Los científicos encontraron una manera fácil de destruir los 'productos químicos permanentes' tóxicos

May 28, 2024

Los químicos descubrieron una forma sencilla de deshacerse de algunos tipos de PFAS, los químicos tóxicos que quedan de los plásticos.

Durante más de un siglo, nuestro mundo ha estado hecho de plástico. Se encuentra en todo, desde espuma contra incendios hasta botellas de agua y sartenes antiadherentes, lo que produce productos convenientes y duraderos. Pero a largo plazo, el plástico libera sustancias químicas peligrosas, llamadas sustancias perfluoroalquilo y polifluoroalquilo (PFAS), que se filtran en el suelo y las aguas subterráneas. Estos “químicos eternos” están hoy en todas partes: en nuestros suministros de bebida, en nuestros alimentos, en el aire e incluso en nuestros cuerpos, donde pueden tener consecuencias no deseadas, como cáncer, problemas de desarrollo infantil y inmunidad debilitada.

Los científicos han estado trabajando en formas de destruir las sustancias químicas PFAS que impregnan nuestro medio ambiente, pero no existe ningún método sencillo. Esto se debe a que estos compuestos distantes no reaccionan con nada, ni con agentes biológicos ni con otros agentes químicos. Sólo se pegan el uno al otro y se resisten a ser destrozados. Los métodos actuales requieren “condiciones muy duras para descomponer estos compuestos”, según químicos de la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois. Hasta ahora, no estaba claro cómo romper esos vínculos PFAS.

El reciente trabajo de ese equipo, publicado en la revista Science el 18 de agosto, demuestra que el obstinado poder de los enlaces PFAS, de hecho, puede romperse. Los científicos descubrieron una manera de desintegrar dos formas tóxicas concentradas de PFAS en compuestos más pequeños e inocuos que se descomponen. Utilizando calor lento, un solvente e hidróxido de sodio (lejía, la base de algunos jabones), el método es simple y económico. Funciona con dos categorías principales de PFAS que impregnan el medio ambiente hoy en día: el ácido perfluorooctanoico (PFOA) y uno de sus sustitutos comunes, conocido como GenX.

La dificultad tradicional para destruir un compuesto de PFAS radica en sus numerosos enlaces carbono-flúor, que los químicos orgánicos conocen como los enlaces más fuertes. Requieren un calor inmenso (unos 400 grados Celsius) y presión para romperse, lo que puede provocar casos de contaminación del aire durante la incineración, explica en un comunicado de prensa William Dichtel, autor principal del nuevo estudio. "En el estado de Nueva York, se descubrió que una planta que afirmaba incinerar PFAS estaba liberando algunos de estos compuestos al aire", dice Dichtel, profesor de química. "Los compuestos fueron emitidos desde las chimeneas hacia la comunidad local". Y enterrar las PFAS sólo hace que contaminen el medio ambiente al cabo de unas décadas, añade.

No todos los PFAS se descomponen en microplásticos, pero algunos, como el fluoruro de polivinilo (PVF) y el politetrafluoretileno (PTFE), sí lo hacen. Los PFAS también se utilizan en recubrimientos para textiles sintéticos y en plásticos que se descomponen en microplásticos a base de fibras o partículas. Exploremos la conexión.

Resulta que los productos químicos PFAS tienen un punto débil: a menudo incluyen átomos de oxígeno cargados en un extremo de sus moléculas. El equipo de Dichtel eligió un solvente poco común, dimetilsulfóxido, que les permitió calentar suavemente los PFAS entre 80 y 120 grados Celsius junto con hidróxido de sodio, un reactivo típico que ayuda a provocar una reacción química. El resultado fue una ráfaga de reacciones, comenzando con la caída de los átomos de oxígeno cargados. Luego, los átomos de flúor también se cayeron, abandonando a sus compañeros de carbono para formar fluoruro, una forma segura de flúor. Todo el proceso tomó sólo 12 horas, momento en el cual, más del 90 por ciento de los químicos PFAS se habían convertido en subproductos de carbono seguros. Dichtel llamó al grupo de átomos cargados de la molécula de PFAS el “talón de Aquiles” en el comunicado.

En intentos anteriores de destruir las PFAS, otros investigadores utilizaron altas temperaturas, hasta 400 grados Celsius. La nueva técnica, basada en un reactivo económico y condiciones más suaves, provocó que los átomos de carbono se desprendieran de dos o tres átomos a la vez, según descubrió el grupo a través de investigaciones adicionales utilizando modelos de mecánica cuántica para comprender mejor la química del proceso. Dichtel espera que su análisis proporcione una clave para que otros realicen investigaciones similares.

“Las PFAS se han convertido en un importante problema social. Incluso una pequeña cantidad de PFAS causa efectos negativos para la salud y no se descompone. No podemos simplemente esperar a que se solucione este problema. Queríamos utilizar la química para abordar este problema y crear una solución que el mundo pueda utilizar. Es emocionante por lo simple (aunque no reconocida) que es nuestra solución”, afirma en el comunicado.

Los PFAS ahora se consideran tan inseguros que la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) declaró recientemente que no deberían existir en absoluto en el agua potable. La forma denominada PFOA debe reducirse prácticamente a cero, advirtió la EPA el 15 de junio de este año. Dichtel cree que algún día el nuevo método podría ampliarse para eliminar los compuestos PFAS categorizados como carboxilatos, si primero se filtran eficazmente del suministro de agua. Aún así, este método no funciona con otras categorías de PFAS, como los sulfonatos.

Si bien este estudio degradó con éxito diez ácidos perfluoroalquilcarboxílicos (PFCA) y ácidos perfluoroalquilétercarboxílicos (PFECA), queda un largo camino por recorrer. La EPA estima que todavía existen 11,990 tipos de PFAS.

Antes de unirse a Popular Mechanics, Manasee Wagh trabajó como reportera de un periódico, periodista científica, redactora de tecnología e ingeniera informática. Siempre está buscando formas de combinar los tres mayores placeres de su vida: la ciencia, los viajes y la comida.

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