Barrionuevo debuteerde in 2006 in de Argentijnse hockeyploeg. Op de Olympische Spelen in 2008 won ze met Argentinië de bronzen medaille. Na verlies tegen Nederland in de halve finale won Argentinië de wedstrijd om het brons van Duitsland. In 2012, op de Olympische Spelen in Londen, was opnieuw Nederland te sterk in de strijd om de olympische titel. Ditmaal slaagde Argentinië er wel in om de finale te bereiken, maar die werd met 2-0 verloren van Nederland.