Proyectos
Plataforma portátil de sensado a fibra óptica para la detección de mercurio en agua
Resumen
El proyecto propuesto tiene como objetivo el diseño, modelamiento y fabricación de una plataforma portátil de sensado a fibra óptica, que integre un sensor de bajo costo y que permita la detección rápida in situ de trazas de mercurio en agua. Esta plataforma se presenta como una propuesta de aporte al problema de la medición y monitoreo del nivel de contaminación con mercurio en las fuentes hídricas del país, pues se estima que al menos unos 80 ríos están contaminados con este metal altamente tóxico, principalmente debido a actividades de minería artesanal [1] [2] . Estas actividades se desarrollan masivamente en Colombia y se realizan en territorios de difícil acceso en donde se dificulta llevar tecnología robusta para la medición del grado de contaminación con mercurio que presenta el agua de la que dependen esas poblaciones rurales [3]. Con el conocimiento en la tecnología a fibra óptica que ha adquirido el estudiante durante su etapa de formación investigativa, se busca activar un sensor de fibra óptica inclinada, ya previamente estudiado e implementado como sensor de índice de refracción [4], para la detección específica o selectiva de iones de mercurio en agua, implementando un adecuado protocolo de inmovilización de un elemento de reconocimiento químico. El sensor de fibra óptica de extremo inclinado se evalúa para la detección de mercurio por su potencial capacidad de ser fácilmente implementado, pues ha demostrado ser una tecnología de fácil fabricación, bajo costo y alta sensibilidad [4]. Las plataformas de sensado a fibra óptica más frecuentemente reportadas en la literatura, para la detección a bajas concentraciones, se soportan en robustos analizadores de espectro óptico que basan su funcionamiento en la variación en longitud de onda del espectro óptico característico del sensor [5]. Además, requieren de fuentes de iluminación de ancho espectro que normalmente son costosas [6]. En respuesta a desarrollar una metodología de detección de menor costo, la fibra óptica inclinada tiene alto potencial de integrarse a una plataforma de sensado que no se soporte en un analizador de espectro óptico, puesto que sólo requiere de un detector de intensidad y una fuente de iluminación en la longitud de onda de detección, que puede ser en el visible, para medir el cambio de índice de refracción del medio. Por lo tanto, con el desarrollo de este proyecto se busca evaluar una plataforma de sensado de bajas concentraciones de mercurio en agua (hasta 10 ppb) soportada en una fibra óptica inclinada, alimentada por una fuente de iluminación de bajo costo, que puede ser un diodo LED superluminiscente, y un detector en el visible. Esta propuesta de arquitectura funcional de la plataforma será optimizada para fabricar un sistema compacto y portátil potencialmente implementable en el campo, y que tenga la posibilidad de llegar a las poblaciones rurales permitiendo el monitoreo de la calidad del agua potable de la que dependen.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria nacional para el fortalecimiento de la formación a través del apoyo a proyectos de investigación, creación artística e innovación de la Universidad Nacional de Colombia 2022-2024
Modalidad:Modalidad Única: Proyectos de investigación, creación artística e innovación de la Universidad Nacional de Colombia 2022-2024
Responsable