Agostina comenzó a nadar a los siete años en el Club Ciudad en su ciudad natal, Campana. Luego comenzó a entrenar en el Club Independiente en la ciudad de Zárate, hasta que despidieron a su entrenador, Sebastián Montero. Como consecuencia, Hein cambió de club y ahora entrena en SER Natación Alto Rendimiento de Zárate.^[6]​

Tuvo preparación física avanzada de la mano del profesor de alto rendimiento Alberto "Beto" Montoya en una parte importante de su etapa formativa. Compitió en los Juegos Suramericanos de 2022 donde obtuvo una medalla de plata en los 4x200 metros relevo libre femenino, un 4° lugar en los 1500 metros libre y un 6° puesto en los 200 y 800 metros libre. Al año siguiente, participó en los Juegos Panamericanos de 2023, donde se ubicó 5° en los 800 y 1500 metros libre y 6° en los 400 metros libre y en la posta 4x100 metros combinados.^[7]​

Participó en el Campeonato Mundial Junior de 2023 donde obtuvo la medalla de bronce en los 800 m libre.^[8]​ Luego, en el Campeonato Mundial de 2024 finalizó quinta en los 800 m libre.^[9]​^[1]​

En marzo de 2024, con 15 años y representando a SER Natación de la ciudad de Zárate, obtuvo el récord argentino absoluto en los 100 m mariposa con 59,36 segundos, siendo la primera nadadora argentina en hacer 100 m mariposa en menos de un minuto. La anterior marca la tenía Macarena Ceballos con 1:00,27.^[3]​^[4]​

En julio de 2024 World Aquatics la invitó para competir en los Juegos Olímpicos de París 2024, en las pruebas de 400 y 800 metros libre. Fue la deportista más joven de la delegación donde participó con 16 años.^[10]​^[7]​ Compitió en los 400 m libre con una marca de 4:14,24, terminando en el puesto 18,^[11]​^[12]​ y en los 800 m libre haciendo un tiempo de 8:37,43 finalizando en el puesto 14.^[13]​^[14]​

En los Juegos Panamericanos Junior de 2025, se consagró campeona en los 200 metros combinado individual, 400 metros estilo libre individual y 400 metros combinados individual. Además, obtuvo cuatro medallas de plata en las pruebas de 4x100 metros relevo combinado femenino, 4x200 metros relevo estilo libre, 4x100 metros relevo libre mixto y 4x100 metros relevo combinado mixto, y una medalla de bronce en 4x100 metros relevo libre femenino.^[15]​^[16]​

En el Campeonato Mundial Junior de 2025, Agostina se consagró campeona mundial juvenil en los 400 metros combinados, donde, con un tiempo de 4m34s34, batió un histórico récord nacional y sudamericano que anteriormente poseía Georgina Bardach desde su participación en los Juegos Olímpicos de Atenas 2004.^[17]​^[18]​ Además, fue subcampeona en los 800 metros libre con un tiempo de 8m26s19.^[19]​