Un dispositivo di monitoraggio portatile della qualità dell'acqua creato da un team di studenti dell'Università di Bath potrebbe aiutare a rilevare e mappare rapidamente le fonti d'acqua sicure per le comunità di tutto il mondo.
Il dispositivo OASIS, creato dal Team Bath Biodevices without Borders, combina l'innovativa diagnostica dell'acqua e la tecnologia GPS per effettuare analisi rapide della qualità dell'acqua e tracciare i risultati su una mappa globale.
Quando immerso nell'acqua, il dispositivo determina la qualità e la sicurezza dell'acqua utilizzando una serie di piccoli sensori elettrochimici per rilevare una serie di contaminanti, inclusi cloruri, fluoruri e nitrati, nonché il livello di pH, temperatura e torbidità (o chiarezza).
I risultati vengono quindi visualizzati sul dispositivo e, se è connesso uno smartphone, possono essere caricati e condivisi online.
L'OASIS, abbreviazione di On-site Aquatic Safety Inspection System, è stato creato dal team di studenti, un gruppo VIP (Vertically Integrated Project). I VIP a Bath consentono agli studenti di tutti i gruppi annuali e di tutte le discipline universitarie di collaborare con il personale su questioni reali a lungo termine.
Il team ha recentemente sfruttato i legami di lunga data di Bath con l'Università di Stellenbosch in Sud Africa per testare sul campo OASIS e poi esplorare come il dispositivo potrebbe essere integrato nelle comunità locali per consentire un consumo e un monitoraggio sicuri dell'acqua.
Il leader del team Alexz Farrall afferma che il progetto mira a informare e offrire opportunità a coloro che potrebbero non essere a conoscenza delle fonti d'acqua contaminate, consentendo allo stesso tempo agli studenti di sviluppare competenze pratiche che possono avvantaggiare le comunità globali. Aggiunge:"Stiamo creando un dispositivo innovativo e realmente utilizzabile che, con qualche ulteriore sviluppo, potrebbe davvero avere un impatto sulla sicurezza idrica e sulla scarsità d'acqua.
"OASIS utilizza sensori convenienti per consentire il rilevamento rapido di numerosi marcatori chimici, eseguendo analisi che altrimenti richiederebbero ore in un laboratorio. Quando si immerge il dispositivo nell'acqua, può fornire immediatamente un feedback su quanto sia pulita e potabile una fonte d'acqua. Combinato con la tecnologia GPS, può consentire agli utenti di essere consapevoli di quanto sia dannosa o sicura una fonte d'acqua e di condividerla con la propria comunità.
"Questo potrebbe funzionare in aree in cui l'acqua è scarsa, potenzialmente contaminata, o dove il lavoro agricolo può causare cambiamenti abbastanza rapidi nella qualità dell'acqua. Può fornire una forma di rilevamento immediato dei rischi o per situazioni come un'epidemia di colera."
Il dispositivo OASIS funziona utilizzando una serie di sensori elettrochimici. Quando questi sensori entrano in contatto con l'acqua, avviano una serie di reazioni elettrochimiche, che sono influenzate dalla presenza, concentrazione e tipo di contaminanti nell'acqua. Analizzando il risultato di queste reazioni, il dispositivo è in grado di rilevare e quantificare vari indicatori di acqua pulita.
Sebbene i sensori dell'acqua portatili siano stati sviluppati in precedenza, la particolarità del dispositivo OASIS risiede nella sua convenienza e nell'integrazione innovativa delle tecnologie. Progettando sensori economici e affidabili e rendendo il progetto open source, il team mira a collaborare con le ONG per portare il dispositivo in piena produzione e renderlo disponibile nelle aree in cui operano.
La dottoressa Despina Moschou, docente senior presso il Dipartimento di ingegneria elettronica ed elettrica di Bath e membro del CBio Center for Bioengineering &Biomedical Technologies, è il direttore accademico del team. La sua ricerca include apparecchiature di test simili e compatte, tra cui dispositivi "lab on chip" che possono essere utilizzati per rilevare una serie di condizioni, incluso il COVID-19.
Il dottor Moschou afferma:"Il dispositivo è sofisticato e affronta un grave problema globale in un modo semplice e potenzialmente molto conveniente.
"Il lavoro svolto dal team per scoprire come applicare le proprie conoscenze a questo problema, sviluppare le proprie competenze e risolvere problemi nel mondo reale è davvero impressionante."
Farrall aggiunge:"Uno dei problemi chiave su cui ci stiamo concentrando è come fornire un'infrastruttura di dati utile e utilizzabile insieme a solide capacità e dettagli.
"A lungo termine, potresti utilizzare accessori diversi per fare in modo che i sensori monitorino ogni rubinetto, tubazione o fiume per aumentare la consapevolezza e determinare più rapidamente focolai o fonti di contaminanti."
Il lavoro sul dispositivo è iniziato poco dopo la formazione del team, due anni fa. Farrall, che ha completato un Master in Interazione Uomo-Macchina a Bath e sta attualmente lavorando a un dottorato di ricerca. nello sviluppo di nuove tecnologie per la salute mentale, spiega:"Ci siamo riuniti in gruppo, chiedendoci 'Quale crediamo sia una questione importante su cui focalizzare la nostra attenzione?' La scarsità d'acqua si estende a tutto il mondo ed è un problema che colpirà sempre più persone con l'aumento degli inquinanti. Volevamo sostenere le questioni attuali e future che siano in linea con i diritti umani fondamentali di tutti."
Il prossimo obiettivo del team sarà rendere il dispositivo più efficiente e conveniente e aggiungere maggiore sensibilità e rilevamento verso una serie di contaminanti. Inoltre, mirano a esplorarne il potenziale per affrontare le sfide socioeconomiche con l'obiettivo di creare posti di lavoro nel monitoraggio della qualità dell'acqua per la gente locale e nell'affrontare altri progetti, come aiutare a creare materiali da costruzione dai rifiuti di plastica.
Fornito dall'Università di Bath
