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Estudiante de 14 Años Crea Dispositivo Llamado PestiSCAND Capaz de Detectar Pesticidas en Alimentos Usando Luz e Inteligencia Artificial y Gana Principal Competencia Científica Joven de los Estados Unidos
Cómo una Pregunta Simple sobre Lavar Frutas Llevó a la Creación de un Detector Portátil de Pesticidas La pregunta comenzó en el fregadero de la cocina. Sirish Subash estaba ayudando a su madre a lavar verduras cuando decidió cuestionar un hábito cotidiano que prácticamente nadie suele investigar a fondo. ¿Por qué las personas lavan frutas y vegetales? ¿Qué exactamente quita el agua de la superficie de los alimentos? ¿Y si los pesticidas utilizados en la agricultura han penetrado en la cáscara o en la capa externa del alimento — el lavado todavía puede eliminar esos residuos químicos? Era el tipo de duda que la mayoría de las personas simplemente ignora o responde con suposiciones rápidas. Sin embargo, Sirish decidió investigar la cuestión con más profundidad y crear el PestiSCAND.
Al investigar datos científicos e informes oficiales sobre seguridad alimentaria, encontró información publicada por la FDA, la agencia reguladora de alimentos y medicamentos de los Estados Unidos. Según la agencia, aproximadamente 70,6% de los alimentos vendidos en supermercados estadounidenses presentan residuos detectables de pesticidas.
Estos residuos químicos no desaparecen necesariamente después de un simple lavado con agua. En muchos casos, compuestos agrícolas pueden permanecer adheridos a la superficie de los alimentos o penetrar parcialmente en las capas externas de la cáscara. A partir de ese momento, la pregunta cotidiana se transformó en un problema científico.
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Lo que Comenzó como una Curiosidad Doméstica Acabó Transformándose en un Proyecto Científico Completo
Hijo de Subhash Arumugam, un ingeniero de software que emigró del estado de Tamil Nadu, en India, a los Estados Unidos, Sirish creció en Snellville, una ciudad de aproximadamente 20 mil habitantes ubicada a unos 40 kilómetros de Atlanta, en el estado de Georgia.
En 2024, a los 14 años, cursaba el noveno grado en la Gwinnett School of Mathematics, Science, and Technology, una escuela pública estadounidense conocida por su enfoque en la enseñanza avanzada de ciencia, tecnología e ingeniería.
Lo que comenzó como una curiosidad doméstica acabó transformándose en un proyecto científico completo. Este proyecto se transformó en un dispositivo funcional. Y el dispositivo terminó ganando la principal competencia científica para jóvenes estudiantes de los Estados Unidos.
Por Qué Detectar Pesticidas en Alimentos Aún Depende de Laboratorios Caros
Detectar pesticidas en alimentos no es una tarea sencilla. Los métodos científicos utilizados actualmente por laboratorios, industrias alimenticias y organismos reguladores implican equipos altamente sofisticados.
Entre las técnicas más utilizadas están:
- cromatografía líquida de alta eficiencia
- cromatografía gaseosa
- espectrometría de masas
Estos equipos pueden costar entre US$ 150,000 y US$ 350,000 por unidad, requieren laboratorios especializados, técnicos capacitados y reactivos químicos específicos para cada tipo de análisis. Además, el tiempo necesario para obtener resultados de laboratorio suele variar entre 48 y 72 horas, dependiendo de la complejidad de la muestra y la cantidad de pesticidas investigados.
En laboratorios comerciales, el costo por muestra puede alcanzar cientos de dólares. Para los consumidores comunes, este sistema simplemente no existe como una opción práctica. Ninguna persona lleva un tomate o un puñado de espinacas a análisis de laboratorio antes de comprarlo en el supermercado.
Existen algunas pruebas rápidas en el mercado basadas en inmunoensayo químico, pero estas soluciones presentan limitaciones importantes. Muchas funcionan solo para clases específicas de pesticidas y producen resultados cualitativos, sin alta precisión.
Estas pruebas tampoco son adecuadas para monitoreo continuo o para análisis de diferentes tipos de alimentos. Fue exactamente este vacío tecnológico que Sirish percibió.
Cómo Funciona el Dispositivo PestiSCAND Creado por Sirish Subash
La solución desarrollada por el estudiante se llama PestiSCAND. El dispositivo utiliza un principio científico conocido como espectrofotometría, una técnica que analiza cómo diferentes sustancias interactúan con la luz.
Cada compuesto químico posee una firma espectral única. En otras palabras, moléculas diferentes absorben y reflejan longitudes de onda de luz de maneras distintas.
Los pesticidas organofosforados reflejan la luz de una manera específica. Los piretroides presentan un patrón diferente. La superficie limpia de alimentos como tomates, espinacas o manzanas tiene otra firma espectral.
El PestiSCAND Emite Luz en Tres Faixas del Espectro Electromagnético
- ultravioleta
- luz visible
- infrarrojo
Estas luces alcanzan la superficie del alimento. Sensores en el dispositivo miden cuánto de cada longitud de onda es reflejado de vuelta.
Los datos recolectados son enviados vía Bluetooth a una aplicación móvil también desarrollada por Sirish. La aplicación utiliza machine learning, o aprendizaje automático, para interpretar las firmas espectrales.
El algoritmo fue entrenado utilizando muestras de alimentos con y sin residuos de pesticidas. Con base en estos datos, el sistema aprende a reconocer patrones asociados a la presencia de contaminantes químicos. En las pruebas realizadas con tomates y espinacas, el dispositivo alcanzó una tasa de precisión superior al 85% en la identificación de residuos de pesticidas.
Una de las principales ventajas del método es que es no destructivo. El alimento no necesita ser cortado, triturado o sometido a reactivos químicos. La lectura ocurre directamente en la superficie del producto entero y toma solo unos segundos.
El Desafío de la Competencia Científica 3M Young Scientist Challenge
El 3M Young Scientist Challenge es considerado el principal concurso científico para estudiantes de escuela secundaria en los Estados Unidos. La competencia existe desde hace 17 años y acepta inscripciones solo de alumnos entre el quinto y el octavo grado escolar.
Esta ventana corta casi impidió a Sirish participar. En el quinto grado, había avanzado un año y quedó fuera del rango elegible. En el sexto grado, su familia pasó varios meses en India y el proyecto no estuvo listo a tiempo. En el séptimo grado, se inscribió, pero no fue seleccionado.
El octavo grado representaba su última oportunidad. Sirish decidió que necesitaba intentar de nuevo. Entre miles de proyectos enviados de todo el país, solo diez fueron seleccionados para la final. Los finalistas pasaron el verano trabajando directamente con científicos de la empresa 3M para convertir sus ideas en prototipos funcionales.
Sirish fue orientado por Aditya Banerji, ingeniero senior de investigación del Laboratorio de Procesos Corporativos de 3M. Durante este período, el concepto del PestiSCAND fue refinado y transformado en un dispositivo funcional capaz de realizar pruebas espectrales e interpretar resultados con ayuda de inteligencia artificial.
En octubre de 2024, los finalistas presentaron sus proyectos en la sede global de 3M en St. Paul, Minnesota. Los criterios de evaluación incluían innovación científica, aplicación de principios de ingeniería, capacidad de comunicación e impacto potencial en la sociedad.
Sirish Subash ganó la competencia y recibió el premio de US$ 25,000, además del título de America’s Top Young Scientist 2024.
¿Quién es Sirish Subash además del Detector de Pesticidas?
El estudiante también ha desarrollado otros proyectos científicos y educativos. A los 14 años, publicó dos libros:
Carbon Block Puzzle, centrado en el cambio climático, que ingresó al Libro de Récords de Asia y de India.
Biochemistry the Fun Way, un libro que explica conceptos básicos de bioquímica para niños.
También mantiene un canal de divulgación científica llamado SciKid Sirish, donde producía videos educativos antes de dedicar más tiempo a proyectos científicos. Antes de su victoria en el 3M Young Scientist Challenge, Sirish ya había recibido el Premio de Excelencia del Servicio de Investigación Agrícola en la Feria de Ciencia e Ingeniería de Georgia en 2024.
También representó al condado de Gwinnett en la competencia nacional Thermo Fisher Junior Innovators Challenge.
El Futuro de la Tecnología de Detección Portátil de Contaminantes Alimentarios
Según el propio Sirish, su objetivo futuro es continuar trabajando en tecnologías que tengan un impacto directo en la vida cotidiana de las personas. La área que más le atrae es la física aplicada al desarrollo de dispositivos científicos.
Parte del premio de US$ 25,000 obtenido en la competencia será reservado para su futura educación universitaria. La pregunta que comenzó en el fregadero de la cocina aún no tiene todas las respuestas. Pero ahora existe un dispositivo capaz de investigarla. Y un joven científico que decidió transformar una duda doméstica en una innovación científica.
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