivo en ciertos tipos de industria química, por ejemplo como materias primas o productos intermedios en la preparación de fertilizantes, pesticidas, surfactantes, fármacos, polímeros, colorantes, etc.

Para la detección de aminas in situ y en tiempo real, una posibilidad es utilizar la técnica de muestreo activo, aunque esta técnica suele depender de una fuente externa de energía, lo que supone la necesidad de un equipo específico para el muestreo y, en algunos casos, un coste energético a tener en cuenta.

En cuanto a sensores pasivos, existen pocas opciones para la detección de aminas, y todas ellas presentan inconvenientes como la necesidad de pretratamiento -previo al uso-, o límites de detección excesivamente elevados, lo que impide su uso en atmósferas reales con bajas concentraciones de aminas.

Investigadores del grupo Miniaturizació y Métodos Totales del Departamento de Química Analítica de la Universitat de València han desarrollado un sensor colorimétrico autónomo y pasivo para la detección in situ de aminas en aire con límites de detección de hasta 3 miligramos por milímetro cúbico, siendo por tanto posible su uso en la detección de aminas en atmósferas reales.

El sensor, embebido en una matriz de silicona fácilmente maleable y manejable, es un sensor pasivo que no requiere ninguna clase de pretratamiento, ni fuente de alimentación o instrumento externo. Además, como señala la UV en su web, destaca por su inocuidad al medioambiente, su estabilidad frente a un amplio rango de temperaturas y frente a la humedad y la radiación solar, y su resistencia a la reversión, de modo que la respuesta del sensor permanece estable con el tiempo.

También es capaz de distinguir entre aminas primarias y secundarias, que tienen diferentes propiedades, marcándolas con colores diferentes. La señal del sensor se puede controlar de forma remota mediante fotografía de la medida de color.

Aplicaciones

Yolanda Moliner, profesora ayudante del Departamento de Química Analítica de la UV, señala que existe una demanda creciente de métodos de detección de contaminantes en aire de bajo coste. "Esta tecnología ha sido desarrollada en el ámbito del control medioambiental y de la seguridad personal, pero tiene otras aplicaciones".

El sensor desarrollado es aplicable en sistemas de seguridad personal y colectiva, en sistemas de control medioambiental, para la detección en aire de aminas alifáticas, producidas en gran cantidad de empresas del sector químico, y para el control de aminas alifáticas debidas a la degradación de alimentos, especialmente en pescados, lo cual es útil para empresas alimentarias. También se puede aplicar en plantas de tratamiento de agua.

También se puede utilizar para la detección de biocidas, aminoácidos y anfetaminas, y es posible, cambiando el reactivo, detectar amonio y compuestos carbonílicos.

Las principales ventajas aportadas por la invención son:

-Sencillez y facilidad de uso
-Bajo coste: Proceso de fabricación simple y sin costes elevados
-Bajos límites de detección, adecuado para su uso en atmósferas reales
-Detección cuantitativa: puede llevarse a cabo una detección cuantitativa por medida directa de la reflectancia difusa de los sensores
-Estabilidad.