El laboratorio Brookhaven estudia la posibilidad de detectar las partículas de contaminación por medio de sistemas tecnológicos avanzados. Cuando la contaminación está presente en el aire, no siempre es fácil de ver a simple vista; las partículas pueden ser microscópicas, pero igualmente causan problemas respiratorios y de salud e inciden en el calentamiento global.
Avance en la detección de partículas de contaminación
Las partículas en el aire de contaminación se les conoce como material particulado (PM), las cuales son microscópicas y provienen de la quema de combustibles fósiles, polvo, procesos industriales, entre otros. El conflicto es que no todos contienen los mismos elementos químicos, por lo que detectar el origen de esas partículas se convierte en un dilema.
Para resolver este asunto, el laboratorio Brookhaven creó un sistema de rayos X, bajo el programa llamado X-AutoMap. Se trata de un sistema capaz de automatizar un microscopio de rayos X que permite detectar las partículas en un menor tiempo. El programa acelera el tiempo de detección de 44 horas a 10 horas, casi 4 veces menos tiempo y uso de recursos.
Los científicos buscan analizar cada partícula para conocer a detalle su funcionamiento, composición y crear medidas que permitan reducir la contaminación proveniente de diversas fuentes. Pero para llegar a ese punto, necesitan detectar esas partículas y clasificar su composición de forma adecuada.
Un software con rayos X que facilita el proceso de detección
La detección de la contaminación induce a nuevos sistemas que permitan la reducción de emisiones y propagación de partículas contaminantes. Al igual que el uso de programas para identificar zonas de riesgo climático, los científicos exploran formas de mantener al margen los niveles de riesgo para la salud, y la detección es el primer paso.
El sistema funciona a través de un escaneo de baja resolución de la superficie. Luego de identificar las señales de fluorescencia de rayos X con elementos químicos, se reconocen las partículas y su composición. Tras la detección, se realiza un análisis automático y detallado para estudiar las partículas a una mayor resolución.
Mediante criterios científicos instalados, el programa permite decidir y seleccionar qué partículas contiene estudiar más a fondo. Una de las grandes novedades es que permite estudiar cerca de 500 partículas en solo 10 horas, comparado con las 44 horas que tomaba con otros métodos manuales.
La distinción de la composición de las partículas es relevante para evitar muertes prematuras a causa de la contaminación, que causa aproximadamente 7 millones de muertes al año, según detalla el laboratorio Brookhaven. No todas las partículas tienen la misma toxicidad, por lo que conviene entender su composición, tamaño y características para determinar las consecuencias en la salud y el ambiente.
El papel de la tecnología e inteligencia artificial en el cuidado ambiental
Aunque la inteligencia artificial y los avances tecnológicos son parte de la creciente contaminación por el uso indiscriminado de recursos, usualmente provenientes de combustibles fósiles, también pueden ayudar a detener el calentamiento global. El análisis de partículas de contaminación es un primer paso hacia nuevas técnicas que permitan prevenir problemas en la salud y la toxicidad en el aire.
Al igual que los ecologistas recurren a la inteligencia artificial para proteger la biodiversidad, esta nueva tecnología permitirá incorporar sistemas de IA para una detección automatizada más adecuada. De acuerdo con los investigadores, podrán optimizar la detección de la contaminación con el análisis de componentes electrónicos, materiales y estudio microscópico especializado.
La arquitectura modular de X-AutoMap permite, además, sustituir su actual método de detección basado en reglas por modelos más sofisticados sin necesidad de rediseñar todo el sistema. Las futuras versiones con modelos de IA adaptados a diferentes cuestiones científicas podrían ampliar el enfoque para el estudio de materiales difíciles de caracterizar de forma eficiente.
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