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Una nueva técnica de rayos X mide en milisegundos la contaminación en suelo y agua

Podría funcionar como herramienta de predicción de problemáticas ambientales


Un grupo de ingenieros e investigadores estadounidenses ha desarrollado una nueva técnica basada en la espectroscopía de rayos X, que permitirá cuantificar el impacto de una sustancia contaminante al entrar en contacto con el agua o el suelo, prácticamente en el mismo momento en el que se produce el contacto. La posibilidad de analizar esos primeros instantes del proceso permitirá desarrollar investigaciones más profundas y certeras sobre los impactos que se producen en el medio ambiente. Por Pablo Javier Piacente.




Integrantes del equipo de investigación responsable de la nueva técnica Q-XAS. Imagen: University of Delaware.
Integrantes del equipo de investigación responsable de la nueva técnica Q-XAS. Imagen: University of Delaware.
Una nueva técnica de rayos X para detectar contaminación en suelo y agua fue desarrollada por ingenieros, químicos e investigadores de la Universidad de Delaware, en Estados Unidos. Gracias a este adelanto, los científicos y técnicos podrán analizar a razón de milisegundos lo que sucede exactamente cuando sustancias nocivas para el ambiente, como por ejemplo el arsénico, entran en contacto con el suelo y el agua bajo diversas condiciones.

La mencionada tecnología permitirá cuantificar las reacciones producidas en esos primeros instantes, para de esta manera avanzar en modelos y análisis sobre como los diversos contaminantes se comportan y proliferan en el medio ambiente, además de poder concretar adelantos en la predicción y mitigación de riesgos ambientales relacionados.

Las aplicaciones podrían ser infinitas en diversos campos, como química del suelo, ingeniería civil y medio ambiente, ciencia de materiales, bioquímica y otras ramas relacionadas. El equipo de trabajo es conducido por el investigador Donald Sparks, de la Universidad de Delaware.

La nueva técnica analítica obtenida en el marco de esta investigación se denomina Q-XAS (Quick-scanning X-ray Absorption Spectroscopy) y fue difundida en principio mediante un comunicado de prensa de la Universidad de Delaware, aunque posteriormente fue publicada en la edición digital de las actas de la National Academy of Sciences.

El avance fue logrado con el apoyo de diversas instituciones, como la National Synchrotron Light Source, el Brookhaven National Laboratory o el Departamento de Energía de los Estados Unidos. Asimismo, la investigación fue financiada por el Departamento de Agricultura norteamericano (USDA) y por subvenciones de la National Science Foundation y del Delaware Experimental Program to Stimulate Competitive Research (EPSCoR).

Analizar los procesos de contaminación desde sus primeros instantes

De acuerdo a lo que indican los propios especialistas encargados de la investigación, este método es un avance significativo para el entendimiento de los procesos geoquímicos que tienen lugar cuando las sustancias contaminantes entran en contacto con el suelo o el agua.

Asimismo, la primera aplicación de la nueva técnica es poder determinar en tiempo real las reacciones a escala molecular que se producen en estas situaciones, en escalas de tiempo de milisegundos que permiten conocer los instantes iniciales de estos fenómenos a estudiar.

Posteriormente, el método podría aplicarse en otros procesos ambientales y en situaciones diferentes. El grupo de trabajo responsable de la investigación ha realizado estudios sobre la cinética de los suelos y los minerales del suelo durante 30 años, que condujeron al desarrollo de esta nueva técnica.

La esperanza que movía a estos investigadores desde un primer momento era la posibilidad de analizar los procesos de reacción de una forma prácticamente inmediata a su realización, recogiendo información sobre el mecanismo de manera simultánea. Eso es justamente lo que se ha logrado con la técnica Q-XAS.

Vale recordar que la espectroscopía de rayos X, una de las tecnologías que forman parte de este nuevo método, se aplica desde hace varios años para visualizar las estructuras y los materiales a escala atómica. Esta técnica ha sido utilizada por físicos, químicos, científicos de materiales e ingenieros de distintas ramas, pero solamente desde un corto tiempo a esta parte se la ha comenzado a emplear en investigaciones relacionadas con el medio ambiente.

¿Una nueva herramienta para la detección de problemáticas ambientales?

Uno de los objetivos que permitirá cumplir la nueva técnica en cuanto al estudio de la cinética de la tierra es determinar la rapidez con la cual un contaminante comienza a pegarse a un mineral. Estas reacciones son muy rápidas, sucediendo en un 90% durante los primeros 10 segundos.

Gracias a la técnica Q-XAS, ahora será posible medir los primeros segundos de estas reacciones, que anteriormente no podían cuantificarse. De esta manera, los especialistas podrán analizar estos fenómenos mientras están sucediendo, cuando hasta el momento debían congelarse las situaciones en un momento determinado para poder evaluarse una vez sucedidas.

Realmente las aplicaciones de esta técnica podrían cobrar una importancia muy importante en los próximos años, ya que por ejemplo la contaminación de los suministros de agua potable por arsénico es un problema de salud muy grave en los Estados Unidos y en otros países.

Con la nueva técnica desarrollada por los especialistas de la Universidad de Delaware, se podrían analizar las aguas subterráneas y aplicar una nueva herramienta de detección temprana de problemáticas de contaminación, que posteriormente podría incorporarse en modelos predictivos para el cuidado del medio ambiente.


Lunes, 21 de Septiembre 2009
Pablo Javier Piacente
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