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Bioquímica

La barba de viejo mide la contaminación ambiental

Usan una especie de bromelia para captar metales pesados en el aire

WIKICOMMONSEn las grandes ciudades hay algo en el aire, además del oxígeno que respiramos. Es el llamado material en partículas, compuesto por minúsculos fragmentos de elementos químicos cargados principalmente de metales pesados causantes de considerables perjuicios para la salud: problemas gastrointestinales, pulmonares o hematológicos. En un intento por identificar a estas partículas de manera barata y como alternativa a los equipos convencionales de monitoreo del aire, investigadores de las universidades federales de Río de Janeiro (UFRJ) y de Bahía (Ufba) emplearon una bromelia conocida como musgo español o barba de viejo (Tillandsia usneoides), una especie presente en los bosques brasileños, para estudiar las concentraciones de metales pesados en el aire de las ciudades de Salvador yde Río de Janeiro. Esta técnica, llamada biomonitoreo atmosférico, reviste el carácter de experimental todavía en los centros de investigación de varios países. El estudio realizado en las dos capitales brasileñas –coordinado por el biólogo Leonardo Rodrigues de Andrade, docente del Instituto de Ciencias Biomédicas de la UFRJ, y por la farmacéutica Nelzair Araújo Vianna, de la Secretaría Municipal de Salud de Salvador– probó que el material atmosférico en partículas que inhalan las personas contiene elementos tóxicos para la salud humana en ambas ciudades.

“Mostramos también que la Tillandsia usneoides indica la concentración de metales que están presentes en la fracción del material en partículas más peligrosa para la salud”, dice Andrade, quien actualmente realiza un posdoctorado en el National Institutes of Health (NIH) de Estados Unidos. “A su vez, llegamos a la conclusión de que la principal fuente de estos elementos en los lugares estudiados se relaciona con la polución causada por los vehículos automotores”. De acuerdo con el investigador, antes del estudio que realizaron, no se sabía nada acerca de la presencia y las concentraciones de metales pesados en los lugares estudiados, principalmente en Salvador. “De alguna manera, nuestro trabajo fue el primero que cuantificó las concentraciones de metales en la atmósfera en los puntos investigados”, asegura. “En Río existe un monitoreo del material en partículas en los lugares que estudiamos, pero no así de metales pesados.”

Los investigadores emplearon la bromelia Tillandsia usneoides para cuantificar la presencia de cinco elementos considerados extremadamente tóxicos –cobre, cromo, cadmio, zinc y plomo– en cinco lugares distribuidos en el estado de Río de Janeiro: tres de ellos de la capital, y en siete puntos de la ciudad de Salvador. Se monitorearon también dos lugares sin contaminación a los efectos de funcionasen como control de comparación: el Parque Nacional de Itatiaia (en Río de Janeiro) y la ciudad de Cordeiro, en la región serrana de Río de Janeiro. “Elegimos esos metales pues se encuentran en regiones consideradas contaminadas”, comenta Andrade. Al cabo de 45 días de exposición en los lugares seleccionados, los investigadores recolectaron muestras de barba de viejo y las llevaron al laboratorio. Allí se analizaron pequeños fragmentos de la planta mediante el empleo de técnicas de espectrofotometría de absorción atómica, microscopía electrónica de barrido y microanálisis de rayos X.

El equipo eligió la bromelia llamada musgo español o barba de viejo para los experimentos debido a que es una especie con una fisiología adaptada para sobrevivir en ambientes cálidos y secos y que ya había sido utilizada en algunos estudios en Argentina, en Italia, en el estado de Florida, Estados Unidos, y en Alemania. En Brasil también se la utilizó en el análisis del aire de São Paulo a comienzos de los años 2000, en un trabajo a cargo del equipo de la profesora Mitiko Saiki, del Instituto de Investigaciones Energéticas y Nucleares (Ipen) (lea Pesquisa FAPESP n° 104). La bromelia es una epífita que vive adherida a otras plantas o se cuelga de éstas, pero no como una parásita. Debido a que no posee raíces desarrolladas, absorbe agua y nutrientes directamente de la atmósfera mediante estructuras llamadas escamas, que recubren toda su superficie. “Estas escamas poseen una gran habilidad para atraer y retener líquido”, explica Andrade. El material en partículas permanece retenido en las escamas y se acumula proporcionalmente al tiempo que la planta queda expuesta en el aire.

En Río de Janeiro se encontraron índices de cromo, plomo, cobre y zinc mucho más altos en los puntos biomonitoreados que en los lugares de control, en donde el aire está limpio. El cadmio solamente era más elevado en el barrio de Jacarepaguá y en la localidad de São Gonzalo, con relieve para el zinc, que en São Gonçalo exhibía valores hasta 17 veces mayores con relación a Itatiaia y a Cordeiro. Y en Salvador el panorama no fue diferente. Aunque los valores de cadmio, cromo y plomo fueron similares en ambas ciudades, los índices de zinc y cobre fueron más elevados en Río. “Un despliegue de nuestra investigación en Salvador consistió en la utilización de los datos como base científica para justificar la inversión económica en la instalación de miniestaciones de monitoreo del aire como preparación para el Mundial 2014”, revela Nelzair. Según ella, esto es producto del trabajo pionero que realizaron en la capital bahiana, que movilizó a los medios de comunicación y a los órganos ambientales. “Hasta ese entonces, Salvador no tenía ningún dato relativo a las condiciones del aire en los lugares estudiados”. La Secretaría de Salud del municipio creó el Núcleo Intersectorial para la Calidad del Aire, coordinado por Nelzair, y recomienda a los órganos ambientales la utilización de la Tillandsia usneoides en el monitoreo del aire. De acuerdo con los investigadores, el método que sometieron a pruebas no reemplazará a las estaciones de monitoreo, que tienen mayor precisión de medición no solamente para material en partículas, sino también para otros contaminantes.

Artículo científico
VIANNA, N.A.; ANDRADE, L.R. et al. Assessment of heavy metals in the particulate matter of two Brazilian metropolitan areas by using Tillandsia usneoidesas atmospheric biomonitor. Environmental Science and Pollution Research. v.18, n.3, p. 416-27. 2011.

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