Diseño de un prototipo de sensor químico para la cuantificación in situ de cadmio en los granos de cacao de territorio colombiano (2022)
El cacao es un cultivo de gran importancia económica en Colombia cuyo fruto de fino aroma y sabor es muy solicitado en el mercado internacional, sin embargo, algunos estudios muestran la presencia de cadmio en los granos de cacao producidos en el país lo que obliga al productor a realizar análisis en laboratorios especializados para cumplir con los criterios de calidad. El objetivo del presente proyecto es el diseño de un sensor químico para la cuantificación in situ de cadmio en el grano de cacao producido en el territorio colombiano, en vista de la necesidad de desarrollar nuevos métodos de cuantificación diferentes a los actualmente utilizados basados en laboratorio, que permitan al productor colombiano cumplir con los límites de cadmio solicitados para el grano por los compradores sin que se vean afectados sus tiempos de comercialización (comprometidos por los tiempos prolongados en entrega de resultados por parte de los laboratorios) y sus posibilidades de exportación (al constatar que el grano se encuentra dentro de los límites de cadmio aceptados). Por tratarse de un sensor químico, el diseño consideró aspectos como la composición de la matriz del grano de cacao y la especiación del cadmio en esta para determinar el tipo de técnica de análisis más apropiada para la aplicación in situ y así establecer el tipo de transductor, receptor, sistema electrónico y de cómputo del prototipo. La metodología planteada para la ejecución del diseño guió la escogencia de un sensor electroquímico de tipo voltamperométrico empleando la técnica de voltamperometría de redisolución anódica de onda cuadrada (SWASV) con electrodo de trabajo L-cisteína/grafeno reducido-quitosano/carbón vítreo (L- cys/GR-CS/GCE). El módulo de recepción y transducción fue construido parcialmente para medir cadmio en una muestra de cacao colombiano y los resultados fueron comparados con el análisis por ICP-MS de la misma muestra mostrando que el sensor diseñado tuvo un límite de detección (LD) y cuantificación (LC) de 0,099 ppm y 0,33 ppm respectivamente, buena sensibilidad y precisión aceptable con un coeficiente de variación de 0,1% y un error relativo con respecto al método de laboratorio de 12% ± 2%.