Sensores biodegradables controlan directamente los niveles de pesticidas en frutas y verduras
Desarrollado por un equipo de investigadores brasileños, el dispositivo está fabricado con material vegetal de escaso impacto ambiental, y detecta pesticidas en pocos minutos, ayudando a certificar la seguridad de los alimentos
Investigadores de la Universidad de São Paulo (USP) y la Universidad Federal de Viçosa (UFV), en Brasil, han desarrollado un sensor sostenible que puede colocarse directamente sobre la superficie de una verdura o fruta para detectar la presencia de pesticidas. Conocido por ello como "plant-wearable", está hecho de acetato de celulosa, un material derivado de la pulpa de madera.
Los sensores electroquímicos pueden combinar asequibilidad, detección rápida, miniaturización, comodidad, facilidad de uso, alta selectividad y detección de pesticidas in situ.
Paulo Augusto Raymundo Pereira
El dispositivo tiene el potencial de ayudar a garantizar la seguridad alimentaria en un mundo que sufre cada vez más la escasez de alimentos y los problemas medioambientales y de salud causados por el uso excesivo de productos agroquímicos.
Un artículo que describe los resultados del estudio se publica en la revista Biomaterials Advances.
Los pesticidas se utilizan mucho para aumentar el rendimiento de los cultivos y suelen aplicarse mediante pulverización, pero sólo el 50% alcanza su objetivo. El resto acaba en el suelo, las aguas subterráneas y superficiales, el agua potable, las aguas residuales y los productos alimentarios. Por eso es esencial controlar los niveles de plaguicidas en el agua, el suelo y los alimentos, para evitar el contacto de estas sustancias tóxicas con la población a través de la piel, los pulmones o el aparato digestivo.
Las herramientas analíticas más utilizadas para este fin son las técnicas cromatográficas, que son eficaces pero presentan inconvenientes como la necesidad de pretratar las muestras, equipos caros y especialistas de laboratorio cualificados, así como el largo tiempo que se tarda en completar el análisis y la falta de portabilidad. Los residuos inseguros producidos por los disolventes orgánicos son también un problema importante en las condiciones actuales.
"Como alternativa, los sensores electroquímicos pueden combinar asequibilidad, detección rápida, miniaturización, producción a gran escala, comodidad, facilidad de uso, alta selectividad y detección de pesticidas in situ. Nuestra invención reúne todas estas características. El análisis se realiza directamente en la superficie de frutas, verduras u hojas. De ahí el término plant-wearable", explica Paulo Augusto Raymundo-Pereira, último autor del artículo e investigador del Instituto de Física de São Carlos (IFSC-USP).
"Sin embargo, en lugar de los materiales habituales, que son insostenibles para el medio ambiente y tardan mucho tiempo en degradarse, como la cerámica o los polímeros plásticos derivados del petróleo, utilizamos acetato de celulosa, un material derivado de las plantas que tiene poco impacto en el medio ambiente y se desintegra por completo en 340 días o menos, dependiendo de las condiciones locales. Por supuesto, tiene que tener características adecuadas para cualquier sensor, como bajo coste, portabilidad y flexibilidad".
El sustrato biodegradable de acetato de celulosa se fabricó mediante un método de moldeado en el que el material se colocó en un espacio con la forma requerida, y el sistema electroquímico completo con tres electrodos se depositó mediante serigrafía.
Los investigadores realizaron pruebas de laboratorio en las que se roció una solución que contenía carbendazim, un fungicida, y paraquat, un herbicida, sobre lechugas y tomates en una simulación del uso en el mundo real. El paraquat fue prohibido por la Unión Europea en 2003 debido a sus efectos nocivos en los seres humanos, pero se sigue utilizando en Brasil. A continuación, el sensor se fijó directamente a la lechuga y los tomates, y las mediciones mostraron un nivel de detección compatible con las obtenidas con tereftalato de polietileno, el material del sensor más utilizado para este fin.
Niveles excesivos de pesticidas
El estudio, financiado por la FAPESP (proyectos 20/09587-8, 23/07686-7, 16/01919-6, 22/02164-0 y 23/09685-8) también investigó si lavar y sumergir las verduras en un litro de agua durante dos horas era eficaz para eliminar los residuos de pesticidas. Los resultados mostraron una eliminación del 40% del carbendazim y del 60% del paraquat en la lechuga, y del 64% de ambos en los tomates.
"El lavado y la inmersión fueron claramente insuficientes para eliminar los residuos de los pesticidas. Al menos un 10% permanecía en las hojas o en la cáscara", afirma Raymundo-Pereira.
La tecnología puede ser útil para los organismos de vigilancia sanitaria de todo el mundo, añadió, así como para los vendedores de productos ecológicos para certificar la ausencia de pesticidas. En general, los agricultores pueden utilizarla para controlar los niveles de pesticidas en el campo y estar seguros de aplicar sólo la dosis necesaria a cada cultivo o parte de una plantación. El uso de plaguicidas podría disminuir como consecuencia, mientras que el rendimiento seguiría aumentando, lo que se traduciría en precios más bajos para el consumidor.
Además del equipo del IFSC-USP, participaron en el estudio los siguientes investigadores Samiris C. Teixeira, Nilda de F. F. Soares y Taíla V. de Oliveira, de la UFV; y Nathalia O. Gomes, Marcelo L. Calegaro y Sergio A. S. Machado, del Instituto de Química de São Carlos (IQSC-USP).
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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