Diseño e implementación de un equipo electrónico portátil aplicando Matlab para mejorar la detección de plomo en la sangre utilizando la Voltametría Anódica

Abstract

El estudio que se realiza en esta tesis esta direccionado a la construcción de un equipo electrónico, capaz de poder medir los niveles de toxicidad y concentración en personas expuestas al Plomo, sabiendo de que este es un metal pesado y tóxica para la salud. Se compararon diversos métodos electroquímicos para medición de Pb en sangre de los cuales se optó por la Voltametría Anódica. La problemática se debe a los altos niveles de contaminación producidos por plantas industriales y su mal control de emisiones de este metal, ya que estos provocan daños irreversibles a la salud, principalmente en niños, visto que su organismo está menos fortalecido que él un adulto. En el Perú, tenemos problemas con la minería informal causantes en gran parte de la contaminación ambiental, ya que las emisiones que estos producen no son controladas. Asimismo, otra fuente de contaminación son las pinturas que contienen plomo, causantes también de intoxicación en menores de edad. El objetivo que se busca con la elaboración del trabajo es desarrollar un dispositivo basado en Voltametría Anódica que permita medir concentraciones de Plomo en sangre, para ello se realizaron diferentes versiones del prototipo hasta alcanzar el diseño más efectivo. El equipo electrónico tiene como objetivo poder medir concentraciones de Pb pequeñas y realizar curvas de caracterización que permitan una mejor lectura de las muestras, estas curvas se realizaron con un entorno gráfico creado en Matlab. Los resultados recogidos fueron que el dispositivo electrónico (potenciostato) fue creado con algunas limitaciones, pero cumple con el objetivo propuesto y funciona como se espera. Las mediciones y comparativas de las muestras tomadas en el laboratorio al ser comparadas con otro equipo de mayores prestaciones fueron similares a pesar de ser un equipo de bajo costo. Estos resultados obtenidos, fueron de gran aporte para validar la efectividad del equipo. Por otro lado, se creó la interfaz gráfica (GUI) en Matlab como complemento del equipo de medición, la creación de la interfaz gráfica, facilito la lectura y comprensión de los valores arrojados por el equipo.

The study carried out in this thesis is aimed at the construction of electronic equipment, capable of measuring the levels of toxicity and concentration in people exposed to Lead, knowing that this is a heavy metal and toxic to health. Various electrochemical methods were compared to measure Pb in blood, of which Anodic Voltammetry was chosen. The problem is due to the high levels of pollution produced by industrial plants and their poor control of emissions of this metal, since these cause irreversible damage to health, in children, since their body is less strengthened than an adult. In Peru, we have problems with informal mining, which causes much of the environmental pollution, since the emissions they produce are not controlled. Likewise, another source of contamination is lead-containing paint, which also causes poisoning in minors. The objective that is sought with the elaboration of the work, is to develop a device based on Anodic Voltammetry that allows to measure concentrations of Lead in blood, for this different version of the prototype were achieved to reach the most effective design. The purpose of the electronic equipment is to be able to measure small Pb concentrations and make characterization curves that allow a better reading of the samples. These curves are made with a graphical environment created in MATLAB. The results obtained were that the electronic device (potentiostat) was created with some limitations, but it meets the proposed objective and works as expected. The checks and comparisons of the samples taken in the laboratory when compared with other equipment with higher performance were similar despite being a low-cost equipment. These results obtained were of great contribution to validate the effectiveness of the equipment. On the other hand, the graphical interface (GUI) was created in Matlab as a complement to the measurement equipment, the creation of the graphical interface facilitated the reading and understanding of the values produced by the equipment.