La idea de la niña surgió de la crisis del agua en Flint, Michigan, donde las medidas de reducción de costes afectaron precisamente a los mecanismos para el agua potable contaminada con plomo y otras toxinas.
Rao ya tiene planes para los 25.000 dólares (unos 21.000 euros) del premio: "Planeo usar la mayor parte del tiempo en el desarrollo de mi dispositivo para que esté disponible comercialmente pronto", dijo a CNN.
El plomo es un metal tóxico dañino para los humanos incluso en concentraciones muy bajas. Si se ingiere, es particularmente peligroso para los niños y puede causar problemas en el desarrollo. Por lo general, encuentra su camino hacia el sistema de agua como resultado de la corrosión de tuberías viejas con plomo, hechas antes de que se conociera su toxicidad.
La EPA (Agencia de Protección Ambiental), la agencia del gobierno de los Estados Unidos cuya misión es proteger la salud humana y el medio ambiente, establece el "objetivo máximo de nivel contaminante" del plomo en el agua potable en cero, lo que significa que ninguna cantidad es segura para el consumo humano. Sin embargo, esto no es realista debido al uso generalizado de tuberías con plomo, por lo que no se aplica.
La cantidad admisible real es de 15 partes por billón, llamado "nivel de acción" porque si el 10 por ciento de las muestras de agua de la misma fuente lo excede, se deben tomar medidas. La Organización Mundial de la Salud, en comparación, establece un nivel más estricto aceptable de 10 partes por mil millones.
A junio de 2016, en EE UU, aproximadamente 5.300 sistemas de agua violaban las regulaciones de plomo y cobre de la EPA, lo que expone a 17,6 millones de personas a niveles inseguros de contaminantes. En Flint, Michigan, una prueba realizada por funcionarios municipales en un hogar local en 2015 reveló una concentración de plomo de 397 partes por billón, 26 veces más que el propio "nivel de peligro" de la EPA de 15. Pero las pruebas independientes realizadas por investigadores de Virginia Tech encontraron concentraciones de 13.000 partes por mil millones.
Un enemigo invisible
"Después de enterarme de lo de Flint", dijo Rao, "continué investigando y siguiendo el tema durante los años siguientes. Luego, vi a mis padres probando si había plomo en el agua y eso fue lo que provocó la idea. Me di cuenta de que usar tiras reactivas requeriría bastantes intentos para obtener resultados precisos y quería hacer algo para cambiar esto, no solo para mis padres, sino también para los residentes de Flint y lugares como Flint en todo el mundo", explica la pequeña de 11 años.
Dado que el plomo no afecta el sabor, la única manera de detectarlo es con una prueba. Actualmente hay dos formas principales de hacerlo: tiras de prueba casera o pruebas de laboratorio. Las tiras generalmente cuestan entre 15 dólares (12,6 euros) y 30 dólares (16,8 euros), pueden detectar varios contaminantes y ofrecen resultados rápidos, pero no están diseñados para lograr la máxima precisión. Eso requiere una prueba de laboratorio más rigurosa, que consiste en recolectar una muestra de agua en el hogar: los kits específicos se venden por alrededor de 10 dólares (8,4 euros) y luego enviarlos a un laboratorio para obtener resultados detallados, que pueden costar entre 20 y 100 dólares (16,8 y 84 euros), de acuerdo a la EPA.
Rao cree que su dispositivo podría convertirse en una alternativa a un precio competitivo: "El prototipo costó algo más de 20 dólares (16,8 euros), pero todos los materiales fueron fabricados a medida. A granel, espero que el coste de producción sea significativamente menor".
Cómo funciona
El dispositivo, llamado ‘Tethys’ en honor a la diosa griega del agua dulce llamada Titán, utiliza nanotubos de carbono, estructuras cilíndricas microscópicas que tienen una gama de propiedades inusuales y aplicaciones innovadoras. Inspirado por un proyecto del MIT que los emplea para detectar gases peligrosos en el aire, Rao decidió probarlos en el agua: "Mi solución utiliza nanotubos de carbono para detectar plomo en el agua más rápido que cualquier otra técnica actual. Tiene un sensor de nanotubos de carbono, a lo que se agregan átomos especiales que reaccionan al plomo ", indica.
Cuando se sumergen en agua contaminada, los átomos especiales reaccionan con las moléculas de plomo y agregan resistencia a un flujo de corriente en los nanotubos, que el dispositivo detecta fácilmente: "La cantidad de resistencia es proporcional a la cantidad de plomo en el agua. El procesador incluye un archivo adjunto que envía las mediciones a través de Bluetooth a un teléfono inteligente. La aplicación de teléfono inteligente, que he desarrollado a medida, captura estos datos y muestra los resultados en una escala fácil de usar".
Rao piensa que Tethys será mejor que las pruebas de laboratorio y las tiras: "Probar el agua en los laboratorios es la prueba más precisa disponible hoy en día, sin embargo, lleva tiempo y requiere equipos costosos a los que no todos puedan acceder fácilmente”.
"Mi solución resuelve todos los problemas anteriores. Utiliza un cartucho desechable que puede costar un dólar, es rápido, preciso y muestra niveles de contaminación por plomo en un teléfono inteligente normal, que son fáciles de interpretar ", apunta.