lunes, 28 de diciembre de 2015

Hawái y los peces feminizados

La pasada semana, algunos de mis colegas pertenecientes a la chusmarra de químicos que puebla el campus de Ibaeta en Donosti volvieron a casa por Navidad...., desde Hawái. Otros aún deben andar por allí, aprovechando el viaje. Hace exactamente veinte años, la Búha y un servidor, acompañados de una de mis colegas y su pareja, hicimos lo mismo, para asistir a la edición 1995 del citado Congreso, el International Chemical Congress of Pacific Basin Societies, un clásico para químicos americanos, japoneses, coreanos y algunos europeos que se suelen descolgar por allí.

El caso es que estos mismos días he retomado la lectura de un libro que había dejado sin terminar hace unos meses. No por aburrimiento, sino porque los libros de tipo más o menos técnico que leo no son, en muchos casos, como novelas que se leen de un tirón. Este del que os hablo es un libro interesantísimo, titulado Water 4.0 de David Selak y al que creo que ya he hecho mención en otro post. En su subtítulo dice literalmente "El pasado, presente y futuro del recurso más importante para la vida humana". Pues bien, uno de los capítulos a los que aún no había llegado está dedicado a la presencia en el agua de restos de la actividad humana de cada día y, más concretamente, de hormonas, productos farmacéuticos y sustancias químicas que pueden resultar peligrosas para la vida de los organismos que pueblan las aguas de ríos, lagos o mares.

Y resulta que un David Selak con veinte años menos, igual que un servidor, también anduvo por Honolulu en 1995 en el mismo Congreso que estuvimos nosotros y que he mencionado arriba. Evidentemente en diferentes sesiones, porque yo andaba liado con mis polímeros y él con su contaminación de aguas. En la sesión que se celebró en la tarde del lunes 18 de diciembre de 1995, dentro del apartado de Química Ambiental, David Selak se encontró con una comunicación oral que le llamó la atención. Una tal Susan Jobling, joven postdoc del Departamento de Biología y Bioquímica de la Brunel University en la inglesa ciudad de Middlesex (muy adecuado el sex final como veréis), disertó sobre un estudio realizado en su Tesis Doctoral, a principios de los 90, en el que habían encontrado que ciertos peces machos desarrollaban un comportamiento hermafrodita con óvulos en sus testículos. Los peces investigados provenían del río Lea un afluente del conocido Támesis aunque, posteriormente, habían encontrado similar comportamiento en otros ríos ingleses.

En el cortísimo resumen (9 líneas) del abultado Book of Abstracts del Congreso, Susan Jobling atribuía el efecto de la feminización de los peces estudiados a sustancias ya muy vistas en este Blog, como el DDT, el bisfenol A, algunos componentes de los detergentes como los alquil fenoles, etc. Todos ellos considerados como sustancias que hoy llamamos disruptores endocrino, es decir, sustancias que imitan el comportamiento de moléculas como el estradiol, la hormona que regula los sistemas reproductivos de la mayoría de los vertebrados. La presencia de estradiol o moléculas de parecida estructura en la sangre de los machos puede generar procesos de feminización.

Pero cuando David Selak se puso a calcular concentraciones necesarias para esos efectos en los peces, algo no le cuadraba. Las sustancias causantes de esos efectos a las concentraciones manejadas en la comunicación de Jobling deberían ser disruptores mucho más potentes que las sustancias químicas mencionadas. Y las únicas que Selak conocía eran estrógenos esteroides como la estrona (E1), el propio estradiol (E2) o el estriol (E3), hormonas generadas naturalmente en el organismo de los seres vivos, o las hormonas sintéticas empleadas como anticonceptivos y que ya llevaban más de treinta años en el mercado occidental, como el alfa-etinil estradiol (EE2). La orina humana contiene cantidades muy variables de todas ellas que acaban donde acaban nuestras aguas residuales. Para poner las cosas en su contexto, mientras los hombres y las mujeres menopaúsicas producen del orden de 7 microgramos por día de E1+E2+E3, las embarazadas multiplican esa cifra prácticamente por mil. Y hay, por otro lado, millones y millones de mujeres que usan anticonceptivos, basados en EE2, en el mundo.

La capacidad de funcionar como disruptores de estas moléculas es, como mencionaba, mucho más elevada que el de las otras sustancias químicas tenidas por tales. De hecho, si a la capacidad disruptora del E2 (el estrógeno más potente) le damos el valor unidad, el Bisfenol A tendría una potencia disruptora de 0.00004 y el Nonilfenol, uno de los productos habituales en detergentes, andaría por 0.0001. Luego, evidentemente, está el problema de la concentración de cada una de esas sustancias en el agua de un río o lago concreto.

Y alguno se preguntará que cómo puede ser que estando el E2 secretado por embarazadas siempre ahí, desde el inicio de las grandes aglomeraciones urbanas, no se hayan conocido casos de peces feminizados en el Támesis o en ríos similares (p. e. el Danubio) hasta los noventa. Pues Selak también tiene la respuesta. Hasta bien entrados los años 70, las estaciones de tratamiento de aguas eran poco frecuentes y este tipo de ríos estaban tan contaminados por todo tipo de desechos industriales  o por materia orgánica de las aguas fecales (que consumía mucho oxígeno) que los pobres peces, literalmente, no podía vivir en ellos (cómo me acuerdo yo del Urumea de mis años infantiles). Cuando las plantas de tratamiento empezaron a funcionar, los peces volvieron a poder vivir en esas aguas pero aquellos que les daba por estar cerca de los puntos en los que esas plantas devolvían sus aguas a un río, se encontraban con una serie de sustancias (ya sea estrógenos, ya sean sustancias como el Bisfenol A) que las plantas de tratamiento no son capaces de eliminar de forma eficaz y que les causaban los problemas descritos por Jobling.

Pero que no cunda el pánico. Las aguas que salen de las depuradoras suelen ser habitualmente diluidas por el agua que el propio caudal continuo del río aporta y ya no os digo nada del grado de dilución cuando acaban en el mar. En cualquier caso, los pobres peces del Támesis han ayudado a identificar un problema potencial que habrá que ir resolviendo. Y, desde luego, no creo que la solución por la que se abogue sea eliminar los anticonceptivos (lo que alegraría a más de uno) o cargarse a las embarazadas (que dejaría a mi comadrona sin trabajo).

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jueves, 10 de diciembre de 2015

La complicada vida de un plástico compostable

En una entrada de setiembre de 2011 creo que dejé razonablemente claro lo cuidadoso que hay que ser a la hora de manejar conceptos como biodegradable, biocompatible o compostable en el mundo de los plásticos de consumo general (bolsas, botellas, filmes, etc.). El que quiera profundizar en esas ideas puede releerse esa entrada, que acababa haciendo una ligera mención a un auténtico outsider en este mundillo, un plástico desarrollado por BASF y vendido comercialmente como Ecoflex, un polímero de origen petroquímico (no bio) y que, sin embargo, es absolutamente compostable y, por tanto, biodegradable en una escala de tiempos que otros vendidos como "bio" no cumplen.

La historia del desarrollo del Ecoflex es un interesante caso sobre lo complicado que puede ser poner algo en el mercado. Diversos hechos de carácter político, económico o medioambiental confluyeron simultáneamente en los años 90 y estimularon la investigación y el desarrollo de plásticos biodegradables. La imposibilidad de seguir aumentado los vertederos, el hecho de que los Verdes entraran en el Bundestag alemán y las normativas que fueron apareciendo, tanto en el propio ámbito alemán como europeo, hicieron que BASF considerase la posibilidad de desarrollar un plástico respetuoso con el medio ambiente y que sustituyera al polietileno de las bolsas de basura de toda la vida.

La cosa no era fácil, dados los sucesivos fracasos de similares intentos realizados por diversas empresas desde comienzos de los setenta. En unos casos por tratar de poner en el mercado productos difíciles de transformar en objetos útiles con las máquinas de transformación habituales. En otros, porque los productos comercializados no eran realmente compostables, en el sentido de que, en las condiciones normales de las plantas de compostaje, generaran solo CO2, agua y biomasa gracias al concurso de microrganismos.

El objetivo de conseguir un plástico de ese tipo se cumplió gracias a una colaboración entre los científicos de BASF y un Instituto denominado GBF de la Universidad de Braunschweig en el centro de Alemania. En realidad era un Instituto de Biología Molecular que había derivado hacia el estudio de los fenómenos de fermentación y degradación. Algo más tarde, otro grupo del mismo Instituto, liderado por Rolf-Joachim Müller, comenzó a estudiar los fenómenos de degradación de polímeros, tanto sintéticos como naturales y, algo más tarde, empezaron a publicar, en buenas revistas, datos sobre la síntesis de polímeros que se degradaban correctamente en medios microbianos. Para no daros más la matraca con cosas para especialistas, la colaboración culminó en la preparación de una serie de plásticos que, en sus largas cadenas, tenían unidades de tereftalato de butileno y adipato de butileno. Jugando con las proporciones de uno y otro es posible llegar a un compromiso en el que la compostabilidad y las propiedades mecánicas se ajustaran a lo deseado. Y así, en 1997, Ecoflex apareció en el mercado como una alternativa a las bolsas de basura convencionales con la idea de acabar su ciclo en las instalaciones de compostaje que cada vez empezaban a ser más frecuentes en países como Austria y Alemania.

Sin embargo, la cosa fue más complicada de lo previsto y las ilusiones de BASF se vieron truncadas cuando se fue conociendo que los ciudadanos no eran tan disciplinados como se pensaba a la hora de colectar la fracción compostable. Como consecuencia de ello, los técnicos que manejaban las plantas de compostaje se veían obligados a eliminar de su "materia prima" todo tipo de materiales como metales, vidro y también diversos envases como botellas o bolsas, fabricadas a base de plásticos diferentes al Ecoflex y no compostables.

Para eliminar esta fracción plástica, generalmente de baja densidad, el método convencional era emplear grandes ventiladores que los expulsara de la masa del compost. Pero los ventiladores no eran capaces de separar selectivamente Ecoflex de los otros plásticos no biodegradables y, todos ellos, acababan en plantas de reciclado de plásticos, donde los contenidos en Ecoflex eran además un problema, dadas sus diferencias de propiedades con los plásticos convencionales. Así que el gozo de BASF en un pozo y hubo que buscarle nuevos nichos en el mercado, como el de los plásticos con los que se protegen los retoños de plantas, cuando se pueblan con ellos jardines y bordes de carreteras. O hubo que entrar en el entonces incipiente mercado de agricultura "orgánica", donde un envase absolutamente compostable era un plus pagable en el marketing de este tipo de negocio.

Solo ahora, cuando las pobres bolsas de polietileno parecen haber caído definitivamente en desgracia y cuando la recogida selectiva ha ido ganado adeptos en lo relativo al uso del quinto contenedor, BASF vislumbra nuevas opciones de negocio para su Ecoflex. De hecho, he escrito este post motivado porque análisis realizados en un trabajo de Fin de Grado de un estudiante, me ha mostrado que las bolsas que se reparten en Gipuzkoa a los usuarios del quinto contenedor (el marrón para la materia orgánica) tienen una estructura similar a la del Ecoflex, aunque llevan también algo de almidón, un polímero natural también compostable.

Pero han pasado casi veinte años desde la puesta en el mercado de nuestro amigo.

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Boredom is the highest mental state, según Einstein. Pero, a veces, aburrirse cansa. Y por eso ando en esto, persiguiendo quimiofóbicos.