Es una novedosa tecnología, de diseño portátil y económico, que monitorea la presencia de plomo en el ambiente de forma precisa y accesible, incluso para personal no especializado.
Lima, 28 de noviembre de 2025.- Un equipo de investigación, liderado por científicos de la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI) ha desarrollado un novedoso sensor colorímetro de alta precisión para la cuantificación selectiva de iones plomo (Pb2+) en diversas matrices ambientales. Este dispositivo óptico, basado en polímeros de impresión iónica (IIP, por sus siglas en inglés), permite realizar mediciones en tiempo real mediante aplicaciones disponibles en la plataforma de un celular smartphone.
Este avance tecnológico es resultado del proyecto de investigación financiado por ProCiencia, titulado “Estudio de la implementación de un sensor colorimétrico basado en polímeros impresos iónicamente (IIP’s) para su aplicación en la cuantificación de Pb²⁺ en diversas matrices” (Contrato N° PE501079282-2022).
El equipo de investigación está liderado por el Dr. Gino Picasso, docente investigador de la Facultad de Ciencias de la UNI e investigador distinguido de RENACYT, máximo nivel de reconocimiento por haber superado los 200 puntos, además de líder del grupo de investigación: Tecnología de Materiales para Remediación Ambiental (TecMARA). Lo acompañan el Dr. Jaime Vega Chacón, la MSc. Rosario López de Castillo (UNI), el MSc Pieer Rodríguez Gómez, el Dr. Hugo Alfredo Huamaní y el Dr. Nelino Florida Rofner (Universidad Nacional Agraria de la Selva – UNAS); y la Dra. María del Pilar Taboada (Universidade Estadual Paulista – UNESP, Brasil).
El Dr. Gino Picasso señaló que el proyecto propone herramientas confiables y sencillas que permiten cuantificar y mitigar los efectos nocivos de la presencia de iones plomo (Pb2+) en el ambiente, sin recurrir al uso de instrumentos analíticos costosos y poco accesibles, como la espectroscopía de absorción atómica en flama (FAAS). Esta característica constituye una de las principales fortalezas del proyecto, ya que el dispositivo es de bajo coste y fácil uso, incluso para personal no especializado.
“La cuantificación precisa y rápida de metales tóxicos como el plomo, juega un papel fundamental en la prevención oportuna de diversas enfermedades asociadas a este metal. La exposición prolongada a plomo comúnmente tiene efectos hematológicos, como anemia, o provoca trastornos neurológicos; por tanto, su cuantificación en diversas matrices por métodos económicos, accesibles y amigables con el ambiente es el principal objetivo de esta propuesta”, aseguró el docente investigador de la UNI.
TECNOLOGÍA ACCESIBLE Y DE BAJO COSTO:
El sensor colorimétrico desarrollado utiliza polímeros de impresión iónica (IIPs), basados en ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico, como monómero funcional, que incorporan ditizona (difeniltiocarbazona) como agente quelante. Esta sustancia forma complejos coloreados con iones metálicos, como el plomo, generando un cambio visible en la coloración del material sensor. Dicho cambio es capturado por la cámara de un teléfono smartphone y procesado mediante aplicaciones que analizan los canales de color (RGB, YMK, HSV), lo que permite una lectura precisa de la concentración de iones Pb²⁺.
El sensor óptico presenta un límite de cuantificación de 0.4 mg/L y una eficiencia de recuperación cercana al 100 %, debido a su particularidad de cambiar de coloración en presencia de iones Pb2+, lo que lo convierte en una herramienta confiable para el monitoreo ambiental. Además, su diseño portátil y económico lo hace ideal para su uso en zonas rurales o áreas afectadas por actividades mineras, donde el acceso a equipos analíticos sofisticados, como la espectroscopía de absorción atómica (FAAS) es limitado.
COMPONENTES INNOVADORES:
En general, el sensor colorimétrico incorpora varios elementos innovadores:
Uso de DITIZONA como agente ligante: Reactivo quelante que permite la formación de complejos estables con iones Pb²⁺, generando un cambio de color visible en el material sensor. Esta propiedad óptica es fundamental para la cuantificación colorimétrica.
Polímeros de impresión iónica (IIP): Basados en ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico, los IIPs ofrecen alta selectividad, estabilidad química y mecánica, bajo costo de producción y capacidad de reutilización. Su estructura tridimensional permite el reconocimiento específico de los iones plomo Pb2+.
Integración con smartphones: El sensor utiliza la cámara de un celular inteligente para capturar imágenes del material tras la adsorción de Pb²⁺. Estas imágenes son procesadas mediante aplicaciones que analizan los canales de color (RGB, YMK, HSV), lo que permite una cuantificación precisa y en tiempo real.
Aplicación en matrices reales: El dispositivo ha sido probado en muestras de agua de río, demostrando una alta eficiencia de recuperación (casi 100 %) y un límite de cuantificación de 0.4 mg/L.
APLICACIONES Y POTENCIAL DE IMPACTO:
El sensor puede ser utilizado por autoridades ambientales, centros de salud, organizaciones comunitarias y ciudadanos en general. Su facilidad de uso lo hace especialmente útil en zonas rurales afectadas por la contaminación minera, donde la presencia de relaves y metales pesados representa un riesgo constante. Este desarrollo se alinea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), promoviendo la salud pública, el acceso a tecnologías limpias y la protección del medio ambiente.
En la siguiente figura se resume un esquema del dispositivo óptico propuesto.
(A)
(B)
(A) Esquema del dispositivo óptico del IIP y su capacidad de adsorción de iones Pb2+ en plataforma de un smartphone en escala RGB, YMK y HSV y,
(B) Escala de colores obtenidos con el MIP para concentraciones diferentes de Pb2+ *
* Tesis para optar el grado de Magister en Ciencias Químicas: “Desarrollo de sensores colorimétricos basados en polímeros de impresión iónica (IIP) utilizando ditizona como agente ligante para la cuantificación selectiva de Pb2+ en muestras reales de agua de río”, autor: Pieer Rodríguez Gómez.
