Sensore portatile per rilevare perdite (o avvelenamento) da metanolo

I ricercatori svizzeri del ETH hanno sviluppato un dispositivo portatile ed economico in grado di rilevare la presenza di metanolo nelle bevande alcoliche (e non solo).

Chi ha qualche anno sulle spalle ricorderà bene il caso del vino al metanolo di fine anni '80 che causò molte vittime ma che almeno forzò l'entrata in vigore di controlli più stringenti sui produttori. Se il problema almeno nei prodotti di largo consumo è stato ampiamente ridimensionato, non è un rischio secondario sia nelle produzioni artigianali che nei paesi non sviluppati.

Tra potenzialmente fatale e inebriante ... c'è un carbonio di differenza

Il metanolo viene a volte chiamato il gemello mortale dell'etanolo, una somiglianza chimica e in parte funzionale, con il metanolo a rappresentare il lato oscuro. Mentre l'etanolo è l'ingrediente inebriante che caratterizza vino, birra e grappa, il metanolo è una molecola non tossica di suo ma che genera prodotti altamente tossici una volta metabolizzata. Oltre ad una azione negativa diretta sull'attività del sistema nervoso centrale (come l'etanolo ad alti dosaggi) ha una tossicità mediata dai suoi metaboliti, prima la formaldeide ed infine l'acido formico. In particolare il formiato (sale dell'acido formico) inibisce la citocromo C ossidasi, un importante enzima mitocondriale, causando in serie ipossia cellulare e acidosi metabolica.

Anche una quantità relativamente piccola di metanolo può provocare cecità e, se non trattata per tempo, essere fatale.

Casi di avvelenamento dovuti al consumo di bevande alcoliche contaminate con metanolo si verificano anche in assenza di evidente dolo (negli anni '80 veniva aggiunto di proposito perché un mezzo più economico per raggiungere la gradazione alcolica desiderata), in quanto la fermentazione alcolica produce di suo piccole quantità di metanolo. Ogni volta che l'alcool viene distillato in modo non professionale, si può quindi avere un accumulo di metanolo nel liquore prodotto.

Finora, il metanolo poteva essere distinto dall'etanolo solo in un laboratorio chimico con ovvia riduzione dell'accuratezza e tempestività dei controlli nel luogo di produzione. I ricercatori hanno ora sviluppato un dispositivo portatile basato su un piccolo sensore di ossido di metallo in grado di rilevare l'alcol adulterato in due minuti "annusando" i vapori di metanolo ed etanolo da una bevanda. Inoltre, lo strumento può anche essere utilizzato per diagnosticare l'avvelenamento da metanolo analizzando l'espirato di un soggetto, con ovvi vantaggi nella tempistica della diagnosi..

credit: Van den Broek J et al. Nature Communications 2019

La tecnica sottostante (sensori all'ossido di metallo per vapori di alcol) non rappresenta nulla di nuovo solo che finora aveva una forte limitazione nel non essere capace di distinguere vapori di etanolo da quelli di metanolo.

Il nuovo, ed affidabile, sensore sfrutta due innovazioni: nanoparticelle di ossido di stagno drogate con palladio e infine un "trucco" per distinguere tra metanolo ed etanolo. Invece di analizzare il campione direttamente con il sensore, i due tipi di alcol (o i suoi vapori) vengono prima separati facendoli passare in un tubo riempito con un polimero poroso, dal quale viene aspirata l'aria mediante una piccola pompa. Poiché la molecola di metanolo è più piccola, questa passa attraverso il tubo polimerico più rapidamente dell'etanolo permettendo una sua rilevazione precisa.

Il dispositivo di misurazione si è rivelato eccezionalmente sensibile, persino per tracciare quantità di contaminazione da metanolo fino alla soglia più bassa del limite consentito per legge.  Durante i test di affidabilità  sono stati analizzati campioni di alito di persone che avevano precedentemente bevuto rum, aggiungendo poi nell'espirato quantità variabili di metanolo; aggiunte fatte in doppio cieco per testare la sensibilità diagnostica.

Il nuovo dispositivo è stato brevettato e si sta lavorando per ridurre ulteriormente le dimensioni dello stesso, rendendolo così disponibile a costi estremamente contenuti. Prospettiva non secondaria perché il metanolo è ampiamente usato nell'industria e potrebbe diventare ancora più comune se venisse scelto come carburante del futuro; da qui la necessità di sviluppare un sensore per rilevare perdite nei serbatoi.

Fonte
- Highly selective detection of methanol over ethanol by a handheld gas sensor
J. Van den Broek et al, (2019) Nature Communications

- Ethanol Vs. Methanol
https://homeguides.sfgate.com