Elementos potencialmente tóxicos en bananas cultivadas en la región del desastre de Mariana superan los valores límite de la FAO

El trabajo también evaluó los riesgos del consumo de cacao y mandioca cultivados en el municipio de Linhares, situado en un área impactada por la ruptura de la represa de Fundão (Minas Gerais, Brasil), ocurrida hace diez años

Por Karina Ninni  |  Agência FAPESP – Científicos de las áreas de geoquímica de suelos, ingeniería ambiental y salud, vinculados a la Universidad de São Paulo (USP) y a la Universidad Federal de Espírito Santo (Ufes), en Brasil, y a la Universidad de Santiago de Compostela, en España, evaluaron los riesgos del consumo de banana, mandioca y pulpa de cacao cultivados en suelos impactados por los relaves de la minería de hierro en el estuario del río Doce, en Linhares, en el estado brasileño de Espírito Santo. La región viene recibiendo este material desde la ruptura de la represa de relaves de Fundão, en el estado vecino de Minas Gerais, en noviembre de 2015.

En los suelos, las concentraciones de cadmio, cromo, cobre, níquel y plomo se encuentran asociadas al principal constituyente del relave: los óxidos de hierro. El equipo también descubrió que existe un posible riesgo para la salud asociado al consumo, por parte de niños de seis años o menos, de las bananas cultivadas en suelos impactados por los relaves.

“Nuestro grupo viene estudiando los impactos de la ruptura de la represa desde hace años. Obtuvimos el primer muestreo siete días después del accidente e, inmediatamente, comprendimos que existía un riesgo inminente de contaminación de plantas, suelo, agua y peces. Pero persistía la pregunta: ¿esta contaminación representa un riesgo para la salud humana?”, recuerda Tiago Osório, agrónomo y profesor del Departamento de Ciencia del Suelo de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz de la Universidad de São Paulo (Esalq-USP).

En un artículo publicado en la Environmental Geochemistry and Health, el grupo se dedica a responder a esa pregunta, revelando cómo las plantas acceden a los elementos potencialmente tóxicos (EPT) asociados al relave, acumulándolos en sus partes comestibles, y de qué manera ese material llega a la cadena trófica. El artículo forma parte del doctorado de Amanda Duim en la Esalq. Además de haber dado lugar a siete publicaciones en revistas internacionales, la tesis de Duim recibió dos premios en 2025: el Premio USP de Tesis, en el área de Sostenibilidad, y el Premio Capes de Tesis, otorgado por la agencia de fomento homónima (Coordinación de Perfeccionamiento de Personal de Nivel Superior), vinculada al Ministerio de Educación de Brasil. La investigadora contó con apoyo de la FAPESP mediante una beca de doctorado.

El apoyo de la FAPESP a los trabajos del grupo se extiende a dos becas de posdoctorado (20/12823-5 y 21/00221-3); dos auxilios a la investigación (23/01493-2 y 22/12966-6); una beca del programa de fijación de jóvenes doctores y una beca de iniciación científica.

Alta concentración

Según Duim, primera autora del artículo, el diferencial del trabajo radica en que el equipo correlacionó el riesgo para la salud humana con la transferencia de los EPT del suelo a la planta. “El contenido de óxidos de hierro en el suelo, que son los principales constituyentes del relave, está correlacionado con su contenido en la planta. Estudiamos el paso de los constituyentes del relave del suelo al agua y del agua a la planta, incluidas sus hojas y frutos”.

“Primero, es necesario saber qué elementos están presentes y en qué cantidad, para comprender la dinámica bioquímica de su liberación”, explica Osório.

Duim inició el doctorado en 2019 trabajando con plantas de regiones inundadas para la remediación de ambientes contaminados. “Evaluamos especies cultivadas y nativas. En el caso de estas últimas, queríamos saber cómo afectan la disolución del óxido de hierro y, en ese proceso, intentar comprender si los EPT asociados a ese relave ingresan en la planta y de qué manera, ya que distintas especies tienen formas diversas de acumular EPT”, detalla la investigadora. “La idea era descubrir cuáles serían las mejores especies nativas para la remediación de ambientes contaminados y llegamos a más de una especie capaz de cumplir esa función, con resultados ya publicados. En el caso de las especies cultivadas, queríamos saber si los EPT se transferían a los frutos y a las partes comestibles de las plantas”, explica.

“Recolectamos el suelo y la planta, lavamos la planta, pesamos la biomasa fresca, secamos la planta, pesamos la biomasa seca y trituramos por separado raíces, tallo, hojas y frutos sin cáscara. Solo entonces analizamos todas las partes para saber qué había en cada una. Disolvimos el ‘polvo de planta’, transformándolo en solución mediante el uso de varios ácidos, y determinamos la concentración en la solución. Convertimos el cálculo de la concentración del material en la solución y lo comparamos con el peso del material que fue diluido, logrando así obtener la concentración del EPT en miligramos por kilogramo de biomasa seca”, describe Duim.

En la banana y la mandioca, todos los EPT (excepto el cromo) se acumularon más en las partes subterráneas, como raíces y tubérculos, que en las partes aéreas. El cacao, en cambio, presentó una alta acumulación de EPT en las partes por encima del suelo (tallos, hojas y frutos). Además, las concentraciones de cobre y plomo en la pulpa del fruto superaron los valores límite establecidos por la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO).

Cuando el equipo observó que en las plantas cultivadas había concentraciones de EPT por encima de lo recomendado, incluso en las partes comestibles, decidió realizar un análisis de riesgo en frutos y tubérculos.

Riesgos para la salud

Los científicos estimaron los riesgos del consumo de frutos de banana, rizoma de mandioca y pulpa de cacao calculando el Cociente de Riesgo (CR), el Índice de Riesgo (IR) y el Índice de Riesgo Total (IRT) para niños (menores de 6 años) y adultos (mayores de 18 años). El CR es la razón entre la ingesta media diaria de una sustancia química y su dosis de referencia correspondiente. El IRT, por su parte, es una métrica fundamental para evaluar los potenciales riesgos no cancerígenos para la salud asociados a la exposición a los EPT (para indicar una baja probabilidad de riesgo, debe ser inferior a 1).

“Estos elementos existen naturalmente en el ambiente; estamos expuestos a ellos en concentraciones menores, pero en el caso de un desastre como el de Mariana, cuando se espera que la exposición aumente, es necesario redoblar la atención”, cuenta Tamires Cherubin, doctora en ciencias de la salud y también autora del trabajo. La metodología utilizada generalmente consiste en calcular el riesgo de la biodisponibilidad de estos elementos, teniendo en cuenta que la exposición a determinadas concentraciones puede causar daños importantes a la salud, como problemas renales y cardíacos, molestias gastrointestinales, daños pulmonares cuando la exposición es respiratoria, y otros riesgos más agudos, como problemas cutáneos o irritaciones en la visión.

En el cálculo del análisis de riesgo intervienen factores como el consumo de las plantas cultivadas localmente por la población. Los investigadores incluso estimaron qué proporción de la alimentación de las poblaciones locales provenía de fuera y cuánto se ingería de los alimentos allí cultivados, con base en datos del Instituto Brasileño de Geografía y Estadística (IBGE). Otros factores incluyen la duración de la exposición (por cuántos años la persona consume el producto), el nivel de consumo en relación con la masa corporal del adulto y del niño, y el tiempo que tarda el consumo en producir algún efecto deletéreo.

“De acuerdo con las dosis de referencia de ingesta diaria de los contaminantes avaladas por la literatura, consideramos los límites de 0,05 mg/kg⁻¹ para la presencia de cadmio en frutas y 0,1 mg/kg⁻¹ en tubérculos; 0,5–1,0 mg/kg⁻¹ para cromo; 20,0 mg/kg⁻¹ para cobre; 0,5–1,0 mg/kg⁻¹ para níquel; 0,8–2,3 mg/kg⁻¹ para plomo; y 50,0 mg/kg⁻¹ para zinc”, detalla Cherubin.

Aunque los IRT para la mayoría de los elementos analizados se situaron por debajo del nivel de riesgo (menor que 1), lo que indica que el consumo de estos alimentos cultivados en el estuario del río Doce no representaba una amenaza significativa para los adultos, el resultado para la banana en niños superó el umbral de 1, lo que sugiere potenciales impactos en la salud. El principal factor de riesgo fue la mayor concentración de plomo presente en el fruto, que también mostró un contenido de cadmio superior al recomendado por la FAO. Según los científicos, la exposición prolongada al plomo, incluso en dosis bajas, está asociada a daños irreversibles en el desarrollo neurológico, incluidos descensos del coeficiente intelectual (CI), déficits de atención y trastornos del comportamiento.

El grupo advierte que, a largo plazo, el consumo continuo de alimentos cultivados en suelos contaminados puede, en algunos casos, implicar riesgos acumulativos. “Con el paso del tiempo de exposición, considerando la expectativa de vida en Brasil, de aproximadamente 75 años, puede surgir el riesgo carcinogénico, ya que existe la posibilidad de que se produzcan daños directos e indirectos en el ADN”, afirma Cherubin. Estas mutaciones tienen el potencial de resultar en una mayor incidencia de distintos tipos de cáncer, como los que afectan al sistema nervioso central, al tracto gastrointestinal y al sistema hematológico. “Todo depende de la capacidad del organismo humano para absorber y metabolizar estos elementos disponibles en el ambiente”, concluye la investigadora.

El artículo From tailings to tables: risk assessment of potentially toxic elements in edible crops cultivated in mine tailing impacted soils puede leerse en: doi.org/10.1007/s10653-025-02770-9.