METILMERCURIO: NEUROTÓXICO AMBIENTAL

Los procesos biológicos o químicos que ocurren en el ambiente pueden transformar un metal de un estado a otro, pudiendo transformarlo de sus formas inorgánicas (iones o complejos metálicos) a orgánicas (compuestos organometálicos). El mercurio (Hg) puede encontrarse en la atmósfera bajo tres formas diferentes: como mercurio metálico (Hg⁰), como sal inorgánica o ion mercurio (Hg²⁺) o como derivado organometálico (cuando tiene al menos un enlace metal-carbono). La mayor parte del mercurio que penetra en el medio acuático se puede ionizar, oxidar y transformar en Hg²⁺. Por la acción del oxígeno y otros agentes químicos u organismos vivos que se producen derivados organometálicos, de relevancia ambiental por ser neurotóxicos (capaces de provocar efectos adversos en el sistema nervioso central, el sistema nervioso periférico y órganos de los sentidos).

En esta transformación del mercurio, se ha observado que por la acción microbiana ocurre su metilación y utiliza dos vías: una anaeróbica (en ausencia de oxígeno) y otra aeróbica (en presencia de éste). El metilmercurio formado [CH₃Hg]¹⁺, puede concentrarse en los seres vivos acuáticos o puede ser nuevamente metilado por microorganismos produciendo dimetilmercurio (CH₃−Hg−CH₃), que es muy volátil e insoluble en agua, por lo que pasa del medio acuático a la atmósfera y después cae por la lluvia y, si ésta es ácida, se convierte nuevamente en metilmercurio completándose el ciclo.

El metilmercurio es unas cien veces más tóxico que el Hg⁰ o el Hg²⁺ y puede concentrarse más de un millón de veces en los peces y mariscos, actuando como una neurotoxina que puede llegar a causarles la muerte. La acumulación (bioacumulación) de metilmercurio es un alto riesgo en océanos, mares, lagos, lagunas, ríos y humedales, habiéndose observado un incremento creciente en especies destinadas al consumo humano.

Cuando el metilmercurio está libre en el agua, atraviesa las membranas biológicas con facilidad y se incorpora rápidamente a la cadena trófica acuática. Esta característica, unida a su liposolubilidad (es soluble en grasas) y a su afinidad por los grupos sulfhidrilo (−SH) de las proteínas, lo hacen muy peligroso para todos los seres vivos. Debido a la contaminación de los ecosistemas acuáticos en los peces y mariscos el mercurio se encuentra mayoritariamente como metilmercurio pudiendo llegar a representar más del 90 % del mercurio total; bajo estas condiciones, los peces y mariscos acumulan mercurio en su organismo a lo largo de su vida, alcanzando mayor concentración en las especies de gran tamaño.

Al estudiarse los casos de contaminación por mercurio en Japón e Iraq, se describen daños neurológicos en adultos y  niños (muchos de ellos murieron). Los más afectados fueron los fetos (el metilmercurio puede cruzar la placenta y afectar el sistema nervioso) y los niños lactantes, los que fueron expuestos al metilmercurio por los alimentos contaminados ingeridos por la madre. El cerebro de los niños desde antes de nacer y durante sus primeros años de vida, está en pleno desarrollo, absorbe los nutrientes e incrementa con rapidez la concentración de metilmercurio.

La FDA y la EPA (2004), organismos encargados del control de alimentos, medicamentos y del medio ambiente (en USA), advierten al grupo en riesgo (niños lactantes, mujeres embarazadas y en edad reproductiva) con el fin de minimizar la exposición a este contaminante a través del consumo de peces y de mariscos marinos y de agua dulce. La advertencia indica que los consumidores deben continuar incluyendo pescados y mariscos en sus dietas con niveles de metilmercurio “menor” y “moderado”, restringir el consumo de nivel “alto” y evitar el consumo de especies con nivel “muy alto”.

BIBLIOGRAFÍA

–EVERS, D. C.; TURNQUIST, M. A.; BUCK, D. G. 2012. Patterns of global seafood mercury concentrations and their relationship with human health, version 3. Biodiversity Research Institute. Gorham, Maine. BRI Science Communications Series 2012–45.

–SIERRA, M.; GÓMEZ–GALLEGO, M. 2007. Principios de Química Medioambiental. Editorial SÍNTESIS, S. A. España.

Dr. ELVITO VILLEGAS SILVA <elvito@lamolina.edu.pe>

Departamento de Química. Universidad N. Agraria La Molina. PERÚ.

TIERRAS RARAS: TESORO ACTUAL

Las “tierras raras” son un grupo de 17 elementos de propiedades similares y  que son indispensables para las tecnologías más modernas. El grupo está formado por los 15 metales de la serie de “lantánidos” más el escandio y el itrio. Seis de los lantánidos (lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometio y samario) se conocen como “tierras raras livianas” y los otros nueve (europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio y lutecio) como “tierras raras pesadas”. Salvo el prometio, todos se encuentran en forma de óxidos y están contenidos en minerales como bastnaesita (flúor carbonato de tierras raras) monazita (fosfato de tierras raras) y xenotima (fosfato de itrio).

El término "tierra" proviene de la antigua denominación que se daba a los óxidos y lo de "raras" no se refiere a su escasez, sino a que los lantánidos fueron descubiertos en minerales raros. Como su concentración suele ser baja y difícil su extracción y separación de sus minerales, el proceso es muy costoso y contaminante. Aunque su abundancia en la tierra es grande (por ej. el tulio, el más escaso de ellos, es unas 200 veces más abundante que el oro) no siempre es posible o rentable explorar sus yacimientos. Si se encuentran junto con elementos radiactivos, la extracción es más complicada y costosa.

Fueron descubiertas en el siglo XVIII y pasaban desapercibidas hasta que a partir de 1960 empezaron sus aplicaciones tecnológicas. El principal productor era Estados Unidos, seguido por India y Brasil. Cuando China empezó a explotar sus grandes yacimientos, los americanos cerraron sus minas porque no podían competir en precios. Las exportaciones chinas fueron creciendo hasta que el 2010 abarcaron el 95% del mercado mundial, aunque sólo posee el 23% de las reservas, seguido de Rusia (19%), Estados Unidos (13%) y Australia (3 a 5%). Hasta los países más desarrollados dependen de China para su abastecimiento. En 1992 el presidente chino Den Xiaoping expresó: “Oriente Medio tiene petróleo, China tiene tierras raras”. El 2010 se produjo la “guerra de las tierras raras”, cuando China suspendió la exportación de ellas a Japón en represalia por la detención del capitán de un barco chino que había invadido el área de las islas Daioyu (Senkaku para Japón), disputadas por ambos países, y Japón tuvo que liberar al marino.

Las tierras raras se utilizan en la fabricación de muchos productos de las tecnologías "limpias" o "verdes", las que no consumen combustibles fósiles y no producen gases contaminantes. Por ejemplo, se usan en autos eléctricos (en el motor y baterías), en paneles solares, en turbina eólicas, etc.

Los imanes de tierras raras contienen pequeñas cantidades de neodimio y samario, pero son 2 a 3 veces más fuertes que los imanes convencionales. Sin ellos sería imposible construir computadoras, teléfonos y discos duros tan pequeños. Los imanes de neodimio son usados en motores eléctricos para poder obtener el mayor rendimiento de sus pequeños y livianos motores.

Los electroimanes más potentes se logran con praseodimio, neodimio, samario y disprosio. Se usan en frenos y embragues electromagnéticos (de automóviles y trenes), en turbinas eólicas (que generan electricidad a partir de la energía del viento), en grúas para cargas muy pesadas, para separar magnéticamente metales (chatarrerías y centros de reciclaje) y en los trenes de levitación magnética (Mag Lev) que se desplazan a alta velocidad sin tocar la pista.

Las baterías que usan los autos eléctricos se fabrican con praseodimio, cerio y lantano. Las pantallas a color usan europio e itrio para producir los tonos de rojo. Las propiedades magnéticas del iterbio y terbio se emplean para el  almacenamiento de datos en computadoras. El holmio para la cirugía láser. Otros se usan como catalizadores en la refinación del petróleo, para fabricar fibras ópticas, paneles solares, equipos de resonancia magnética nuclear (para diagnóstico médico), misiles teledirigidos, pantallas de cristal líquido y plasma, baterías recargables, smarthphones, etc. La demanda de tierras raras sigue aumentando por las nuevas aplicaciones que diariamente les encuentran. El mundo moderno se ha construido sobre las tierras raras.

Sus precios no sólo han aumentado enormemente sino que el gobierno chino ha establecido cuotas para su exportación, lo que preocupa a muchos países desarrollados que tratan de disminuir su dependencia estimulando la creación de productos que no las contengan y/o aplicando políticas para incentivar las labores de recuperación y reutilización de tierras raras.

BIBLIOGRAFÍA

http://www.neoteo.com/tierras-raras

Q.F. JUAN JOSÉ LEÓN CAM <jjleon@lamolina.edu.pe>

Departamento de Química. Universidad Nac. Agraria La Molina. PERÚ.