BIFENILOS POLICLORADOS (PCB) Y SU IMPACTO EN LA SALUD Dr. César Polo Espinal Presidente del Comité de Salud Ambiental del Concejo Nacional del Colegio Médico del Perú, Especialista en Medicina Familiar, Mg. Sc. Salud Ocupacional.
INTRODUCCION La contaminación ambiental y los efectos que ésta contaminación genera al ambiente y el posible riesgo a la salud humana es un grave problema a nivel nacional y mundial, que actualmente preocupa a la comunidad internacional y dentro de esos contaminantes se encuentran los Bifenilos policlorados (PCB) catalogados dentro de los 12 contaminantes orgánicos más tóxicos para los organismos vivos. La mayoría de los transformadores utilizan un fluido dieléctrico (aislante de la electricidad) a base de bifenilos policlorados (PCB), para mejorar la dimensión de la pieza.(1) “Es una de las sustancias más tóxicas porque es muy difícil que se degrade y tiene una alta permanencia en el medio ambiente”, explica Silvia Oliviera, del área de Sustancias Especiales del Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI). Estos productos poseen las propiedades necesarias para su uso en equipos eléctricos, como la pirorresistencia, pero presentan algunas desventajas importantes. Estas desventajas tienen que ver con la naturaleza tóxica de los PCB y el hecho de que pueden contaminarse con dibenzofuranos o transformarse en ellos. Durante muchos años se han detectado efectos biológicos adversos que ahora están perfectamente definidos. Pero durante cuarenta años se han utilizado PCB en transformadores y condensadores de forma irrestricta y ahora es preciso proponer soluciones prácticas para eliminar los PCB donde sea que se encuentren. ANTECEDENTES En 1881 se describió por primera vez la síntesis de los PCB y su producción comercial comenzó a fines de los años 1920. A mediados de 1970 cesaron algunas aplicaciones de PCB en algunos productos, pero siguieron utilizándose en transformadores, condensadores, termopermutadores y equipos hidráulicos. Se estima que desde 1930 se ha producido un millón de toneladas de PCB en todo el mundo. Y una cantidad considerable ha penetrado en el medio ambiente y los efectos a largo plazo de estos compuestos son motivo de preocupación. Los PCB son una familia de sustancias químicas orgánicas compuestas de 2 anillos de bencenos unidos por un enlace carbono- carbono. Los átomos de cloro se sustituyen en uno o en los diez lugares disponibles restantes. El número y la posición de los átomos de cloro determinan la clasificación y propiedades de las distintas moléculas.(2) Hay 209 posibles congéneres de los PCB. La volatilidad de las distintas moléculas varía según el grado de cloración. En general los congéneres con bajo contenido de cloro son líquidos que fluyen libremente y se hacen más viscosos, y menos volátiles al aumentar el contenido de cloro. Las preparaciones comerciales generalmente contienen una mezcla de congéneres y se clasifican según su contenido de cloro. Se estima que hay alrededor de 130 congéneres en las mezclas comerciales. Los PCB están presentes en otros productos como: barnices, parafinas, resinas sintéticas, pinturas epóxicas y marinas, recubrimientos, lubricantes para corte, fluidos para intercambiadores de calor, fluidos hidráulicos, etc. Los PCB´s se mantienen inmóviles en los suelos donde el carbono orgánico actúa como sumidero natural de las sustancias lipofílicas no polares. El proceso ecológico de contaminación se inicia por el transporte de los PCB´s por aire, suelo y agua; de esta manera llega hasta los mares hasta entrar en contacto con el plancton, invertebrados, de ahí pasa a los peces, a los pájaros, animales hasta llegar a los humanos. Una inadecuada combustión de los PCB´s puede generar dioxinas y furanos los mismos que son muchos más tóxicos que los mismos bifenilos policlorados. En el agua un litro de bifenilos policlorados crea una capa superficial de más de 8.000 m2 y contamina
aproximadamente un millón de litros de agua potable; en lagos, lagunas, ríos y mares afectando a la fauna presente, biomagnificándose en la cadena alimenticia, esto es, que su movimiento a través de la misma genera incrementos de concentración.(3) En el 2004 se realizó en el Perú(4) el 1er Inventario Nacional de Bifenilos Policlorados, por la Dirección General de Salud Ambiental (DIGESA) del Ministerio de Salud en colaboración con el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), con el fin de tener una aproximación sobre la cantidad de Bifenilos Policlorados existentes en el Perú. El documento detalla aspectos propios de la realidad en el Perú en relación con los Bifenilos Policlorados y las existencias de estos contaminantes en el 2004 en los sectores de energía, industria, agricultura, hidrocarburos, minería, pesquería y público en 10 departamentos priorizados del país; Ancash, Piura, Cajamarca, La Libertad, Lima, Pasco, Junín, Arequipa, Moquegua (Ilo) y Loreto. Asimismo se elaboró, el “Plan Nacional de Implementación del Convenio de Estocolmo sobre los Contaminantes Orgánicos Persistentes en el Perú 2007”.(5) Su elaboración se inició en enero de 2005, en el Marco del Convenio de Estocolmo que establece una serie de medidas para reducir o eliminar las liberaciones derivadas de la producción, importación, exportación, uso y disposición final de estas sustancias químicas. En dicho Convenio se señala que cada país debe elaborar un Plan para el cumplimiento de sus obligaciones, orientado a desarrollar una gestión ambiental racional de los Compuestos Orgánicos Persistentes (COP). El objetivo principal del presente Plan es eliminar gradualmente las existencias de PCBs a fin de contribuir a la disminución de la contaminación por PCBs y proteger la salud y el ambiente. Considera la capacitación técnica tanto del personal de las instituciones públicas responsables de la gestión de los PCBs, como del personal de las empresas importante para la asegurar el cumplimiento de las metas propuestas. En el ámbito nacional, no se tiene normas legales o técnicas específicas para los PCBs. No existe normativa nacional que prohíba la importación de equipos con PCBs; solamente se regula a través de los Convenios Internacionales de Rótterdam y Basilea. En México, en el 2009, se publica el artículo “Los Contaminantes Ambientales Bifenilos Policlorinados (PCB) y sus efectos sobre el Sistema Nervioso”,(6) donde se expone que el mecanismo de acción descrito para los PCBs, es por medio de la activación del receptor aril hidrocarburo, un factor de transcripción citosólico dependiente de ligando. Los PCB actúan como ligandos y son lipofílicos, por lo que entran a la célula y llegan al núcleo para unirse al ADN, altera la trascripción de genes específicos y provoca alteraciones genéticas que conducen a cambios en los procesos y funciones celulares. Los PCB interfieren con la producción y regulación de las hormonas esteroides y tiroideas al actuar como antagonistas o agonistas de los receptores hormonales. Afectan la función reproductora, alteran diferentes aspectos de la sexualidad, afectan el desarrollo del Sistema Nervioso, órganos y tejidos. Se asocian a deficiencias en el neurodesarrollo del niño y a alteraciones neuropsicológicas en la atención, el aprendizaje y el desarrollo psicomotor. Los PCB participan en el proceso de neurodegeneración afectan el sistema dopaminérgico. A nivel neurofisiológico, afectan la transmisión sináptica excitatoria e inhibitoria hipocampal; inhiben la potenciación a largo plazo y la plasticidad sináptica; alteran mecanismos de señalización celular como el GABAérgico, en el aprendizaje, memoria, y producen alteraciones cognoscitivas. La administración de PCB durante la gestación inhibe la actividad de la enzima óxido nítrico sintasas (NOS) y provoca cambios neuronales morfológicos degenerativos en los núcleos supra ópticos y paraventricular hipotalámicos, las evidencias de los estudios con los PCB son concluyentes en cuanto a que la exposición a estos tóxicos ambientales interfiere el funcionamiento de diferentes órganos y sistemas siendo un factor de riesgo para un amplio número de alteraciones neurodegenerativas. PRODUCCIÓN Y USOS La producción comercial de los PCB se inició en 1930. Se han utilizado ampliamente en equipo eléctrico, y en volúmenes más pequeños como líquido pirorresistente en sistemas de régimen cerrado. Al final de 1980, la producción mundial total de PCB era superior a un millón de toneladas y, desde entonces, la producción ha continuado en algunos países. A pesar de la creciente retirada del uso y de las restricciones sobre la producción, en el
ambiente se hallan cantidades muy elevadas de estos compuestos, bien en uso o como desecho.(4) En los últimos años, muchos países industrializados han adoptado medidas para controlar y limitar el flujo de PCB hacia el ambiente. El factor decisivo que ha llevado a estas restricciones ha sido probablemente una recomendación de 1973 de la Organización de Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE) (OMS, 1976; CIIC, 1978; OCDE, 1982). Desde entonces, los 24 países miembros de la OCDE han limitado la fabricación, la venta, la importación, la exportación y el uso de PCB, además de establecer un sistema de etiquetado de estos productos. Entre las fuentes actuales de liberación de PCB figuran la volatilización de vertederos (rellenos sanitarios y botaderos) que contienen transformadores, condensadores y otros residuos con PCB, aguas residuales, fangos cloacales, derrames y desechos de dragado, y la eliminación inadecuada (o ilegal) en zonas abiertas. Se puede producir contaminación durante la incineración de desechos industriales y municipales. Se sabe internacionalmente que la mayoría de los incineradores municipales no son eficaces en la destrucción de los PCB. (7) La explosión o el sobrecalentamiento de transformadores y condensadores pueden liberar cantidades significativas de PCB al entorno local. Los PCB se pueden convertir en Dibenzofuranos Policlorados (PCDFs) en condiciones pirolíticas. En las condiciones de laboratorio, la máxima producción de PCDFs se obtuvo a temperaturas entre 550°C y 700°C. Así pues, la combustión incontrolada de PCB puede ser una importante fuente de los peligrosos PCDFs. Por lo tanto, se recomienda un cuidadoso control de la destrucción de desechos contaminados con PCB, especialmente en relación con la temperatura de combustión (encima de los 1000 °C), el tiempo de permanencia y la turbulencia. DESCRIPCIÓN DE TRANSFORMADORES (2) Los transformadores son aparatos que pueden aumentar o disminuir el nivel de voltaje de una corriente eléctrica. La energía eléctrica se produce en centrales generadoras que queman diversos combustibles (petróleo, carbón, gas, etc.) y los transforman en energía. Esta energía se genera en forma de electricidad de alto voltaje que luego se distribuye a los usuarios finales (fábricas, hogares, minas, vías férreas, escuelas, etc.), que pueden estar cerca o lejos de la planta generadora. Esta energía eléctrica se transfiere mucho mejor si el voltaje se mantiene alto, porque con los altos voltajes se pierde mucha menos energía durante el transporte por el tendido de cables, sea por aire, de una a otra torre, sea bajo tierra. Los cables de energía eléctrica que solemos ver transportan electricidad a un voltaje de varios miles de kilovoltios. El voltaje debe disminuir antes de llegar al usuario, para así ajustarse a sus necesidades. Una fábrica puede necesitar quizás unos miles de voltios, mientras que las necesidades domésticas pueden ser de unos cientos de voltios. Esta disminución o reducción del voltaje se logra por medio de transformadores. Cada transformador que vemos en las subestaciones eléctricas, en la vía pública, el campo, en los postes, etc., tiene como misión reducir el voltaje. Estos transformadores deben estar adaptados a la tarea que se les asigna. Esta estructura está suspendida dentro de una cuba metálica y sostenida por separadores de madera (que tienen propiedades aislantes). Los dos circuitos eléctricos están equipados con electrodos de entrada que permiten conexiones eléctricas hacia el exterior. Estos electrodos están aislados del depósito metálico por medio de aislantes de cerámica. El espacio vacío dentro de la caja del transformador debe llenarse con un líquido que evite que se generen cortos circuitos y chispazos. Por eso, en su fase final de fabricación, el transformador se rellena con un fluido dieléctrico especial, que generalmente se compone de mezclas de aceite a base de PCB. Luego se sella el transformador, o se le coloca un “respiradero” que permita cambios en el volumen del aceite (por las fluctuaciones de temperatura).
IMPACTO DE LOS PCB EN LA SALID Efectos a la salud a) Bioacumulación de PCB en el organismo (7) Experimentos de laboratorio en animales han demostrado que: Los PCB se absorben fácilmente a través de todas las áreas expuestas y permanecen en su mayoría en el tejido graso, donde tienden a acumularse. Más del 90 % de los PCB ingeridos atraviesan las paredes del intestino y son retenidos en el organismo. El órgano blanco de los PCB es el hígado, donde se acumulan (se ha observado el desarrollo de tumores malignos y benignos en ratones que han absorbido PCB y en monos, cuya sensibilidad a estos productos es muy cercana a la humana) y causan: Acné, irritaciones cutáneas, hiperpigmentación Hipersecreción de glándulas lacrimales, conjuntivitis Desórdenes hepáticos (hipertrofia y cambios enzimáticos) Desórdenes en sangre (anemia e hiperleucocitosis) Efectos reproductivos Se observan cambios en la epidermis (pérdida de cabello) y en la piel (acné, edema) de descendientes de madres expuestas, así como bajo peso al nacer y anormalidades óseas. En ratones, la dosis letal 50 al día octavo (es decir, la dosis letal para el 50% de la población al cabo de 8 días) es sólo 0,7 g de PCB por kg del animal. b) Toxicidad efectiva de los PCB Los PCB han sido la causa de varios envenenamientos espectaculares. Por ejemplo, en 1968 en Yusho, Japón, alrededor de 1.800 personas enfermaron por causa de una enfermedad no identificada. La misma, bajo la forma de salpullido, desórdenes digestivos y oculares y entumecimiento de los miembros. Llevó más de seis meses antes de que se dieran cuenta de que esta enfermedad, que ya había causado varias muertes, era en realidad un caso de serio envenenamiento masivo causado por el consumo de aceite de arroz contaminado con PCB. Los PCB habían goteado de un compresor y estaban presentes en una concentración de 2.000 ppm (ppm = partes por millón; 2.000 ppm = 2 por mil o 0,2 %). En 1979, se envenenaron 2.000 personas en YuChen, Taiwan, luego de un accidente similar. c) Carcinogenicidad de los PCB La Agencia Internacional de Investigación sobre Cáncer (IARC), que es parte de la Organización Mundial de la Salud (OMS), mide el riesgo carcinogénico de varias sustancias químicas y las clasifica en dos grupos: las que son “carcinógenos humanos” (grupo 1) las que son “probables carcinógenos humanos” (grupo 2) Asimismo el último grupo se subdivide en grupos A y B: Para el grupo 2 A, la evidencia de carcinogenicidad es “bastante sólida” Para el grupo 2 B, la evidencia es “menos sólida” Los PCB se clasifican en el grupo 2 B. d) Valores umbrales de exposición En Estados Unidos el valor límite umbral de exposición a PCB en el ambiente laboral fue establecido por la Conferencia Americana de Higienistas Gubernamentales (ACGIH) en: 1 mg/m3 para los que tengan un contenido de cloro del 42 % 0,5 mg/m3 para los que tengan un contenido de cloro del 54 %
Otra agencia, el Instituto Nacional de Seguridad Ocupacional y Salud (NIOSH) recomienda un valor límite en 0,01mg/m3, para cubrir los potenciales riesgos de cáncer. En Suecia, el valor límite se estableció en 0,01 mg/m3. e) Toxicidad de los productos de descomposición de los PCB (8) Cuando los PCB se descomponen por calor, producen cloro, gas clorhídrico y monóxido de carbono. Los vapores de gas clorhídrico pueden causar serias irritaciones del tracto respiratorio, de las áreas de piel expuestas, de mucosas (particularmente las de los ojos), y resultar en faringitis, laringitis, bronquitis e inflamación ocular. En concentraciones elevadas existe riesgo de edema pulmonar agudo. Por lo tanto, nunca se debería olfatear un transformador que esté dañado. En el caso de incendio o descomposición, los PCB también producen, cuando hay oxígeno presente, pequeñas cantidades de algunos compuestos tóxicos que pertenecen a la familia de las dioxinas y furanos. La evaluación de toxicidad de los PCBs, es muy difícil debido a que estos compuestos se encuentran en mezclas y pueden contener diversas impurezas, por este motivo, ésta puede diferir entre exposiciones directas, trabajadores y exposiciones indirectas, población en general, esto debido a la diferencia en la degradación de los diferentes compuestos. Se ha determinado que la ingesta diaria de PCBs, en los países industrializados, alcanza 1 mg por persona, nivel con el cual no se han observado efectos adversos en las personas. Se espera que existan síntomas después de una ingesta mínima oral de 500 mg. En el ámbito laboral de acuerdo a estudios de exposición aguda, tras una hora de exposición se produjo una erupción cutánea. A altas concentraciones se observaron otros efectos como prurito, escozor, irritación conjuntival, pigmentación de dedos y uñas y cloroacné. Es importante destacar que el cloroacné es uno de los efectos predominantes en la exposición laboral. Toxicidad Aguda En una exposición de corto tiempo, los efectos a la salud pueden ocurrir inmediatamente: Exposición al vapor puede irritar los ojos, nariz y garganta. Altas exposiciones pueden dañar el hígado. Efectos Crónicos Los siguientes efectos crónicos pueden ocurrir algún tiempo después de la exposición a Bifenilos policlorados: a. Peligros de cáncer Son probables cancerígenos, hay evidencias de que ellos causan cáncer a la piel en humanos y ha sido demostrado su potencial de causar cáncer al hígado en animales. Muchos científicos afirman que no hay nivel seguro de exposición a un agente que cause cáncer. Tale sustancias tienen el potencial de causar daños en la reproducción de los humanos. b. Peligros en la reproducción Los Bifenilos policlorados pueden ser teratogénicos en humanos, pues se ha comprobado su poder teratogénicos en animales. Pueden pasar de la madre al niño a través de la leche materna. Pueden afectar el sistema reproductivo de adultos. c. Otros efectos a largo plazo Repetida exposición puede causar daño al hígado.
Pueden causar cloroacné, el cual puede persistir por años. Altas exposiciones pueden dañar el sistema nervioso, causando parálisis, pérdida de fuerza, picazón y dolor en brazos y piernas. Efectos sobre el medio ambiente (Ref. IPCS, WHO, UNEP, ILO, 1993) Las liberaciones de mezclas comerciales de PCBs al medio ambiente (Ref. US EPA, 2000), además de las liberaciones que ocurren durante la disposición final autorizada y/o la destrucción, se limitan a liberaciones accidentales de PCBs en uso, como resultado de fugas o derrames durante la falla o ruptura del equipo que contiene PCBs, o combustión incompleta durante incendios accidentales que involucran equipos que contienen PCBs. La mayor fuente de liberaciones de PCBs al aire, agua y suelo proviene del reciclaje de aquellos que permanecen en el medio ambiente, pasando de un medio a otro. Proceso cíclico que involucra la volatilización desde superficies acuáticas y terrestres hacia la atmosfera y luego la redeposición de estos compuestos sobre la superficie de la tierra. El promedio de concentración de los PCBs son 1-10 ng/m3, 0,6 ng/m3, y < 0,1 ng/m3 en aire de localidades urbana, rural y remota; <100 ng/Kg en suelos basales (“background soils”); <0,1 ng/L en agua potable; 0,5-3,3 ng/L en agua de los grandes lagos (Great Lakes) y 0,5 ng/g en peces de agua fresca. El destino de transporte de los PCBs en el medio ambiente está influenciado por medios físicos, químicos y biológicos; las tendencias y velocidades a las cuales ocurren estos procesos dependen de las propiedades físicas y químicas de los PCBs individuales y de las condiciones específicas del lugar. Los procesos de destino y transporte incluyen, pero no están limitados a los siguientes: a. Procesos físicos de pérdida, tales como sorción y volatilización. b. Procesos de transporte, tales como dilución, advección y dispersión. c. Procesos químicos, tales como hidrólisis, fotolisis, reacciones ácido base y pares iónicos o complejos. d. Degradación por procesos microbiológicos aeróbicos y anaeróbicos. Los PCBs con baja solubilidad en agua son dispersados rápidamente a través de los componentes no lipídicos del medio ambiente, tendiendo a ser móviles en suelo, sedimento y agua subterránea. A mayor presión de vapor se tiene una mayor probabilidad que el PCB exista en estado gaseoso. Un valor mayor de la constante de la Ley de Henry, indica mayor capacidad de volatilización del PCB desde la superficie del agua. CONCLUSIONES Los sitios posiblemente contaminados con PCBs pueden estar en las empresas que poseen equipos contaminados y que han sufrido algún derrame. Sobre los sitios posiblemente contaminados, de acuerdo al inventario realizado se observa que podrían ser los botaderos, rellenos sanitarios donde se quema basura, plantas de transferencia e incineradores que operan inadecuadamente. Frente al problema de COPs se tiene una acción importante del sector privado representado por las ONGs, la industria, institutos de investigación. Hay iniciativas de Producción más Limpia como las del Centro de Eficiencia Tecnológica CET, el Programa Responsable Care del Comité de Industria Química, el Coating Care en empresas de recubrimientos, la Gestión Ambiental en base a los estándares internacionales ISO 14001, el Proyecto Piloto de Gestión Ambiental de COPs en el Valle del Mantaro, entre otros. En cuanto a la infraestructura de laboratorios, el país cuenta con tres laboratorios públicos pertenecientes al SENASA, la DIGESA y el Instituto del Mar del Perú (IMARPE), además de algunas universidades como Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM), Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), Universidad
Nacional de Ingeniería (UNI) y 6 laboratorios privados que analizan plaguicidas COPs y PCBs, no existiendo aún laboratorios de análisis de Dioxinas y Furanos. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1.
Proyecto GEF/PNUMA Nº GFL-2328-2761-4747 (2006). “Inventario Nacional de Bifenilos Policlorados (PCB)”.
2.
PNUMA (2002). “Transformadores y Condensadores con PCB: desde la Gestión hasta la Reclasificación y Eliminación”.
3.
Jack Weinberg (2009). “Guía para las ONG sobre los Contaminantes Orgánicos Persistentes”.
4.
DIGESA-MINSA (2004). “Inventario Nacional de Bifenilos Policlorados Perú 2004”.
5.
Corporación Alternativa para el Desarrollo - COALDES (2003). “Inventario preliminar de Bifenilos Policlorados - PCB`s”.
6.
Millar Pérez Carolina, Sánchez Islas Eduardo, Mucio Ramírez Samuel, Mendoza Sotelo José, León Olea Martha (2009). “Los Contaminantes Ambientales Bifenilos Policlorinados (PCB) y sus efectos sobre el Sistema Nervioso”. M. Sc. Ing. Qco. Javier Martínez. Tomo II (2005). Guía para la Gestión Integral de los Residuos Peligrosos. Convenio de Basilea sobre el control de los movimientos transfronterizos de los desechos peligrosos y su eliminación, Conferencia de Plenipotenciarios del 22 de marzo 1989.
7. 8.