Mariela Soledad Espinosa defendió con éxito su tesis de doctorado“Estudio de la especiación de complejos metal-ligando derivados de la actividad nuclear por espectrometría de masa con ionozación por electrospray”. La defensa se realizó el 29 de abril a través de una teleconferencia.

Directora: Dra. Paola Babay (UNSAM/CNEA)

Codirector: Lic. Roberto Servant (UBA – CNEA)

Miembros del jurado: 

Dra. Estela Soledad CERUTTI  (CONICET)

Dr. Jorge Javier FURLONG (UNLP)

Dr. Eduardo Amilcar GAUTIER (CNEA – UBA )

Más sobre el Doctorado en Ciencia y Tecnología Mención Química, acá.

Acerca de la tesis:

El estudio de la movilidad de los lantánidos (Ln) y actínidos (An) en matrices ambientales es esencial para evaluar la eficiencia de las tecnologías de disposición de los residuos nucleares de actividad media y alta. Durante la descontaminación y limpieza de los componentes pertenecientes al sistema primario, secundario y circuitos auxiliares de las centrales nucleares se suelen utilizar agentes complejantes. Estos procedimientos son necesarios para disminuir la corrosión, prolongando la vida útil de los componentes de la central nuclear y para minimizar la tasa de irradiación de los trabajadores. Entre los agentes complejantes más utilizados se encuentran los ácidos etilendiaminotetraacético (EDTA), nitrilotriacético (NTA) y picolínico (PA), entre otros. Comprender la especiación química es fundamental para predecir el comportamiento de los radionucleídos en el ambiente, ya que los factores que la afectan, tales como pH, potencial redox y disponibilidad de ligandos son los que controlan su solubilidad y movilidad. Generalmente, la especiación se ha estudiado a partir de mediciones potenciométricas, calorimétricas y espectroscópicas. Sin embargo, cada una de estas técnicas puede ser usada sólo en casos particulares y ninguna de ellas permite abarcar completamente la complejidad del problema. En este contexto, la técnica de espectrometría de masa con ionización mediante electrospray (ESI-MS) surge como una alternativa potencialmente valiosa para la identificación y eventual cuantificación de especies metal-ligando. En esta tesis se investigó el alcance de la ESI-MS para el estudio de la especiación de metales asociados al ciclo de combustibles nucleares en presencia de ligandos orgánicos de relevancia ambiental. Los ligandos orgánicos estudiados (EDTA, NTA y PA) fueron seleccionados ya que pueden estar codispuestos con los residuos. También se investigaron los calix[n]arenos, por su potencial empleo en procesos específicos durante el reprocesamiento de los elementos combustibles gastados y la separación de radionucleídos previo a su inmovilización por cementación o vitrificación. Utilizando un equipo de LC-MS de simple cuadrupolo, se llevó a cabo en primer lugar un estudio quimiométrico para obtener una visión general del comportamiento del sistema en función de las variables instrumentales. Se investigó luego la especiación de muestras sintéticas de Ln y An (La; Nd como elemento representativo de los Ln; Th como elemento representativo de los An) complejados con EDTA, NTA y PA y sus mezclas. Finalmente, se investigaron los calix[n]arenos como macromoléculas muy promisorias para aplicar en procesos de extracción selectiva de Ln y An. Se estudió la complejación de elementos seleccionados (La; Eu; Yb) con derivados estéres y amida de calix(4)arenos sintetizados en el laboratorio. Se caracterizaron los ligandos sintetizados y los complejos por ESI-MS y ESI-MS/MS y se utilizaron métodos espectrofotométricos para determinar la estequiometría de los complejos y calcular las constantes condicionales de formación. En términos generales, la ESI-MS demostró ser una herramienta poderosa para una identificación confiable de los complejos metal-ligando asociados al ciclo de combustibles nucleares.