El arsénico y el desafío de los científicos

El arsénico ha sido conocido en la historia del hombre como uno de los venenos más letales y como el preferido de quienes llevaban adelante conspiraciones contra grandes personajes, sobre todo por su acción silenciosa. Insípido e inodoro, podía ser fácilmente combinado con los alimentos de la víctima, causándole serios daños en los aparatos y sistemas neurológico, respiratorio, hematológico, cardiovascular y gastrointestinal, entre otros.

Lo cierto es que el arsénico es una sustancia química liberada por la corteza terrestre, a través de procesos naturales, y por algunas actividades humanas, existiendo tanto bajo la forma orgánica como inorgánica, considerada esta última como su forma más tóxica.

Alrededor de un tercio del arsénico presente en la atmósfera proviene de fuentes naturales, (por ejemplo, de los volcanes). Del mismo modo, cuando hay contaminación geológica natural, se pueden encontrar altos niveles de arsénico en el agua de bebida que proviene de pozos profundos.

El resto, sin embargo, se origina en actividades humanas. Algunos procesos industriales tales como la minería, la fundición de metales o las plantas eléctricas de carbón, así como la utilización de este metaloide en la elaboración de pesticidas y otros productos químicos, contribuyen a la presencia de arsénico en el aire, agua y suelo.

Varios países de América han reportado la existencia de población expuesta crónicamente a concentraciones de arsénico en agua de bebida, superior a las prevista por la normatividad de los países. Es el caso de Canadá, Estados Unidos, Chile, Perú, Bolivia, México, El Salvador y Nicaragua.

Ahora bien, volviendo al efecto tóxico en los seres vivos, y esta vez alejados de las novelas en que alguna vez se denominó al arsénico como “El rey de los venenos”, está comprobado que si se ingiere una gran cantidad de arsénico inorgánico –el más tóxico- puede afectar al intestino, el corazón y el sistema nervioso, provocando un envenenamiento rápido y la muerte.

Por estas características es el agua para beber donde los esfuerzos científicos han trabajado con mayor ahínco, principalmente porque la contaminación por este elemento puede provenir de una multiplicidad de fuentes, inclusos las naturales. Si bien el agua para beber que se encuentra en fuentes no contaminadas contiene normalmente pequeñas cantidades de arsénico, existen zonas en las que hay una contaminación geológica natural, donde incluso el agua de los pozos puede alcanzar altos niveles de arsénico inorgánico. Estos niveles pueden dañar la piel y están vinculados con el aumento de riesgo de cáncer de piel, pulmón, vejiga y riñón.

En este contexto se han propuesto numerosas tecnologías destinadas a reducir el arsénico del agua, tanto el de origen natural como el antrópico. No obstante, la inmensa mayoría de estos métodos suponen un alto costo, a la vez que un complicado uso y mantenimiento.

De hecho, existen alrededor de 14 tecnologías destinadas a remover arsénico del agua, las que van desde el 70 al 99% de eficiencia. Los métodos de coagulación-floculación y ablandamiento con cal son los más usados en grandes sistemas y no exclusivamente para remover el arsénico. En pequeños sistemas puede aplicarse el intercambio iónico, alúmina activada, ósmosis inversa, nanofiltración y electrodiálisis inversa, mientras que las tecnologías actualmente emergentes son: arena recubierta con óxidos de hierro, hidróxido férrico granular, empaques de hierro, hierro modificado con azufre, filtración con zeolita, adición de hierro con filtración directa y remoción convencional de hierro y manganeso.

En Chile se ha preparado una reglamentación sobre niveles máximos de arsénico en agua potable considerando las condiciones locales, niveles máximos de emisión en fundiciones, área de influencia y las opciones tecnológicas para reducir significativamente esas emisiones.

La tarea no es menor, considerando que la conciencia respecto de la necesidad de remover arsénico del agua comenzó en la segunda mitad del siglo XX. De hecho, ya en la década de los ‘60 se evidenciaron serios daños a la salud de la población en las ciudades de Antofagasta y Calama, donde el consumo de agua provenía principalmente del río Toconce, cuyas concentraciones de arsénico se encontraban en el rango de los 600 y 900 μg (microgramos), generando un impacto que se ha continuado investigando hasta la fecha. Esta grave situación llevó al gobierno chileno de esa época a encargar un estudio sobre la remoción de este contaminante a la empresa alemana Berkefeld Filter, cuyos investigadores, en conjunto con investigadores chilenos, demostraron la potencialidad que la tecnología en base a coagulación-floculación tenía para abatir arsénico del agua. Estudios posteriores permitieron conocer, en mayor profundidad, el rol de las distintas etapas de este proceso en la eficiencia de remoción, lo cual permitió optimizar los parámetros de diseño de las distintas plantas que se fueron construyendo.

En la década de los ’70, en tanto, se comenzaron a tomar medidas para remover el arsénico de las fuentes de agua superficiales que abastecían a la población de Antofagasta. Actualmente, hay plantas de remoción de arsénico del agua de abastecimiento (0,40 mg/L) que tratan en conjunto 2.000 L/s y producen agua potable con 0,040 mg As/L. Así, solo queda por cubrir la población dispersa, constituida principalmente por grupos indígenas, que todavía consumen agua con concentraciones elevadas de arsénico (0,6 mg/L). Para ellos se han investigado métodos simples de remoción de arsénico y a la fecha se están adoptando soluciones de acuerdo con sus necesidades y posibilidades. Una de estas plantas inició su actividad en septiembre 2014 y es la de tratamiento para la extracción del arsénico de Toconao.

Por ende, el desafío planteado ante la realidad ecosistémica del país, donde cadenas montañosas poseen una gran presencia volcánica, y las características de nuestra economía, basada principalmente en la actividad minera, implica entonces una ardua búsqueda por parte de la comunidad científica en orden a lograr soluciones nuevas y efectivas en la remoción del arsénico de las fuentes de aguas bebestibles.