EL AUTOSABOTAJE AL AGUA QUE CONSUMIMOS

Denisse Fabiola González Ramírez
Estancia posdoctoral CONACYT
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Claudia Marissa Aguilar Melo
UPIBI-IPN
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Beatriz Elena Bonola Barrientos
UPIITA-IPN
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Mario Fidel García Sánchez
UPIITA-IPN
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Issis Claudette Romero Ibarra
UPIITA-IPN
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Sección de Estudios de Posgrado e Investigación
Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA)
Instituto Politécnico Nacional

Cómo citar este artículo

Abstract

Every day, we hear people talking about water pollution and its detrimental effects on the environment through public campaigns in which we are invited to “don’t waste the water”. But are we aware of the biological functions of water in the human body? or why water is polluted? In this article we explore some of the biological functions of water as well as the chemical interactions of water molecules to retain contaminants. The concentrations by which pollutants are found range from grams to less than a millionth of a gram therefore some molecules are resistant to conventional treatments, The potabilization process allows the elimination of some pollutants and pathogen microorganisms (bacteria, virus, and protozoa responsible for gastrointestinal disease), therefore, is a step of great importance for the public health. As potabilization of water follows regulations regarding quality, we know that not all water pollutants are considering by the law specially if they are in low concentrations. Therefore, we must keep our research on the improvement on advanced treatments capable of eliminate recalcitrant pollutants.

¿Por qué tomamos agua?

Ya sea embotellada o sólo hervida de un pozo o manantial, los seres humanos debemos consumir agua para mantener los procesos biológicos que nos permiten nutrirnos, movernos, respirar, reproducirnos y excretar desechos de nuestro organismo. El proceso de hidratación debe ser continuo, ya que perdemos agua de manera constante con las actividades que realizamos. Las principales rutas de pérdida de agua son los riñones, piel, respiración y tracto digestivo. El cuerpo humano tiene un contenido de 55% a 65% de agua del total de la masa corporal, de la cual 2 terceras partes se encuentran dentro de las células y el resto intravascular (Jéquier y Constant, 2009; Tomas et al., 2008). Se recomienda en el caso de un adulto sedentario un consumo de 2.2 L/día en mujeres adultas, 3.0 L/día en hombres adultos y en niños de 4 a 8 años de 1.2 L/día. La deshidratación afecta la estructura del cerebro especialmente en los ventrículos laterales y se presentan síntomas de daño en el sistema nervioso central cuando alcanza una pérdida de 5% del contenido de agua en el cuerpo humano (Kempton et al., 2009; Thomas et al., 2008).

¿Qué hace el agua en nuestro cuerpo?

El agua dentro de nuestro organismo se encuentra libre o enlazada, se une mediante interacciones directas (puentes de hidrógeno) o indirectas (interacciones hidrófobas). Es necesaria para que las enzimas hidrolicen proteínas, grasas y carbohidratos en el proceso de absorción de nutrientes. E interviene en todos los procesos genéticos para replicación de células que son la traducción, la transcripción y la síntesis (Bagchi, 2013).

El agua es un medio en el cual se pueden llevar a cabo diversas reacciones químicas y biológicas gracias a su capacidad de rodear las moléculas o iones (solvatar). La solubilización de los compuestos se debe a las interacciones con el dipolo de la molécula del agua. El hecho de que los dos átomos de hidrógeno, que adquieren carga positiva al ceder un electrón al oxígeno, no estén simétricamente distribuidos alrededor del átomo de oxígeno, que adquiere carga negativa al aceptar electrones de los átomos de hidrógeno, le genera un momento dipolar permanente (una separación entre el centro de carga positivo y negativo en la molécula) (ver figura 1). Debido a esto el agua forma redes donde el oxígeno atrae a los hidrógenos de otras moléculas. Lo que permite atrapar moléculas dentro de la red como resultado de las interacciones hidrofílicas (atracción al agua) e incluso hidrofóbicas (repulsión al agua) con las moléculas. El transporte de iones y biomoléculas a través de la membrana celular es esencial para que las células que componen los órganos del cuerpo humano funcionen correctamente (Jéquier y Constant, 2009; Rosinger, 2019).

Figura 1. Representación esquemática del momento dipolar del agua.

Sustancias presentes en el agua

La problemática a la que nos enfrentamos los seres humanos como asiduos consumidores de agua, es que está no solo disuelve moléculas que benefician al cuerpo humano como el calcio y sodio. En el agua se pueden encontrar sustancias que son nocivas, y muchas de esas sustancias las introducimos con las actividades que realizamos a diario, algunas otras se encuentran presentes de manera natural en el ambiente. De acuerdo con los registros de la Sociedad Estadounidense de Química, para abril del 2021 se tenían registradas 250 millones de sustancias químicas descubiertas o sintetizadas por los seres humanos (Ambrose, 2021). Diversos estudios han encontrado mezclas de sustancias químicas producto de la reacción del cloro y materia orgánica, la cual a altas concentraciones de cloro (<0.002 gramos="" por="" litro="" forman="" compuestos="" conocidos="" como="" trihalometanos="" que="" son="" potencialmente="" m="" s="" da="" inos="" sus="" precursores="" ver="" figura="" 2="" zhang="" y="" minear="" 2006="" penserini="" et="" al="" 2022="" la="" detecci="" n="" de="" estas="" sustancias="" est="" limitada="" capacidad="" t="" cnica="" anal="" tica="" con="" se="" cuente="" siendo="" encontrados="" en="" escala="" micro="" 0="" 000001="" nano="" 000000001="" contaminantes="" derivado="" car="" cter="" heterog="" neo="" los="" el="" agua="" consumo="" humano="" aplican="" combinaciones="" tratamientos="" f="" sicos="" qu="" micos="" biol="" gicos="" para="" asegurar="" sea="" potable="" hacen="" uso="" energ="" a="" temperatura="" radiaci="" etc="" involucran="" reacciones="" micas="" emplean="" microrganismos="" destruir="" o="" absorber="" p="">

Figura 2. . Cáncer de hígado asociado a la presencia de sustancias químicas carcinogénicas.

El reto de la potabilización del agua

La palabra potable en un término que usamos para referirnos al agua que podemos tomar sin que posteriormente padezcamos una enfermedad. Pero, realmente ¿qué significa potable?; la Secretaría de Salud en México define al agua potable en la NOM-127-SSA1-2021 como agua para uso y consumo humano, y es “toda aquella que no causa efectos nocivos a la salud y que no presenta propiedades objetables o contaminantes en concentraciones fuera de los límites permisibles y que no proviene de aguas residuales tratadas”.

La definición anterior contiene varios conceptos que habríamos de observar con detenimiento para poder contextualizar que es considerado potable y que sería deseable para el término potable. Lo deseable sería que el agua, en efecto solo tuviera lo que necesita nuestro organismo para funcionar. En términos legales el agua que llega a nuestros hogares a través de la red pública es de hecho, potable; de acuerdo con los reportes de Sistema de Aguas de la Ciudad de México (De la Rosa Montiel, 2014). Lo anterior porque cumple con lo que la ley establece. Es decir, concentraciones de sustancias disueltas en cantidades inferiores a las máximas estipuladas en una lista específica de contaminantes. Lo anterior nos genera una pregunta ¿qué pasa con lo que no está contemplado en la lista? En los últimos años se ha demostrado la presencia de tierras raras (gadolinio), productos de cuidado personal (jabones, cremas, cosméticos, detergentes, etc.), productos farmacéuticos (antibióticos, anticonvulsivantes, antivirales, quimioterapéuticos, hipoglucemiantes, etc.), sustancias ilegales (marihuana, cocaína, heroína, etc.), y plastificantes (bisfenol A, ftalatos, etc.) capaces de resistir tratamientos de purificación de agua para consumo humano gracias a técnicas analíticas con límites de detección tan bajas como una milbillonésima parte de un gramo en un litro (0.000000000000001 gramos por litro) (Brünjes y Hofmann, 2020; Davey et al., 2022; de Jesus Gaffney et al., 2016; Penserini et al., 2022; Tröger et al., 2018; Vasquéz-Tapia et al., 2022; Xue et al., 2021; y Yadav et al., 2021). Lo que ha permitido ampliar las perspectivas de que es deseable en el agua para el consumo humano, e identificar alteraciones en el sistema endócrino y el riesgo de desarrollar cáncer derivado de la exposición crónica y bioacumulación de dichas sustancias (Xue et al., 2021).

Lo anterior nos deja con una reflexión, acerca de la selección de productos que consumimos, la frecuencia con la que lo hacemos y como disponemos de ellos cuando consideramos que ya no son útiles. Si bien el proceso de fabricación involucra la generación de residuos, el producto al ser desechado también es una fuente de contaminación que a diferencia de las empresas no está legislado cuando los liberamos al ambiente de manera individual. Sobre todo, lo que excretamos en la orina, que en el caso de los productos farmacéuticos y las sustancias ilegales no se cuenta con los estándares de los metabolitos para determinar analíticamente su presencia. Por lo tanto, desconocemos la magnitud de la exposición a estas sustancias a través del agua de consumo humano, ya que muchos de sus metabolitos con capaces de resistir los tratamientos que se emplean en las plantas embotelladoras de agua.

En conclusión, ¿Qué se está haciendo para mejorar la capacidad de remoción de contaminantes en el agua?

Actualmente instituciones de educación superior como el IPN, lleva a cabo en la UPIITA estudios para mejorar la calidad del agua mediante la optimización de filtros (Hernández, 2022) y tratamientos fotocatalíticos, sonoquímicos, y electroquímicos (ver figura 3). Estas tres últimas técnicas en particular son de gran interés, pues permiten degradar contaminantes que no pueden ser eliminados por los métodos convencionales de tratamiento y que se encuentran en muy bajas concentraciones. El desarrollo de tecnologías con mayor capacidad de remoción de contaminantes es un proceso dinámico ya que a medida que aumentan nuestras capacidades tecnológicas lo hace el consumo del recurso hídrico y se incrementan los contaminantes de todo tipo en el agua. De ahí la importancia de generar conciencia de que cualquiera que sea la actividad que desarrollemos estamos contribuyendo en la contaminación del agua, pero también esta en nuestras manos buscar alternativas para reducir el impacto en el ambiente.

Figura 3. Desarrollo de actividades e investigaciones realizadas en UPIITA asociadas al agua.

V. Conclusiones

Parráfo

Referencias y recursos electrónicos

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5. de Jesus Gaffney, V., Mota-Filipe, H., Pinto, R. A., Thiemermann, C., Loureiro, M., Cardoso, V. V., Benoliel, M. J., & Almeida, C. M. M. (2016). Chemical and biochemical characterization and in vivo safety evaluation of pharmaceuticals in drinking water. Environmental Toxicology and Chemistry, 35(11), 2674–2682. Portico. https://doi.org/10.1002/etc.3451


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Cómo citar este artículo en APA

González, D., Aguilar, C., Bonola, B., García, M. & Romero, I. (1 de noviembre de 2023). El autosabotaje al agua que consumimos. Boletín UPIITA. 18 (99).
https://www.boletin.upiita.ipn.mx/index.php/ciencia/1053-cyt-numero-99/2220-el-autosabotaje-al-agua-que-consumimos

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