Tienen propiedades únicas de resistencia a la grasa y al agua, gracias a su cadena de átomos de carbono y flúor, pero son muy tóxicas: son las sustancias perfluoro y polifluoroalquiladas (PFAS, por sus siglas en inglés). Como el enlace carbono-flúor es extremadamente fuerte, las PFAS no se degradan de manera natural y permanecen en el medio ambiente por muchísimos años, de ahí el mote “forever chemicals” o “químicos para siempre”. La persistencia es percibida como una propiedad menos peligrosa que la toxicidad, pero a mediano y largo plazo es un factor crítico para que los problemas de contaminación se salgan de control¹ (ver Figura 1).

Figura 1. Productos que contienen PFAS.

¿Desde cuándo existen las PFAS?

El primer compuesto fue descubierto, accidentalmente, el 6 de abril de 1938 por el joven Roy J. Plunkett, de tan solo 27 años, quien trabajaba con gases refrigerantes en la fábrica de DuPont (Nueva Jersey). El suceso ocurrió cuando Plunkett y sus colegas inspeccionaron una muestra congelada y comprimida de tetrafluoroetileno y descubrieron que se había polimerizado espontáneamente, pasando de ser un gas a un sólido blanco ceroso; ahora conocemos esa sustancia como teflón.

Las PFAS no se degradan de manera natural y permanecen en el medio ambiente por muchísimos años.

El teflón es muy inerte (o inactivo) y se considera el material más resbaladizo conocido por el hombre; nada puede repeler mejor el agua, la grasa y apagar incendios. ¡Fue el mayor descubrimiento de sus tiempos! Desde entonces se han producido más de 14,000 variedades de PFAS².

Las PFAS y tu salud

Desde hace años estamos expuestos a las PFAS ya que, por sus propiedades de repelencia al agua y al aceite, se utilizan como recubrimientos autolimpiables en infinidad de objetos, desde botellas de champú, utensilios de cocina antiadherentes, empaques de comida rápida, cosméticos, productos de cuidado personal, equipo médico, prendas impermeables, espumas para combatir incendios, etc. y, de alguna manera, pueden lograr transferirse a lo que comemos.

Decir que las PFAS son difíciles de evitar es decir poco. Un estudio de la Universidad de Estocolmo y la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, publicado en 2022 y llevado a cabo a lo largo de 10 años, comprobó que hasta el agua de lluvia y de la Antártida están contaminadas con PFAS³. Asimismo, se han detectado en fosas marinas, animales de todo el mundo, leche materna, y se sospecha que todos llevamos PFAS en la sangre.

El teflón se considera el material más resbaladizo conocido por el hombre.

Los efectos adversos se empezaron a estudiar desde 1961, cuando la empresa 3M detectó que se acumulaban en la sangre. En 1999, un granjero de Parkersburg, EE. UU. demandó a la empresa DuPont por verter desechos en los cuerpos de agua, causando muerte de ganado y enfermedades varias en la población¹. 

Las PFAS pueden ocasionar: menor respuesta de anticuerpos a algunas vacunas en niños, bajo peso al nacer, hipertensión en el embarazo, aumento en colesterol, afectaciones en el sistema reproductivo y a las enzimas del hígado, colitis, tiroiditis y cáncer de riñón, de próstata, de testículos, etc¹.

Desde hace años estamos expuestos a las PFAS, y pueden lograr transferirse a lo que comemos.

Regulación en México y el mundo

En México todavía no se han establecido límites para los PFAS. En abril del 2024, la Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA, por sus siglas en inglés) propuso establecer límites de 4 partes por trillón (ppt) para los PFAS más abundantes, como el ácido perfluorooctanoico (PFOA) y el ácido perfluorooctanosulfónico (PFOS); esto equivale a niveles tan bajos como encontrar solo 4 nanogramos (1×10^-9 gramos) en 1 litro.

En Europa se están desarrollando propuestas similares. El método convencional de análisis de PFAS implica una etapa laboriosa de tratamiento y análisis de la muestra En EE. UU. el análisis de una muestra cuesta entre $300 y $600 USD, y suele tardar varias semanas en desarrollarse. Estos métodos consumen muchísimo tiempo, recursos, y personal especializado.

Investigamos métodos para detectar PFAS de forma más simple, económica, rápida y eficiente.

Nuestra experiencia en análisis de PFAS

En el Centro de Investigación en Materiales Avanzados, S.C. (CIMAV), subsede Monterrey, hemos intensificado la investigación de métodos analíticos alternativos, capaces de detectar PFAS selectivamente, a niveles de trazas (en concentración muy baja), de una manera más simple, económica, rápida, eficiente y con el potencial de ser implementados en sistemas portátiles para medir directamente en sitios de interés, como presas, tanques de agua potable, o plantas tratadoras.

Este proyecto, liderado por las autoras, en colaboración con un grupo interdisciplinario de las tres sedes de CIMAV e instituciones externas, se centra en desarrollar sensores conocidos como sustratos SERS (dispersión Raman mejorada en superficies) basados en nanoestructuras de metales nobles como oro, plata y cobre (ver Figura 2), altamente sensibles para la detección de PFAS en agua a niveles de trazas.

Figura 2. Imágenes de microscopía electrónica de barrido de los sustratos SERS, basados en nanoestructuras de oro y plata con diversas morfologías². Créditos: Dra. M. Edith Navarro Segura y Dra. Margarita Sánchez Domínguez.

El método SERS se utiliza para magnificar la obtención de la “huella digital” característica de las moléculas. Esto permite analizar, cualitativa y cuantitativamente, una muestra a concentraciones muy bajas, incluso a nivel de moléculas individuales.

En CIMAV hemos detectado bajas concentraciones de este tipo de moléculas equivalente a 0.4 ppt de PFOA, cumpliendo holgadamente con los límites de la EPA de 4 ppt (ver Figura 3). La técnica de SERS tiene una alta sensibilidad de detección permitiendo identificar, incluso, 1-10 moléculas. ¡Esto es impresionante y muy esperanzador para tener, al fin, agua pura y libre de contaminantes en nuestro hogar!

Figura 3. Detección de PFAS por la técnica de SERS³. Créditos: Dra. M. Edith Navarro Segura y Dra. Margarita Sánchez Domínguez.

En nuestras próximas investigaciones analizaremos muestras reales: agua de lluvia, de plantas tratadoras, y tanques de agua potable de Nuevo León, Chihuahua y Durango. Además trabajamos en la síntesis de los llamados MOFs (redes metal orgánicas), materiales que tienen una alta capacidad de adsorción. En un futuro, esperamos desarrollar sistemas para eliminar PFAS y otros contaminantes persistentes del agua potable. Actuamos de manera oportuna en pro del medio ambiente, ya que las metodologías implementadas para la detección y remediación de PFAS presentan un potencial extraordinario.

1. O. Páramo. (2022, 13 octubre). Expertos universitarios buscan volver a hacer potable el agua de lluvia – Gaceta UNAM. Gaceta UNAM. https://www.gaceta.unam.mx/expertos-universitarios-buscan-volver-a-hacer-potable-el-agua-de-lluvia/
2. La historia de los fluoropolímeros Teflon^TM. (s. f.). https://www.teflon.com/es/news-events/history
3. M. E. Navarro-Segura, R. D. Rivera-Rangel, A. Arizmendi-Morquecho, I. López, J. Álvarez-Quintana, M. Sánchez-Domínguez. Appl. Mat. Today 2022 29, 101598