José María Fernández Molina

Química Analítica

Nombre de la mesa: Limpiando el agua

Temas sobre los que conversar

La desinfección del agua ha supuesto un auténtico logro en el campo de la salud pública durante la primera mitad del s. XX. Actualmente muchas personas pueden disponer de agua de calidad cada día sin temor a contraer enfermedades que históricamente eran transmitidas por el agua que se consumía.
El proceso de desinfección del agua para que sea potable se encarga de eliminar los microorganismos patógenos que no han sido eliminados en las etapas anteriores. Para ello se aplican sustancias que son potentes oxidantes. De esta manera la materia orgánica presente en el agua, los contaminantes de origen antropogénico y demás sustancias se oxidan e inactivan. Debido a su bajo coste y a los buenos resultados obtenidos, el cloro es el agente desinfectante más usado hasta la fecha en todo el mundo para el tratamiento del agua potable. Sin embargo en la década de los 70 surgió la alarma al descubrirse por primera vez la formación de subproductos de desinfección (DBPs) debido al exceso de desinfectante que continua reaccionando con los restos de materia orgánica presentes en el agua. Así en 1974, los trihalometanos fueron los primeros DBPs identificados en aguas cloradas y desde entonces más de 500 DBPs se han identificado en aguas de consumo humano. Varios estudios epidemiológicos han establecido una correlación entre el incremento de riesgo de padecer cáncer y el consumo de agua de bebida clorada. Debido a las estrictas regulaciones establecidas sobre estos DBPs los llamados “desinfectantes alternativos” como el ozono o el dióxido de cloro han ganado popularidad, siendo muy útiles la combinación de ellos para reforzar su acción desinfectante. Pese a ello la lista de DPBs ha aumentado estos últimos años y se ha comprobado cómo estos nuevos agentes también generan DBPs.
Desde el punto de vista de los DBPs cabe destacar que son compuestos orgánicos de muy distinta estructura química. Cada familia de DBPs tiene una ruta de formación más probable que otras dependiendo del desinfectante que se haya aplicado al agua, aunque no obstante un DBPs puede ser formado por distintas rutas. Pese a estos aspectos, los DBPs suelen tener en común su alta polaridad, siendo moléculas reactivas e inestables, y por ello su determinación directa resulta complicada. Para poder detectar y cuantificar estos productos es necesario mezclarlos con determinados reactivos, que dependen del tipo de analito que estudiemos y de la técnica utilizada. A este proceso se le conoce como reacción de derivatización. Normalmente son reacciones muy lentas, siendo necesario frecuentemente calentar la muestra durante largos intervalos, con el consiguiente consumo adicional de tiempo y energía. Una vez formados los compuestos que van a ser detectados es fundamental extraerlos de su matriz, lo que suele conllevar un gasto elevado de disolventes orgánicos, caros y muy contaminantes.
Durante el trabajo de investigación realizado para hacer mi Tesis Doctoral hemos puesto a punto métodos rápidos, sensibles y precisos para detectar contaminantes presentes en distintos tipos de agua de consumo (potable, embotellada, de piscina…) con resultados que han superado los de investigaciones de otros grupos de todo el mundo, un gasto mínimo de reactivos y disolventes orgánicos, y empleando distintas técnicas y detectores. Asimismo hemos aumentado la eficiencia de las reacciones de derivatización y de la extracción de estos compuestos de su matriz antes de ser llevados al equipo para analizarlos (por electroforesis capilar o cromatografía de líquidos). Todo ello nos ha llevado a excelentes resultados con muy bajos límites de detección proporcionados por métodos de alta utilidad potencial.

Formación

Estudié en el Colegio Marista Cervantes en Córdoba hasta que comencé la carrera de Ciencias Ambientales. Ya desde pequeño siempre me llamaron la atención las Ciencias Naturales y preguntarme cómo funciona el mundo en el que vivimos. Tuve mucha suerte de cruzarme durante mi etapa escolar con maestros que supieron despertar en mí tal interés. Tras acabar la carrera comencé mi Tesis Doctoral en el Departamento de Química Analítica de la Universidad de Córdoba. La línea de investigación en la que me integré fue Metodologías Rápidas para Compuestos Orgánicos en Muestras Ambientales. Previamente realicé el postgrado en Química Fina y en Aptitud Pedagógica (antiguo CAP) porque siempre me ha encantado transmitir lo que he aprendido gracias a otros. Actualmente me encuentro terminando mi Tesis y espero defenderla en pocos meses.

1 día en la vida de un científico

Me gusta levantarme temprano puesto que el trabajar con compuestos orgánicos supone rehacer las disoluciones de referencia cada día, preparar todos los reactivos que utilizaré a lo largo de la jornada y planificar mi trabajo diario, aparte de que es necesario un tiempo de limpieza y acondicionamiento de los equipos que utilizo. Además mi cabeza funciona mejor por la mañana.
Investigar es algo apasionante. Supone expandir los límites del conocimiento presente e innovar haciendo algo que nadie ha hecho antes. Pero eso no se consigue de golpe: es necesario leer procesos y métodos ya publicados por otros grupos para conocer qué se hace en ese campo actualmente y así crear nuevas alternativas para detectar y cuantificar la presencia de compuestos en la matriz que investigues. Para todo ello es necesaria la labor fundamental del Director de Tesis, cuya misión es orientar al investigador, realizar un seguimiento de su labor, corrigiéndole y reuniéndose con él de manera asidua para hablar de los resultados obtenidos.
En mi departamento somos varios los investigadores que nos reunimos a la hora de comer, que sin duda es el mejor momento del día. Durante ese rato apartamos la mente de nuestras investigaciones y aprovechamos para charlar de todo y desconectar entre bromas en un ambiente distendido. Tenemos muy buena relación, lo cual es algo fundamental en cualquier trabajo y una auténtica suerte.
Un laboratorio de investigación es muy distinto de uno de rutina. Cuando terminamos de diseñar un método eficiente, rápido y preciso para detectar un contaminante en cualquier matriz (agua, orina...) lo redactamos en una publicación científica y se publica para que todos los científicos puedan tener constancia de nuestras investigaciones, y mientras tanto nosotros nos ponemos a otra cosa, partiendo de cero. La paciencia es fundamental: si algo no sale se debe a alguna razón, y hay que estudiar cada parte del proceso para detectar el fallo. Por ello mi investigación es muy práctica e implica el manejo de equipos, realizar pruebas continuamente con ellos y reemplazar ciertas partes conforme pasa el tiempo debido a su uso. Es necesario saber en todo momento dónde guardas los destornilladores.
Al final del día cuando vas a casa a descansar es normal seguir dándole vueltas a lo que has hecho en el laboratorio. El investigador lo es las 24 horas del día, y es muy normal que se te ocurra una idea mientras nadas o sales a dar una vuelta con tus amigos.

Aficiones

Procuro dedicar un rato al día para la música. Pelearme con la guitarra -desde pequeño- y con el piano -desde hace unos años- es algo que siempre me ha ayudado a relajarme y me permite concentrarme mejor al día siguiente. Escucho además mucha música norteamericana. También es fundamental el deporte para quitarme el óxido que sale por estar frente al ordenador. Me encanta ver cine clásico y actual con mis amigos y leer, lo cual intento hacer todos los días aunque en esta época es complicado. Considero fundamental aprender cosas nuevas cada día y estar informado de lo que ocurre a mi alrededor.

Centro o departamento

Departamento Química Analítica. Universidad de Córdoba