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domingo 25, septiembre 2022
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¿El fin de los casi ‘eternos’ químicos persistentes?: hallan una forma de acabar con los peligrosos PFAS

Las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS, por sus siglas en inglés) llevan usándose en las últimas siete décadas como agentes antiadherentes e impermeabilizantes. Podemos encontrarlos de forma habitual en utensilios de cocina antiadherentes, cosméticos resistentes al agua, espumas contra incendios, telas repelentes al agua o productos que resisten la grasa y el aceite. El gran problema de los PFAS es que son casi ‘eternos’: el fuego no puede destruirlos ni el agua diluirlos; las bacterias, capaces de destruir desde plásticos a metales, no son capaces de acabar con ellos; y si se opta por enterrarlos, se filtran al suelo circundante, contaminándolo y volviéndose un problema que heredarán las próximas generaciones.

Ahora, químicos de la Universidad Northwestern (EE. UU.), han encontrado un ‘punto débil’ de estas sustancias, conocidas como ‘sustancias químicas persistentes’: usando bajas temperaturas y reactivos comunes y económicos, el equipo de investigación ha un proceso que hace que dos clases principales de compuestos PFAS se descompongan en productos finales benignos. Los resultados acaban de publicarse en la revista ‘Science’.

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«Los PFAS se ha convertido en un problema social importante», explica William Dichtel, quien capitaneó el estudio. «Incluso una pequeña cantidad de estas sustancias causan efectos negativos para la salud. No podemos simplemente esperar a que se solucione el problema; queríamos usar la química para atajarlo y crear una solución que el mundo pueda usar. usar la química para abordar este problema y crear una solución que el mundo pueda usar. Es emocionante por lo simple que es, aunque no reconocida, nuestra solución».

Porque el problema de los PFAS es que están presentes en los bienes de consumo, son detectables en el agua potable e incluso en la sangre de un 97% de la población de Estados Unidos. Y España tampoco se salva: en un estudio de 2017 se encontraron que el 85% de las muestras de sangre tomadas en nuestro país contenían esta sustancia. Se añade la circunstancia de que sus efectos sobre la salud aún no se entienden por completo, aunque existen estudios que vinculan a la exposición a PFAS problemas como el aumento del colesterol, la disminución de la fertilidad, efectos en el desarrollo de los niños, crecimiento de riesgo para sufrir varios tipos de cáncer o la reducción de la inmunidad para combatir infecciones. De hecho, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) declaró recientemente varios PFAS como inseguros, incluso a niveles mínimos. «Eso coloca a varios PFAS en la misma categoría que el plomo», señala Ditchel.

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El secreto de su indestructibilidad
Hasta ahora, el método utilizado para ‘librarse’ de los PFAS ha sido someterlos a altas temperaturas y presiones. Sin embargo, este método requiere de grandes aportes de energía y costosos equipos. «En el estado de Nueva York se descubrió que una planta que incineraba PFAS estaba liberando algunos de estos compuestos al aire», afirma Dichtel. «Otra estrategia fallida ha sido enterrar los compuestos en vertederos. Cuando haces eso, básicamente solo estás garantizando que tendrás un problema dentro de 30 años, porque esta sustancia se va a filtrar lentamente al suelo. No solucionas el problema«.

El secreto de la indestructibilidad de PFAS está en sus enlaces químicos: contiene muchos de tipo carbono-flúor, que son los enlaces más fuertes en química orgánica. Porque por un lado tienes el elemento más electronegativo de la tabla periódica, el flúor, que necesita muchos electrones; y, por otra, el carbono, que está más que dispuesto a ‘ceder’ los suyos. «Cuando tienes ese tipo de diferencia entre dos átomos, y son aproximadamente del mismo tamaño, como el carbono y el flúor, tienes la receta para un enlace realmente fuerte», explicó Dichtel.

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El talón de Aquiles de los PFAS
Mientras estudiaban estos compuestos, Dichtel y sus compañeros encontraron una debilidad: una larga cola de enlaces de carbono-flúor inflexibles. En un extremo de la molécula hay un grupo cargado que a menudo contiene átomos de oxígeno cargados. El equipo de Dichtel se centró en este grupo de cabeza calentando el PFAS diluido en dimetilsulfóxido -un disolvente inusual para la destrucción de PFAS-, con hidróxido de sodio -o sosa cáustica, un reactivo común-. El proceso decapitó al grupo de cabeza, dejando atrás una cola reactiva.

«Eso desencadenó una serie de reacciones por las que comenzó a expulsar los átomos de flúor de estos compuestos para formar fluoruro, que es la forma más segura de flúor», dijo Dichtel. «Aunque los enlaces carbono-flúor son súper fuertes, ese grupo de cabeza cargado es el talón de Aquiles».

Después de descubrir las condiciones de degradación de PFAS, el equipo también descubrió que los contaminantes fluorados se desmoronan por procesos diferentes a los que generalmente se supone. Usando potentes ordenadores, los colaboradores Ken Houk, investigador de UCLA, y Yuli Li, estudiante de la Universidad de Tianjin colaborador del grupo de Houk, simularon la degradación de PFAS. Sus cálculos sugieren que estas sustancias se desintegran por procesos más complejos de que se creía: aunque anteriormente se suponía que los PFAS deberían desmoronarse en un carbono a la vez, la simulación mostró que en realidad se deshace de dos o tres carbonos simultáneamente, lo que coincide con los experimentos de Dichtel. Al comprender estas vías, los investigadores pueden confirmar que solo quedan productos benignos.

Más de 12.000 compuestos PFAS
Este método resultó útil para degradar con éxito diez tipos de PFAS, concretamente ácidos perfluoroalquil carboxílicos (PFCA) y ácidos perfluoroalquil éter carboxílico (PFECA), incluido el ácido perfluorooctanoico (PFOA) y uno de sus reemplazos sus comunes, conocido como GenX, dos de los compuestos PFAS más destacados. Sin embargo, la EPA de EE. UU. ha identificado más de 12 000 compuestos de este tipo, por lo que aún queda un largo camino.

Fuente ABC

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