Investigador de la U. Autónoma desarrolla sensores ópticos para detección inmediata de aniones tóxicos

El cianuro, el fluoruro, los fosfatos, los arseniatos, los nitratos y los cloratos son aniones (iones con carga negativa) presentes en el agua, la industria y la vida cotidiana. Aunque algunos, como el fluoruro en bajas dosis, pueden ser beneficiosos, en concentraciones elevadas representan un riesgo para la salud humana y el medioambiente.

“En contextos como la minería en Chile, su presencia es frecuente en efluentes y residuos. El problema es que los métodos actuales suelen requerir equipamiento costoso y personal especializado. Además, la mayoría de los sensores detecta un solo analito y necesita luz ultravioleta para activarse, sin poder hacerlo con luz visible directamente”, explica Manuel Treto, académico del Departamento de Fisicoquímica en Temuco de la Universidad Autónoma de Chile.

Un sensor, dos aniones

Frente a este desafío, el doctor en Fisicoquímica Molecular se adjudicó un Fondecyt de Iniciación 2025 de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), para diseñar sensores ópticos más versátiles, capaces de detectar dos aniones a la vez y funcionar bajo luz visible en tiempo real.

“Si ponemos el sensor en contacto con agua contaminada, el cambio de color o de fluorescencia indicaría de inmediato la presencia de cianuro o arsénico. Así, cualquier persona podría detectar contaminantes en terreno, sin necesidad de usar radiación ultravioleta ni trasladar la muestra a un laboratorio”, comenta el Dr. Treto.

El proyecto, titulado “Mejorando quimiosensores duales de aniones mediante modificaciones estructurales: perspectivas teóricas para ajustar sus propiedades ópticas”, busca desarrollar herramientas prácticas para el monitoreo ambiental y sanitario.

“Esto abriría la posibilidad de contar con dispositivos portátiles, económicos y sin necesidad de electricidad, útiles en la fiscalización ambiental y en procesos industriales”, agrega el investigador.

De la simulación a la práctica

La investigación se desarrollará desde un enfoque teórico, aplicando modelado cuántico mediante la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT). Esta herramienta permite simular estructuras moleculares y predecir cómo interactúan con distintos aniones, anticipando cambios de color o fluorescencia que señalen su presencia.

Con estos cálculos, Treto podrá proponer modificaciones estructurales que optimicen los sensores antes de pasar al laboratorio, ahorrando tiempo y recursos frente al tradicional método de prueba y error. A futuro, estos avances podrían trasladarse al diseño de sensores portátiles de bajo costo, aplicables en la industria minera y en el control de aguas.

El proyecto tendrá una duración de tres años y un financiamiento cercano a 120 millones de pesos, destinados en parte a la adquisición de un clúster computacional que permitirá realizar los cálculos de simulación.

“Es un orgullo ser considerado. Es un paso más en mi carrera y también una gran responsabilidad. La ciencia aplicada siempre se sostiene en la ciencia básica, y este proyecto busca ser un puente hacia soluciones prácticas que protejan la salud y el medioambiente”, señala Treto, quien previamente obtuvo un Fondecyt postdoctoral en fotocatalizadores.

Originario de la ciudad cubana de Santa Clara, el Dr. Manuel Treto llegó a Chile en 2022 para incorporarse a la Universidad Autónoma en la sede de Temuco, donde dicta clases de química general y química orgánica en la carrera de Nutrición y Dietética.