Análisis electroquímico de ácidos fosfónicos

Resumen

La contaminación química es un problema global creciente y sus efectos sobre la salud humana en forma de enfermedades se desconocen. Desde el año 1950, se han sintetizado más de 140.000 nuevos compuestos químicos, de los cuales 5000 de los producidos en grandes volúmenes se dispersan de manera incontrolada en el medioambiente, lo que implica la exposición directa del ser humano a los mismos. Dentro de este contexto, los fosfonatos y ácidos fosfonicos son unos de los agentes químicos más utilizados debido a su elevada eficacia por diferentes sectores como son la industria del tratamiento del agua, la agricultura o la industria farmacéutica. Un ejemplo de ello es las plantas de tratamiento de agua con una capacidad de entre 10000-50000 m3/día, las cuales emiten cada día 408 toneladas de fosfonatos/ácidos fosfonicos al medioambiente. El impacto medioambiental de estos compuestos no acaba en la industria del agua, ya que ciertos tipos de fosfonatos/ácidos fosfonicos con potentes propiedades herbicidas son utilizados de manera masiva a nivel mundial. Además, hay que añadir el creciente interés que están despertando su uso como antivirales debido a su potencial aplicabilidad. Por todas estas razones, los fosfonatos/ácidos fosfonicos son unos de los agentes químicos más consumidos del planeta. A pesar de su uso masivo, no existen métodos directos, rápidos, económicos y de fácil manejo que sean capaces de detectar estos compuestos en aguas o suelos. Por lo tanto, es de especial relevancia, para poder entender el impacto que tienen estos compuestos sobre el medioambiente y la salud, el desarrollo de nuevos dispositivos que permitan su detección y cuantificación. En el presente trabajo se emplea la electroquímica como herramienta, para el desarrollo de una nueva generación de sensores de materiales de carbono que permiten, de manera directa, la detección de ácidos α-aminofosfónicos en medios acuosos. Debido a su aplicación industrial, los materiales que se han utilizado para el sistema electroquímico han estado basados en soluciones comerciales (electrodos de grafito, PG, y de tipo carbon screen printed). Además, se ha seleccionado y optimizado un método de detección optimo (SWV) y se han establecido las condiciones electrolíticas más favorables (alta salinidad y pH cercano a 1). La elección del electrodo, del método y de los parámetros del método ha posibilitado la cuantificación de concentraciones cercanas a 5 mg/L. Finalmente se ha construido un prototipo IoT para uso industrial que posibilita la integración de las secuencias de programación desarrolladas en Python. Como resultado final se ha obtenido un sistema de detección accesible, de fácil manejo, mantenimiento y bajo coste.