Nuevos sensores para luchar contra las bacterias en entornos muy húmedos

El ingeniero de Telecomunicación Aitor Urrutia Azcona ha diseñado unos sensores de humedad con propiedades antibacterianas que permiten combatir la proliferación de microorganismos en entornos de muy alta humedad, como industrias alimentarias, farmacéuticas y hospitales, entre otras instalaciones.

Estos dispositivos, que combinan la nanotecnología y la fibra óptica, forman parte de su tesis doctoral, leída en la Universidad Pública de Navarra (UPNA), y los detalles también los publica, junto a otros autores, en la revista Nanoscale Research Letters.

“La humedad es una de las magnitudes más controladas y monitorizadas hoy en día, debido a su gran importancia en numerosos procesos industriales o en áreas como el control de alimentos, la calidad del aire, la biomedicina o la química –explica Aitor Urrutia, natural de Auritz/Burguete, pero afincado en Pamplona–. Sin embargo, sigue existiendo una problemática en su medida y control en situaciones específicas, como son los entornos de muy alta humedad”.

La proliferación de bacterias en dichos entornos de muy alta humedad es frecuente, lo que provoca la formación de biopelículas o 'biofilms', que son ecosistemas conformados por esos microoganismos adheridos a una superficie. Esto origina el problema llamado biofouling, que causa “el deterioro de muchos materiales y dispositivos, que afectan a sus prestaciones y reducen sus tiempos de vida”. “Actualmente, los costes derivados del biofouling son muy altos, principalmente, por las labores de mantenimiento o por el reemplazo de equipos”, apunta Urrutia.

Ante este problema, ampliamente extendido, Aitor Urrutia se propuso, en su tesis doctoral, fabricar nuevos sensores de humedad, que tuviesen propiedades antibacterianas para aplicaciones que operan en entornos de alta humedad y probacterianos, evitando así la creación de biofilms y superando el biofouling.

Combinación de nanotecnología y fibra óptica

Para desarrollar los diferentes sensores de humedad, Aitor Urrutia se ha basado en la combinación de los últimos avances en nanotecnología (nuevos materiales y nuevas técnicas de fabricación de recubrimientos y nanopartículas) sobre nuevas configuraciones de fibra óptica. “Los sensores desarrollados se componen de una estructura óptica, sobre la cual se aplican recubrimientos de espesores menores a una micra", señala el nuevo doctor.

"Estos recubrimientos, gracias a la inclusión de nanoparticulas de plata embebidas, dotan a los sensores de dos funcionalidades adicionales: propiedades antibacterianas y mayor sensibilidad –añade–. De esta manera, los nuevos sensores desarrollados poseen mayores tiempos de vida y mejores prestaciones”.

Además, estos sensores de fibra óptica tienen otras ventajas como “su biocompatibilidad, inmunidad frente a interferencias electromagnéticas, su bajo coste, tamaño y peso, y la posibilidad de medir a largas distancias”, según Aitor Urrutia, cuya tesis doctoral ha sido dirigida por los profesores del departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Francisco J. Arregui San Martín y Javier Goicoechea Fernández.

Los nuevos sensores de humedad desarrollados podrían ser integrados en una amplia variedad de sectores, como, por ejemplo, centros médicos y hospitales para la monitorización de la respiración humana, entre otras aplicaciones; en estancias y cámaras para procesos de la industria alimentaria y farmacéutica; en biotecnología y domótica; y en la monitorización de estructuras o cavidades de difícil acceso, como torres de refrigeración o instalaciones off-shore (en el mar).