viernes, 29 de mayo de 2020

El denostado cloro

En 1906, en la reunión anual de la American Water Woks Association (AWWA), una asociación sin ánimo de lucro, creada en 1881 "para mejorar la calidad y la distribución de agua", uno de sus miembros más destacados, el ingeniero y botánico George Whipple, se manifestó en torno a la polémica desatada en Estados Unidos por los primeros intentos de emplear compuestos químicos para eliminar del agua de grifos y fuentes una serie de microorganismos. Que entonces ya se sabía que eran los responsables de las epidemias de diverso tipo (cólera, fiebres tifoideas, gastroenteritis y un largo etcétera) que, repetidamente, asolaban las cada vez más pobladas ciudades americanas. Decía allí Whipple que "es difícil contemplar un futuro escenario en el que productos químicos venenosos se añadan al agua potable para eliminar bacterias". Pero en muy poco tiempo, la terquedad de los datos que se fueron acumulando en ciudades que, como Jersey City o Filadelfia, fueron implantando la cloración del agua, acompañada de la filtración de la misma a través de lechos de arena (algo que se sigue haciendo hoy en la mayor parte de los sitios), hicieron cambiar de criterio a nuestro ingeniero, que pasó a colaborar activamente en los planes de cloración de otras ciudades americanas.

Para la cloración del agua y la eliminación de patógenos se emplean cantidades relativamente pequeñas de unas sales llamadas hipocloritos, la más habitual de las cuales es el hipoclorito sódico. La disolución de esa sal en agua es la popular lejía, uno de cuyos anuncios vintage adorna el inicio de esta entrada. La misma humilde lejía que también está jugando un papel fundamental en el control de la pandemia que nos ha hecho la pascua en este inicio del infausto 2020. Está suficientemente probado en la literatura científica, y en la práctica sanitaria, que el uso en la limpieza de superficies de disoluciones tan diluidas como la preparada con 20 mL de lejía convencional, diluidos hasta un litro con agua, hace que el Coronavirus sucumba en menos de 5 minutos.

A pesar de este potencial defensivo que nos proporcionan estos compuestos que contienen cloro en su molécula, el elemento químico de ese nombre no ha estado nunca muy bien visto. Es muy probable que todo arranque con el libro de Rachel Carson, publicado en 1962 bajo el título Silent Spring (Primavera Silenciosa), un alegato contra los insecticidas en general y contra el DDT en particular que, a falta de un cloro, tiene hasta cinco en su molécula. También hay cloro (y abundante) en moléculas como las dioxinas (que recuerdo que el hombre nunca ha fabricado intencionadamente), en los bifenilos clorados (PCBs), en los CFCs y, sin alejarnos mucho de la cloración del agua, en los famosos Trihalometanos (THMs), compuestos que se forman merced a la reacción del cloro empleado en la cloración con restos de materia orgánica (ácidos húmicos y fúlvicos) proveniente de hojas y troncos de plantas que pueda haber en el agua de los manantiales que nutren nuestros grifos. De los THMs, descubiertos en los setenta, y de su carácter cancerígeno, ya os hablé con detalle en una entrada de 2014.

Así que, con todos estos antecedentes, podría entenderse que, en 1991, Greenpeace abogara por la prohibición total "del uso, la exportación e importación de compuestos orgánicos clorados (DDT, PCBs,...), cloro elemental (es decir el gas cloro) o agentes oxidantes clorados (como el dióxido de cloro o los hipocloritos)". Nota: los paréntesis son míos. Concluyendo que "no existen usos del cloro que podamos considerar como seguros". Esa petición de prohibición y los comentarios que acabo de mencionar aparecen en numerosos artículos y libros, siempre con la misma referencia [J. Thornton, The Product is the Poison: The Case for a Chlorine Phase-Out (Washington, D.C.: Greenpeace, 1991)] pero, por más que lo he intentado, ese documento, que suena como un documento interno de Greenpeace, no aparece por ningún lado.

La hipótesis más probable que manejo es que Greenpeace haya retirado de la circulación ese documento, aunque si lo encontráis y me lo pasáis me retractaré de lo dicho. Porque la radicalidad de esa petición fue desmesurada y la organización ha tenido que desdecirse en muchos de los frentes que, de una u otra forma, están implicados en ella. No hay que olvidar que cloro hay en la sal común o en el ácido clorhídrico de nuestro estómago. Cloro hay en muchos medicamentos, como en la cloroquina o la hidroxicloroquina que, aunque no parecen tan eficaces contra la Covid-19 como Trump pretende, lo han sido en el tratamiento de la malaria o de enfermedades autoinmunitarias como el lupus eritomatoso o la artritis reumatoide. Y cloro hay en el PVC, otro de los objetivos de Greenpeace en el pasado, pero esa es una historia que quedara para otro día.

Prefiero, para terminar, centrarme en el asunto con el que se ha iniciado esta entrada. Desde principios del siglo XX, millones y millones de humanos se han beneficiado y se siguen beneficiando de poder abrir un grifo y beberse, con total seguridad, el agua que sale de él, gracias a la acción biocida de las disoluciones de hipoclorito. Y cuando, por alguna razón, se ha descuidado esa cloración, las consecuencias han sido graves. Un ejemplo esclarecedor es la epidemia de cólera que asoló Perú en febrero de 1991, el mismo año del documento de Greenpeace arriba mencionado. Fue la primera epidemia de cólera conocida en ese país desde principios del siglo pasado, con mas de trescientos mil casos registrados y casi 3000 muertes.

Las causas del inicio de la epidemia no están claras. Hubo sectores que se la imputaron a Greenpeace y a su activa política contra el cloro en aquellos momentos. Hay otros que culparon a la Agencia Medioambiental Americana (EPA), que había prevenido a algunos países en vías de desarrollo de la relación entre concentración de cloro empleada en la cloración y generación de trihalometanos, lo que habría hecho que los funcionarios peruanos aflojaran la mano, empleando dosis tan bajas de hipoclorito que no resultaron eficaces para acabar con la bacteria causante del cólera. Fuera lo que fuera, no parece que hoy en día Greenpeace esté contra la cloración de agua, como puede comprobarse en este documento, en el que años más tarde, explicaban su versión del brote peruano.

Y algo parecido, aunque mucho menos grave, ocurrió en 2018 cerca de aquí, en Usúrbil, cuando uno de los depósitos que almacenaba agua proveniente de manantiales "de toda la vida" pero no controlados (y por tanto no clorados) por la Mancomunidad del Añarbe, se contaminaron con un virus. Como ese agua se mezclaba con la proveniente de la citada Comunidad, el virus acabó finalmente en el agua de los hogares del lugar, enviando a gran parte de sus habitantes a visitar con frecuencia el WC.

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lunes, 11 de mayo de 2020

Polímeros transparentes para una pandemia

Es muy probable que a muchos el nombre Plexiglas no les suene de nada. Es una marca registrada y espero que la empresa que tiene la propiedad del nombre no se meta conmigo, porque lo cierto es que les voy a hacer propaganda gratis. En lo que a mi respecta, esa palabra forma parte de mi memoria histórica. La aprendí cuando era un niño un tanto salvaje, jugando en un barrio que, en los cincuenta y principios de los sesenta, estaba en las afueras de Hernani, aunque hoy es casi el centro del pueblo donde viví hasta los diecisiete años. Y la aprendí cuando aún no sabía que iba a estudiar Química ni que, años más tarde, me iba a encontrar con el material que responde a ese nombre comercial siendo ya un incipiente investigador en polímeros.

En una entrada que escribí en un Blog mantenido por mis amigos de la Asociación de Divulgación Científica de la Región de Murcia (ADCMurcia), os contaba que mis primeros recuerdos del Plexiglas contienen imágenes de ese barrio, con tendederos de ropa en ventanas y balcones que, los días de pronóstico incierto, se protegían con unos trozos de plástico bastante cutres que, a pesar de su presencia poco gratificante y su dificultad para ser doblados, la gente conservaba como oro en paño. No sólo para esos menesteres sino para otros igualmente importantes en la época de penurias de la que hablamos como, por ejemplo, para conseguir que cunas y camas no se mojaran con incontinencias infantiles o seniles. Pues ese mismo material, aunque en un formato diferente, es el que está irrumpiendo en estos últimos días en muchos comercios, en forma de una barrera de protección transparente y segura (como la de la foto) frente a la pandemia que nos acosa. Y quién sabe si no nos aislarán pronto en cajitas de ese material cuando estemos en terrazas y playas. Hasta la propietaria de la tienda de chuches, debajo de mi casa y que sabéis que no es santa de mi devoción, ha instalado una de esas mamparas. Voy a tener que cambiar mi opinión sobre ella.

Aunque hay varios nombres comerciales para denominar a ese material, Plexiglas es el que tradicionalmente se asocia con el polímero que los químicos llamamos poli (metacrilato de metilo), PMMA en su acrónimo en inglés, perteneciente a la familia de los plásticos acrílicos, cuyos numerosos miembros sirven para multitud de cosas. El propio PMMA, por si solo, tiene también una gran variedad de aplicaciones. Por ejemplo, en la entrada mencionada de la ADCMurcia, dediqué buena parte de ella al papel que jugó este plástico en el desarrollo de las lentillas oculares. Pero hoy nos vamos a centrar en el Plexiglas y en las personas que lo desarrollaron.

Otto Röhm nació en 1876 en la localidad alemana de Öhringen. Con quince años empezó a trabajar como auxiliar de Farmacia para, posteriormente, seguir estudios sobre esta materia y obtener el título de farmacéutico en 1899. Pero, tras conseguirlo, decidió estudiar Química en la Universidad de Tubinga. O era un tío muy listo o el tránsito de farmacéutico a químico era entonces muy fácil, porque para 1901 ya tenía hasta el Doctorado, con una tesis sobre los productos de polimerización del ácido acrílico, un asunto este, el de la polimerización, que si habéis leído mi reciente entrada sobre "la Química mugrienta" no parecía tener un futuro muy halagüeño en ese momento. Precisamente por ello, cuando decidió ponerse a trabajar, empezó en el negocio de los curtidos, desarrollando una gama de productos que resultaron revolucionarios en los procesos de curtición. El hombre hizo un buen dinerito y creó su propia empresa con su colega y tocayo Otto Haas, la hoy famosa Röhm und Haas (lo siento pero Blogger no me deja escribir el símbolo habitual entre los dos nombres). Durante un tiempo se siguieron dedicando a los curtidos y a los textiles pero, en 1912, la cosa ya estaba bastante madura en el asunto de los plásticos como para que decidieran dar un vuelco a su empresa y centrarse en ese emergente mundo.

Donde, tras muchos problemas e incertidumbres, la gloria llegó de forma un tanto inesperada. Röhm und Haas había iniciado su andadura polimérica sintetizando varios poliacrilatos, unos parientes de los polimetacrilatos. Pero un día (¡Ay la chiripa!) una botella de un líquido oleoso que llevaba una temporada cerca de una ventana donde daba el sol, se partió en pedazos, dejando al descubierto un bloque de un sólido transparente que, enseguida, todo el mundo atribuyó a que el líquido que estaba en la botella (metacrilato de metilo) había polimerizado para dar lugar al sólido poli (metacrilato de metilo) (PMMA) que acabó rompiéndola. En sucesivos trabajos posteriores se pudo buscar una vía reproducible y económica para llevar a cabo la polimerización y se fueron, poco a poco, conociendo las excelentes propiedades del material. El producto se patentó en 1933 y el nombre Plexiglas se formó a partir de Plexigum, con el que se denominaba la gama de resinas acrílicas que hasta entonces vendía la empresa, y el final glas, vidrio, porque dadas sus propiedades, estaba claro para ellos que lo que habían descubierto era un vidrio artificial u orgánico, esto último por tratarse de un producto derivado de la Química del carbono, la Química Orgánica, y no, como en el caso del vidrio, de la Química del silicio, la Química Inorgánica.

El poli (metacrilato de metilo) es el más transparente de todos los plásticos convencionales, es varias veces más resistente al impacto que el propio vidrio a igualdad de grosor, siendo como es mucho más ligero que él. No se decolora apreciablemente por la acción de los rayos UV durante varios años y es un buen aislante térmico y acústico. Aunque se raya con facilidad por objetos punzantes es fácil de reparar y, finalmente y en lo que tiene que ver con las mamparas de protección y otros usos, se puede moldear en planchas bidimensionales o en formas mucho más complicadas aplicando calor.... En fin, un chollo de material y encima a buen precio, hasta ahora... Porque el problema, a día de hoy, es que el COVID-19 ha generado semejante demanda de esas mamparas que ha alterado por completo el mercado global de su materia prima y anda todo el mundo peleándose, y pagando bastante más, por tener acceso a este material.

Y ya que hablamos de polímeros transparentes y COVID-19, os diré que otro material, con un nombre que resuena al de Plexiglas, EuroPlex PPSU, es una poli (fenilensulfona) que la misma Röhm und Haas está vendiendo para los frontales de esas viseras protectoras que usan los sanitarios, pero que también se ven en comercios y en la calle. Así que, puestos a reconocer protagonistas de la pandemia, los plásticos tendrían que tener su huequecito. Pero ya sé que diréis que es una opinión sesgada de vuestro Búho.

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