Estrategias analíticas sostenibles para la determinación de arsénico y metales en muestras ambientales y de alimentos - Nario, Nicolás A. (2024)
La presencia de arsénico y metales en el agua, el suelo y los alimentos en concentraciones superiores a las recomendadas por organismos oficiales constituye una grave amenaza para el ambiente y la salud pública. Estos contaminantes, provenientes tanto de fuentes naturales como de actividades humanas, pueden acumularse y alcanzar concentraciones peligrosas, afectando directamente la calidad del agua potable, la fertilidad del suelo y la seguridad de los alimentos consumidos. La contaminación por arsénico y metales ha sido vinculada con diversas enfermedades crónicas y condiciones adversas para la salud, incluyendo cáncer y trastornos neurológicos. En este contexto, el desarrollo de métodos analíticos precisos y eficaces para la detección y cuantificación de estos elementos es fundamental. Esta Tesis se dedicó al desarrollo de nuevos métodos analíticos para la extracción y determinación de arsénico y metales en muestras ambientales y alimentarias. En el primer estudio, se creó un dispositivo impreso en 3D para la determinación cinética de As(III) mediante el análisis de imágenes digitales. El método presentó límites de detección y cuantificación que se ajustan a los valores establecidos como máximos por la Organización Mundial de la Salud. Además, en sólo 15 minutos se pueden analizar 24 muestras y generando como resultado de la miniaturización del método sólo 300 microlitros de residuos por sitio de reacción. A su vez, el método propuesto se ajusta a los principios de la Química Analítica Sostenible resultando 1,7 veces más verde que otros trabajos publicados con similar detección. El segundo estudio evaluó sistemas eutécticos naturales como extractantes de metales en un material de referencia certificado BCR®-701. La optimización del método de extracción se llevó a cabo mediante un enfoque univariado, obteniendo resultados favorables con el uso de 16,5 mL de extractante y un 45% de agua, en un tiempo de extracción de solo 16 h, un tiempo mucho menor al requerido con el método oficial que fue de 53,5 h para el mismo número de muestras. El método propuesto resultó más rápido y ecológico, y demostró el potencial de los NADES en la preparación de muestras. En el tercer estudio, se desarrolló un método de microextracción líquido-líquido dispersiva asistida por ultrasonido para la determinación multielemental utilizando un sistema eutéctico profundo magnético (MDES). La metodología permitió la separación y preconcentración de 15 elementos (Al, Ba, Ca, Cd, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Pb, Ti, V, y Zn) a partir de muestras de aceite comestible previo a su determinación por ICP-OES. El empleo de pequeños volúmenes del extractante MDES (268 μL) permitió la reducción de reactivos y residuos, y aumentó el carácter ecológico del método. Los métodos analíticos desarrollados en esta Tesis Doctoral no solo se centraron en alcanzar parámetros analíticos óptimos para los analitos estudiados, sino que también propusieron alternativas respetuosas con el ambiente, mediante el uso de reactivos amigables con el ambiente y la reducción de residuos. En todos los casos, la evaluación de la sostenibilidad se realizó mediante el uso de la métrica AGREE a fin de poder cuantificar de manera más objetiva los criterios establecidos por la Química Analítica Sostenible.