El pasado 2 de diciembre se formalizó el “Convenio de Cooperación Científica y Técnica en Ciencias” entre la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, y el Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN).
El SERNAGEOMIN es el organismo técnico responsable de generar, mantener y divulgar información de geología básica y de recursos y peligros geológicos del territorio nacional, para el bienestar de la comunidad y al servicio del país. También es el encargado de regular y/o fiscalizar el cumplimiento de normativas mineras en materia de seguridad, propiedad y planes de cierre, para contribuir al desarrollo de la minería nacional.
A través de esta colaboración, SERNAGEOMIN y nuestra facultad buscan promover la ciencia a través de la docencia, investigación y extensión, y fomentar el intercambio de conocimientos, la colaboración en proyectos de investigación y el desarrollo de actividades conjuntas como seminarios y estudios científicos.
Entre los principales beneficios para ambas instituciones, destacan la colaboración en metodologías analíticas para garantizar la confiabilidad de los análisis; el desarrollo de investigaciones innovadoras en áreas como el análisis isotópico y químico; la formación y capacitación mediante el intercambio de profesionales y estudiantes de posgrado; y la generación de publicaciones científicas para validar y difundir los resultados. Además, facilita el apoyo logístico en actividades de campo y la coordinación con otras instituciones, fortaleciendo el impacto científico y técnico de ambas partes.
“Este es un convenio inédito para nuestra facultad”, mencionó el doctor Carlos García, investigador del Laboratorio de Toxinas Marinas, y coordinador del convenio por parte de la Facultad de Medicina. “La colaboración no se limita al Laboratorio de Toxinas Marinas y SERNAGEOMIN, sino que es extensiva para toda la Facultad de Medicina. Esto abre la posibilidad de que, en el futuro, se sumen investigadores de diversas disciplinas y se formen unidades que impulsen la creación de núcleos de investigación transdisciplinaria”, añadió.
Por su parte, el encargado del convenio por SERNAGEOMIN, profesor Hans Kauffmann, destacó que “el trabajo conjunto con los investigadores de la Facultad de Medicina ha representado una valiosa oportunidad para explorar las diversas interacciones entre la geología y la salud. A través de la aplicación práctica del concepto de geodiversidad, hemos implementado una serie de procedimientos y análisis que permiten rastrear contaminantes que podrían representar un riesgo para las comunidades”, afirmó.
Geología y salud: Una conexión inesperadamente necesaria
El proyecto que propició el convenio entre la Facultad de Medicina y SERNAGEOMIN se titula “Evaluación de la contaminación ambiental orgánica e inorgánica en medios acuáticos y sus efectos en el riesgo de proliferación de cianobacterias productoras de cianotoxinas” desarrollado en el marco del programa ARCAL.
El principal objetivo de este proyecto, que reúne a equipos de 17 países de América Latina y el Caribe, es fortalecer la capacidad regional para evaluar la calidad del agua en ríos, lagos y embalses, con el fin de identificar los contaminantes responsables de la proliferación de cianobacterias —microalgas productoras de cianotoxinas que representan un riesgo significativo para la salud humana—, y prevenir sus impactos en la salud pública.
Además, a nivel local, el programa tiene como propósito generar información que respalde la creación de normativas primarias en Chile, destinadas a prevenir eventos como los florecimientos de algas nocivas, los cuales no solo afectan la salud humana, sino que también impactan negativamente en actividades económicas como el turismo.
Para alcanzar estas metas, resulta esencial la colaboración regional y la estandarización de métodos entre los países participantes, lo que permitirá producir datos comparables y abordar el problema de manera integral. Asimismo, se destaca la importancia de capacitar a expertos en tecnologías avanzadas, armonizar procedimientos entre naciones y establecer una red regional de monitoreo de la calidad del agua, similar a las redes ya existentes en Europa.
El encargado del proyecto en Chile es el doctor Carlos García, Químico e investigador del Laboratorio de Toxinas Marinas de la Facultad de Medicina, quien actualmente se encuentra trabajando en el monitoreo constante de los niveles de nutrientes y toxinas del Lago Llanquihue, principal zona de estudios en nuestro país. “El Llanquihue, especialmente durante primavera y verano, se convierte en un ambiente ideal para la proliferación de microalgas, debido a las altas temperaturas en la zona, asociadas al cambio climático, y al lento recambio de su agua”, señaló el profesor.
Para analizar las muestras de agua del lago e identificar las fuentes de contaminación, así como los factores que contribuyen a la eutrofización, la investigación se desarrolla en torno a cuatro tópicos principales: estudio morfológico, biología molecular, análisis fisicoquímico y componente isotópico.
En este último apartado, SERNAGEOMIN juega un rol fundamental: “La investigación que estamos llevando a cabo abarca múltiples aspectos y tópicos que resultaban difíciles de abordar en su totalidad. Como universidad, no contábamos con los recursos ni las capacidades necesarias para tratar componentes tan específicos, importantes y costosos, como lo es el análisis isotópico. Por ello, era fundamental encontrar un colaborador idóneo con las competencias técnicas requeridas. En esta búsqueda, llegamos al profesor Hans Kauffmann, investigador del SERNAGEOMIN”, explicó el doctor Carlos García.
El componente isotópico: un punto de encuentro
A finales de 2023, cuando el profesor Hans Kauffmann informó a su equipo que comenzarían a colaborar con el Laboratorio de Toxinas Marinas, la primera reacción fue: “¿Qué tenemos que ver nosotros con las toxinas marinas? Nosotros estamos en las rocas”, relató. “Pero realmente tenemos mucho, mucho que ver”, afirmó.
“En SERNAGEOMIN —continuó— estamos enfocados en la geociencia, y a diferencia de lo que muchos piensan, esta no se limita únicamente al estudio de las rocas. La geociencia abarca la interacción entre la hidrosfera, la atmósfera y la geósfera, bajo el concepto de geodiversidad”, explicó. “Aunque en SERNAGEOMIN hemos trabajado con la geodiversidad durante mucho tiempo, siempre lo hicimos desde un enfoque más teórico que práctico”.
Por ello, cuando el doctor Carlos García le propuso colaborar en el proyecto ARCAL, en los procedimientos que involucraban el análisis isotópico de muestras de agua del Lago Llanquihue, el profesor Kauffmann no lo dudó: “Todos los cuerpos de agua tienen un sustrato geológico que influye en su comportamiento. Hay un fondo, e interacción directa con los comportamientos geológicos de la tierra. Nuestro laboratorio cuenta con la capacidad técnica e instrumental necesaria para apoyar y aportar datos confiables a la investigación”, señaló.
Tras algunas conversaciones iniciales, comenzaron el trabajo práctico a principios de 2024: “Colaborar con el doctor García y su equipo del Laboratorio de Toxinas Marinas nos abrió una nueva perspectiva para abordar las geociencias. Gracias a esta colaboración, pudimos pasar de un enfoque teórico a uno práctico y experimental, explorando nuevas interacciones y procedimientos que expanden nuestra comprensión de las múltiples aplicaciones de la geodiversidad”, comentó.
El trabajo de SERNAGEOMIN en la investigación es claro y preciso: “Lo que nosotros hacemos es analizar el tipo y la proporción de isótopos presentes en las muestras de agua tomadas del lago Llanquihue para trazar la procedencia de los contaminantes que favorecen los florecimientos de cianobacterias”, explicó el profesor Hans Kauffmann.
Hablar sobre el componente isotópico o los isótopos en sí puede parecer un tema complejo y poco común. Sin embargo, es bien sabido que la materia está formada por átomos, aunque no todos conocen que cada átomo tiene su propia familia: “Por ejemplo, el carbono y el oxígeno que conocemos son en realidad un promedio de varios tipos de isótopos”, comenzó explicando el profesor Kauffmann. “Los isótopos son como los hermanos dentro de una familia: tienen la misma cantidad de partículas positivas, pero varían en la cantidad de partículas neutras”, agregó.
Existen dos tipos principales de isótopos: estables y radiactivos. “Los más conocidos son los radiactivos, porque están relacionados con fenómenos de radiación y tienen una vida media corta, lo que significa que liberan energía rápidamente”, comentó. “Por otro lado, —continuó—, los isótopos estables son muy duraderos, no emiten radiación y son ideales para ser rastreados en estudios científicos. Esto los hace fundamentales en campos como la geología, las ciencias biológicas y la química, ya que permiten estudiar la composición y el comportamiento de la materia al ser trazables durante largos periodos de tiempo”.
La trazabilidad de los isótopos estables es una de sus características más importantes, ya que puede ser utilizada rastrear el origen de ciertas sustancias: “Por ejemplo, si se detectan heces en el agua, se puede identificar si provienen de animales, como vacas, o de humanos, y saber específicamente de qué lugar están siendo arrastrados, por ejemplo, de las alcantarillas de una ciudad, o de la industria ganadera. Esto es posible porque cada organismo incorpora ciertos isótopos a través de su dieta. Un animal que consume pasto fertilizado tendrá una huella isotópica distinta a la de un humano”, explicó el profesor Kauffmann.
Esto resulta de suma utilidad al momento de estudiar la proliferación de cianobacterias en cuerpos de agua dulce: “Actualmente, SERNAGEOMIN está trabajando en determinar los isótopos de nitrato, que son uno de los indicadores que permiten determinar el nivel de eutrofización del agua”, señaló el doctor Carlos García.
“La eutrofización de un cuerpo de agua se refiere a cuán saludable está un lago o un río”, explicó el doctor Carlos García. “Un nivel elevado de eutrofización indica que el agua está en mal estado, poco saludable o directamente contaminada. Esto suele estar asociado a una alta concentración de nutrientes, como nitrógeno y fósforo, un aumento de la materia orgánica disuelta y particulada, y la presencia de nitratos, además de factores ambientales como temperaturas elevadas”, añadió. En términos simples, “podemos imaginar la eutrofización como la receta de condiciones ideales para la proliferación de cianobacterias, las cuales producen cianotoxinas nocivas para la salud humana”.
El nitrato, uno de los principales marcadores de contaminación ambiental, suele provenir de diversas fuentes: actividades humanas diversas, desechos de animales o procesos geológicos naturales. “El análisis de los isótopos de nitrato no solo nos permite identificar la fuente de la contaminación, sino también tomar medidas para controlarla desde su origen, especialmente en caso de que ocurra una emergencia sanitaria relacionada con la proliferación de cianobacterias”, señaló el doctor García.
Desde el punto de vista técnico, los análisis isotópicos requieren equipos avanzados y costosos: “En particular, utilizamos IRMS (Espectrómetro de Masa de Relaciones Isotópicas), diseñados para analizar isótopos estables ligeros como carbono, nitrógeno y oxígeno”, señaló el profesor Hans Kauffmann.
Gracias a la utilización de esta sofisticada tecnología, y al trabajo conjunto con SERNAGEOMIN, “actualmente hemos podido determinar que, al contrario de lo que se creía, el Lago Llanquihue no está en un estado oligotrófico —buena calidad del agua—, sino que se encuentra en una etapa mesotrófica, lo que indica que no va por un buen camino”, concluyó el doctor Carlos García.
Una colaboración prometedora
El doctor Carlos García sostuvo que, además de los resultados del trabajo actual, “los convenios como este nos permiten fortalecer nuestra capacidad técnica y hacer investigaciones más profundas, promoviendo una colaboración más efectiva entre científicos y autoridades”.
Asimismo, añadió que “esta colaboración contribuye directamente a una toma de decisiones informada por parte de las autoridades, lo que resulta esencial para un adecuado manejo ambiental y la prevención oportuna de posibles riesgos para la salud pública”, afirmó.
Además de lo anterior, gracias a este histórico convenio, los estudios asociados a este tipo de tecnologías podrían extenderse a nuevos campos. En palabras del profesor Hans Kauffmann: “Hemos conversado sobre la posibilidad de analizar microplásticos o compuestos orgánicos mediante sus huellas isotópicas. Esto podría ayudarnos a rastrear la contaminación plástica o identificar el origen de ciertos compuestos orgánicos en el medioambiente”.
El “Convenio de Cooperación Científica y Técnica en Ciencias” entre la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, y el SERNAGEOMIN está programado para renovarse automáticamente mientras ambas instituciones sigan comprometidas con los objetivos establecidos. En cuanto al estudio sobre la proliferación de cianobacterias productoras de cianotoxinas, el equipo liderado por los doctor Carlos García y Hans Kauffmann aún tiene un año de trabajo conjunto por delante. Se espera que esta investigación sea solo el inicio de una colaboración más amplia y prometedora en diversos ámbitos relacionados con la salud y la geología, dentro de un convenio con un sinfín de posibilidades futuras por explorar.