{"id":9082,"date":"2023-01-25T09:20:37","date_gmt":"2023-01-25T09:20:37","guid":{"rendered":"https:\/\/revistanyt.com.ar\/online\/?p=9082"},"modified":"2023-01-24T23:29:09","modified_gmt":"2023-01-24T23:29:09","slug":"una-mirada-a-la-tecnica-nuclear-pixe-y-la-fitorremediacion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistanyt.com.ar\/online\/una-mirada-a-la-tecnica-nuclear-pixe-y-la-fitorremediacion\/","title":{"rendered":"Una mirada a la t\u00e9cnica nuclear PIXE y la fitorremediaci\u00f3n"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Reproducimos el informe del Dr. Emmanuel De La Fourni\u00e8re<\/em>,\u00a0publicado en la serie HOJITAS DE CONOCIMIENTO que edita el Instituto de Energ\u00eda y Desarrollo Sustentable (IEDS) de la Comisi\u00f3n Nacional de Energ\u00eda At\u00f3mica (CNEA), a quienes agradecemos la gentileza por compartirlo.<\/em><\/strong><\/p>\n

PIXE (sigla en ingl\u00e9s de Emisi\u00f3n de Rayos X Inducida por Part\u00edculas) es una potente\u00a0 t\u00e9cnica nuclear que permite caracterizar de una vez los m\u00faltiples elementos qu\u00edmicos que puede tener una muestra. Fue propuesta por primera vez en Suecia, en 1970. En la actualidad es utilizada rutinariamente por arque\u00f3logos, f\u00edsicos, ge\u00f3logos, restauradores de obras de arte y en estudios de calidad del aire, entre otras aplicaciones. Actualmente micro-PIXE est\u00e1 demostrando gran utilidad tambi\u00e9n en el campo de las ciencias de la vida. Esta Hojita desarrolla las ventajas de su aplicaci\u00f3n como herramienta de remediaci\u00f3n ambiental.<\/em><\/p>\n

Plantas acu\u00e1ticas que remedian efluentes<\/strong><\/p>\n

Los metales pesados, presentes naturalmente o introducidos en los efluentes a partir de actividades antropog\u00e9nicas, pueden incidir en la calidad de vida de la poblaci\u00f3n al contaminar y perturbar el equilibrio geol\u00f3gico de los cursos de agua. Los m\u00e1s relevantes son el cromo, el mercurio y el plomo. Existen varios antecedentes en la literatura cient\u00edfica sobre el uso de plantas acu\u00e1ticas flotantes (Fig.1) para la remediaci\u00f3n de aguas que contienen metales pesados, con porcentajes de remoci\u00f3n elevados al acumularse los mismos en los tejidos del vegetal. A este proceso se lo denomina fitorremediaci\u00f3n y sus ventajas son la alta relaci\u00f3n eficiencia-costo, la abundancia y la escalabilidad. Esto \u00faltimo significa que puede ser empleado tanto a escala de laboratorio, como a escala de campo, en donde las dimensiones alcanzan hect\u00e1reas, en funci\u00f3n del pasivo ambiental a tratar. Pero es fundamental que en la biorremediaci\u00f3n los organismos vegetales empleados sean aut\u00f3ctonos, para evitar un desequilibrio en el ecosistema que se busca remediar.<\/p>\n

\u00bfCu\u00e1nto metal acumul\u00f3 un vegetal acu\u00e1tico?<\/strong><\/p>\n

Las t\u00e9cnicas de medici\u00f3n de cantidad de metal acumulado en tejidos vegetales m\u00e1s difundidas en la actualidad est\u00e1n basadas en el an\u00e1lisis en volumen. Estas t\u00e9cnicas, si bien son sensibles porque incluyen el an\u00e1lisis de muestras peque\u00f1as (miligramos), carecen de resoluci\u00f3n espacial. Por otro lado, se han realizado estudios avanzados sobre el transporte de elementos a nivel celular, utilizando t\u00e9cnicas con elevada resoluci\u00f3n espacial, pero con baja sensibilidad en el an\u00e1lisis cualitativo. En general, los resultados obtenidos suelen limitarse a los elementos nutrientes presentes en grandes cantidades. Pero existe una gran demanda por estudios de funciones a nivel de trazas (muy baja cantidad), porque se sabe que los elementos pueden desempe\u00f1ar diferentes funciones en la vida de las plantas, seg\u00fan sus concentraciones.<\/p>\n

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Fig. 1 – Algunas plantas acu\u00e1ticas flotantes aut\u00f3ctonas que se emplean en biorremediaci\u00f3n de aguas. (Fuente: El autor) <\/span><\/p><\/div>\n

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Ventajas de las t\u00e9cnicas anal\u00edticas nucleares <\/strong><\/p>\n

Estudios relacionados con la deficiencia elemental y la toxicidad, as\u00ed como la contaminaci\u00f3n del ambiente, requieren de m\u00e9todos precisos, cuantitativos y con una buena resoluci\u00f3n espacial. Idealmente, estos estudios deben llevarse a cabo en los \u00f3rganos y tejidos, en regiones tan peque\u00f1as como el tama\u00f1o celular. Aqu\u00ed es donde la t\u00e9cnica micro-PIXE ha sido ya aplicada y puede jugar un papel mucho m\u00e1s importante, en un futuro pr\u00f3ximo. El progreso est\u00e1 sujeto a una colaboraci\u00f3n m\u00e1s estrecha entre bi\u00f3logos, especialistas en contaminaci\u00f3n ambiental y miembros de la Comunidad Internacional PIXE, en t\u00e9rminos de abordar los problemas de la preparaci\u00f3n de muestras para el estudio y el refinamiento de los protocolos de an\u00e1lisis, as\u00ed como el mapeo elemental cuantitativo y la interpretaci\u00f3n de los resultados. Est\u00e1 ya demostrado que la microscop\u00eda nuclear es un potente conjunto de t\u00e9cnicas nucleares de gran utilidad en el campo de la biolog\u00eda. Estas t\u00e9cnicas permiten obtener im\u00e1genes de la morfolog\u00eda del tejido vegetal (y de c\u00e9lulas), mapas de la distribuci\u00f3n elemental de los contaminantes (ars\u00e9nico, mercurio, cromo, plomo, uranio) y otros elementos normalmente presentes (calcio, hierro, cobre, zinc). Sus mediciones llegan hasta niveles de concentraci\u00f3n tan peque\u00f1as como las partes por mill\u00f3n.<\/p>\n

PIXE en Tandar<\/strong><\/p>\n

El Acelerador de Part\u00edculas Tandar del Centro At\u00f3mico Constituyentes permite el estudio de materiales mediante la irradiaci\u00f3n por medio de haces de iones. Este Laboratorio dispone de dos l\u00edneas experimentales para este tipo de an\u00e1lisis. Una de ellas tiene la capacidad para enfocar haces de iones del orden del MeV (mega electron volt) de energ\u00eda en dimensiones milim\u00e9tricas. La otra est\u00e1 armada para tama\u00f1os microm\u00e9tricos. Esto permite llevar adelante investigaciones combinando diferentes t\u00e9cnicas de an\u00e1lisis, como la macro-PIXE y la micro-PIXE.<\/p>\n

Macro-PIXE:<\/strong> Se ha utilizado hasta el presente con haces que tienen t\u00edpicamente un mil\u00edmetro de di\u00e1metro de secci\u00f3n transversal y que aprovechan las ventajas comparativas de los haces de iones pesados, frente a los haces de protones utilizados tradicionalmente. Dispone de dos detectores de rayos-X. Las muestras a analizar son: agua, sedimentos y tejidos de macr\u00f3fitas5 acu\u00e1ticas.<\/p>\n

Micro-PIXE:<\/strong> A esta t\u00e9cnica tambi\u00e9n se la denomina Microscopio Nuclear. Constituye un instrumento de caracter\u00edsticas \u00fanicas en el pa\u00eds, pues puede proveer haces de iones pesados de dimensiones microm\u00e9tricas, acelerados hasta decenas de MeV de energ\u00eda. Una bobina de barrido permite desplazar el haz con alta precisi\u00f3n y detenerse en zonas bien definidas, dando lugar a regiones irradiadas bien delimitadas. Esta capacidad permite realizar mapas bidimensionales de la distribuci\u00f3n de los elementos en la muestra (Fig. 2) y nos brinda una oportunidad de innovaci\u00f3n e investigaci\u00f3n, ya que aumenta considerablemente las capacidades anal\u00edticas, abriendo perspectivas completamente nuevas y ampliando enormemente el rango de futuras aplicaciones.<\/p>\n

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Fig. 2 – Mapeo de la distribuci\u00f3n de calcio, potasio,cloro y mercurio realizado con la t\u00e9cnica Micro-PIXE, en un corte transversal de ra\u00edz de Spirodela intermedia (Lenteja de Agua), expuesta a agua contaminada con cloruro de mercurio. (Fuente: El autor) <\/span><\/p><\/div>\n

NOTAS DE EDICI\u00d3N: <\/em><\/p>\n

– Se recomienda ver tambi\u00e9n las Hojitas \u201cUna mirada al acelerador de part\u00edculas TANDAR\u201d y \u201cUna mirada a la espectrometr\u00eda de masas con un acelerador\u201d.<\/em><\/p>\n

– LABORATORIO CERO: Es el curso-taller semanal que la CNEA viene propiciando ininterrumpidamente desde 1986, con el inter\u00e9s de fomentar el estudio de carreras cient\u00edficas.<\/em><\/p>\n

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