Redacción NM
Se ha hecho un gran avance en la lucha para reducir la cantidad de ‘químicos para siempre’ peligrosos, creados por el hombre, en el medio ambiente.
Las sustancias perfluoroalquilo y polifluoroalquilo (PFAS) tienen muchos usos en la sociedad, pero también se han relacionado con el cáncer y otras afecciones de salud.
Se sabe que son extremadamente omnipresentes, con un estudio reciente que afirma que se ha encontrado que el agua de lluvia en todas partes de la Tierra contiene niveles peligrosos.
Esto se debe en parte a que los PFAS pueden tardar miles de años en degradarse, pero los científicos de la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA) y la Universidad Northwestern han descubierto una nueva forma de descomponerlos.
Iniciaron una reacción química que ‘mordisqueó’ diez PFAS diferentes al calentar agua contaminada con reactivos de bajo costo.
La tecnología, que no generó subproductos nocivos, eventualmente podría facilitar que las plantas de tratamiento de agua eliminen los químicos del agua potable.
Existen alrededor de 12 000 PFAS que tienen muchos usos, incluso en espumas contra incendios, los revestimientos antiadherentes en sartenes y textiles. Se cree que entran en el ciclo del agua a través de las emisiones industriales, la transferencia de los envases, las aguas residuales y la evaporación de las espumas (imagen de archivo)
La longevidad de PFAS se debe a un enlace que todos contienen entre los átomos de carbono y flúor que nada en la naturaleza puede romper
Las moléculas de PFCA (arriba a la izquierda) están formadas por una larga cadena de carbono con átomos de flúor unidos a ella, pero también tienen dos átomos de oxígeno cargados negativamente en un extremo. Esto se conoce como el ‘grupo de ácido carboxílico’ y es capaz de reaccionar con otras moléculas. Después de calentar el PFCA en agua con sulfóxido de dimetilo (DMSO) e hidróxido de sodio, este grupo de ácido carboxílico se escinde y forma agua (centro). Esto luego inició una reacción química que «mordisqueó gradualmente la molécula», según el coautor correspondiente y profesor de la UCLA, Kendall Houk. En la imagen: descripción general de las vías de degradación durante la reacción
Existen alrededor de 12 000 PFAS que tienen muchos usos, incluso en espumas contra incendios, los revestimientos antiadherentes en sartenes y textiles.
Se desarrollaron por primera vez en la década de 1940, pero desde entonces muchas pruebas científicas han relacionado los productos químicos sintéticos con problemas de salud.
A pesar de que muchos fabricantes los eliminaron gradualmente de sus productos, todavía se detectan de forma rutinaria a nuestro alrededor.
Su longevidad se debe a un enlace que todos contienen entre los átomos de carbono y flúor que nada en la naturaleza puede romper.
Se cree que las PFAS llegan al medio ambiente a través de las emisiones industriales, la transferencia desde los envases, las aguas residuales y la evaporación de las espumas.
El enlace carbono-flúor extra fuerte significa que pueden pasar a través de la mayoría de los sistemas de tratamiento de agua completamente ilesos.
Por esta razón, los científicos han estado tratando urgentemente de encontrar formas de eliminar rápidamente las PFAS de las fuentes de agua contaminada.
Sin embargo, la mayoría de las tecnologías actuales son agresivas y costosas, y requieren temperaturas extremadamente altas, productos químicos especiales o irradiación con luz ultravioleta.
Algunas de las técnicas producen subproductos que también son dañinos y requieren pasos adicionales para eliminarlos.
Las PFAS, o sustancias de perfluoroalquilo y polifluoroalquilo, se desarrollaron por primera vez en la década de 1940 y ahora se encuentran en una variedad de productos, que incluyen sartenes antiadherentes, textiles resistentes al agua y espumas de extinción de incendios.
El nuevo método, publicado hoy en Cienciassolo requiere un reactivo de laboratorio común y temperaturas de entre 80 °C y 120 °C (176 °F y 248 °F).
Los investigadores se centraron en los ácidos carboxílicos de perfluoroalquilo (PFCA), un tipo de PFAS que se utiliza para fabricar teflón.
Estos están formados por una larga cadena de carbono con átomos de flúor unidos a ella, pero también tienen dos átomos de oxígeno cargados negativamente en un extremo.
Esto se conoce como el ‘grupo de ácido carboxílico’ y es capaz de reaccionar con otras moléculas.
Después de calentar la molécula de PFCA en agua con sulfóxido de dimetilo (DMSO) e hidróxido de sodio, este grupo de ácido carboxílico se escinde y forma agua.
Esto luego inició una reacción química que «mordisqueó gradualmente la molécula», según el coautor correspondiente y profesor de la UCLA, Kendall Houk.
El profesor William Dichtel, de la Universidad Northwestern, dijo: «Eso desencadenó todas estas reacciones y comenzó a expulsar átomos de flúor de estos compuestos para formar fluoruro, que es la forma más segura de flúor».
«Aunque los enlaces carbono-flúor son súper fuertes, ese grupo de cabeza cargado es el talón de Aquiles».
Lo que queda de la reacción es una mezcla de subproductos inofensivos de origen natural que contienen carbono y oxígeno.
Como se confirmó experimentalmente y por modelos informáticos, los únicos subproductos fueron dióxido de carbono, ácido fórmico y fluoruro.
Todos estos no son dañinos, el último a menudo se agrega a la pasta de dientes para prevenir la caries dental, lo que significa que no hay límite en la cantidad de agua que se puede descontaminar a la vez.
El método degradó con éxito 10 tipos de PFCA y es Se cree que es aplicable a la mayor parte del 40 por ciento de las PFAS que contienen grupos de ácido carboxílico.
Los investigadores esperan que también conduzca al descubrimiento de tecnologías que erradicarán miles de otras sustancias químicas.
“Hay otras clases que no tienen el mismo talón de Aquiles, pero cada una tendrá su propia debilidad”, dijo el profesor Dichtel en un comunicado.
Si podemos identificarlo, entonces sabremos cómo activarlo para destruirlo.
