González y García: detección y remoción de arsénico en Santa Fe

Un grupo de investigación trabaja en un método económico, confiable y fácil de usar para determinar fácilmente arsénico en el agua de localidades de nuestra provincia.

Por Claudio Pairoba*

Un grupo de docentes-investigadores de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas (Universidad Nacional de Rosario) trabajan en mejorar las condiciones existentes para la detección de arsénico en el agua. Recordemos que la contaminación de las napas es un problema serio en el sur de la provincia de Santa Fé el cual también afecta a las vecinas Córdoba y Buenos Aires.

Juan Carlos Gonzalez, Silvia García, Sebastián Bellú, María Florencia Mangiameli y Jousy García compartieron sus experiencias en investigación, docencia y extensión.

¿Cuáles son las líneas de investigación?

Juan Carlos Gonzalez: Tenemos dos líneas de investigación. La primera que se llama básica, es cinética de interacción de distintos metales con moléculas de interés biológico. En general hidratos de carbono o sus derivados. El objetivo es dilucidar el mecanismo de acción y en cierta forma también poder localizar los intermediarios de reacción. Por ejemplo el cromo VI reacciona con distintos hidratos de carbono. Estos intermediarios de reacción que tienen una vida media determinada son particularmente peligrosos, cancerígenos y nos interesa saber si pueden entrar en la cadena trófica y demás.

La última tesis con esta temática fue la de Florencia Mangiameli, la cual fue dirigida por el Dr. Luis Sala y por mí, y premiada a nivel provincial.

Por otro lado tenemos la parte de remediación, mucho más aplicada y que tiene muchas vertientes. La primera tesis aplicada fue la de Sebastián y la segunda la de Patricia Blanes, dirigida también por el Dr. Sala y codirigida por la Dra. Silvia García.

Florencia se está haciendo cargo de la línea de cinética y yo la estoy dirigiendo en este período posdoctoral. También Jousy García está haciendo la tesis en vanadio bajo mi dirección . Barbara Perez Mola hace una tesis en remediación bajo mi dirección.

¿Qué tipo de remediación están estudiando?
JCG: Estamos estudiando la eliminación de contaminantes tóxicos a distintos niveles: río, efluentes industriales, lagunas y fundamentalmente agua de pozo y subterráneas. La provincia de Santa Fe tiene un alto contenido en arsénico, el cual es un problema a nivel mundial.

María Florencia Mangiameli: Hay dos formas principales de contaminación: la natural y la industrial. La natural hace referencia a cosas que están en el ambiente y que ahora se sabe que son tóxicas o incluso cancerígenas como el arsénicoo, o lugares con alta concentración de azufre. Es propio del lugar.

JCG: El arsénico está presente en forma natural en la provincia de Córdoba, Buenos Aires, Santa Fe. Las cantidades son muy grandes y variables.  La toxicidad depende de su estado de oxidación, si es arsénico III o V, si es inorgánico u orgánico, etc.

¿Cual es el mayor problema de las comunas y municipios?
JCG: La falta de tecnología, de insumos, de dinero, de infraestructura. Para poder hacer mediciones de arsénico hay que remitirlas a laboratorios especializados con equipos que valen más de uno a dos millones de pesos. Cuando uno tiene que remitir una muestra de arsénico tenés un tiempo de demora. Tenés la posibilidad de contaminación de la muestra, el cambio de estado de oxidación del arsénico de III a V por el oxígeno ambiental. Además está el costo del análisis.

Lo que nosotros proponemos es desempolvar un método antiguo que se dejó de usar. Con un simple espectrofotómetro y unos reactivos comunes, este método permite analizar cuantitativamente la cantidad de arsénico con un límite de detección adecuado a los límites permitidos por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y el Código Alimentario Nacional.

La OMS permite 10 microgramos por litro en agua para consumo. En cambio en la Argentina se permite hasta 50. ¿Por qué? Esto tiene cuestiones políticas y tecnológicas. No es lo mismo decir que el límite permitido sea 10 o 50. Con el primero tenés 14 millones de personas consumiendo agua con niveles de arsénico por encima del nivel permitido. En el 2017 se supone que la legislación debería cambiar.

Volviendo a la metodología que ofrecemos, utiliza reactivos químicos y equipamiento, con una sensibilidad adecuada. Puede dosar entre 10 y 50 microgramos por litro, con precisión y reproducibilidad que es lo más importante. El método se dejó de usar porque presentaba mucha dispersión. Nosotros estamos trabajando para lograr que el método se torne reproducible. Ya logramos que tenga la sensibilidad adecuada.

Un espectrofotómetro básico cuesta 6000 dólares, uno más completo cuesta 10.000. Entendemos que los municipios y comunas tienen muchos problemas para la medición. Hay lugares que no hacen mediciones desde hace tres años. Tal vez un poco por desidia, pero también por costos, por la problemática de quién lleva la muestra a analizar, etc.

¿Que metodologías se pueden usar para purificar el agua con arsénico?
JCG:  Hay comunas que utilizan ósmosis inversa. Lo que se hace en este proceso es tomar agua y con una membrana especial separar todos los iones que tenga, dejando agua pura para tomar. Esto genera un agua de rechazo, que contiene todos los contaminantes y que se descarta en pozos. Se está pateando el problema para adelante. Para este tema tenemos una sustancia que se llama quitosano.

¿Qué uso se le da al quitosano?
SB: Aparte de poner a punto métodos que sean económicos buscamos métodos alternativos a la ósmosis inversa. Utilizamos polímeros de bajo costo como el quitosano, que tienen una alta capacidad de retención de contaminantes. Los usamos en columnas de tratamiento y estudiamos distintos factores incluyendo los litros de agua que podemos tratar para que el agua que salga por esa columna tenga la cantidad permitida de, en este caso, arsénico. Y luego al arsénico que queda retenido en esa columna lo tratamos con otros reactivos químicos para liberarlo y utilizarlo en alguna otra aplicación. O por lo menos no eliminarlo a un pozo de agua.

En el caso de los metales, a diferencia de los contaminantes orgánicos que pueden ser destruídos, no los podés destruir. Lo que podés hacer es tratar de sacarlos del ambiente natural, concentrarlo y ver de usarlo o inmovilizarlo de alguna manera.

¿En qué se puede usar el arsénico?
JCG: Se lo utiliza como plaguicida, antiparasitario. Donde hay mucho ganado antes se lo usaba indiscriminadamente. Según cuenta la leyenda, en ciertas zonas de Europa el aumento de la cantidad de arsénico en suelos se debe a su utilización durante la Primera Guerra Mundial. Estamos sumamente preocupados porque estas comunidades no saben lo que están tomando.

MFM: El arsénico tiene dos formas de presentación al contaminar el cuerpo: aguda y crónica. En la primera habría una dosis alta y causa la muerte. Pero a bajas dosis por un período prolongado, produce cáncer y otras patologías que tardan muchos años en manifestarse. Incluso la gente puede morirse de otra cosa. Entonces la gente grande de los pueblos dice “toda mi vida tomé agua de ahí y no me pasó nada”. Es muy difícil comunicarles la necesidad de tener una buena forma de eliminar el arsénico sin seguir contaminando.

Porque a la larga lo que hacemos es recontaminar. El arsénico y todos los otros iones que se extraen con la ósmosis inversa quedan en las napas, el suelo tiene mayor contenido de iones, alterando la tierra y los cultivos.

JCG: En algunos casos, el agua de la ósmosis inversa se usa para regar. Es necesario un trabajo de divulgación. Parte de nuestro grupo está participando en proyectos de extensión en Luis Palacios, poniendo en conocimiento de la gente lo que sucede. No estamos hablando mal de la ósmosis inversa. Decimos que hay que complementarlo. Además, muchas veces trabajan a ciegas. Están usando un caudal de agua, que se toma del pozo y genera un volumen de litros por hora sin tener en cuenta mediciones periódicas de arsénico.
Lo miden una vez cada 6 meses. Si lo podés medir en el lugar con una metodología sencilla, cien veces más económica, podés saber la concentración de arsénico la cual varía, lo que implica que tiene que variar la forma en que se maneja la ósmosis inversa.

Ya tenemos un convenio con la empresa de ósmosis inversa. La idea es poder ofrecerles la medición contínua y periódica de arsénico a costos muy inferiores. Por ahora estamos haciendo los estudios en el laboratorio. Vamos a buscar el agua, la traemos y hacemos la determinación. De todas maneras, sería fundamental para la viabilidad del proyecto poder contar con el equipo portátil.

Juan Carlos Gonzalez estará dictando una charla sobre la temática, el viernes 29 de julio en la sección sobre la articulación universidad-sociedad dentro del "V Foro Latinoamericano de Desarrollo Sostenible". El lugar será el Centro Cultural Fontanarrosa.

“La Universidad pública: Educación, extensión e investigación con compromiso ambiental”

  9:00 - 11:00

– Amelia R. Reinoso y Prof. María Eugenia Raca “Alfabetización científica con saberes ambientales: respondiendo al desafío en la formación profesional”. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. (Rosario)

– Dra. Alejandra Suárez y Dr. Rolando Spanevello “La Química verde: La clave del desarrollo sostenible”. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. (Rosario)

– Dr. Juan Carlos González “Contaminantes tóxicos en aguas: detección, cuantificación y eliminación mediante técnicas simples, accesibles y sustentables”. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. (Rosario)

Facilitador: Facundo Duran. Facultad de Ciencias Bioquimicas.

Integrantes del equipo de trabajo

Juan Carlos González (Bioquímico/Dr. en Ciencias Químicas); Investigador cat III, CIURN: Independiente

Sebastién Bellú (Lic. en Biotecnología/Dr. en Ciencias Químicas);  Investigador CONICET asistente; cat IV

Silvia García (Ing. Química/ Dra. en Ciencias Química); Investigador cat. III, CIURN: Principal

María Inés Frascaroli (prof. en Química/ Dra en Ciencias Químicas);  Investigador cat IV

Patricia Blanes (prof. en Química/ Dra en Ciencias Químicas)

Jousy García (Prof. en Química/ Doctorando en Ciencias Químicas;  Director: Juan Carlos González)

Bárbara Perez Mora (Lic. en Biotecnología /Doctorando en Ciencias Químicas; Director: Juan Carlos González)

María Florencia Mangiameli (Lic en Biotecnología y Bioquímica/Dra en Ciencias Químicas)

Fernando Bertoni (Lic. en Biotecnología /Doctorando en Ciencias Químicas; Director: Juan Carlos González)

Julián María Nannini (estudiante de la carrera de Lic. en Biotecnología/  tesina de grado, Director: Juan Carlos González)

María Sol Srebot  (estudiante de Lic. en Biotecnología)

Marisol Gius Tozzi (estudiante de Lic. en Biotecnología)

*Claudio Pairoba es miembro de la Escuela de Comunicación Estratégica de Rosario y de la Red Argentina de Periodismo Científico.