Un grupo de estudiantes del Instituto Politécnico Nacional (IPN) desarrolló el prototipo de un equipo llamado TlalocBox. Lo más novedoso es que su función principal es monitorear la calidad del agua de las cisternas en tiempo real. De esta manera sería de gran ayuda para prevenir una gran cantidad de enfermedades e infecciones.
Detrás de esta innovación mexicana se encuentran Eduardo Rodrigo Cruz Figueroa y Andrés Jalpilla López, de la Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA). Ambos politécnicos coincidieron en que la presencia de contaminantes en el agua de uso común representa un desafío para la salud humana y el medio ambiente.
¿Cómo funciona TlalocBox?
Por ello, los ahora ingenieros en Telemática, asesorados por el doctor Miguel Félix Mata Rivera, integraron en una caja hermética un sistema capaz de monitorear parámetros fisicoquímicos del agua, como la temperatura, el grado de acidez o alcalinidad (pH) y la turbidez.
Para ello conectaron tres sensores a un microcontrolador Arduino —plataforma de hardware y software de código abierto que permite crear proyectos electrónicos interactivos y programables—, alimentado por una batería portátil recargable.
“La caja está especialmente diseñada para evitar que el agua se filtre y dañe los componentes electrónicos, mientras identifica la presencia de contaminantes”, detalló Cruz Figueroa.
¿Qué enfermedades se producen por el consumo de agua sucia y/o contaminada?
El consumo de agua sucia o contaminada puede provocar una amplia gama de enfermedades, las cuales se pueden clasificar principalmente en dos grupos: aquellas causadas por agentes infecciosos (agua sucia) y aquellas causadas por la exposición a metales pesados (por agua contaminada químicamente).
Enfermedades por agentes infecciosos
- Cólera: Infección intestinal aguda causada por la bacteria Vibrio cholerae.
- Enfermedades diarreicas/gastroenteritis: Es el síndrome más común y es causado por múltiples agentes como bacterias y virus.
- Hepatitis A: Infección vírica del hígado que causa fiebre, malestar general, ictericia y malestar abdominal.
- Amebiasis: Infección causada por el parásito Entamoeba histolytica, que provoca diarrea sanguinolenta y dolor abdominal.
- Parasitosis intestinales: Infecciones por parásitos como Giardia (Giardiasis) y Cryptosporidium (Criptosporidiosis).
- Esquistosomiasis: Enfermedad grave y crónica causada por gusanos helmintos, que se contrae por la exposición a agua infestada.
Enfermedades por metales pesados
La exposición a largo plazo a metales pesados disueltos en el agua potable puede causar intoxicaciones crónicas que afectan múltiples órganos y sistemas.
Arsénico (As)
La exposición crónica al arsénico inorgánico a través del agua potable se conoce como hidroarsenicismo y puede llevar a:
- Cáncer: Aumento del riesgo de cáncer de piel, vejiga, pulmón, riñón e hígado.
- Problemas cutáneos: Lesiones cutáneas características, como engrosamiento y decoloración de la piel (queratosis y melanoqueratosis).
- Daño neurológico: Neuropatía periférica (entumecimiento, hormigueo, debilidad muscular).
- Otros: Diabetes, enfermedades cardiovasculares y problemas en el desarrollo.
Plomo (Pb)
La intoxicación por plomo (Plumbosis o Saturnismo) es especialmente peligrosa para los niños porque no existe un nivel seguro de exposición.
- Daño neurológico y desarrollo (en niños): Daño cerebral irreversible, retrasos en el desarrollo, dificultades de aprendizaje, pérdida de audición y problemas de comportamiento (agresividad, TDAH).
- Daño renal: Insuficiencia renal.
- Sistema circulatorio: Anemia (interfiere con la síntesis del grupo hemo) e hipertensión arterial (en adultos).
- Síntomas gastrointestinales: Dolor abdominal de tipo cólico y estreñimiento.
Cadmio (Cd)
La exposición crónica a altos niveles de cadmio daña principalmente los riñones y los huesos.
- Enfermedad de Itai-Itai: Afectación grave de los huesos que provoca dolor intenso y ablandamiento óseo, causando fracturas y deformidades esqueléticas (observada originalmente en Japón por agua contaminada).
- Daño renal y hepático: El riñón y el hígado son los órganos más afectados a largo plazo.
Mercurio (Hg)
El mercurio, especialmente en su forma orgánica (metilmercurio), es altamente neurotóxico.
- Daño neurológico: Temblores, pérdida de memoria, cambios de comportamiento y problemas de coordinación.
- Daño fetal: El mercurio no oxidado puede atravesar la barrera hematoencefálica y la placenta, causando graves problemas neurológicos en el feto.
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Principales ventajas con respecto a otros equipos similares
De regreso con el invento mexicano, a diferencia de los servicios de análisis comerciales que pueden ser tardados porque requieren recolectar muestras de líquido y varios días para su estudio, con TlalocBox es posible conocer los resultados casi de inmediato gracias al sistema IoT (Internet de las Cosas) que implementaron.
El prototipo cuenta con un módulo que proporciona conectividad a SigFox, una red global de baja potencia que permite la conexión económica de dispositivos y sensores, capaz de enviar pequeñas cantidades de datos a largas distancias.
“Programamos la placa Arduino para que, una vez que obtenga la información de los sensores, envíe los datos a través de la red SigFox hacia una plataforma llamada ThingSpeak, disponible para los usuarios finales con una interpretación muy sencilla mediante aplicaciones móviles o PC”, explicó Jalpilla López.
Para descargar la información almacenada en dicha red, los jóvenes desarrollaron una aplicación que funciona tanto en versión web como para dispositivos móviles con tecnología Android, a donde llegan los datos de los nodos con una actualización cada 15 minutos.
La aplicación cuenta con un “semáforo”: el color verde indica limpieza aceptable; el amarillo, nivel regular; y el rojo, contaminación alta. Además, almacena un historial de datos que permite realizar búsquedas por fecha o por valor de nodo, como los TlalocBox instalados en cada una de las dos cisternas de la UPIITA.
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