Tu celular también puede detectar contaminación

Científicos lograron detectar contaminación en el agua y el suelo con la ayuda de dispositivos móviles

Los smartphones sirven para muchas actividades, especialmente para mantenernos comunicados; sin embargo, un grupo de científicos han descubierto un nuevo uso para estos dispositivos: detectar contaminación.

Los investigadores de la Universidad de Cambridge han demostrado cómo una pantalla táctil típica podría utilizarse para identificar contaminantes iónicos comunes en el suelo o el agua potable dejando caer muestras líquidas sobre la pantalla, lo que supone la primera vez que se consigue.

El elemento diferenciador de este nuevo estudio es que propone el uso de las pantallas táctiles como un potente sensor, sin necesidad de realizar ninguna modificación, debido a que otros equipos han utilizado la potencia de un smartphone para aplicaciones de detección, pero éstas han dependido de la cámara o de dispositivos periféricos, o han exigido cambios importantes en la pantalla.

"Queríamos saber si podíamos interactuar con la tecnología de una manera diferente, sin tener que cambiar fundamentalmente la pantalla", explica el Dr. Ronan Daly, del Instituto de Fabricación de Cambridge, que codirigió la investigación.

El experimento

Los investigadores empezaron con simulaciones por ordenador y luego validaron sus simulaciones utilizando una pantalla táctil independiente.

Después pipetearon diferentes líquidos sobre la pantalla para medir un cambio en la capacitancia y registraron las mediciones de cada gota utilizando el software estándar de pruebas de pantallas táctiles. Todos los iones de los líquidos interactuaron con los campos eléctricos de la pantalla de forma diferente, dependiendo de la concentración de iones y de su carga.

"El sensor se satura a una concentración de aniones de alrededor de 500 micromolar, que puede correlacionarse con la conductividad medida al lado. Esta ventana de detección es ideal para detectar la contaminación iónica en el agua potable", dijo el primer autor Sebastian Horstmann, candidato a doctor en el Instituto de Fabricación de Cambridge.

¿Como detectar contaminación con el smartphone?

Una de las primeras aplicaciones de esta tecnología podría ser detectar contaminación por arsénico en el agua potable. El arsénico es otro contaminante habitual en las aguas subterráneas de muchas partes del mundo.

Por el momento, la sensibilidad de las pantallas de los teléfonos y tabletas está ajustada para los dedos, pero los investigadores afirman que se podría cambiar la sensibilidad en una parte determinada de la pantalla modificando el diseño de los electrodos para optimizar su detección.

"El software del teléfono tendría que comunicarse con esa parte de la pantalla para ofrecer el campo eléctrico óptimo y ser más sensible para el ion objetivo, pero esto es posible", dijo la profesora Lisa Hall, del Departamento de Ingeniería Química y Biotecnología de Cambridge, que codirigió la investigación.

48,20%
de la población mundial posee un teléfono inteligente, de acuerdo con un informe de BankMyCell, en 2021.

"En teoría, se podría añadir una gota de agua a tu teléfono antes de beberla, para comprobar que es segura".
El Dr. Ronan Daly
del Instituto de Fabricación de Cambridge, que codirigió la investigación.

Revisa el experimento en este video

Smartphones como sensores

Para analizar la sangre

Recientemente la investigación de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suiza desarrolló un sensor subcutáneo que monitoriza de manera instantánea nuestros niveles de colesterol y azúcar en la sangre, que envía la información recogida de manera instantánea a nuestro smartphone a través de Bluetooth.

Medir la presión arterial

Un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Toronto descubrió que es posible medir con precisión la presión arterial de alguien mediante un simple vídeo rápido del rostro de una persona. Esta tecnología usa los sensores ópticos de los smartphones, que son capaces de capturar la luz roja reflejada por la hemoglobina debajo de nuestra piel, para visualizar y medir los cambios en el flujo sanguíneo del usuario en cuestión.

Medir frecuencia cardiaca con la cámara

Recientemente Google anunció que su app Google Fit permite utilizar directamente la cámara del móvil para registrar la frecuencia cardiaca y respiratoria de una persona. Funciones para las que se requería de otros dispositivos externos, como un smartwatch.

ENTREVISTA

Ronan Daly y Lisa Hall
Autores de la investigación

P: ¿Cómo se puede detectar la contaminación utilizando la pantalla del smartphone?

–Hay una pequeña región por encima de la superficie de una pantalla táctil que normalmente detecta un dedo que se acerca, ya que interactúa con los campos eléctricos generados alrededor de los electrodos a microescala. Estos campos eléctricos también pueden verse alterados incluso por la presencia de concentraciones muy bajas de moléculas o átomos cargados de forma natural, conocidos como iones. La magnitud de la perturbación de este campo eléctrico está relacionada con la concentración de estos iones, lo que nos ayuda a decir qué cantidad de éstos está presente en una gota de agua.

P: ¿Qué tipo de contaminación se puede detectar con las pantallas?

Nuestro reciente trabajo publicado describe la forma en que el campo eléctrico interactúa con estos iones y muestra que las pantallas táctiles pueden dar información sobre la concentración de iones presentes. Ahora estamos trabajando en su uso para ayudar a identificar el nivel de fertilizante presente en los suelos o en la escorrentía de los campos. También estamos estudiando cómo utilizar esta técnica para detectar contaminantes como el arsénico, que es un contaminante presente en las aguas subterráneas de muchas partes del mundo.

P: ¿Funciona este método con cualquier tipo de pantalla de teléfono, es necesaria alguna modificación?

–La tecnología que utilizamos es la misma en las pantallas táctiles de teléfonos y tabletas. Llevamos a cabo nuestro trabajo con algo más parecido a una tableta. Cada teléfono y cada tableta tienen electrodos diferentes. Algunos son más anchos o más estrechos, algunos tienen más electrodos en un área que otros. En todos los casos se producirá la misma interacción con los materiales. Nuestra publicación demostró que es poco probable que esto tenga un gran efecto, pero lo estamos estudiando en detalle para ver si podemos hacerlo más sensible al optar por una estructura particular.

P: ¿En el futuro cualquier persona con un smartphone podrá detectar la contaminación del suelo o del agua?

–Ese es precisamente nuestro objetivo. Las tecnologías móviles tienen capacidades computacionales muy potentes, por lo que sabemos que pueden interpretar las señales y convertirlas en una respuesta. Además, debido a su papel fundamental en las comunicaciones, esto ayudará a la gente a rastrear la contaminación y a entender cómo surgen los problemas en una zona muy amplia.