Detección de productos de degradación de fármacos, presentes en aguas residuales

Resumen

Se plantea la utilización de nanomateriales de carbono para la modificación de electrodos convencionales
con el fin de proponer métodos portables y eficientes para la detección de contaminantes orgánicos
persistentes (COP) derivados del metabolismo y residuos farmacológicos en aguas residuales, para los
cuales la regulación de su remoción se encuentra escasamente estudiada y que representan un peligro
potencial para los ecosistemas acuáticos y la salud humana.
Se llevó a cabo una detección electroquímica de fármacos contaminantes emergentes, específicamente
paracetamol, p-aminofenol y levonorgestrel, empleando electrodos de carbón vítreo y electrodos
serigrafiados. Estos dispositivos fueron seleccionados por su eficiencia electroquímica, facilidad para el paso
de corriente eléctrica, buena conductividad y sensibilidad del sistema. Las tintas, empleadas en los electrodos
serigrafiados, fueron previamente preparadas, conteniendo materiales carbonosos funcionales que facilitan
la transferencia de electrones al aplicar corriente eléctrica, lo que resulta clave para la detección precisa de
compuestos farmacéuticos en solución. A lo largo del experimento, se realizaron mediciones en diferentes
días y tiempos de análisis, lo cual permitió estudiar la estabilidad y reproducibilidad de los sensores
empleados. Las técnicas utilizadas para cuantificar las concentraciones de los analitos fueron la voltametría
cíclica (VC) y la cronoamperometría (CA), las cuales se aplicaron con el objetivo de obtener curvas de
calibración a partir de las reacciones redox involucradas en los procesos, y posteriormente, determinar los
límites de detección (LOD) y cuantificación (LOQ) de cada sustancia. Estas herramientas electroquímicas
proporcionaron datos valiosos para evaluar la sensibilidad de cada electrodo y tinta en la detección de los
fármacos objetivo. El caso de estudio incluyó tres compuestos con relevancia ambiental significativa. En
primer lugar, el paracetamol, un analgésico de uso común, es considerado seguro en dosis terapéuticas, pero
en concentraciones elevadas puede causar necrosis hepática aguda. Además, durante su metabolismo se
forma el p-aminofenol (PAP), una impureza con efectos nefrotóxicos y problemas gestacionales. El paminofenol
también puede encontrarse como residuo en el producto comercial final, afecta su seguridad y
estabilidad. Ambos compuestos han sido frecuentemente detectados en aguas residuales, y su resistencia a
los tratamientos convencionales dificulta su eliminación. Por otra parte, el levonorgestrel, una hormona
sintética utilizada como anticonceptivo, ha sido identificada como un disruptor endocrino potencial en
ambientes acuáticos, incluso en concentraciones muy bajas (ng/L). Su estructura química le confiere
estabilidad y capacidad de bioacumulación, lo que representa un riesgo ecológico para organismos acuáticos,
especialmente por su interferencia en funciones reproductivas. Al igual que los otros dos compuestos, su
presencia en cuerpos de agua evidencia la necesidad urgente de métodos analíticos sensibles que permitan
su monitoreo continuo y efectivo. Los resultados obtenidos aportan evidencia sobre la viabilidad de emplear
esta estrategia en el desarrollo de herramientas de monitoreo ambiental de bajo costo, con aplicación directa
en el análisis de aguas contaminadas por residuos farmacológicos.