Los bifenilos policlorados (PCB) son compuestos organoclorados formados por dos anillos bencénicos unidos mediante un enlace carbono-carbono, a los que se incorporan átomos de cloro en distintas posiciones. La cloración de diferentes posiciones del bifenilo origina una familia de 209 congéneres, con fórmulas generales como C12H10-nCln, donde n puede variar entre 1 y 10.
La cloración modifica las propiedades físicas, químicas, ambientales y toxicológicas de cada congénere. Los PCB presentan elevada estabilidad química y térmica, baja biodegradabilidad, resistencia a ácidos y bases, baja volatilidad, alta viscosidad, poca inflamabilidad y marcada liposolubilidad; estas características favorecieron su utilización industrial, pero también explican su persistencia ambiental, bioacumulación y toxicidad.
Qué significa la cloración de los bifenilos
Los PCB se forman cuando los hidrógenos de una molécula de bifenilo son sustituidos por átomos de cloro. Los dos anillos bencénicos contienen diez posiciones susceptibles de sustitución, por lo que pueden formarse moléculas con diferente número y distribución de átomos de cloro.
Los PCB o bifenilos policlorados son una serie de compuestos organoclorados, los cuales forman una serie de 209 congéneres, los cuales se forman mediante la cloración de diferentes posiciones del bifenilo, 10 en total. Cada posición puede ser sustituida por un átomo de cloro.
Los PCB o bifenilos policlorados (polychlorinated biphenyls) son compuestos organoclorados, que integran una serie de 209 congéneres, cada uno de los cuales consta de dos anillos bencénicos y uno a diez átomos de cloro; es decir: se forman mediante la cloración de diferentes posiciones del bifenilo.
Los 10 hidrógenos en esta estructura de bifenilo pueden ser sustituidos con un átomo de cloro para formar un PCB mediante la reacción presentada en la Figura 1, de manera que sus fórmulas son C12H10-nCln.
Congéneres y posiciones de cloración
Los congéneres son moléculas de PCB que se diferencian por el número y la posición de los átomos de cloro. La variabilidad estructural hace que cada congénere pueda presentar distinta presión de vapor, estabilidad, movilidad ambiental, afinidad por los lípidos y toxicidad.
Si las posiciones 2,2’,6 y 6’ no tienen ningún cloro los bifenilos se mantienen coplanares, hablando por tanto de PCBs coplanares o no-orto. Si tenemos una posición sustituida en cada lado, son PCBs mono-orto sustituidos, y el resto son los PCBs no coplanares.
Los PCBs coplanares tienen importancia medioambiental y analítica debido a su toxicidad, parecida a la de las dibenzodioxinas policloradas (PCDD) y dibenzofuranos policlorados (PCDF), posiblemente debido a la coplanaridad de la molécula.
La toxicidad de los PCBs coplanares es sensiblemente mayor que la de los PCBs no coplanares, debido a su estructura, por lo tanto su determinación analítica es importante.
Características fisicoquímicas de los PCB clorados
Las propiedades fisicoquímicas de estos compuestos dependen del grado de cloración y de si son no-orto, mono-orto o no coplanares. Así, la presión de vapor disminuye con el grado de cloración, y lo mismo con su estabilidad en el medio ambiente.
Físicamente, los PCBs presentan desde aspecto aceitoso hasta resinas duras y transparentes o cristales blancos, dependiendo del grado de cloración de la molécula. Los PCB son líquidos aceitosos o sólidos de apariencia que varía de incoloros a amarillo claro.
Los PCBs se presentan como un aceite o como un sólido blanco cristalino que tiende a sedimentarse al mezclarlo con el agua, debido a su mayor peso específico. Algunos BPCs son volátiles y pueden existir en forma de vapor en el aire. Los BPCs no tienen olor o sabor conocidos.
| Propiedad | Descripción |
|---|---|
| Masa molecular relativa | 189-499 g/mol |
| Densidad | 1.2-1.6 g/cm³ |
| Punto de ebullición | 320-420ºC |
| Presión de vapor | 0.2-1.33•10-3 Pa |
| Solubilidad | Ligeramente solubles en agua, muy liposolubles, se disuelven en la mayoría de disolventes orgánicos. |
| Propiedades generales | Baja polaridad, baja volatilidad, alta constante dieléctrica, alta viscosidad, alta estabilidad química y térmica e ininflamabilidad. |
La presión de vapor disminuye cuando aumenta el número de átomos de cloro. Los congéneres más ligeros tienden a volatilizarse y recorrer mayores distancias, mientras que los más pesados se adsorben con mayor facilidad en sedimentos, suelo y materia orgánica.
En general, mientras más átomos de cloro contienen, más lentamente se degradan. El periodo de semivida puede variar desde 10 días a un año y medio; por lo general estos compuestos son termoestables, no los ataca la luz y son difícilmente biodegradables.
Producción y usos industriales
La primera síntesis de PCBs fue realizada por Schmitt-Schulz en Alemania en 1881, iniciándose su producción a nivel industrial por la empresa Monsanto en 1929. El máximo de producción tuvo lugar a final de la década de 1970, con unas 610.000 toneladas anuales estimadas.
Se emplean desde 1920 en la fabricación de plásticos, papel de envolver, plaguicidas, pinturas epoxy, neumáticos, componentes eléctricos, aislantes dieléctricos, etc.
Las principales aplicaciones de estos compuestos son como intercambiadores de calor y fluidos dieléctricos en sistemas eléctricos, como transformadores o estaciones rectificadoras. En principio, estos compuestos fueron bienvenidos debido a su alta estabilidad térmica y a su ininflamabilidad, por lo cual su uso se fue extendiendo.
Debido a que no se encienden fácilmente y constituyen buenos materiales aislantes, los BPCs se usaron extensamente como refrigerantes y lubricantes en transformadores, condensadores y en otros artículos eléctricos.
Históricamente han sido utilizados por sus buenas propiedades térmicas, como: aceites lubricantes, dieléctricos, fluidos hidráulicos, resinas aislantes, pinturas, ceras, selladores de juntas de hormigón, etcétera.
Aplicaciones según el grado de exposición
Los sistemas cerrados incluyen condensadores y transformadores, donde los PCB permanecen dentro de un equipo y no significan exposición a los usuarios hasta que ocurre una reparación o mantenimiento.
Los sistemas parcialmente cerrados incluyen bombas de vacío e intercambiadores de calor, donde los PCB pueden ser liberados eventualmente con el uso.
Los sistemas abiertos incluyen pinturas, plaguicidas y adhesivos, que dejan al usuario y al ambiente fácilmente expuestos.
Estos productos son aceites que contienen PCBs en su composición química, combinados con solventes orgánicos. Los productos comerciales son mezclas de compuestos clorados en diferentes grados, de acuerdo con el uso final.
Comercialmente, se conocen como Aroclor, Leromoll, Clophen, Cloresil, Kanechlor, Phenoclor, ASKAREL, entre otros. Algunas de las mezclas comerciales de los BPCs son conocidas en Estados Unidos por el nombre industrial registrado, Aroclor.
Por ejemplo, el nombre Aroclor 1254 significa que la mezcla contiene aproximadamente 54% de cloro en peso, como lo indican los dos últimos dígitos en el nombre.
Por qué los PCB son contaminantes orgánicos persistentes
Los PCBs son considerados COP (compuestos orgánicos persistentes), siendo esta condición la principal causa de preocupación ambiental y de salud pública. Los PCB están clasificados como contaminantes orgánicos persistentes (COP) debido a su alta estabilidad química, baja biodegradabilidad y capacidad de bioacumulación.
Esta enorme inercia no es sólo químico sino también biológica: son los microcontaminantes orgánicos más persistentes que se conocen, más incluso que el DDT.
Las propiedades resistentes presentadas por los PCBs también los hacen muy resistentes ante la degradación. Esto provoca su permanencia en el ambiente y que puedan ser transportados por largas distancias en diferentes medios, como la grasa de mamíferos y aves migratorias, aire, agua y adsorbidos en partículas de polvo.
La producción de BPCs cesó en Estados Unidos en agosto del año 1977 a raíz de evidencia de que se acumulan en el ambiente y que pueden causar efectos perjudiciales. Su fabricación está prohibida desde 1977 en Estados Unidos y desde 1983 en Alemania.
En la mayoría de países, la fabricación de PCB está totalmente prohibida y también se han dictado normas en relación al transporte, almacenamiento y etiquetado; además, es preciso una autorización para gestionar y eliminar los residuos de PCB.
Comportamiento de los PCB en el medio ambiente
Las fuentes de PCB en la naturaleza proceden exclusivamente de la actividad humana. En Estados Unidos, antes del año 1977, los BPCs entraron al agua, el aire y al suelo durante su manufactura y uso.
Los desechos que contenían BPCs que se generaron en esa época a menudo fueron colocados en vertederos. Los BPCs también entraron al ambiente a través de derrames y escapes accidentales durante su transporte, escapes o incendios de transformadores, condensadores o de otros productos que contenían BPCs.
Hoy en día, los BPCs aún pueden ser liberados al ambiente desde sitios de desechos peligrosos mal mantenidos que contienen BPCs, a través de descargas ilegales o impropias de residuos de BPCs, como por ejemplo líquidos de transformadores viejos, escapes o liberaciones de transformadores eléctricos que contienen BPCs, y por la disposición de productos de consumo que contienen BPCs en vertederos municipales o en otro tipo de vertederos no diseñados para el manejo de desechos peligrosos.
Los BPCs pueden ser liberados al ambiente por la combustión de ciertos desechos en incineradores industriales o municipales. Una vez en el ambiente, los BPCs no se degradan fácilmente y por lo tanto, pueden permanecer en el ambiente largo tiempo.
Distribución entre aire, agua y suelo
Los PCB pueden circular fácilmente entre el aire, el agua y el suelo. El carácter más o menos volátil de los PCBs permite su paso desde el suelo a la atmósfera, donde pueden volver otra vez al suelo o a la hidrosfera, o pasar a formar parte de la cadena alimenticia por inhalación.
En el aire, los BPCs pueden ser transportados largas distancias y es así como han sido detectados en la nieve y agua de mar lejos de donde fueron liberados al ambiente. Como consecuencia, los BPCs se encuentran en todo el planeta.
En general, mientras más liviano es el BPC, a más distancia de la fuente de contaminación puede ser transportado. En la atmósfera, los BPCs están presentes en forma de partículas sólidas o en forma de vapor.
Eventualmente volverán a la tierra y al agua depositándose en forma de polvo o en la lluvia y la nieve. Los BPCs llegan a la atmósfera por evaporación desde el suelo en zonas contaminadas, donde pueden adherirse a la superficie de aerosoles y dispersarse o volver al suelo o a la hidrosfera.
El grado de evaporación depende del tipo de suelo y de su humedad, normalmente a suelo más seco se evaporan más rápidamente. Los BPCs se adhieren firmemente al suelo y pueden permanecer en el suelo durante meses o años.
Se acumulan en el humus debido a su carácter lipófilo, desde donde pueden movilizarse con dificultad hacia la atmósfera o el agua. Su persistencia aumenta con el grado de cloración.
En el agua, los BPCs pueden ser transportados por corrientes, pueden adherirse a sedimentos del fondo o a partículas en el agua, y pueden evaporarse al aire.
Los BPCs pesados se depositarán preferentemente en sedimentos, mientras que es más probable que los BPCs más livianos se evaporen al aire. Los sedimentos que contienen BPCs también pueden liberar BPCs al agua que los rodea.
La hidrosfera recibe PCB por solubilización de restos en sedimentos, excreción de organismos marinos y deposición húmeda o seca desde la atmósfera.
Degradación ambiental
Estos compuestos son muy estables, por lo que no son modificados químicamente por la acción de ácidos ni bases fuertes. En la atmósfera, pueden ser atacados por radicales hidroxilo dando lugar a compuestos de degradación, y si son irradiados con UV de la longitud de onda adecuada pueden perder sus cloros, aumentando su velocidad de degradación.
Dentro de los productos de descomposición tenemos compuestos oxigenados, productos de desdoblamiento y clorobenzoatos. El final de la degradación es el HCl, el agua y el CO2.
La persistencia ambiental depende de la estructura molecular, el número de átomos de cloro, el medio y las condiciones de exposición. En general, los congéneres con mayor cloración son más resistentes a la transformación y permanecen durante más tiempo en suelos, sedimentos y organismos.
| Medio o compartimento | Persistencia indicada |
|---|---|
| Agua | De tres semanas a dos años |
| Suelo y sedimentos | Más de 6 años |
| Peces adultos | Más de 10 años |
Bioacumulación y biomagnificación
En el agua, los BPCs son incorporados en el cuerpo de pequeños organismos y de peces. También son incorporados por animales que se alimentan de estos organismos acuáticos.
Los BPCs se acumulan especialmente en peces y en mamíferos marinos, tales como focas y ballenas, alcanzando niveles que pueden ser miles de veces más altos que los que se encuentran en el agua.
Los niveles más altos de BPCs se encuentran en animales situados en las posiciones más altas de la cadena alimentaria. La entrada en la cadena alimenticia se da en el mar, cuando el plancton puede asimilar PCBs desde los sedimentos marinos.
Como ocurre con la mayoría de contaminantes, mediante el proceso de bioamplificación o biomagnificación se va incrementando la concentración de PCBs a lo largo de la cadena alimenticia, plancton, marisco, pescado pequeño, mamíferos marinos, y usualmente el hombre, al ser el último de la cadena, es el que recibe mayores cantidades de PCBs.
Los BPCs en el aire pueden acumularse sobre las hojas y las partes descubiertas de las plantas y de cosechas de alimentos. Debido a su amplia difusión ambiental, se han encontrado PCBs en diferentes productos como leche y sus derivados, tejido adiposo humano y animal y otros órganos con contenido graso como el cerebro y el hígado.
Fuentes y vías de exposición humana
La exposición humana a los PCBs se da principalmente en la alimentación, ya que estos componentes pueden estar presentes en carnes, pescado, aves y otros alimentos. La gente está expuesta a los BPCs principalmente a través de los alimentos y aire contaminados.
Las principales fuentes de BPCs en la dieta son el pescado, especialmente los capturados en lagos o ríos contaminados, la carne y los productos lácteos. La exposición a través del agua potable es menor que a través de los alimentos.
Los niveles de BPCs en peces de pesca deportiva todavía son altos, de manera que el consumo de pescado contaminado con BPCs puede constituir una fuente importante de BPCs para cierta gente. Los niveles más altos se encuentran en peces que se alimentan en el fondo, como por ejemplo la carpa.
La gente que vive cerca de sitios de desechos peligrosos puede estar expuesta a los BPCs a través del consumo de pescado y animales silvestres contaminados, al respirar BPCs en el aire o al tomar agua de pozos contaminados.
Los adultos y los niños pueden entrar en contacto con los BPCs en agua contaminada cuando nadan en ella y al beberla accidentalmente cuando nadan. Sin embargo, estos dos tipos de exposiciones son mucho menos serias que la exposición por la ingestión de alimentos contaminados con PCBs, especialmente pesca deportiva y consumo de animales silvestres, o la inhalación de aire contaminado.
Equipos y materiales antiguos
Aunque los BPCs ya no se producen en Estados Unidos, la gente aún puede estar expuesta a estas sustancias. Muchos transformadores y condensadores viejos aún pueden contener BPCs, y estos equipos pueden mantenerse en uso por 30 años o más.
Los tubos fluorescentes viejos y los dispositivos y artículos eléctricos viejos, tales como aparatos de televisión y refrigeradores, pueden contener BPCs si fueron fabricados antes de que el uso de los BPCs cesara.
Cuando estos artículos eléctricos se calientan durante su uso, pequeñas cantidades de BPCs pueden entrar al aire elevando así los niveles de BPCs en el aire en lugares cerrados.
Debido a que los dispositivos que contienen BPCs pueden sufrir escapes a medida que envejecen, también pueden constituir fuentes de exposición para la piel. También se sabe que algunos materiales para calafatear, sellantes elásticos y aislantes para alta temperatura contienen BPCs.
Exposición ocupacional
La exposición a los BPCs en el trabajo puede ocurrir durante la reparación y mantenimiento de transformadores con BPCs, a través de derrames, accidentes o incendios de transformadores o computadoras e instrumentos viejos que contienen BPCs, y a través de la disposición de materiales con BPCs.
En caso de exposición laboral, la absorción por piel es la vía de mayor importancia. Para la gente que vive cerca de sitios de desechos o de plantas de procesamiento o almacenaje, o para la gente que trabaja con o alrededor de BPCs, la manera más probable a través de la cual los BPCs entrarán al cuerpo es por contacto de la piel con tierra contaminada y por inhalación de vapores de BPCs.
Entrada, distribución y eliminación en el organismo
Si usted respira aire que contiene BPCs, éstos pueden entrar a su cuerpo a través de los pulmones y luego pasar a la corriente sanguínea. No sabemos con qué rapidez o qué porción de los BPCs que se inhalan pasa a la sangre.
Una manera común a través de la cual los BPCs entran al cuerpo es al comer carne o pescado u otros alimentos que contienen BPCs. También es posible que los BPCs entren al cuerpo al respirar aire o por contacto con la piel en el interior de viviendas que tienen el tipo de dispositivos eléctricos antiguos que contienen y pueden dejar escapar BPCs.
Una vez que ingresan al organismo se distribuyen rápidamente por los tejidos, acumulándose en piel y tejido adiposo. Los principales órganos internos en los que se acumulan los PCBs son la piel, sangre, el tejido adiposo y en el hígado.
Una vez en su cuerpo, ciertos BPCs pueden ser transformados a otras sustancias químicas relacionadas llamadas metabolitos. Algunos metabolitos de los BPCs pueden ser tan perjudiciales como algunos BPCs inalterados.
Algunos metabolitos pueden abandonar su cuerpo en las heces en unos pocos días, en cambio otros pueden permanecer en la grasa del cuerpo durante meses. Los BPCs inalterados también pueden permanecer en su cuerpo durante años, almacenados principalmente en la grasa y en el hígado, aunque también se pueden encontrar cantidades más pequeñas en otros órganos.
Los BPCs se acumulan en la grasa de la leche y pueden entrar al cuerpo de los niños a través de la alimentación con leche materna. Se produce una transferencia de la madre al feto durante la gestación.
Efectos sobre la salud
Los efectos a la salud de la exposición a cualquier sustancia peligrosa van a depender de la dosis, la duración, la manera de exposición, las características y hábitos personales, y si están presentes otras sustancias químicas.
Los síntomas derivados de una intoxicación por PCBs son náuseas, vómitos, pérdida de peso, dolores en el bajo vientre, incremento de secreciones oculares, ictericia, edemas, cansancio, pigmentación de las uñas, etc., además de efectos hepatotóxicos a medio y largo plazo.
Entre los efectos descritos se encuentran la irritación de ojos, nariz, piel y garganta, daño en el hígado y riñones, decoloración de la piel, acné clorhídrico, dolor de cabeza, náuseas y vómitos, efectos en el sistema inmune, riesgos para la salud reproductiva y cáncer.
Las exposiciones repetidas pueden dar lugar a irritación de piel, afecciones hepáticas, neurológicas y bronquitis crónica. Dichos compuestos actúan como disruptores endocrinos, interfiriendo diversos aspectos de la acción hormonal.
La exposición a los PCBs está asociada con distintos tipos de cáncer, principalmente de hígado. En la fauna los PCBs pueden producir carcinogénesis y efectos mutagénicos y teratogénicos, como malformaciones del feto.
Variación de la toxicidad entre congéneres
El grado de toxicidad de los PCBs es directamente proporcional al grado de cloración de la molécula, y dentro de esta escala los PCBs coplanares son más tóxicos que sus congéneres no coplanares.
Los PCBs coplanares pueden representar sobre un 5% o menos del total en una mezcla de PCBs, pero su importancia toxicológica y analítica es elevada debido a que algunos presentan una actividad parecida a la de las dibenzodioxinas policloradas.
| PCB | Fórmula | TEF (OMS, 1994) |
|---|---|---|
| PCB-77 | 3,3’,4,4’-Tetraclorobifenilo | 0,005 |
| PCB-126 | 3,3’,4,4’,5-Pentaclorobifenilo | 0,1 |
| PCB-169 | 3,3’,4,4’,5,5’-Hexaclorobifenilo | 0,01 |
| PCB-170 | 2,2’,3,3’,4,4’,5-Heptaclorobifenilo | 0,00001 |
Se define el TEF como el Toxic Equivalency Factor o Factor de Equivalencia tóxica. Estos factores se refieren al compuesto de referencia 2,3,7,8-T4CDD, una tetraclorodibenzodioxina.
Un factor de toxicidad de, por ejemplo, 0,5 indica que para un determinado compuesto el efecto tóxico producido por 10 ng es el mismo que el producido por 5 ng de 2,3,7,8-T4CDD.
Efectos en niños y durante el desarrollo
La contaminación del feto puede dar lugar a una ralentización del neurodesarrollo y afectar a la función tiroidea al situarse en receptores específicos para estas hormonas.
También se está investigando su relación con trastornos del desarrollo en niños expuestos a los PCBs de forma prenatal, con la observación de coeficientes de inteligencia menores frente a niños sometidos a menores niveles de PCBs.
Se especula con la posibilidad de efectos adversos incluso en niveles no tóxicos para el resto de la población adulta. Los bebés también pueden sufrir exposición a través de la leche materna.
Efectos en organismos y plantas
Algunos de los efectos que producen son la inhibición del crecimiento de organismos marinos, mayor probabilidad de aparición de tumores y la disminución de la resistencia a parásitos.
En las plantas, los efectos se refieren principalmente a una disminución de la velocidad de la división celular y la fijación de CO2 en algas, además de una inhibición del crecimiento.
Cuándo un residuo contiene PCB
Se consideran residuos con PCB aquellos cuya concentración de PCB es superior a 0,005 % en peso (50 ppm), tales como lubricantes y aceites dieléctricos, transformadores eléctricos, resistencias, inductores, condensadores, etc.
Asimismo, se considera que un aparato puede contener PCB cuando por razones de fabricación, utilización o mantenimiento puede derivarse tal circunstancia, salvo que por su historial se deduzca lo contrario o se acredite que su concentración es inferior a 0,005 % en peso de PCB.
La fabricación y el uso de estos compuestos está prohibido desde hace décadas, pero aún se encuentran en numerosos equipos y materiales fabricados antes de su prohibición, como en transformadores, condensadores, inductores, etc.
También lo podemos encontrar como contaminante en trazas no intencionales en diversos productos industriales, como pigmentos.
Identificación y análisis de PCB
La identificación de estos compuestos se realiza analizando el aceite extraído de equipos como condensadores y transformadores. Previo a la cuantificación del contenido de PCBs, se suele identificar su presencia en la muestra.
Un parámetro para considerar es la densidad; dado que los PCBs contienen cloro, el cual es bastante pesado. Las densidades de los aceites con PCBs suelen ser altos.
Las pruebas de cloro realizadas con tiras reactivas también pueden identificar su presencia en aceites. También existen pruebas colorimétricas sencillas que ayudan a la detección de cloros.
Sin embargo, la presencia de cloro puede deberse a contenido de sal, sudor, entre otros componentes, lo cual puede resultar en falsos positivos. Consecuentemente, vale la pena complementar estos estudios con análisis de cromatografía para verificar y cuantificar las fuentes del cloro.
Cromatografía y preparación de muestras
Los PCBs se determinan principalmente por técnicas cromatográficas, por lo que se requiere un tratamiento previo de la muestra.
El primer paso consiste en un procedimiento de extracción a partir de la muestra de la parte lipófila, procedimiento que puede llevarse a cabo mediante microextracción en fase sólida, extracción sólido-líquido, Soxhlet, disco de fase sólida o microondas.
Posteriormente se requiere un proceso de clean-up para eliminar los interferentes. Dicho proceso puede llevarse a cabo mediante cromatografía de permeación en gel (GPC), Florisil o ácido sulfúrico concentrado.
El proceso de análisis propiamente dicho se lleva a cabo mediante un cromatógrafo de gases con detector de captura electrónica (GC-ECD), con detector de masas (GC-MS) o HPLC.
Si interesa determinar también los PCBs coplanares se requiere un paso previo de fraccionamiento, debido a la menor concentración de estos compuestos respecto a sus congéneres no coplanares y para evitar interferencias.
El paso de fraccionamiento se puede efectuar aprovechando la coplanaridad de la molécula, como es el caso del fraccionamiento mediante columna de carbón grafitizado poroso, donde se retienen selectivamente los PCBs coplanares en la estructura en capas del carbón grafitizado y luego pueden ser eluidos selectivamente con disolventes de tipo aromático.
También se usa separación en columnas Carbopack C/Celite, Florisil, alúmina, o columna pyrenyl-silica.
Todo lo discutido anteriormente sobre sus efectos perjudiciales y su alta difusión ambiental han hecho aumentar mucho el interés en su determinación en muchos tipos de muestras, tejidos, sedimentos, alimentos, etcétera.
Debido a su baja concentración, del orden de ng/g en la mayoría de matrices, se requiere un procedimiento lento y costoso de tratamiento previo de la muestra, además de la necesidad de usar instrumental relativamente caro como pueden ser los cromatógrafos de gases y líquidos.
Todo ello ha llevado a la necesidad de buscar métodos más simples de análisis, como pueden ser técnicas biológicas como bioensayos e inmunoensayos.
Evaluación biológica de la exposición
La exposición humana a PCBs puede evaluarse en suero mediante cromatografía gaseosa con detector de captura de electrones, con un índice biológico de exposición menor a 200 ug/L.
Gestión ambiental de equipos y residuos
La gestión ambiental correcta de los PCBs es obligatoria para todos los poseedores. Esta se realiza mediante pasos específicos.
Empieza por la parte de recolección, dónde se debe formular un plan sobre qué será recolectado, cuándo, por quién, el lugar de almacenamiento designado y un tiempo para el análisis para identificar la presencia de PCBs.
Además, es importante que el proceso se lleve a cabo por equipo capacitado, utilizando el equipo de protección personal correspondiente y tomando en cuenta toda la documentación legal necesaria.
Luego se procede al embalaje. Su objetivo es reducir el riesgo de contaminación, ya sea en el proceso de transporte o durante su almacenamiento.
La reglamentación puede variar según las normativas locales, sin embargo, existen materiales de referencia de las Naciones Unidas. En general, se debe considerar utilizar embalaje que esté en buenas condiciones, sea adecuado y esté debidamente identificado.
En dado caso se presente deterioro se debe cambiar de embalaje o colocar uno exterior. El siguiente paso es el inventariado de los materiales.
Acá se identifican los equipos y contenedores que puedan contener PCBs, se extraen muestras de los mismos y se analizan cualitativamente para identificar la presencia o ausencia de estos componentes.
Al dar positivo, es necesario cuantificar la cantidad de PCBs presentes para lograr determinar el tratamiento correspondiente. Finalmente se procede a su transporte, almacenamiento y tratamiento.
Tratamiento y decloración de PCB
El objetivo de estos tratamientos es lograr romper los enlaces de los PCBs brindándole energía al sistema. Esto se realiza mediante incineración, decloración química, hidro-tratamiento y sistemas de arco-plasmático.
La decloración busca eliminar los átomos de cloro unidos al núcleo bifenilo y transformar los PCB en sustancias de menor peligrosidad. En un tratamiento de declorinación, la reacción química debe controlarse para reducir el riesgo de emisiones, subproductos y exposición de los trabajadores.
Decloración química de aceites dieléctricos
El estudio describe el manejo y la aplicación del tratamiento por declorinación de bifenilos policlorados, detectándose en los aceites dieléctricos de los transformadores de tensión antiguos del lugar de estudio.
El manejo inicia en la identificación y toma de muestras de las fuentes, considerando cuarenta y dos transformadores para el proyecto, luego se realizó la prueba de descarte, haciendo uso de los kits colorimétricos Clor-N-Oil 50, para detección de PCBs.
Resultando trece equipos como positivos, estos equipos se volvieron a muestrear y enviar las muestras para su análisis por cromatografía de gases en un laboratorio acreditado, para obtener resultados exactos de PCBs.
Resultando nueve transformadores con presencia de PCBs superior a 50 ppm, a los cuales se aplicó el tratamiento por declorinación, mediante un reactor de 1500 litros.
En el reactor se genera la “reacción química de Wurtz” entre el aceite dieléctrico y el sodio metálico, generándose reacciones de eliminación y sustitución del halógeno cloro presente en el aceite y convirtiéndose en cloruro de sodio.
El cloruro de sodio generado es completamente inerte y no posee propiedades nocivas para la salud de las personas y el medio ambiente.
Regulación y control de PCB
Desde el año 2004, mediante la ley 26011, nuestro país adhiere al convenio de Estocolmo que regula el tratamiento de compuestos orgánicos persistentes, con el objetivo de proteger la salud humana y el ambiente.
Entre sus metas, propone eliminar o minimizar las emisiones y liberaciones de los COPs, comprometiendo a la comunidad internacional para poner término a la fabricación, comercio y utilización de los mismos.
La legislación actual limita el uso de estos compuestos, por ejemplo dentro de la UE su uso sólo se permite dentro de los “sistemas cerrados”. Su producción y uso fueron prohibidos en la Unión Europea a finales del siglo XX, pero aún pueden encontrarse en equipos y materiales fabricados antes de esa fecha, especialmente en el sector de la energía eléctrica.
En Guatemala, la gestión de los PCBs está regulada por el Acuerdo Gubernativo No. 194-2018, el cual responde al Estado Parte en el Convenio de Estocolmo Sobre Contaminantes Orgánicos Persistentes.
Su aplicabilidad incluye a todas las partes que cuenten con cualquier equipo, producto o residuo que contenga o presente contaminación de PCBs y empresas cuyos servicios involucren el manejo de dichas sustancias.
Este Acuerdo Gubernativo establece la obligación de registro en el Sistema de Información de PCB, los límites máximos permisibles de emisiones y liberaciones de PCBs al medio ambiente, y el procedimiento de gestión de desechos a seguir.
También desarrolla los diferentes peligros de estas sustancias, prohibiciones e infracciones. Respecto a las acciones específicas del manejo de PCBs, se menciona que el Ministerio de Ambiente y Recursos Naturales (MARN) es el ente responsable de publicar guías para los usuarios.
Dentro de los puntos más relevantes del Acuerdo Gubernativo No. 194-2018 está la prohibición de la producción de PCB en Guatemala. También se prohíbe su importación en cualquier producto que contenga más de 5ppm exceptuando sustancias con fines de laboratorio de detección, investigación y muestras.
También se prohíbe su exportación. La normativa aplicable puede variar según el país, por lo que la identificación, el almacenamiento, el transporte, el tratamiento y la eliminación deben realizarse conforme a los requisitos legales correspondientes.
Importancia de controlar la cloración y la decloración
A principios de los años 30 tuvieron lugar las primeras evidencias de efectos tóxicos de estos compuestos, y a finales de la década de 1960 se encontraron concentraciones apreciables de PCBs en órganos, sangre, tejido adiposo y pelo de diferentes especies animales salvajes.
A raíz de estos hechos, se profundizó en la investigación de los efectos tóxicos de estos compuestos, y durante las décadas de 1960 y 1970 se hallaron evidencias de la carcinogenicidad de este tipo de compuestos, junto con otros organoclorados aromáticos como los PCDD y PCDF.
También se relacionaron estos compuestos con alteraciones del sistema reproductor, del sistema inmunológico y trastornos del desarrollo. Por ello, la presencia de PCB en transformadores, aceites, sedimentos, alimentos o residuos debe determinarse mediante procedimientos analíticos adecuados y gestionarse con métodos autorizados.
La decloración puede constituir una alternativa de tratamiento para determinados aceites dieléctricos contaminados, siempre que se realice después de la caracterización del residuo, con personal capacitado, equipos adecuados, control de emisiones y cumplimiento de la normativa aplicable.
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