Químicos eternos

• Introducción
• Capítulo 1 El vínculo inquebrantable: Definiendo los químicos eternos
• Capítulo 2 Un descubrimiento fortuito y siniestro: La historia de los PFAS
• Capítulo 3 De la cocina al cosmos: La ubicuidad de los químicos eternos
• Capítulo 4 La invasión invisible: Cómo los PFAS entran en nuestros cuerpos
• Capítulo 5 Nuestra agua, nuestra preocupación: Contaminación de los suministros de agua globales
• Capítulo 6 La cosecha envenenada: Químicos eternos en nuestra cadena alimentaria
• Capítulo 7 Un legado de contaminación: Puntos calientes industriales y zonas de sacrificio
• Capítulo 8 La carga del cuerpo: Los impactos en la salud de la exposición crónica
• Capítulo 9 Poblaciones vulnerables: Los efectos desproporcionados en niños y comunidades
• Capítulo 10 Las víctimas involuntarias: La vida silvestre en un mundo contaminado
• Capítulo 11 La ciencia de la detección: Desenmascarando una amenaza invisible
• Capítulo 12 Décadas de engaño: Lo que la industria sabía
• Capítulo 13 La lucha por respuestas: Comunidades en la primera línea
• Capítulo 14 El vacío regulatorio: Un fallo de la gobernanza
• Capítulo 15 Inclinando la balanza de la justicia: Las batallas legales contra los contaminadores
• Capítulo 16 La tarea imposible: Desafíos de la remediación y limpieza
• Capítulo 17 Filtrando el flujo: ¿Puede la tecnología salvar nuestra agua?
• Capítulo 18 El precio de la contaminación: Los costos económicos de la contaminación
• Capítulo 19 Más allá del sartén: La búsqueda de alternativas más seguras
• Capítulo 20 Elección del consumidor, poder colectivo: Reduciendo la exposición personal
• Capítulo 21 Problema global, soluciones globales: Esfuerzos y políticas internacionales
• Capítulo 22 Redefiniendo el "uso esencial": Un nuevo marco para la regulación química
• Capítulo 23 La política del veneno: Cabildeo y obstáculos legislativos
• Capítulo 24 Voces desde la primera línea: Historias de activismo y cambio
• Capítulo 25 Nuestro destino químico: Forjando un futuro no tóxico

Existe una excelente probabilidad de que, mientras lee estas palabras, su cuerpo las contenga. Están en su sangre, sus tejidos y, muy probablemente, en sus huesos. No existían hace un siglo, sin embargo, ahora se encuentran dentro de casi todas las personas en la Tierra. También están dentro de las aves en el cielo, los peces en el mar y los animales que deambulan por los paisajes más remotos del planeta, desde la vasta extensión helada del Ártico hasta los rincones más profundos del océano. Caen del cielo en la lluvia y la nieve. Se han encontrado en el suelo de todos los continentes, incluida la Antártida. Son un testimonio del ingenio humano y, simultáneamente, una ilustración profunda y amenazante de sus consecuencias no intencionadas.

Se llaman sustancias perfluoroalquilo y polifluoroalquilo, un nombre interminable que los científicos han abreviado piadosamente a PFAS. Para el público, son más conocidos por un título más evocador y ominoso: "químicos eternos". Este nombre no es una hipérbole. Es una descripción crudamente precisa de su característica más definitoria y preocupante. Se encuentran entre los químicos sintéticos más persistentes jamás creados, diseñados para durar y resistir la degradación en el mundo natural. Su característica definitoria es una cadena de átomos de carbono enlazados a átomos de flúor, uno de los enlaces más fuertes y estables de toda la química orgánica. Este enlace carbono-flúor es el secreto de su éxito y la fuente de su siniestra longevidad. Es lo que les permite repeler el agua, el aceite y las manchas tan eficazmente, y también lo que los hace casi indestructibles.

Este libro es la historia de estos químicos. Es una historia que comienza no con una catástrofe, sino con una celebración del logro científico. Los PFAS nacieron en los laboratorios de las décadas de 1930 y 1940, un período de explosiva innovación química. Fueron aclamados como compuestos milagrosos, materiales maravillosos que prometían hacer la vida más fácil, segura y conveniente. Y durante un tiempo, cumplieron esa promesa de manera espectacular. Nos dieron sartenes antiadherentes que hacían que cocinar y limpiar fuera pan comido. Nos dieron chaquetas impermeables que nos mantenían secos en un aguacero y alfombras resistentes a las manchas que podían soportar los derrames más desastrosos. Se tejieron en nuestra ropa, se incorporaron en nuestros cosméticos y se usaron para crear espumas contra incendios que salvaban vidas y podían extinguir los incendios de combustible más feroces en segundos. De lo mundano a lo crítico, los PFAS se convirtieron en el ingrediente invisible e indispensable de la vida moderna.

El problema, sin embargo, acechaba justo debajo de la superficie de esta conveniencia moderna. La misma cualidad que hacía a estos químicos tan notables —su naturaleza inquebrantable— significaba que no simplemente desaparecían después de su uso. Cuando se desechaba una sartén antiadherente, el recubrimiento de PFAS que contenía no se degradaba. Cuando se rociaba espuma contra incendios, esta se filtraba en el suelo y el agua, su estructura química permaneciendo obstinadamente intacta. A lo largo de décadas de intensa producción y uso, estos químicos eternos comenzaron a acumularse, extendiéndose silenciosa e invisiblemente por todo nuestro entorno. Se lixiviaban de los vertederos, se vertían desde instalaciones industriales y viajaban a través de la atmósfera para depositarse a miles de kilómetros de su origen.

El viaje de los PFAS no terminó en el suelo y el agua. Continuó, inexorablemente, ascendiendo por la cadena alimentaria y entrando en nuestros cuerpos. Ahora se encuentran en el agua potable de millones de personas. Un estudio de 2020 estimó que más de 200 millones de estadounidenses podrían estar bebiendo agua con niveles detectables de PFAS. Se acumulan en los peces que comemos y los cultivos que cultivamos. Están presentes en los envases de alimentos, desde bolsas de palomitas de microondas hasta envoltorios de comida rápida, listos para migrar a nuestras comidas. Una vez dentro de nosotros, hacen lo que fueron diseñados para hacer: persisten. Algunos de estos compuestos pueden permanecer en el cuerpo humano durante años, sus concentraciones aumentando con la exposición continua.

Durante muchos años, esta invasión silenciosa pasó en gran medida desapercibida y sin comentarios por parte del público. Sin embargo, dentro de los muros de las empresas que los producían, se desarrollaba una historia diferente. Documentos internos, muchos de los cuales solo han salido a la luz tras arduas batallas legales, revelan que corporaciones como 3M y DuPont, los fabricantes principales, conocían los riesgos potenciales para la salud de los PFAS desde hacía décadas. Ya en las décadas de 1960 y 1970, sus propios científicos hallaban evidencia de que estos químicos eran tóxicos en animales y se acumulaban en la sangre de sus propios trabajadores de fábrica. Lo sabían y, sin embargo, en su mayor parte, guardaron silencio.

La historia saltó a la conciencia pública no a través de un informe gubernamental o una revista científica, sino gracias a un tenaz ganadero en Parkersburg, Virginia Occidental. Wilbur Tennant observó con horror cómo sus vacas comenzaban a morir de formas espantosas tras beber de un arroyo aguas abajo de un vertedero de DuPont. Su lucha por respuestas, con la ayuda del abogado Rob Bilott, desveló la primera capa de un encubrimiento corporativo de décadas, exponiendo cómo DuPont había contaminado a sabiendas el suministro local de agua con un químico PFAS usado para fabricar Teflón. El caso de Parkersburg fue un momento decisivo, que abrió las compuertas a un torrente de revelaciones sobre puntos calientes de contaminación en todo el país, desde pueblos industriales en Minnesota hasta bases militares que usaban espumas contra incendios cargadas de PFAS. En comunidades como Rockford, Míchigan, los residentes descubrieron que su agua potable estaba contaminada con químicos vertidos por la empresa de calzado Wolverine Worldwide, que había usado PFAS en sus productos Scotchgard.

A medida que la ciencia ha avanzado, ha comenzado a emerger un panorama perturbador de las consecuencias para la salud de la exposición a los PFAS. Estudios científicos revisados por pares han vinculado estos químicos a una lista creciente de problemas de salud. Estos incluyen un mayor riesgo de ciertos cánceres, como el de riñón y testicular, daño hepático y colesterol alto. Pueden interferir con las hormonas del cuerpo, afectar el sistema inmunitario y reducir la eficacia de las vacunas. En mujeres embarazadas, la exposición puede provocar hipertensión, y en niños, se ha asociado con retrasos en el desarrollo y bajo peso al nacer. Casi todos los sistemas del cuerpo parecen ser vulnerables.

Este libro tiene como objetivo contar la historia completa de los químicos eternos. Regresaremos a su descubrimiento fortuito y rastrearemos su ascenso a la ubicuidad global. Exploraremos la ciencia de su enlace inquebrantable y las vías a través de las cuales han invadido nuestra agua, nuestros alimentos y nuestros propios cuerpos. Investigaremos las décadas de engaño corporativo y el fracaso continuo de las agencias regulatorias para proteger la salud pública.

Pero esta no es solo una historia de contaminación y daño. También es una historia de resiliencia, resistencia y esperanza. Es la historia de comunidades en la primera línea que han luchado por agua limpia y responsabilidad corporativa. Es la historia de los científicos que trabajan incansablemente para comprender los riesgos, desarrollar métodos de detección y limpieza, y encontrar alternativas más seguras. Y, en última instancia, es una historia sobre las decisiones que enfrentamos.

Examinaremos los inmensos desafíos de limpiar un contaminante que no se degrada, las batallas legales que buscan justicia para quienes han sido perjudicados y las luchas políticas para implementar una regulación significativa. También miraremos hacia el futuro, explorando las innovaciones que podrían ofrecer soluciones, desde tecnologías avanzadas de filtración de agua hasta el desarrollo de nuevos materiales más seguros. Discutiremos cómo las elecciones de los consumidores y la acción colectiva pueden impulsar el cambio y cómo podría ser un futuro libre del legado tóxico de los químicos eternos.

La historia de los químicos eternos es compleja y a menudo inquietante. Toca la química, la historia, la salud pública, la ética corporativa y la justicia ambiental. Nos obliga a confrontar preguntas difíciles sobre el precio del progreso y nuestra responsabilidad con las generaciones futuras. El enlace inquebrantable del químico eterno es un poderoso símbolo de nuestro mundo moderno —una creación de inmensa utilidad que ahora presenta una amenaza duradera. Comprender esta amenaza es el primer paso para forjar un futuro más saludable y no tóxico.

En el corazón de toda historia sobre los químicos eternos yace una única y poderosa conexión: el enlace carbono-flúor. Para comprender la persistencia, la utilidad y el peligro de estas sustancias, primero hay que apreciar la naturaleza única y formidable de este enlace químico. Es, por casi cualquier medida, el enlace simple más fuerte de toda la química orgánica. Este enlace es el cimiento sobre el que se ha construido un imperio entero de miles de químicos, un imperio que ha definido gran parte de nuestro mundo material moderno. También es la razón por la que este imperio resulta tan difícil de desmantelar.

Para captar la fuerza de este enlace, primero debemos considerar sus dos componentes. El carbono es la columna vertebral de la vida, el elemento versátil capaz de formar cadenas largas y estables y anillos complejos, creando el andamiaje para todo, desde el azúcar más simple hasta las proteínas más intrincadas. Es el ladrillo Lego de las moléculas orgánicas. El flúor, por su parte, es el tirano de la tabla periódica. Es el elemento más electronegativo de todos, lo que significa que tiene un apetito insaciable por los electrones. Cuando el flúor se acerca a los electrones de otro átomo, los atrae con más fuerza que cualquier otro elemento. Esta reactividad extrema hace que el gas de flúor elemental sea una de las sustancias más peligrosas y difíciles de manejar que se conocen.

Cuando el carbono y el flúor se unen, forman un enlace de una estabilidad inusual. Debido a que el flúor atrae con tanta potencia los electrones compartidos en el enlace, el átomo de flúor adquiere una carga parcial negativa fuerte, mientras que el átomo de carbono queda con una carga parcial positiva. Esta separación de cargas crea una poderosa atracción electrostática, como la atracción entre los polos norte y sur de dos imanes, que mantiene a los átomos unidos. Esto se suma a la fuerza del enlace covalente que ya comparten, volviéndolo excepcionalmente corto y robusto. Romperlo requiere una cantidad tremenda de energía, mucho más de la disponible en los procesos típicos de degradación ambiental o biológica. La luz solar no puede romperlo; el agua no puede disolverlo; y los microbios que descomponen experta mente otros materiales orgánicos no tienen enzimas que puedan ganarle terreno.

Esto nos lleva a los químicos en sí. «PFAS» es un acrónimo que significa per- and polyfluoroalkyl substances (sustancias per y polifluoroalquil). No es un solo químico, sino una familia extensa que se estima incluye ahora más de 12.000 compuestos únicos. El mero tamaño de esta clase química es uno de los mayores desafíos para entenderla y regularla. Sin embargo, todos comparten la misma arquitectura básica: una cadena de átomos de carbono sirve como esqueleto, y a este esqueleto se unen átomos de flúor. Es el número y la disposición de estos átomos de flúor lo que define las dos ramas principales de la familia: el «per» y el «poli».

El «per» en perfluoroalquil significa «completamente». En estas sustancias, la cadena de carbono está completamente fluorada. Imaginen una columna vertebral de carbono donde cada punto de enlace disponible, salvo los que mantienen unida a la cadena, está ocupado por un átomo de flúor. Esto crea lo que es esencialmente una armadura química. Los átomos de flúor, al ser relativamente pequeños y estar empaquetados estrechamente, forman una vaina protectora y no reactiva alrededor de la espina dorsal de carbono. Esta estructura es increíblemente estable y repele casi todo: aceite, agua, calor y ataque químico. Los dos miembros más infames de la dinastía PFAS, el ácido perfluorooctanoico (PFOA) y el ácido perfluorooctansulfónico (PFOS), son compuestos perfluorados. Son los supervivientes definitivos, los que realmente ganaron el nombre de «químicos eternos» debido a su extrema resistencia a descomponerse.

El «poli» en polifluoroalquil significa «muchos». En estas sustancias, la cadena de carbono está mayormente, pero no completamente, fluorada. Quedan aún algunos átomos de hidrógeno unidos a la columna vertebral de carbono, u otros grupos químicos. Estas secciones no fluoradas crean puntos de debilidad relativa en la armadura de la molécula. Si bien siguen siendo altamente persistentes en comparación con la mayoría de los otros químicos, las sustancias polifluoradas pueden, y de hecho lo hacen, descomponerse bajo ciertas condiciones ambientales o biológicas. Esto podría sonar como algo bueno, pero esconde un giro siniestro. Estos químicos no se descomponen en componentes inofensivos. En cambio, a menudo se transforman en los compuestos «per» totalmente fluorados, más estables, como el PFOA o el PFOS.

Esto convierte a muchas sustancias polifluoroalquil en «precursores». Son los caballos de Troya del mundo PFAS. Un fabricante podría liberar un químico polifluorado que sea menos estudiado y aún no regulado. Este precursor puede viajar a través del ambiente o ser absorbido por un organismo vivo. Con el tiempo, las partes más débiles de la molécula se desprenden, dejando atrás un químico eterno «per» terminal, perfluorado, que persistirá indefinidamente. Este proceso significa que la carga ambiental de los PFAS más persistentes puede seguir aumentando durante años, incluso después de que la producción directa de esos químicos específicos se haya detenido. Es un legado químico con una herencia diferida, pero garantizada.

La diversidad de la familia PFAS es abrumadora, pero para fines prácticos, a menudo se categorizan por la longitud de su cadena carbono-flúor. Los caballos de batalla originales de la industria, como el PFOA y el PFOS, se conocen como PFAS de «cadena larga». Estos suelen tener seis o más carbonos (para sulfonatos como el PFOS) u ocho o más carbonos (para carboxilatos como el PFOA). Los estudios científicos comenzaron a mostrar que estos compuestos de cadena larga no solo eran increíblemente persistentes, sino también bioacumulativos, lo que significa que se acumulan en los cuerpos de los organismos vivos, incluidos los humanos. También se vincularon a una serie de problemas de salud.

Bajo la presión de la evidencia científica y regulatoria creciente, los fabricantes en Estados Unidos y Europa comenzaron a eliminar la producción de PFOA y PFOS a principios de la década de 2000. Los reemplazaron con una nueva generación de PFAS de «cadena corta». Estos químicos cumplen las mismas funciones pero tienen menos átomos de carbono en su columna vertebral, típicamente cuatro o cinco. La industria química promovió estas alternativas de cadena corta como una opción más segura, argumentando que son menos bioacumulativas y se excretan del cuerpo humano más rápido que sus primos de cadena larga.

Si bien es cierto que los PFAS de cadena corta tienden a permanecer en el cuerpo por períodos más cortos, esto ha resultado ser un caso de sustitución lamentable. El término «más seguro» es altamente relativo. Las cadenas más cortas hacen que estos químicos sean más solubles en agua, lo que les permite viajar mucho más lejos y rápido en las aguas subterráneas y los ríos. Esta movilidad hace que la contaminación sea más extensa y difícil de contener. Además, su tamaño pequeño y solubilidad en agua los hacen significativamente más difíciles de eliminar del agua potable usando tecnologías de filtración estándar como el carbón activado. Y aunque pueden no bioacumularse tan fácilmente en los tejidos, siguen siendo altamente persistentes en el ambiente y ahora se les vincula a su propio conjunto de preocupaciones de salud.

Las propiedades específicas que hacen a los PFAS tan útiles —y tan problemáticos— surgen de su estructura de naturaleza dual, o anfifílica. Cada molécula de PFAS tiene dos partes distintas: una «cola» y una «cabeza». La cola es la cadena de carbono fluorada. Esta parte es hidrófoba (repele el agua) y, de manera única, oleófoba (repele el aceite). Esta doble repelencia es la magia detrás de las sartenes antiadherentes, las alfombras resistentes a las manchas y los envases de alimentos a prueba de grasa. La cabeza de la molécula es un grupo funcional, que típicamente contiene oxígeno, azufre o nitrógeno. Esta parte es hidrófila: se siente atraída por el agua.

Esta personalidad dividida convierte a los PFAS en surfactantes excepcionales. Un surfactante es una sustancia que reduce la tensión superficial de un líquido en el que se disuelve. Imaginen moléculas de agua en una superficie, aferradas entre sí y formando gotas. Cuando se añade un surfactante PFAS, las moléculas se disponen en la superficie. Sus cabezas amantes del agua permanecen en el agua, mientras que sus colas que odian el agua y el aceite se proyectan hacia el aire. Esto rompe las fuerzas cohesivas entre las moléculas de agua, permitiendo que el agua se extienda en una película fina y uniforme.

Esta propiedad es precisamente lo que los hace indispensables en ciertas aplicaciones, más notablemente en las espumas avanzadas contra incendios conocidas como Aqueous Film-Forming Foam (AFFF, espuma formadora de película acuosa). Cuando se rocían sobre un incendio de combustible líquido altamente inflamable, como el de un accidente aéreo, los surfactantes basados en PFAS en el AFFF crean una película de agua fina pero increíblemente robusta sobre la superficie del combustible. Esta película logra dos cosas simultáneamente: enfría rápidamente la superficie del combustible y, lo que es más importante, forma una barrera de vapor que sofoca el fuego cortando su suministro de oxígeno, previniendo la reignición. Ninguna otra clase de químico ha logrado realizar esta función salvavidas con la misma velocidad y eficacia.

Las mismas características químicas que permiten estas funciones notables son las que sellan su destino ambiental. La estabilidad del enlace carbono-flúor significa que, una vez creada y liberada una molécula de PFAS, no desaparece. La mayoría de los contaminantes en nuestro ambiente están sujetos a degradación. La luz solar los descompone en un proceso llamado fotólisis. El agua los descompone a través de hidrólisis. Y legiones de bacterias y hongos, los recicladores expertos del planeta, evolucionan formas de metabolizarlos para obtener energía. Ninguno de estos procesos naturales de descomposición hace mella significativa en los químicos perfluorados. Su escudo fluorado es simplemente demasiado robusto para ser penetrado.

Esta permanencia significa que la concentración global de PFAS sigue una trayectoria de ida. Cada molécula de PFOS que jamás se roció desde una manguera contra incendios en una base militar en la década de 1970, y que no fue incinerada a temperaturas extremadamente altas, sigue con nosotros. Puede estar en el suelo bajo la base, en las aguas subterráneas que fluyen lejos de ella, en un río a millas de distancia, o en la sangre de una persona que bebe esa agua. Podría haber sido transportada a la atmósfera y depositada en el hielo ártico, a miles de kilómetros de su punto de origen.

La historia de los químicos eternos no es, por tanto, la de una contaminación temporal que se desvanecerá con el tiempo. Es la historia de una adición permanente a la composición química de nuestro planeta. Estas moléculas son ahora parte del suelo, el agua, el aire y el tejido mismo de la vida. Son un monumento a un momento particular de la ingeniosidad humana, pero su característica definitoria, el enlace carbono-flúor inquebrantable, asegura que su legado durará por tiempos geológicos. Comprender esta química fundamental es el primer paso, y el más crucial, para enfrentar el desafío profundo que representan.