La atm¨®sfera de las grandes ciudades sufre reacciones qu¨ªmicas que podr¨ªan resultar peligrosas

Hace un siglo, ingenieros de General Motors y Du Pont crearon un gas inerte al que llamaron freon. Se trataba del primer clorofluorocarburo (CFC) y permiti¨® la democratizaci¨®n de los frigor¨ªficos primero en Estados Unidos y despu¨¦s en el resto del mundo. Tras la II Guerra Mundial, su seguridad y, por entonces, ausencia de toxicidad provocaron la llegada del aire acondicionado a edificios y coches y, como propelente, a todo tipo de botes y envases. Pero, en 1974 el mexicano Mario Molina demostr¨® c¨®mo una sustancia qu¨ªmica inocua para los seres vivos podr¨ªa acabar con la vida: al interaccionar con la radiaci¨®n solar en las partes altas de la atm¨®sfera, los CFC estaban abriendo un agujero en la capa de ozono. Ahora, un estudio muestra c¨®mo qu¨ªmicos de uso generalizado degeneran en compuestos m¨¢s persistentes, bioasimilables y probablemente t¨®xicos.

A Molina, aquel descubrimiento le hizo merecer el Nobel de qu¨ªmica de 1995. Al conjunto de las sociedades, ayud¨® al avance regulaciones para controlar la distribuci¨®n, comercializaci¨®n y uso de cada nueva sustancia que la industria qu¨ªmica imaginara. Marcos legales como el Convenio de Estocolmo sobre Contaminantes Org¨¢nicos Persistentes (COP) obligan a limitar y eliminar aquellos que se demuestren da?inos para los seres humanos y el medio ambiente. Tambi¨¦n exigen mantener listados de nuevos compuestos que pudieran ser peligrosos y al sector qu¨ªmico a demostrar que sus productos no lo son.

Pero el an¨¢lisis del aire de 18 grandes ciudades del planeta muestra que aquel esfuerzo, aunque necesario, casi es poner puertas al campo: compuestos comercialmente aprobados presentes en materiales aislantes, cualquier mueble con algo de espuma, tel¨¦fonos m¨®viles y todo tipo de aparatos electr¨®nicos se convierten en sustancias peligrosas al llegar a la atm¨®sfera. El trabajo se ha centrado en una decena de retardantes de llama organofosforados, un tipo de qu¨ªmicos ign¨ªfugos relativamente recientes. Esta investigaci¨®n, publicada en Nature, muestra que, sometidos a la radiaci¨®n solar, inician una serie de reacciones qu¨ªmicas que convierte a aquellos qu¨ªmicos primarios en otros secundarios no controlados hasta ahora.

John Liggio es qu¨ªmico de la divisi¨®n para la investigaci¨®n de la calidad del aire de Environment and Climate Change Canada, una agencia estatal del pa¨ªs americano. Liggio, junto a colegas de centros de investigaci¨®n de Estados Unidos, China y Europa, es el principal autor de este estudio de Nature. En el laboratorio, investigaron en qu¨¦ se convert¨ªan esta decena de retardantes de llama al someterlos a la acci¨®n de la luz (foto oxidaci¨®n). Obtuvieron 186 nuevos compuestos. Con su estructura y composici¨®n ya conocidas, revisaron las muestras de aire recogidas en 18 grandes ciudades, encontrando una treintena de sustancias secundarias es decir, productos de degradaci¨®n. Liggio asegura que ninguna de ellas ¡°est¨¢ incluida hasta hoy¡± en los listados de qu¨ªmicos a vigilar. Y pueden ser muchas m¨¢s, ¡°cada compuesto primario puede formar una docena de secundarios¡±, detalla.

La Sociedad Estadounidense de Qu¨ªmica tiene registrados unos 155 millones de compuestos qu¨ªmicos. De todos ellos apenas 200.000 son t¨®xicos. Seg¨²n indican investigadores del Instituto de Qu¨ªmica Org¨¢nica General del CSIC (IQOG-CSIC), los m¨¢s peligrosos son los contaminantes org¨¢nicos persistentes, COP.

Para llevar el apellido COP, una sustancia qu¨ªmica debe cumplir cuatro criterios: primero, que sea persistente en el medio ambiente. Por ejemplo, el dicloro difenil tricloroetano, un insecticida m¨¢s conocido como DDT prohibido hace tiempo en casi todo el planeta, puede permanecer en los suelos hasta 20 a?os. Segundo, que se acumule y sea absorbido por los seres vivos, ya sea al respirarlo, por contacto o, lo m¨¢s habitual, al comerse un animal a otro m¨¢s peque?o. Humanos y otros seres situados en los eslabones m¨¢s altos de la cadena tr¨®fica son los que acumulan m¨¢s COP. Tercero, que se demuestre su toxicidad. El impacto puede ser sist¨¦mico o afectar a aspectos esenciales para los seres vivos, como el sistema inmune o el reproductor. Por ¨²ltimo, que tengan capacidad de transporte a larga distancia. Como dice Bego?a Jim¨¦nez, investigadora del IQOG-CSIC y responsable de la red nacional de vigilancia ambiental de contaminantes org¨¢nicos persistentes, ¡°hemos encontrado COP en la Ant¨¢rtida¡±.

Esta red de vigilancia tiene estaciones en nueve zonas urbanas y 14 ¨¢reas remotas que toman muestras del aire, como en el parque de Do?ana. La estaci¨®n de Madrid forma tambi¨¦n parte del proyecto GAPS Megacities, que muestrea el aire en grandes ciudades y ha alimentado de datos al estudio de Liggio sobre las sustancias derivadas de retardantes de llama primarios. Estos compuestos se liberan de los productos de consumo, volatiliz¨¢ndose y pasando al aire, donde la foto oxidaci¨®n los convierte en otra cosa. El trabajo de Liggio detecta una decena de nuevas sustancias derivadas en el cielo de Madrid. Pero su concentraci¨®n, expresada en picogramos (billon¨¦sima parte de un gramo) por metro c¨²bico de aire, es entre cinco y tres veces menor que la detectada en Nueva York, Londres y Pek¨ªn.

¡°La latitud no es relevante. Lo que es relevante es la cantidad de sustancias qu¨ªmicas originales que se producen y se utilizan en una ciudad¡±

John Liggio, qu¨ªmico atmosf¨¦rico de la agencia estatal canadiense Environment and Climate Change Canada

¡°La latitud no es relevante¡±, dice Liggio. ¡°Lo que es relevante es la cantidad de sustancias qu¨ªmicas originales que se producen y se utilizan en una ciudad. Las urbes que tienen mayor cantidad de sustancias qu¨ªmicas primarias tambi¨¦n tienen mayor cantidad de productos derivados¡±, concluye. De las 18 metr¨®polis analizadas, Madrid se encuentra en el tercio de menos compuestos secundarios, junto a El Cairo, Nueva Delhi, Buenos Aires o Santiago.

Una vez detectados estos contaminantes qu¨ªmicos, los autores del estudio investigaron con detalle las sustancias creadas en la atm¨®sfera. Vieron que, por t¨¦rmino general, son 2,5 veces m¨¢s persistentes que sus compuestos originales. Aunque la mayor¨ªa se acumulaban menos en organismos acu¨¢ticos que los materiales de los que proceden, pero son mejor asimilados por los organismos terrestres. Tambi¨¦n en el laboratorio, estimaron que su toxicidad sist¨¦mica es mayor que la de los compuestos primarios de origen. Y, como recuerda Liggio, solo han estudiado los retardantes de llama organofosforados, la parte m¨¢s peque?a y reciente de los COP.

La responsable de la red nacional de vigilancia ambiental de COP en el CSIC Bego?a Jim¨¦nez recuerda que, aunque los compuestos originales est¨¦n regulados, ¡°no lo est¨¢n los secundarios en los que se degradan y para los que no sabemos ni de su persistencia ni de su toxicidad¡±. Como recuerda Jim¨¦nez, ¡°a la industria se le exigen pruebas de toxicidad para cada nuevo compuesto¡±. Pero aqu¨ª es la interacci¨®n con la atm¨®sfera la que crea estos nuevos productos secundarios. ¡°Igual tendr¨ªan que hacer pruebas como las que se han hecho en este estudio¡±, dice Jim¨¦nez. Otro aspecto que recuerda la investigadora del CSIC: ¡°Las estaciones que miden la calidad del aire registran la concentraci¨®n de part¨ªculas en suspensi¨®n, mon¨®xido de carbono, ozono, di¨®xido de nitr¨®geno o di¨®xido de azufre, pero ninguno de estos compuestos qu¨ªmicos¡±.

¡°Las estaciones que miden la calidad del aire registran la concentraci¨®n de part¨ªculas en suspensi¨®n, mon¨®xido de carbono, ozono, di¨®xido de nitr¨®geno... pero ninguno de estos compuestos qu¨ªmicos¡±

Bego?a Jim¨¦nez, responsable de la red nacional de vigilancia ambiental de contaminantes org¨¢nicos persistentes (CSIC-CIEMAT)

El espa?ol Jos¨¦ Luis Jim¨¦nez investiga la presencia de qu¨ªmicos en la atm¨®sfera desde la Universidad de Colorado en Boulder (Estados Unidos). Ha tenido ocasi¨®n de leer la investigaci¨®n de Liggio. Como recuerda, no es la primera vez que la interacci¨®n entre sustancias qu¨ªmicas y atm¨®sfera degenera en situaciones peligrosas. Algunas, como la acumulaci¨®n de ozono en la troposfera, son de origen natural, aunque se ha visto espoleada por los vol¨¢tiles procedentes de la combusti¨®n de los motores. Otras pueden ser mixtas, como los episodios de lluvia ¨¢cida desencadenados por las reacciones qu¨ªmicas atmosf¨¦ricas de ¨®xidos de azufre o nitr¨®geno, que forman ¨¢cido sulf¨²rico o n¨ªtrico, respectivamente. Y est¨¢n los CFC, mencionados m¨¢s arriba. ¡°Hay miles y miles de sustancias qu¨ªmicas en el aire. Los cient¨ªficos tratamos de medirlas y catalogarlas. Pero es complejo, y es normal que de vez en cuando se descubran cosas nuevas como en este art¨ªculo¡±, dice Jim¨¦nez.

Para los dos Jim¨¦nez, la qu¨ªmica y sus productos son esenciales para las sociedades modernas y la vida humana. Sin embargo, estudios como el actual muestran la necesidad de ¡°una mayor vigilancia¡±, dice la cient¨ªfica del IQOG-CSIC y ¡°que debemos disminuir el uso de productos qu¨ªmicos en lo posible, porque sus reacciones y evoluci¨®n pueden ser da?inos y dif¨ªciles de anticipar¡±, termina el qu¨ªmico atmosf¨¦rico de la Universidad de Colorado.

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