Saludos estimados stemeans y compañeros stem-espanol, bienvenido a este nuevo post en el que comparto consideraciones y perspectivas sobre otro tipo de contaminación de fuentes fósiles que posiblemente no hayas escuchado hablar de ella y está presente en nuestros hogares y alimentos.
Introducción
Cuando mi profesora de ambiente, desarrollo y salud en una de sus magistrales clases empezó a introducir el tema de los Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (PAH por sus siglas en inglés), capturó mi atención referir que entre las fuentes pirogénicas que originan estas sustancias carcinógenas se encuentra la típica parrillada.
Dirigiendo mi atención a fuentes fidedignas, encuentro mi primera pista en Bloch y Dreifuss quienes en Zurich (1921), descubren sustancias con trazas de alquitrán responsables de generar tumores malignos en personas que habían estado expuestos por lapsos de tiempo considerable a estos compuestos característicos del grupo de los hidrocarburos policíclicos. Años después, el británico pesos pesados en patología, Sir Ernest Laurence Kennaway, quien luego fuera ganador de la Medalla Real, validaría su teoría de obtención de compuestos cancerígenos a partir de la exposición de petróleo, isopreno, acetileno, levadura, colesterol e incluso tejido y piel de animales a procesos de descomposición térmica (pirolisis) y altas temperaturas.
La pirolisis de la materia orgánica es un proceso termoquímico muy extendido, que se da por falta de oxígeno, lo que implica una combustión incompleta. Esta anomalía ocasiona la formación de subproductos perjudiciales como monóxido de carbono (CO) y los denominados PAH; concretado el proceso de pirólisis, entra en juego una amplia distribución de los PAH en todos los componentes y elementos ambientales: aire, suelo, agua, sedimentos, tejidos biológicos, incluyendo algunos alimentos. En este punto, es preocupante para la diversidad biológica y salud humana.
Estudios subsiguientes concluirían y servirían de brújula para responsabilizar al benzo[a]pireno (3, 4-benzopireno en la nomenclatura antigua) como potente agente tumorígeno del alquitrán y de otras características de fluorescencia que se venían investigando en determinadas fracciones.
Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos (PAH)
Resulta que esta familia de compuestos diariamente se esparce por todo el ambiente; se caracterizan por ser estructuras polinucleares que manifiestan desestabilización fotoquímica, mejor dicho, son susceptibles de degradación con la luz (fotooxidación). Se originan a partir de la mala combustión de cualquier materia orgánica bien sea por proceso natural, industrial, doméstico, transporte, tabaco, ahumado de carnes y pescado, entre otros, tal como lo declara la Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades:
Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) son un grupo de más de 100 sustancias químicas diferentes que se forman durante la combustión incompleta del carbón, petróleo y gasolina, basuras y otras sustancias orgánicas como tabaco y carne preparada en la parrilla. Los HAPs se encuentran generalmente como una mezcla de dos o más de estos compuestos, tal como el hollín. Fuente
Compuestos y estructura química de los principales PAH
Los hidrocarburos aromáticos policíclicos son compuestos con una estructura de varios anillos bencénicos que se han unificado mediante un complejo proceso bioquímico. Cada vértice de la estructura molecular corresponde a un átomo de carbono, este tiene 4 enlaces representados por los segmentos que se interconectan a cada vértice; en la mayoría de ellos se visualizan 3 enlaces, lo que significa que el enlace restante está ocupado por un átomo de hidrógeno. Como verá en la ilustración animada, el encadenamiento de anillos bencénicos fundamentan su condición policíclica.
Ahora bien, el benceno es un hidrocarburo cuya fórmula molecular es C6 H6 con una característica apariencia de anillo, complementa su nombre de anillo bencénico o aromático, su olor a benceno. Otro aspecto interesante es que en este compuesto molecular cada átomo de carbono ocupa el vértice de un hexágono regular, tal como se observa en la imagen tridimensional, el color cian representa el carbono, mientras el color blanco identifica el hidrógeno. A continuación, se muestran los principales hidrocarburos aromáticos policíclicos con una descripción de sus propiedades químicas.
Fórmula molecular: C14 H10 Densidad: 1280 kg/m3; 1,28 g/cm3 Punto de fusión: 488,8 K (216 °C) Punto de ebullición: 613 K (340 °C)
Fórmula molecular: C20 H12 Densidad:1240 kg/m3; 1,24 g/cm3 Punto de fusión: 179 K (452 °C) Punto de ebullición: 495 K (768 °C)
Fórmula molecular: C18 H12 Densidad: 1274 kg/m3; 1,274 g/cm3 Punto de fusión: 527 K (254 °C) Punto de ebullición: 721K (448 °C)
Fórmula molecular: C24 H12 Densidad: 1.371 g/cm3 Punto de fusión: 437.3 °C (819.1 °F; 710.5 K) Punto de ebullición: 525 ° C (977 ° F; 798 K)
Fórmula molecular: C20 H10 Masa molar: 250.29 g/mol
Fórmula molecular: C24 H12 Densidad: 1.3 g/cm-3 Punto de fusión: >300 °C/sublima 372 ºC Punto de ebullición: 40 - 43 ° C
Fórmula molecular: C10 H8 Densidad: 1.45 g/cm-3 (15.5 ºC) Punto de fusión: 78.2 ° C (172.8 °F; 351.3 K) Punto de ebullición: 217.97 ° C (424.35 °F; 491.12 K)
Fórmula molecular: C14 H10 Densidad: 1180 kg/m3; 1,80 g/cm3 Punto de fusión: 374,15 K (101 °C) Punto de ebullición: 613,15 K (340 °C)
Fórmula molecular: C16 H10 Densidad: 1271g/cm3 Punto de fusión: 0.135 (a 25 ° C) Punto de ebullición: 393.5 ° C (666.65 K)
Fórmula molecular: C18 H12 Densidad: 1,302 g/cm3 Punto de fusión: 199 °C Punto de ebullición: 438 °C (1013 hPa)
Fórmula molecular: C32 H14 Densidad:1,302 g/cm3 Masa molar: 398.45 g/mol Escasamente soluble en solventes como benceno, tolueno y diclorometano.
Las imágenes animadas son
Atribución de información wikipedia.org
Los PAH como contaminantes ambientales
Son diversas las fuentes de emisiones de los PAH a escala global; aunque una significativa parte viene de los procesos naturales, las fuentes principales las constituyen los centros industrializados y dinámica urbana; en esta última cuenta las que están relacionadas al transporte, calefacción, quema de basura e incineración de residuos sintéticos. A pesar de existir indicadores ambientales, es difícil precisar y cuantificar los volúmenes de contaminantes de cada país, en naciones como EE.UU la mayor tributación proviene de los sistemas de calefacción fósil (quema de madera). Similar ocurría en la década de los 90 en Alemania, donde las bajas temperaturas venían acompañadas de importantes cantidades de benzo[a]pireno producto de la quema de carbón como mecanismo de calefacción, mientras otro considerable volumen se originaba por la actividad industrial y parque automotor.
Los PAH en los alimentos
Otros alimentos sometidos a procesamiento industrial como carnes y pescado ahumado poseen concentraciones de benzo[a]pireno y otros PAH que pueden ocasionar serios daños a la salud. Organismos como la Agencia Española de Consumo, Seguridad Alimentaria y Nutrición, alertan sobre la ingesta diaria tolerable de los PAH en ocasión que estos no representen riesgo para la salud. Muchos países han fijado medidas de protección mediante una avanzada legislación sobre los límites máximos permisibles en determinados productos alimenticios; de allí que se haga la advertencia sobre el consumo de productos ahumados y los que se someten a secamiento directo.
Conclusiones
Los hidrocarburos aromáticos policíclicos no solo se generan por fuentes naturales e industria de los hidrocarburos y sus derivados, también, se producen en casa cuando preparamos algunos alimentos que son sometidos a cocción con carbón o leña a altas temperaturas y con exposición que produzca ahumado y quema.
El benzo[a]pireno es altamente carcinógeno y está presente en el humo de cigarrillo, alimentos sometidos a altas temperaturas para su preparación y otras fuentes cercanas.
Los PAH tienen efectos rápidos como irritación en los ojos, piel y síntomas digestivos; sin embargo, su mayor daño en la salud se manifiesta a largo plazo con trastornos mutagénicos y cancerígenos.
La cocción de alimentos ricos en proteinas y grasas bien sea con leña, brasa o fritura debe hacerse evitando la quema y generación de humos por exceso de exposición.
Referencias
AECOSAN - Agencia española de consumo, seguridad alimentaria y nutrición Enlace
Agudo, A. (2009). Los Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP) Acercamiento a su problemática como riesgo laboral Enlace
Vives I, Grimalt JO, Guitart R. Los hidrocarburos aromáticos policíclicos y la salud humana. Apuntes de Ciencia y Tecnología. Nº 3, septiembre 2001.
Wikipedia (2018). Hidrocarburo aromático policíclico Enlace
Recursos
Para la elaboración de las imágenes en formato gif. se utilizaron los softwares ChemOffice 2016, Chemsketch, Easy GIF Animator y photoshop cs 6.