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Tecnología

Estación verde

Usan bromelias y líquenes para detectar la presencia de metales en el contaminado aire de São Paulo

Una bromelia que se parece más bien con un bloque de pasto y un liquen de una especie que tolera la contaminación han sido utilizados de manera sistemática durante los últimos dos años para detectar la presencia de metales pesados en el aire de la ciudad de São Paulo y de tres localidades de la región del Gran ABC. Así, estos pequeños y frágiles seres están sirviendo de base de datos en el marco de un estudio llevado a cabo por investigadores del Instituto de Investigaciones Energéticas y Nucleares (Ipen, sigla en portugués).

El objetivo de los científicos es trazar un mapa de las fuentes de contaminación con metales y compararlas con el perfil de industrialización y urbanización de la región monitoreada.Entre los locales investigados se encuentra el Parque do Ibirapuera, en la capital paulista, un área atravesada por túneles y donde se registra un intenso tránsito de vehículos. Allí se detectó de manera más acentuada la presencia de los elementos químicos zinc y cobre, productos de la quema de aceites lubricantes. Las altas concentraciones de arsénico, bario, zinc y antimonio encontradas en las muestras de Santo André, en el Gran ABC, y en Santana, zona norte de la capital, parecen estar asociadas también a fuentes vehiculares, incluyendo los automotores gasoleros (bario y antimonio).

Pese a que Santo André es una región industrial, el área de colecta también está sometida a la alta densidad de tránsito. En tanto, el cobalto se detectó en cantidades mucho mayores que la media de otros puntos en muestras del barrio São Miguel Paulista, región donde están instaladas algunas industrias metalúrgicas. En el Parque Dom Pedro, en el centro de la ciudad, donde el tránsito es bastante intenso, se encontró principalmente zinc, generalmente asociado a las emanaciones de vehículos ocasionadas por el desgaste de componentes del motor y de los neumáticos.

“El monitoreo refleja la actividad urbana e industrial más fuertemente presente en la región”, dice Mitiko Saiki, del Laboratorio de Análisis por Activación Neutrónica del Ipen, y coordinadora de la investigación financiada por la FAPESP. Para este trabajo, el equipo de investigadores seleccionó diez de las 23 estaciones medidoras de la calidad del aire de la Compañía de Tecnología de Saneamiento Ambiental (Cetesb), dependiente de la Secretaría de Estado de Medio Ambiente, para hacer las mediciones: Santana, Parque Dom Pedro, Ibirapuera, Congonhas, Cerqueira César, Pinheiros, São Miguel Paulista, Santo André, São Caetano do Sul y Mauá.

Técnica auxiliar
Los estudios con bromelias y líquenes, los denominados bioindicadores vegetales, para la evaluación del impacto de la polución ambiental, empezaron a realizarse durante las primeras décadas del siglo pasado, y desde ese entonces se han llevado a cabo varias investigaciones en tal sentido, principalmente en Europa. En los últimos años, Argentina, Chile, México y Jamaica también han desarrollado proyectos y han publicado trabajos respecto al tema. No obstante, cabe aclarar que la evaluación de los impactos de la contaminación del aire mediante el empleo de plantas no reemplaza a los métodos fisicoquímicos para la determinación los niveles de polución ambiental.

Los bioindicadores vegetales funcionan como un instrumento adicional, que presenta como ventajas la posibilidad de medir varias sustancias existentes en grandes áreas y la utilización en diversos lugares simultáneamente. Es un método hasta cierto punto barato, por la utilización de plantas y líquenes; pero el resultado se obtiene mediante el análisis de las muestras hecho en reactores nucleares de instituciones habilitadas para el uso de tales equipos.La disposición para este tipo de experimento con bromelias surgió durante una temporada que la investigadora Ana Maria Graciano Figueiredo, del Ipen, pasó en Kingston, Jamaica, como consultora de un proyecto en el área de análisis por activación con neutrones financiado por el Banco Interamericano de Desarrollo (BID). Como Mitiko ya se encontraba investigando los líquenes, ellas decidieron entonces trabajar de manera sistemática para recabar informaciones que llevasen a mapear la polución del aire con metales.

Polvo y neutrones
Para identificar y cuantificar los elementos químicos, las muestras de las plantas se pulverizan en un reactor nuclear y se bombardean con un flujo de neutrones. De esta manera se producen isótopos radioactivos de los elementos químicos que se pretende determinar. Esta técnica tiene la ventaja de detectar alrededor de 20 elementos químicos analizando tan solo una pequeña cantidad de muestra. Asimismo, es un método bastante preciso y sensible, que permite detectar concentraciones pequeñas de metales, del orden de partes por miles de millones (ppb).

Para el biomonitoreo con la Tillandsia usneoides, una bromelia conocida popularmente como barba de palo y utilizada en adornos florales, fue preciso hallar plantas en sitios no contaminados y llevarlas hasta el área que se monitorearía. Las bromelias se retiraron de dentro de un monte alejado de las industrias y de las carreteras, situado en una propiedad particular de Mogi das Cruzes, ciudad ubicada a 63 kilómetros de São Paulo.

La T. usneoides se utilizada desde hace algún tiempo en otras regiones tropicales como bioindicadora de la contaminación atmosférica, en función de sus características morfológicas y fisiológicas. Como no tiene raíces, toda su superficie foliar está recubierta de estructuras denominadas escamas, cuya principal función consiste en absorber el agua y las sales minerales presentes en la atmósfera. De esta manera, la planta puede acumular los contaminantes presentes en el ambiente. Las muestras extraídas en Mogi das Cruzes se colgaron a un metro de altura aproximadamente en un soporte adaptado para girar con el viento, de manera tal de asegurar el contacto homogéneo con los contaminantes del aire. Al cabo de dos meses de exposición, las muestras de bromelias fueron llevadas para su análisis, y se las reemplazó por otras nuevas, asegurando así un monitoreo continuo de los puntos escogidos durante un período de 24 meses.

En tanto, el biomonitoreo con el liquen Canoparmelia texana – una especie escogida debido a que se la encuentra en muchas ciudades brasileñas, excepto en las costeras – se efectúa en el propio lugar donde se encuentran los árboles donde éstos nacen y crecen. Los líquenes son organismos simbióticos compuestos de un hongo y de una o más algas. Esta asociación forma un tallo común, sin raíces que, para crecer, depende principalmente de los nutrientes minerales presentes en la atmósfera. Como la C. texana es más abundante en ambientes contaminados que en los limpios, esto la caracteriza como una especie indicadora de polución ambiental. Cuando sus competidores desaparecen del ambiente, ésta encuentra un hábitat desocupado y, debido a su alta tolerancia a la contaminación, ocupa grandes extensiones de troncos de árboles, como puede observarse en los parques, plazas y campos universitarios de las grandes ciudades.

En Brasil existen 2.800 especies de líquenes registradas, pero no se tienen datos como para mapear la distribución de elementos indicando los niveles de contaminación. Según Mitiko, los períodos de lluvia o de sequía no influyen sobre la medición hecha con líquenes, pues el crecimiento de estos organismos vegetales es bastante lento: entre 0,5 y 3 milímetros por año. A efectos de comparación, se recolectaron muestras de C. texana en áreas no contaminadas ubicadas en cuatro puntos del Parque Estadual Intervales, una reserva de Bosque Atlántico ubicada a 270 kilómetros de São Paulo.

El liquen se extrae del árbol con un cuchillo de titanio, para no contaminar el material, y se lo lleva al microscopio para separar la planta de la corteza del árbol y de otros materiales. Estas especies constituyen mundos microscópicos, compuesto de insectos, telas de araña y musgo. Para que esta tarea se realizase siempre dentro de los mismos parámetros, Mitiko hizo un curso en el Instituto de Botánica de la Secretaría de Estado de Medio Ambiente. Luego se limpiaron las muestras con agua purificada y se las secó mediante el proceso de liofilización (deshidratación realizada a bajas temperaturas) durante 16 horas.

Colecta ampliada
Las bromelias, retiradas de las estaciones de monitoreo cada dos meses, se llevaron al laboratorio, donde se las secó con una estufa a 40°C. Una vez secas, las muestras de plantas se molieron y se las dispuso en bolsitas plásticas limpias. Estos embalajes, conteniendo entre 150 y 200 miligramos de material, fueron dispuestos en el reactor atómico para su irradiación y análisis. Las investigaciones contaron también con la participación de becarios del Consejo Nacional de Investigación y Desarrollo (CNPq) y de investigadores del Instituto de Botánica.

Aunque el proyecto ya ha sido concluido, los estudios prosiguen. En la actual fase, los puntos de colecta se están ampliando, para llegar a las 23 estaciones de monitoreo de la Cetesb. En realidad, estas mediciones complementan el control que realiza la agencia ambiental paulista, que se vale de otros parámetros, como el dióxido de azufre (SO2), las partículas inhalables, el dióxido de nitrógeno (NO2), el monóxido de carbono (CO) y el ozono (O3) para medir la contaminación del aire.

Los resultados obtenidos por el equipo del Ipen han atraído el interés de empresas de consultoría ambiental. Una de éstas, instalada en Río de Janeiro, pretende utilizar las plantas y los líquenes bioindicadores para medir el impacto ocasionado por una estación de tratamiento de efluentes líquidos industriales sobre la salud de los habitantes de sus alrededores. Los datos recabados en el marco del estudio también se presentarán en octubre en el Ipen, durante un taller que congregará a investigadores de Latinoamérica, organizado por la Agencia Internacional de Energía Atómica y por el instituto.

El Proyecto
Utilización de plantas bioindicadoras acumuladoras de metales para el monitoreo biológico de la contaminación urbana de São Paulo
Modalidad
Línea Regular de Auxilio a la Investigación
Coordinadora
Mitiko Saiki – Ipen
Inversiones
R$ 35.628,00 y US$ 11.815,00 (FAPESP)

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