Investigación realizada en el IQUIR es tapa en revista científica

Alejandro Olivieri es investigador superior del CONICET en el Instituto de Química Rosario (IQUIR, CONICET-UNR), donde se desempeña en la unidad de Química Analítica. En 2001 recibió el premio de la Fundación John Simon Guggenheim y en 2013 el premio Konex de Platino en Fisicoquímica, Química Inorgánica y Química Analítica.

El estudio titulado “Complex numbers-partial least-squares applied to the treatment of electrochemical impedance spectroscopy data”, que tiene como autores a Olivieri y a Dayvison Ribeiro Rodrigues, Wallace Duarte Fragoso y Sherlan Guimarães Lemos, de la Universidad Federal de Paraíba, de Brasil, fue publicado y seleccionado para ilustrar la tapa de la prestigiosa revista Analytica Chimica Acta, de Ámsterdam (Holanda). El trabajo tuvo como uno de sus objetivos la determinación de dos probables contaminantes de aguas de consumo, hidroquinona y catecol, a partir de una investigación que combinó química analítica con números complejos.

Sobre la trayectoria del grupo del IQUIR

Dos grupos de trabajo de la Unidad de Química Analítica del IQUIR, dirigidos por Alejandro Olivieri y Graciela Escandar, investigadora principal del CONICET, llevan adelante investigaciones en química analítica con los denominados métodos verdes, “que tienen en cuenta principios tales como: ahorrar energía, dinero, tiempo y no generar desechos, porque si nuestro propósito es hacer química analítica de contaminantes, pero el método analítico que va a usarse para ese propósito es contaminante o más contaminante que las muestras que se van a analizar, la propuesta se vuelve incoherente”, indica Olivieri.

Existen numerosas variantes de la química analítica verde; una alternativa que implementan los científicos del IQUIR es el procesamiento matemático computacional, para reemplazar algunos métodos separativos. “Nosotros aislamos los componentes de una muestra, no físicamente sino con la matemática. Usamos algoritmos de cálculo para extraer, de una serie de señales, que no son específicas, la contribución específica de la sustancia que nos interesa determinar. En lugar de tener un cromatógrafo, que es un equipo que usa solventes tóxicos y produce desechos, realizamos medidas espectrales, con luz, con métodos ópticos, y le agregamos la parte matemática que se llama Quimiometría, que se encarga de separar lo que no separa el método instrumental”, explica Olivieri.

Colaboración científica Argentina-Brasil

Con respecto al trabajo publicado, el método instrumental que se utilizó es la medida de la impedancia eléctrica, que es similar a la resistencia, pero de la corriente alterna. Olivieri señala que la corriente alterna tiene una frecuencia, un número de ciclos por segundo que se puede variar, y, si se realizan medidas a muchas frecuencias, se tiene lo que se llama el espectro de la impedancia en función de la frecuencia, es decir, una impedancia para cada frecuencia.

“La impedancia es un número complejo que se puede describir con dos parámetros, el módulo y la fase, que son la representación más simple de su naturaleza matemática compleja. Lo que realizamos fue la medida del espectro de impedancia de muestras que tienen contaminantes con un equipo de impedancia a distintas frecuencias. Pero esa impedancia es inespecífica; no hay una medida que otorgue información sobre la presencia de un contaminante en especial, porque hay otros que interfieren en esa medida. Después de medir los espectros de impedancia, se debe realizar el procesamiento quimiométrico-matemático para separar las señales específicas de cada componente. Esa es la idea básica. Es decir, una medida eléctrica de números complejos, a través de un algoritmo de cálculo, se transforma en una medida analítica más verde que otros métodos tradicionales”, explica Olivieri.

Uno de los objetivos del trabajo consistió en la determinación de dos probables contaminantes de aguas de consumo: hidroquinona y catecol. Estos últimos son compuestos fenólicos ampliamente utilizados en la fabricación de productos medicinales, colorantes y materiales de fotografía, y pueden liberarse al ambiente durante su producción o uso. Para su detección, los investigadores llevaron a cabo medidas de impedancia a diferentes valores de la frecuencia de la corriente alterna aplicada y procesaron los espectros de impedancia mediante un algoritmo quimiométrico capaz de extraer de estas señales eléctricas la concentración de cada uno de los compuestos bajo análisis.

El desarrollo experimental de este trabajo correspondió al grupo brasilero, en tanto Olivieri colaboró con la implementación del algoritmo de cálculo. La idea subyacente al trabajo surgió durante una estancia de un año de duración, realizada por Wallace Duarte Fragoso en el IQUIR, entre mayo de 2015 y abril de 2016, a través de una ayuda del Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) de Brasil. A su regreso a Brasil, el doctor Fragoso se contactó con un grupo de investigación en electroquímica, lo que posibilitó la ejecución de los experimentos necesarios y su posterior complemento con los aspectos teóricos y de procesamiento de la información.

“Una vez más, queda demostrada la inmensa utilidad de los contactos entre diferentes grupos de investigación, ya sean nacionales o internacionales, así como la necesidad de fomento y financiación de las colaboraciones multidisciplinarias por parte de los organismos que apoyan la investigación científica”, concluye Olivieri.