Nuevos datos sobre procesos químicos naturales que regulan un contaminante atmosférico que afecta la calidad del aire

 

 Representación gráfica de la distribución de los halógenos naturales en el hemisferio Norte. Foto: gentileza investigadores

Aportan nuevos datos sobre procesos químicos naturales que regulan un contaminante atmosférico que afecta la calidad del aire

Investigadores del CONICET lideraron un estudio internacional que determinó, por primera vez, cómo los halógenos emitidos desde el hielo polar reducen las concentraciones de ozono en latitudes medias del hemisferio norte. 

La comprensión de estos fenómenos es clave para desarrollar estrategias que mitiguen los efectos de este gas en la salud pública.

Los halógenos son un grupo de elementos químicos muy reactivos, entre los cuales se encuentran el cloro, el bromo y el yodo. 

Por su alta reactividad, pueden provocar que ciertas sustancias, como el ozono, un contaminante de la calidad del aire en capas bajas de la atmósfera, se descompongan más rápido de lo habitual.

Investigadores del CONICET lideraron un estudio internacional que demuestra, a través de un modelo computacional, que los halógenos liberados desde el hielo ártico tienen un impacto significativo en la reducción del ozono, no solo dentro del casquete polar, sino también sobre las latitudes medias (47°N a 60°N) del hemisferio norte, puntualmente durante la primavera. 

El trabajo, publicado en la prestigiosa revista PNAS, aporta datos hasta ahora desconocidos sobre un fenómeno natural que, pese a ser esencial a la hora de estudiar la calidad del aire, no ha sido aún contemplado en los modelos globales utilizados para hacer proyecciones sobre la evolución del clima.

“Hay una disminución en los niveles de ozono debido a la interacción con los halógenos, particularmente en primavera, en las latitudes medias del hemisferio norte. Esto es muy relevante desde el punto de vista social y del impacto sobre la calidad de aire urbano, ya que hay muchas personas que viven en esas latitudes. 

Canadá y toda la zona escandinava se ven fuertemente afectadas, impactando incluso sobre ciudades densamente pobladas de Estados Unidos y el resto de Europa”, comenta Rafael Fernandez, investigador del CONICET en el Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas (ICB, CONICET-UNCUYO), y uno de los líderes del estudio internacional junto a los becarios doctorales Lucas Berná y Orlando Tomazzeli.

Lucas Berná, Orlando Tomazzeli y Rafael Fernandez.

El científico afirma que las masas de aire frío provenientes del Ártico llegan a las latitudes medias enriquecidas en halógenos y bajas en ozono, lo que termina siendo positivo para los habitantes de esas zonas, ya que se trata de un fenómeno natural que colabora con la reducción de la contaminación regional asociada a este elemento gaseoso.

En el Ártico, durante la primavera, las bajas temperaturas y la luz solar intensa crean condiciones especiales donde los halógenos, que son emitidos de forma natural desde el océano y se depositan sobre la superficie de la nieve y el hielo, reaccionan y se reciclan mediante procesos fotoquímicos. 

“Todos los años, en primavera, hay un pulso de emisión de halógenos que ocurre desde los polos, que, comparado con la emisión de halógenos globales de todo el planeta, no es importante; pero que si uno se limita a las regiones polares y su periferia, puede llegar a producir una reducción de entre un 10 a un 40 por ciento en los niveles de ozono superficial, dependiendo de la latitud”, explica el científico, quien pudo realizar parte de su investigación en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de España gracias al Programa de Financiamiento Parcial de Estadías Breves en el Exterior del CONICET para investigadores asistentes y adjuntos, y agrega: 

“Además, nuestro modelo predice que el fenómeno también ocurre en la Antártida y estamos trabajando actualmente para evaluar si estos pulsos de halógenos pueden alcanzar la Patagonia durante la primavera Austral”.

El estudio es la continuación de una serie de trabajos realizados previamente por el equipo científico relacionados con la interacción química-clima que poseen los halógenos naturales. 

En este sentido, además, presenta una evaluación y una comparación temporal del impacto de los halógenos sobre el ozono troposférico (el más cercano a la superficie de la Tierra) desde tiempos preindustriales hasta la actualidad: 

“En las simulaciones hemos observado que el impacto de los halógenos ha cambiado con el tiempo. 

Cuando las sustancias emitidas desde los polos se mezclan con los contaminantes emitidos por la acción humana desde las ciudades, ocurren una serie de reacciones que alteran la eficiencia química y la intensidad de las emisiones. 

A ese fenómeno, nosotros lo hemos llamado Amplificación Antropogénica de las Emisiones Naturales (AANE, por sus siglas en inglés) y permite explicar la diferencia entre lo que ocurre hoy y lo que ocurría en tiempos preindustriales. Nuestra estimación es que la intensidad de este proceso en el Ártico ha cambiado hasta un 6 u 8 por ciento, y se espera que hacia el futuro siga cambiando”, comenta Fernandez.

En conclusión, el estudio subraya la importancia de comprender cómo los halógenos emitidos naturalmente desde el hielo polar interactúan con el ozono y cómo estas interacciones han cambiado a lo largo del tiempo, especialmente bajo la influencia de la actividad humana. 

Estos hallazgos no solo revelan detalles críticos sobre la química atmosférica, sino que también destacan la necesidad de seguir investigando cómo los cambios en el clima y la contaminación podrían amplificar o alterar estos procesos en el futuro. 

“En un contexto más amplio, este proyecto busca determinar cuál es la “línea de base” natural que poseen las emisiones provenientes de la Antártida y el Ártico sobre los niveles de ozono y metano existentes en las regiones periféricas y prístinas del hemisferio sur, así como sobre las regiones densamente pobladas en las latitudes altas del hemisferio norte. 

La comprensión de estos fenómenos es clave para desarrollar estrategias que mitiguen sus efectos en la salud pública y el cuidado del medio ambiente”, concluye el científico

Referencia bibliográfica:

Fernandez Rafael P., Berná Lucas, Tomazzeli Orlando, Mahajan Anoop S., Li Qinyi, Kinnison Douglas E., Wang Siyuan, Lamarque Jean-François, Tilmes Simone, Skov Henrik, Cuevas Carlos A., Saiz López, Alfonso (2024) Arctic halogens reduce ozone in the northern mid-latitudes. PNAS. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2401975121

Por Leonardo Fernández 

CONICET

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Litio Un centro del CONICET será el único en Argentina en producir un elemento clave para la fabricación de baterías

 

 Agustín Spaltro, profesional del CONICET. Foto: CONICET Fotografía/R. Baridón

Litio Un centro del CONICET será el único en Argentina en producir un elemento clave para la fabricación de baterías

Es el flúor, un gas altamente reactivo capaz de secar la humedad del electrolito que les provee la carga eléctrica, garantizando su vida útil y condiciones de seguridad. 

Recientemente llegó a la Argentina un compuesto, desarrollado en Alemania por un profesional del organismo, que lo contiene inactivo en su interior, lo que permitió su traslado seguro. 

Gracias a este proyecto se podrá reiniciar a nivel nacional una rama química con importantes aplicaciones en la industria farmacéutica.

El Centro de Química Inorgánica (CEQUINOR, CONICET-UNLP-asociado a CICPBA) ultima detalles para comenzar a trabajar en la producción de flúor, un gas de gran utilidad para múltiples disciplinas pero, en particular, fundamental para uno de los últimos procesos de la obtención del hexafluorofosfato de litio o electrolito, el “corazón” de las baterías de litio, encargado de aportarles los iones que originan la carga eléctrica: la eliminación del agua residual que, de no quitarse, pone en riesgo la vida útil y condiciones de seguridad de las baterías. 

Es gracias a la llegada al país de un compuesto salino desarrollado en Alemania por Agustín Spaltro, miembro de la Carrera del Personal de Apoyo (CPA) del CONICET en ese centro de investigación, capaz de contener en su interior un gran volumen de flúor inactivo, lo que facilitó un traslado internacional seguro pese a tratarse de un elemento altamente reactivo. 

Si bien Argentina tiene una larga tradición en química del flúor que data de los años ’50, la producción se interrumpió hace años, por lo que a partir de este proyecto el CEQUINOR será el único espacio nacional dedicado a ella.

Recipiente que contiene la sal con el flúor inactivo. Foto: CONICET Fotografía/R. Baridón

“El proceso de producción de flúor es altamente peligroso, pero relativamente sencillo si uno cuenta con la infraestructura necesaria para desarrollarlo”, apunta Spaltro, y añade: 

“El problema es que hace tiempo no se produce en Argentina, entonces poder contar con una muestra implica muchas complicaciones. 

Primero, hay que traerlo desde el exterior, y es especialmente difícil transportarlo, porque es un elemento muy reactivo. 

Durante una estadía que realicé por tres meses a comienzos de 2023 en un laboratorio de la Universidad Libre de Berlín, Alemania, pude preparar algo superador que permitió traer flúor al país en condiciones de seguridad menos extremas”.

Además de adquirir conocimientos acerca de la química del flúor, su manipulación y el manejo de las líneas de vacío necesarias para su uso en laboratorios, Spaltro aprovechó la estadía en Alemania para preparar una sal, o hexafluoroniquelato de potasio, resultante de la síntesis bajo ciertas condiciones experimentales de otras dos sales –fluoruro de níquel y fluoruro de potasio– que es capaz, primero, de absorber el flúor en su estado gaseoso; luego, de contenerlo inactivo; y finalmente, de liberarlo por calentamiento, a temperaturas superiores a los 450 grados centígrados. 

La muestra que llegó al país es de casi dos kilos y medio, con lo que se estima se podrían producir cerca de 220 litros de flúor. 

“Una vez que se libera el flúor contenido, el subproducto resultante es capaz de ser fluorado nuevamente para que vuelva a absorber flúor. 

Si bien no de manera infinita, se lo puede reutilizar para seguir produciendo”, comenta el profesional.

“El CEQUINOR tiene como uno de sus objetivos fundamentales volver a tener química del flúor, algo que se pudo producir en La Plata en los años ’50, de la mano del profesor alemán Hans Schumacher y de nuestro fundador, Pedro J. Aymonino, pero que luego se interrumpió”, cuenta Carlos Della Védova, investigador del CONICET en ese centro de investigación, y desarrolla: 

“Hoy en día son muy pocos los países que producen flúor, por un lado por la importancia estratégica que tiene y, por otro, porque se trata de un elemento difícil, que implica un proceso muy complicado, requiere conocimiento y el manejo de cuestiones de seguridad muy estrictas, y tiene importantes implicancias medioambientales”.

“Para nosotros –continúa–, en el último tiempo este elemento adquirió mucho valor, cuando comenzamos a trabajar con el electrolito que se utiliza en las baterías de litio. 

Eso hizo que cobre un potencial más palpable y nos abra un campo muy amplio de posibilidades”. 

Según comentan los expertos, tras el proceso de producción del electrolito para baterías de litio quedan restos de agua que, de no eliminarse, son capaces de descomponer ese elemento y generar subproductos que atentan contra la funcionalidad de las baterías: 

“El flúor oxida el agua, la convierte en un elemento volátil fácil de quitar y eso hace que podamos dejar al electrolito anhidro, es decir seco”, dice Spaltro.

Carlos Della Védova y Agustín Spaltro junto a la directora del CEQUINOR, Rosana Romano. Foto: CONICET Fotografía/R. Baridón

El edificio del CEQUINOR cuenta con un piso completo originalmente proyectado para la producción de química del flúor, y ese espacio se está empezando a acondicionar con la infraestructura necesaria para su manipulación. 

“Para nosotros esto abre un nuevo escalón a esta química, que implica estudios fisicoquímicos, de compuestos fluorados, que hay toda una rama en la química farmacéutica que los utiliza, y de todo un campo aún inexplorado de aplicaciones. 

Es un eslabón muy valioso en una larga cadena de posibilidades”, destaca Della Védova para finalizar.

Área de Prensa y Divulgación Científica del CCT CONICET La Plata

CONICET

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Dengue Estudios in vitro Identifican extractos y compuestos de plantas argentinas que inhibieron la multiplicación del virus

 

Parte del equipo que lideró el avance: Dra. Laura Cecilia Laurella (izq.), Dr. Orlando Elso, Dra. Valeria Sülsen, Dra. Claudia Sepúlveda y Lic. Mariel Wagner.

Estudios in vitro Identifican extractos y compuestos de plaEstudios in vitro Identifican extractos y compuestos de plantas argentinas que inhibieron la multiplicación del virus del dengue

Especialistas del CONICET detectaron extractos y compuestos de origen vegetal que en cultivo de células frenaron la multiplicación del patógeno de manera efectiva y selectiva. 

La siguiente etapa de la investigación es aislar y profundizar el estudio de moléculas activas necesarias para explorar el diseño de antivirales efectivos.

Para las personas que contraen dengue, no existe por el momento un medicamento específico. Se les prescribe remedios para reducir los dolores musculares y la fiebre, tomar mucha agua y otras medidas. 

Ahora, especialistas del CONICET detectaron extractos y compuestos naturales de un grupo de plantas de la familia Asteraceae que lograron inhibir de manera efectiva y selectiva la multiplicación del virus del dengue en experimentos in vitro. 

El estudio, publicado en Molecules, abre caminos para el posible desarrollo de fármacos antivirales contra ese patógeno.

Otros autores del trabajo: Dr. Augusto Bivona (izq.), Dr. Cesar Catalán, Dr. Hernán Bach, Dra. María Clavin y Dra. Mariana Selener.

“Estos resultados demuestran que las especies de la familia Asteraceae y sus constituyentes químicos representan fuentes valiosas de nuevas moléculas antivirales. 

Evaluamos extractos y compuestos obtenidos de plantas de distintos puntos del país. 

El siguiente paso será purificar los extractos para obtener las moléculas activas que puedan ser útiles para diseñar antivirales contra el virus del dengue. 

Además, se profundizará en el estudio de los compuestos activos ya identificados”, afirma Valeria Sülsen, líder del avance e investigadora del CONICET en el Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco (IQUIMEFA, CONICET-UBA).

Las infecciones con el virus dengue afectan a personas de todas las edades y pueden cursar la enfermedad de forma asintomática o provocar desde un cuadro leve a una patología aguda similar a una gripe grave, u ocasionalmente evolucionar a un dengue grave (dengue hemorrágico) que provoca complicaciones que pueden ser mortales.

El estudio demuestra que especies de plantas de la familia Asteraceae representan fuentes valiosas de nuevas moléculas antivirales.

Plantas argentinas de la familia Asteraceae

El equipo de investigación del CONICET recolectó muestras de seis especies de plantas (Grindelia pulchella, Helenium radiatum, Campuloclinium macrocephalum y otras) de la familia Asteraceae en las provincias de Catamarca, Entre Ríos y Buenos Aires. 

En el laboratorio obtuvieron 12 extractos y evaluaron otros 14 compuestos naturales ya aislados por el grupo a partir de plantas de la misma familia. 

Llevaron a cabo ensayos in vitro (en cultivo de células) y midieron la capacidad para inhibir una de las variedades o serotipos del virus del dengue de mayor prevalencia en Argentina: DENV-2.

“En general, el uso del DENV-2 en ensayos in vitro es el habitual para la búsqueda de nuevos candidatos antivirales para el tratamiento del dengue. 

Este es un virus altamente infeccioso y puede causar una enfermedad grave, incluso la muerte. 

Ha sido responsable de grandes brotes de dengue en todo el mundo y ahora somos testigos de uno en el país. 

Además, dado que multiplica bien en cultivo de células, facilita su estudio en el laboratorio”, señala Claudia Sepúlveda, investigadora del CONICET en el Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (IQUIBICEN, UBA-CONICET) y también autora del estudio.

Placas de Petri en las que se aplicaron extractos y compuestos naturales de un grupo de plantas de la familia Asteraceae sobre células infectadas con el virus del dengue.

Los estudios in vitro demostraron que cuatro extractos y tres compuestos naturales fueron capaces de inhibir de manera efectiva y selectiva la replicación del serotipo 2 de DENV. 

“Ejercieron una acción inhibidora efectiva y selectiva durante la multiplicación intracelular de DENV-2, señala Mariel Wagner, becaria doctoral de la UBA en el departamento de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEyN) de la UBA y también autora del trabajo.

“Si logramos identificar las moléculas activas presentes en los extractos que ejercen ese efecto antiviral, así como continuar con los estudios de los compuestos ya detectados, se abriría la posibilidad de diseñar fármacos con una promisoria acción antiviral”, destaca Cecilia Laurella, becaria posdoctoral del CONICET en el IQUIMEFA y también autora del estudio.

El próximo paso de esta línea de investigación es, en el caso de los extractos activos, someterlos a un proceso de purificación que conduzca al aislamiento e identificación de moléculas activas que puedan inspirar el desarrollo de fármacos antivirales sintéticos contra el virus del dengue.

“Los compuestos de origen natural precisan a menudo ser optimizados a través de la obtención de derivados, de manera de lograr mejorar su eficacia y/o selectividad o para lograr óptimas propiedades farmacocinéticas”, explica Sülsen.

En función de los resultados que se obtengan en los próximos estudios, el equipo de investigación podrá continuar con la evaluación de las moléculas activas en un modelo animal (ensayos in vivo) y la determinación de parámetros farmacocinéticos. 

“Además, se deben realizar ensayos de estabilidad y de formulación, así como ensayos de toxicidad”, puntualiza Sülsen. 

Y continúa: “Nos interesa probar su capacidad antiviral contra DENV-2 y las otras tres variedades del virus del dengue: DENV-1, DENV-3 y DENV-4. 

Para encarar ensayos clínicos en humanos, antes se necesita concluir con la investigación preclínica”.

Estructura química de los compuestos de plantas de la familia Asteraceae que en estudios in vitro frenaron de manera efectiva y selectiva la multiplicación del virus del dengue.

Más del 50% de los medicamentos disponibles actualmente en el mercado se obtuvieron de fuentes naturales o su diseño se inspiró en la naturaleza, especialmente en el caso de los agentes antitumorales y antiinfecciosos.

En las últimas décadas, la familia de plantas Asteraceae ha sido estudiada debido a la gran cantidad y variedad de principios activos de potencial relevancia para la salud humana y la búsqueda de nuevos medicamentos. 

“A la luz de los resultados de nuestro estudio, pensamos que esta familia de plantas puede ser una fuente útil para la búsqueda y desarrollo de antivirales contra el dengue”, concluye Sülsen.

Referencia bibliográfica: 

Borgo, J., Wagner, M. S., Laurella, L. C., Elso, O. G., Selener, M. G., Clavin, M., … & Sülsen, V. P. (2024). Plant Extracts and Phytochemicals from the Asteraceae Family with Antiviral Properties. Molecules, 29(4), 814.

https://doi.org/10.3390/molecules29040814

Por Bruno Geller

CONICET

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Espectrometría de masa Identifican en menos de 10 minutos los compuestos de una muestra

 

 En el laboratorio liderado por Cerutti se analizan muestras de sustancias de abuso, ilícitas y drogas de síntesis, entre otras.

Espectrometría de masa Una técnica con la que científicos del CONICET identifican en menos de diez minutos los compuestos de una muestra

Soledad Cerutti es una investigadora de gran trayectoria de esta rama científica en el país con la que asesora a la Justicia y al ámbito de Seguridad

En el verano del 2022, la noticia de un brote de intoxicación por consumo de cocaína adulterada en el conurbano bonaerense mantuvo en vilo al país. 

¿Cuál era la sustancia fulminante que provocó más de una veintena de muertes y decenas de internaciones? 

El interrogante fue develado en tiempo récord gracias a una técnica llamada “espectrometría de masa” que permite, gracias a un sofisticado equipo de determinación, conocer en menos de diez minutos los compuestos presentes en una muestra compleja y su concentración. 

La sustancia letal que se había empleado para adulterar la cocaína era el carfentanilo, un opioide sintético que se usa para dormir animales de gran porte como elefantes, rinocerontes y osos. 

“Las modificaciones en las drogas en cuanto a las síntesis químicas hoy en día van cambiando permanentemente y requieren de pruebas analíticas casi en tiempo real. 

En el caso del carfentanillo, se pudo develar el caso gracias a la técnica de la espectrometría de masa”, asegura Soledad Cerutti, científica del CONICET, directora del Instituto de Química de San Luis (INQUISAL) y una de las pioneras de la de la Espectrometría de Masa en el país. 

“Establecer la pureza, qué excipientes, la existencia o no de contaminantes y otras sustancias complejas en una muestra y cómo se van combinando las drogas, es cada vez más necesario en la lucha contra el narcotráfico. 

Un tema que nos pone en vilo permanentemente y desde el cual como científicos podemos asistir a la Justicia y al ámbito de la Seguridad”.

Cerutti, que además es integrante del Programa Nacional Ciencia y Justicia, acaba de recibir un nuevo equipamiento de última generación para realizar espectrometría de masas “de alta resolución”, un equipo conocido como Orbitrap. 

Éste permitirá identificar los compuestos químicos presentes en una muestra compleja: muestras clínicas, alimentarias, ambientales o toxicológicas, entre otras. 

“Es un equipo de última generación, con un sistema de análisis de mayor sensibilidad, alcance y capacidad identificatoria para las pruebas experimentales”, explica. 

“Asimismo, este instrumental nos va a ayudar a determinar las mínimas concentraciones de compuestos presentes en una muestra, siempre pensando en aplicar lo que uno hace a la sociedad, al bien común. 

Nuestro laboratorio tiene vinculación con el Tribunal Superior de Justicia de San Luis, puntualmente con el ámbito de la Procuraduría de San Luis, donde nos plantearon problemas específicos del ámbito judicial para asistir en el análisis de sustancias de abuso, ilícitas, drogas de síntesis y en casos de delitos complejos. 

Este equipamiento nos permitirá identificar y cuantificar compuestos de esta naturaleza presentes en una muestra”.

El ingreso de esta científica al universo de la espectrometría de masa ocurrió a través de su incorporación al grupo de Química Analítica de la Universidad Nacional de San Luis, trabajando con otra técnica, llamada espectroscopía atómica, en la que se especializó en sus inicios como becaria del CONICET. 

La espectrometría de masa surgió específicamente en la especialización de la investigadora en el exterior, la misma indica  Cerutti, “se basa en líneas generales en el estudio de los procesos de conversión de las moléculas en entidades iónicas con una determinada relación de masa/carga, lo que favorece a través de distintos mecanismos, alcanzar un análisis de identificación de compuestos desconocidos, confirmación de la existencia de sustancias conocidas, y determinación de la concentración presente en una muestra”.  

En 2004, Cerutti fue becada para realizar una estadía en el exterior, en la Universidad de Florida, Estados Unidos, donde se formó en espectrometría de masa.

“La diferencia con lo que yo venía haciendo en el campo de las espectroscopías atómicas, donde se estudiaba la interacción de la materia con la radiación a través de generar una absorción o una emisión de ésta por parte de las especies elementales y vincular este fenómeno con la concentración de los compuestos bajo estudio presentes en la muestra”, se basa principalmente en que la Espectrometría de Masa no implica en esencia la interacción de la materia con la radiación, sino que la materia la transformamos en moléculas iónicas y esa técnica es abarcativa al análisis cuali-cuantitativo de sustancias de naturaleza orgánica. 

A partir de ahí surge en su carrera el estudio de los distintos constituyentes de la materia por otra estrategia de análisis”, asegura la científica, que al regresar de Estados Unidos a Argentina, en 2009, se sumó nuevamente al grupo de Química Analítica que ya había conformado el Instituto de doble dependencia, CONICET-UNSL, conocido como INQUISAL, y que había adquirido por esos años un equipamiento de espectrometría de masa en tándem y abrió camino en esta línea de investigación pionera en el país, inicialmente con aplicaciones ambientales y de seguridad alimentaria, que en todos estos años se fue consolidando hasta llegar a ser una herramienta utilizada a requerimiento de la Justicia.

A través de la espectrometría de masa, reconoce Cerutti, se pueden analizar centenares de compuestos presentes en una muestra en un lapso de pocos minutos. 

“Su resolución es muy rápida, permitiendo en pocos minutos un análisis muy completo de la mayor cantidad de compuestos presentes en una muestra. 

Lo que conlleva más tiempo es el proceso de tratamiento de la muestra para llegar al análisis instrumental confiable. 

Eso puede implicar un desarrollo específico que, dependiendo de la complejidad, se puede extender a un tiempo de semanas-meses. 

El análisis con el equipamiento de masa es el objetivo final de toda una cadena previa de procedimientos analíticos trazables y de gran importancia para establecer un resultado fiable. 

Por eso aun en la actualidad el desarrollo de la espectrometría de masa en el país, en algunas ramas de aplicación, es incipiente”, advierte Cerutti, que además preside la Sociedad Argentina de Espectrometría de Masa (SAEM).

“Son pocos los grupos de investigación que trabajan en el área específicamente forense, por el costo del instrumental y porque se necesita una formación más allá de lo técnico. 

Es un ambiente dentro de la ciencia con muchas oportunidades de desarrollo”, asegura la científica. 

“En otros países, como Estados Unidos, Canadá, o en la Unión Europea, la aplicación de esta técnica en casos forenses, o en materia de seguridad nacional, control fronterizo, por ejemplo, incluso en cuestiones clínicas, de seguridad alimentaria, ya se ha constituido como de rutina. 

Lo que personalmente me interesa es seguir en el camino del desafío científico permanente, para desarrollar mejores métodos de detección, poder establecer la identidad y concentración de los compuestos de interés, pero, sobre todo, con los resultados científicos alcanzados, asistir al bienestar de la sociedad. 

A partir de esta inquietud que nos genera el análisis químico, aplicar nuestro conocimiento con metodologías de vanguardia, como una responsabilidad social”, concluye.

Por Cintia Kemelmajer

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Una técnica de nanotecnología facilitará la explotación de yacimientos de hidrocarburos

  

Una técnica de nanotecnología facilitará la explotación de yacimientos de hidrocarburos

Se trata de la nanoindentación, que se desarrolla en los laboratorios de la Gerencia Química de la Comisión Nacional de Energía Atómica y el Instituto de Nanociencia y Tecnología. 

Ahora se trabaja en su aplicación para estudiar pequeños fragmentos de roca de pozos petroleros para conocer y evaluar sus propiedades mecánicas.

En uno de los laboratorios de la Gerencia Química de la Comisión Nacional de Energía Atómica y el Instituto de Nanociencia y Nanotecnología CNEA-CONICET (INN), ubicado en el Centro Atómico Constituyentes, se desarrolla una técnica que facilitará la explotación de yacimientos no convencionales de hidrocarburos. 

Se trata del análisis de pequeños fragmentos de roca provenientes de los pozos mediante nanoindentación, para así obtener información que permita optimizar el procedimiento de extracción de los hidrocarburos.

“Desde el año 2000, grupos formados por investigadores y tecnólogos de la CNEA y el CONICET trabajan juntos haciendo frente a distintos desafíos con nanotecnología. 

Esta disciplina nos abrió las puertas para desarrollar numerosas y originales soluciones para áreas tan diversas como la energética, la aeroespacial, la metalúrgica, la automotriz, la biomedicina y ahora, la industria petrolera”, señala la doctora en Física Laura Steren, vicedirectora del INN.

“Trabajar en la escala nanométrica generó la necesidad de crear nuevas técnicas experimentales de estudio, como la nanoindentación, y microscopios que pudieran ‘ver’ las propiedades físico-químicas en sistemas nanoestructurados -explica-. 

Recordemos que las distancias medias entre átomos en un material cualquiera son típicamente del orden de algunas décimas de nanómetro. 

Hablamos de investigar propiedades de materiales que poseen una o más dimensiones que comprenden solamente algunas capas atómicas”.

La nanoindentación es una técnica experimental que permite conocer los parámetros mecánicos de los materiales a partir de muestras de unos pocos milímetros de diámetro. 

Consiste en hacerle una impronta del orden del micrón a la superficie del material a analizar con una pequeña punta de diamante. 

Esa punta se va introduciendo en la muestra y se registra la carga que se aplica para ingresar y cuánto penetra. 

Así se obtiene una curva que relaciona la carga con la penetración, a partir de la cual se calculan los parámetros mecánicos del material: la dureza, que es su resistencia a ser deformado en forma permanente, y su módulo elástico, relacionado con la deformación elástica o reversible.

En 2018, un equipo de físicos y geólogos de Y-TEC, la empresa de investigación y desarrollo para la industria energética de YPF y CONICET, consultó si la nanoindentación se podía aplicar sobre rocas obtenidas de la perforación de pozos de petróleo. 

Les interesaba conocer las propiedades mecánicas de esos pozos, entre ellos, de los ubicados en el yacimiento de Vaca Muerta, a partir de muestras pequeñas o recortes de perforación que se obtienen rutinariamente, en lugar de tener que medir muestras más grandes, muy costosas y difíciles de extraer.

Vaca Muerta es un yacimiento no convencional de hidrocarburos, que se encuentran a más de 2.500 metros de profundidad. 

Estos hidrocarburos están encerrados en poros muy poco conectados entre sí y para extraerlos se utiliza la técnica de fractura hidráulica, que consiste en hacer una perforación e inyectar agua a alta presión. 

De esta manera, se generan microfisuras de menos de un centímetro de diámetro que crean una red interconectada de poros por donde los hidrocarburos pueden fluir hacia el pozo.

“Cada región que la empresa explora para realizar un pozo tiene distintos tipos de rocas y, en particular, cada roca tiene diferentes propiedades mecánicas según su composición, textura y porosidad. Los físicos de rocas necesitan saber a qué profundidad del pozo es más fácil realizar la fractura hidráulica. 

Para esto, tienen que conocer las propiedades mecánicas de los minerales presentes a cada profundidad del pozo perforado”, explica la ingeniera y doctora en Ciencia y Tecnología de los Materiales María Cecilia Fuertes.

Fuertes es la investigadora del CONICET al frente del desarrollo de la técnica de nanoindentación aplicada a evaluar residuos de la perforación de los pozos. 

“La técnica convencional que se utiliza para evaluar las propiedades de las rocas consiste en extraer testigos corona, que son cilindros completos de material del pozo. 

La obtención de las coronas es muy costosa y difícil de realizar, por eso se extraen muy pocas por pozo o área explorada. 

Además, estas muestras no representan la totalidad de la profundidad del pozo, sino que son segmentos extraídos a diferentes intervalos de profundidad”, señala.

La alternativa en la que se trabaja ahora es el estudio de pequeños fragmentos de roca que se desprenden cuando se perfora un pozo. 

“A medida que el trépano realiza la perforación, sale del pozo un residuo que contiene rocas muy pequeñas. 

Estas muestras, que se obtienen a todas las profundidades perforadas, se llaman cuttings y no pueden ser evaluadas mecánicamente con los métodos convencionales porque tienen unos pocos milímetros de diámetro. 

En nuestro laboratorio las estudiamos con nanoindentación, porque esta técnica sí permite determinar las características mecánicas de materiales de muy pequeñas dimensiones”, detalla Fuertes.

En los últimos tres años de trabajo, la información obtenida a partir de los residuos de la perforación fue comparada con la que se midió para las coronas obtenidas de los mismos pozos, y así se pudo validar el nuevo método.

“La técnica que estamos desarrollando es reciente, pero ya la hemos podido aplicar para muestras obtenidas de diferentes yacimientos no convencionales de la Argentina -dice Fuertes-. 

Estamos comenzando una segunda etapa, en la cual buscamos aumentar el número de muestras evaluadas en el menor tiempo posible. 

El desafío es desarrollar un protocolo simple, rápido y económico para que YPF y otras empresas petroleras puedan caracterizar las propiedades mecánicas de los pozos de yacimientos no convencionales”.

CNEA

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Informe sobre biorrefinerías en Santa Fe

 

 Se presentó el informe sobre el potencial de las biorrefinerías en Santa Fe

El informe es un aporte inicial para el desarrollo de la agenda de la bioeconomía en la provincia de Santa Fe, específicamente en el campo de las biorrefinerías. 

El trabajo fue coordinado por la Fundación Innova-T del CONICET a pedido de la empresa ENERFE, y financiado por el CFI.

En las instalaciones del Predio CONICET “Dr. Alberto Cassano”, con la presencia de autoridades nacionales y provinciales, se realizó la presentación pública del “Informe: El potencial de las biorrefinerías en Santa Fe. Las biorrefinerías en la agenda de desarrollo de Santa Fe: oportunidades y temas para una política provincial en química verde”.

La exposición contó con la presencia de Isabel Mac Donald, presidenta de la Fundación Innova-T unidad de vinculación tecnológica del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET); Carlos Piña, director del CONICET Santa Fe; Juan D’Angelosante, presidente de ENERFE SAPEM; Marina Baima, secretaria de Ciencia, Tecnología e Innovación (CTI) de Santa Fe y Claudio Mossuz, secretario de Industria de Santa Fe. 

En forma remota participó Julián Salimbeni, Jefe de Departamento de Sistemas Productivos del Consejo Federal de Inversiones (CFI).

Las biorrefinerías son instalaciones que transforman la biomasa (restos de cosechas, de madereras; residuos industriales y agroindustriales; residuos municipales, entre otros ) en combustibles, energía o productos químicos. 

En el informe, son entendidas como “basamento fundamental en la transición de la industria química hacia un futuro bajo en emisiones de dióxido de carbono”. 

Desde esta mirada, el objetivo del trabajo ha sido ofrecer un punto de partida para construir políticas y acciones relacionadas con la agenda de transición energética; un largo recorrido que va de una matriz con emisiones de gases de efecto invernadero -responsables del calentamiento global-, a un modelo de producción limpio.

Carlos Piña, director del CONICET Santa Fe, dio la bienvenida, agradeció a los presentes su participación, y expresó “su emoción en que Innova-T, en tanto CONICET, esté involucrado en este tipo de trabajo”. 

También agregó “siento que estamos en el camino correcto de poder producir energías en Argentina -Vaca Muerta o el litio-, pero además, poder transformar la biomasa de la provincia de Santa Fe en energía renovable y de esta forma ayudar a bajar la emisión de gases de efecto invernadero. Esto último es algo en lo que debemos seguir batallando.”

Por su parte, Isabel Mac Donald, señaló: “Lo más importante de lo que estamos haciendo ahora, es la construcción de colectivos y asociaciones; es la posibilidad fundamental que tiene Innova-T de funcionar como enlaces de diversos tipos de actores. 

Y en el caso particular de este proyecto, es importante que hayan confluido tantas instituciones y se haya avanzado en un objetivo, que se concrete en un proyecto y que pueda tener resultados para el sistema productivo, para la producción de energía, para mejorar la calidad de vida de las personas”.

En este marco, Marina Baima, destacó: “desde la Secretaría de CTI es un hito importante, porque siempre pensamos dentro de un plan estratégico, cuáles son los estudios que van a ayudarnos a constituir una mejor ciencia, una mejor política pública, y eso es lo que estamos haciendo hoy. 

Claramente este estudio muestra un mapeo significativo y también oportunidades que nos dan para invertir de forma estratégica, como ya lo viene haciendo el gobierno provincial”.

 A continuación, Claudio Mossuz, secretario de Industria de la Provincia, manifestó: “creo que es lo que necesita el sector industrial, el energético, ver que la bioeconomía se plasma en algo concreto como esto que es una bioingeniería”.

A su turno, Juan D’Angelosante, presidente de ENERFE, remarcó: “para mi es realmente un orgullo, venimos trabajando desde la época de la pandemia, ideando algunas acciones que íbamos a tomar. 

A la “energía” en la provincia de Santa Fe la empezamos a abordar entre Industria, Ciencia y Tecnología, nosotros, la EPE y Ambiente; un gran equipo con el que nos pusimos de acuerdo sobre cuáles eran las líneas de trabajo.”

Finalmente, se sumó al encuentro en forma virtual, Silvina Papagno, Licenciada en Ciencia Política con posgrados en Desarrollo Local, Territorial y Economía Social y en Gestión y Control de Políticas Públicas y Magister en Gobierno; quien presentó detalles del capítulo: “Geografía económica de Santa Fe: recursos potenciales para el desarrollo de la bioeconomía”, del mencionado informe. 

A continuación, Fabián Orjuela, Licenciado en Sociología e investigador, presentó algunos puntos del apartado: “Capacidades industriales, científicas y tecnológicas de Santa Fe para el desarrollo de las biorrefinerías y la química verde”. 

Finalmente, cerrando la ronda de presentaciones Diego Roger, Licenciado en Ciencia Política, Magíster e investigador; desarrolló el punto: “Transición energética, bioeconomía y química verde como ejes estratégicos para el desarrollo federal: el caso de las biorrefinerías en Santa Fe”.

Informe Técnico completo: Parte I – Parte II – Parte III – Parte IV

CONICET

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Peirano en el XXIII CAFQI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica

  

Fernando Peirano participó de la apertura del XXIII° Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica

El presidente de la Agencia I+D+i estuvo junto a la gobernadora de Santa Cruz, Alicia Kirchner y la presidenta del CONICET, Ana Franchi, en el encuentro de la comunidad de investigadores e investigadoras de disciplinas asociadas a la fisicoquímica y química inorgánica.

Comenzó el XXIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica (XXIII CAFQI) con sede en El Calafate, Santa Cruz, con la participación de más de 300 investigadores, investigadoras y becarios de todo el país.

El acto de inauguración estuvo a cargo de la gobernadora Alicia Kirchner; el presidente de la Agencia Nacional I+D+i, Fernando Peirano, la presidenta del CONICET, Ana Franchi; el rector de la Universidad Nacional de la Patagonia Austral, Hugo Santos Rojas; la rectora de la Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco, Antonia Lidia Blanco, el decano de la Facultad Regional Santa Cruz, Universidad Tecnológica Nacional, Sebastián Puig, el presidente del Comité Científico del Congreso, Mariano Correa; la presidenta de la Asociación Argentina de Investigaciones físico-químicas, Florencia Pagana y la presidenta del Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica y vocal del directorio de AAIFQ, Adriana Pajares.

La gobernadora Alicia Kirchner señaló: “Para mí es consolidar lo cierto y apoyar una política que hemos iniciado que tiene que ver con el sistema de investigación y desarrollo que tenemos para nuestra provincia”. 

Y remarcó: “Nosotros necesitamos producir y tener una capitalización en el propio conocimiento con ayuda federal, con una mirada federal, pero necesitamos su desarrollo, porque no se desarrolla simplemente pensando en la producción, hay que transformarlo, y para transformar tenemos que tener un sistema”.

El presidente de la Agencia I+D+i, Fernando Peirano, remarcó en su alocución la importancia de las leyes, los programas y los acuerdos para la construcción de políticas de Estado, y destacó que la Agencia “en 2023 va a estar contribuyendo con 130 proyectos de investigación en la Patagonia, una inversión de más de 650 millones de pesos que vienen a nutrir el esfuerzo y la dirección política que está tomando el país”. 

Y agregó: “Queremos que el sistema de ciencia se sostenga y sea una oportunidad de desarrollo. Que este Congreso se haga en El Calafate reconoce el impulso que está teniendo la Patagonia en la agenda de la ciencia y la tecnología.”

Por su parte, la presidenta del CONICET, Ana Franchi destacó la importancia de la federalización de la ciencia en la Argentina: 

“Este es un sistema que tiene una cabeza en el centro donde se lleva el 85% del desarrollo científico y tecnológico y así no se puede desarrollar un país. 

Necesitamos empeñarnos mucho porque, por ejemplo, Buenos Aires tiene un investigador cada 1.000 personas como Alemania, pero Formosa no llega a tener 100 y eso es grave. 

Necesitamos seguir trabajando para el desarrollo de un país más soberano e inclusivo que tenga una ciencia y tecnología que sirvan para mejorar la vida de la población”.

A su vez, en la mesa sobre “Políticas en ciencia, tecnología e innovación con una mirada al desarrollo sustentable” 

Peirano resaltó la jerarquización de la Agencia I+D+i como soporte institucional para promover el desarrollo de la ciencia y construir redes con la comunidad académica y productiva.

“Asumimos el compromiso de fortalecer y ampliar el desarrollo de este sistema, empezando por la nanotecnología y la biotecnología que son temas que se están discutiendo en este Congreso y que tienen la llave para participar de la nueva economía basada en el conocimiento. 

Y lo hacemos con una mirada de equidad e igualdad de oportunidades que nivela asimetrías y se basa en el federalismo concertado, con el surgimiento de agencias provinciales, con la transferencia de fondos en convocatorias conjuntas, y con la legitimidad que brinda el sistema de evaluación externa”.

El congreso convocado por la Asociación Argentina de Investigaciones Fisicoquímicas (AAIFQ) se realiza cada dos años desde 1978 . 

Se encuentra dirigido a profesionales de las disciplinas asociadas a la fisicoquímica y química inorgánica en temáticas como la fisicoquímica en procesos tecnológicos y nanotecnología, nanopartículas, mecanismos de reacciones sintéticas y fotoquímicas, fisicoquímica de materiales que abarca polímeros, biomateriales, cerámicos y sistemas organizados, entre otras áreas.

Además durante cuatro días se llevarán a cabo conferencias, espacios para presentaciones orales, y entregas de premios otorgados por la AAIFQ, la cual está integrada por profesionales de las universidades nacionales de la UNPA y San Juan Bosco, con la colaboración de la Facultad Regional Santa Cruz de la UTN.

Agencia I+D+i

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