En la cuenca inferior del Valle Bonaerense del Río Colorado, al sur de la Provincia de Buenos Aires, la gestión de los recursos hídricos y su preservación han sido materia de preocupación desde principios del siglo pasado, tanto para garantizar el desarrollo de la producción agropecuaria (principal actividad económica de la zona) como para el consumo de la población.
Esta región se ubica al sur de la Provincia de Buenos Aires sobre los contornos de los partidos de Villarino y Carmen de Patagones. Está formada por las localidades de Pedro Luro, Hilario Ascasubi, Villalonga, Juan A. Pradere y Mayor Buratovich.
Con la finalidad de realizar estudios tendientes resguardar la calidad del agua y mejorar su aprovechamiento, desde 2015 un grupo interdisciplinario de la Universidad Nacional del Sur (UNS) se encuentra trabajando en el marco de un acuerdo entre dicha institución, el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria de la Nación (INTA- Hilario Ascasubi), la Corporación de Fomento del Valle Bonaerense del Río Colorado (CORFO) y la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CICPBA).
En 2021, este equipo de 25 profesionales fue seleccionado en la convocatoria “Ideas Proyectos”, impulsada por la CICPBA, para ampliar sus estudios y desarrollar sistemas analíticos automatizados basados en nanotecnología que permitan determinar y cuantificar contaminantes en tiempo real, de forma precisa, simple, rápida, eficiente, a un bajo costo y con menor impacto ambiental.
En particular, se plantean desarrollar plataformas analíticas para detectar en el agua la presencia de dos herbicidas de uso masivo derivados de la actividad agrícola y hortícola (glifosato y atrazina), como así también otras sustancias contaminantes de origen natural y antropogénico (arsénico y fluoruro) que se encuentran en el suelo por las propias características geomorfológicas de la zona.
Eficientes, rápidos, simples y de bajo costo
Dentro del grupo de investigación interdisciplinario que lleva a cabo el proyecto se conjugan conocimientos en ciencia de los materiales, síntesis química, electroquímica, electrónica, biología, agronomía, computación y quimiometría, con la finalidad de desarrollar diferentes dispositivos que sean simples, automáticos, miniaturizados y que permitan simplificar los métodos analíticos.
Para crear estos dispositivos de análisis químico se utilizan nanopartículas metálicas, como las de hierro, plata y oro, sintetizadas con características específicas para la detección de estos contaminantes. De la misma forma y con el mismo objetivo, se aplican nanomembranas a base de grafeno, que tienen cualidades ideales para sistemas automatizados de microanálisis que permiten determinar estas sustancias en concentraciones muy bajas.
El equipo de profesionales utiliza estos componentes nanoestructurados como herramientas para el diseño de dispositivos en base a una metodología denominada Flow Batch, que automatiza procesos a través de un sistema robotizado o controlado a distancia, reemplazando y simplificando el trabajo que se hace en el laboratorio.
“Cuando uno hace un análisis químico, una de las principales fuentes de error en los resultados puede deberse a la participación del analista que realiza el trabajo. Por lo tanto, para minimizar esta fuente de error se desarrollan metodologías automatizadas de manera tal que estos dispositivos reemplacen la actividad humana y generen un resultado más cercano a la presencia y/o concentración real de una sustancia en una muestra”, explicó el doctor en Química Marcelo Pistonesi, uno de los responsables del proyecto.
Otra de las ventajas de este tipo de sistemas es la reducción de la exposición de los analistas, que ya no necesitan manipular reactivos peligrosos (algunos pueden ser cancerígenos, por ejemplo) porque el proceso de detección y análisis se realiza completamente dentro del dispositivo de forma aislada.
A su vez, otro punto a favor es la velocidad de análisis: “Los sistemas químicos propuestos por el grupo de investigación tienden a disminuir el tiempo del proceso químico y por lo tanto aumentar la cantidad de muestras analizadas por hora, con respecto a los métodos normalizados o de referencia”, detalló el profesional. “Las tendencias actuales de la Química Analítica son miniaturizar, automatizar y simplificar los sistemas de análisis. Porque generan menor costo, reducen la exposición del analista, simplifican y emplean dispositivos de detección menos costosos”, remarcó.
En referencia a este último aspecto, Pistonesi señaló que este tipo de dispositivos pueden ser diseñados para utilizarse de forma portátil o también en el laboratorio, pero en cualquiera de los casos no implican la utilización de mayor infraestructura como otros instrumentos existentes en el mercado.
Se trata de tecnología de avanzada, construida y diseñada por científicos y científicas bonaerenses, desde sus componentes químicos hasta el sistema de automatización y componentes electrónicos. El resultado tiene además el valor de su simplicidad, reproductibilidad y fácil escalado.
El peligro de los contaminantes naturales y artificiales
Es indispensable perfeccionar y simplificar los sistemas de análisis para detectar y cuantificar la presencia de estos cuatro contaminantes (glifosato, atrazina, arsénico y floruro) tanto en aguas subterráneas como superficiales, debido al peligro que implica la presencia de los mismos para esta región en términos ambientales, de salud y también productivos.
En el caso del arsénico, puede producir Hidroarsenicismo Crónico Regional Endémico (HACRE), enfermedad que se manifiesta principalmente por alteraciones dermatológicas, pudiendo evolucionar hacia distintos tipos de enfermedades. El fluoruro, en tanto, en aguas de consumo humano se ha demostrado que puede generar fluorosis dental o manchado de los dientes, y diversas afecciones a los huesos como fluorosis esquelética. A su vez, la elevada salinidad con la presencia de concentraciones excesivas de ambos contaminantes en agua de riego impone una fuerte limitación en la actividad productiva de la región.
Además de los contaminantes mencionados, están los introducidos por la actividad agrícola, especialmente desde mediados de la década del 90 cuando se autorizó la producción y comercialización de la soja transgénica o genéticamente modificada (soja RR), que venía acompañada de un paquete tecnológico que implicó el crecimiento exponencial del uso de agrotóxicos en distintas zonas del país.
Entre estos pesticidas, uno de los más peligrosos es el glifosato, caracterizado por la Organización para la Agricultura y la Alimentación (FAO) -entre otros estudios- como potencialmente tóxico, principalmente como resultado de la bioacumulación en la cadena alimentaria.
A su vez, según indican las investigadoras e investigadores de la UNS, el segundo plaguicida más utilizado en la agricultura argentina, después del glifosato, es la atrazina. Este herbicida también es considerado un potencial contaminante debido a sus características físico químicas. El compuesto original como sus metabolitos se han detectado en suelos y aguas superficiales y subterráneas, siendo prohibido en algunos países de Europa, y restringido en otros, considerándolo altamente contaminante del agua potable.
Con el desarrollo de estos sistemas analíticos de avanzada, el grupo de investigación de la UNS se propone conocer el estado de cada recurso hídrico en las campañas de muestreo, la producción asociada (agropecuaria e industrial), su uso doméstico y los consecuentes impactos sobre la sustentabilidad del recurso.
De esta forma, los resultados obtenidos pueden ser utilizados para el desarrollo de políticas públicas para la preservación de las aguas de la región y tienen directa aplicabilidad tanto para organismos como el INTA o la CORFO, como así también para los municipios afectados y las autoridades de la Provincia.
Por David Barresi