Cómo las pulseras de silicona pueden ayudar a los científicos a monitorear los ‘químicos eternos’

Cada mañana, las personas se abrochan el reloj, se ponen una pulsera y salen por la puerta sin pensar mucho en lo que podrían encontrar en el camino. El aire que respiran, el polvo en sus manos y las superficies que tocan parecen comunes. Sin embargo, muchas exposiciones a sustancias químicas ocurren silenciosamente, sin olor, sabor ni advertencia.

¿Qué pasaría si algo tan simple como una pulsera de silicona en la muñeca pudiera ayudar a rastrear esas exposiciones invisibles?

El monitoreo ambiental se ha basado tradicionalmente en instantáneas de la exposición a partir de una muestra de agua recolectada en un solo día, una muestra de sangre extraída en un momento dado o un análisis de suelo de un lugar específico. Pero la exposición se desarrolla gradualmente a medida que las personas se mueven por diferentes entornos y entran en contacto con el aire, el polvo y las superficies a lo largo del día.

Las nuevas herramientas de monitoreo no invasivo buscan capturar esa imagen a largo plazo.

A medida que las sustancias químicas sintéticas como los “químicos eternos”, conocidas como perfluoroalquilos y polifluoroalquilos (PFAS), se extienden en entornos cotidianos, los científicos se centran cada vez más en comprender cómo se produce la exposición a estas sustancias en la vida diaria.

El monitoreo tradicional no refleja la realidad cotidiana

Los métodos tradicionales de monitoreo son esenciales para identificar la contaminación, pero capturan la exposición como un momento, en lugar de como algo que se desarrolla con el tiempo.

En estudios con personas, medir la exposición a menudo requiere procedimientos invasivos, como extracciones de sangre, que pueden ser costosos, logísticamente complejos y, para algunos participantes, lo suficientemente incómodos como para desalentar la participación.

Al principio de mi investigación en química ambiental, noté algo que no cuadraba del todo. Las personas que vivían en la misma comunidad agrícola, o los animales que compartían el mismo paisaje, a menudo mostraban perfiles químicos muy diferentes, incluso cuando las mediciones ambientales parecían similares. El entorno no había cambiado mucho; el comportamiento diario sí.

El movimiento a través de diferentes espacios, el tiempo que se pasa en interiores o exteriores, el contacto con superficies tratadas y las interacciones con productos de consumo influyen en la exposición de maneras que una sola muestra no puede capturar por completo. Esta constatación planteó una pregunta más amplia: si la exposición se desarrolla gradualmente, ¿cómo pueden los científicos medirla utilizando herramientas diseñadas para momentos específicos? Responder a esta pregunta requiere abandonar las mediciones aisladas y adoptar enfoques que reflejen la experiencia vivida.

¿Qué cambian las herramientas no invasivas?

Esta pregunta me llevó a trabajar con herramientas de monitoreo pasivo y no invasivo, como las pulseras de silicona. En lugar de recolectar muestras activamente, estas herramientas absorben sustancias químicas del entorno circundante con el tiempo, de forma similar a cómo la piel o el pelaje interactúan con el aire, el polvo y las superficies.

Las pulseras de silicona funcionan porque están hechas de un polímero de silicona llamado polidimetilsiloxano o PDMS, que puede absorber muchas sustancias químicas orgánicas del entorno. A medida que se usa la pulsera, los compuestos del aire, el polvo y las superficies se difunden gradualmente en la silicona.

El material actúa como una esponja, recogiendo pasivamente los rastros de sustancias químicas que el usuario encuentra durante sus actividades diarias. Después de usar la pulsera durante varios días o semanas, los investigadores pueden extraer esos compuestos en el laboratorio y analizarlos para comprender mejor los patrones de exposición.

Las pulseras de silicona son un ejemplo de un grupo más amplio de herramientas de monitoreo pasivo y no invasivo diseñadas para observar cómo se acumulan las sustancias químicas con el tiempo. Otros enfoques, como los muestreadores pasivos de aire ubicados en hogares o pequeños dispositivos portátiles, siguen principios similares al absorber compuestos del entorno circundante.

Investigadores han utilizado herramientas no invasivas en estudios comunitarios para rastrear la exposición sin procedimientos médicos, reduciendo las barreras de participación y la carga de trabajo de los voluntarios. Por ejemplo, científicos han aplicado estos enfoques para estudiar la exposición en adolescentes de comunidades agrícolas, bomberos y ocupantes de edificios de oficinas.

Investigadores también han adaptado ideas similares para estudios con animales y vida silvestre. En lugar de extraer sangre, los científicos pueden utilizar etiquetas portátiles, collares o muestreadores pasivos ubicados en el entorno de un animal, como áreas de anidación o hábitats, para comprender cómo se acumulan las sustancias químicas con el tiempo. Estos enfoques pueden ofrecer información sobre la exposición en diferentes ecosistemas, a la vez que minimizan el estrés de los animales.

Como cualquier método, el monitoreo pasivo tiene limitaciones. Algunas sustancias químicas son más difíciles de capturar que otras, y las condiciones ambientales, como la temperatura, la luz solar o el flujo de aire, pueden influir en la eficiencia con la que los muestreadores absorben los contaminantes. Los dispositivos portátiles también reflejan la exposición durante un período específico, lo que significa que no pueden proporcionar un registro completo de por vida.

Estos enfoques no reemplazan el monitoreo tradicional. En cambio, aportan contexto, mostrando cómo la exposición se acumula a lo largo del tiempo y el espacio, en lugar de aparecer repentinamente en un único punto de muestreo.

Por qué esto es importante ahora

En Estados Unidos, la contaminación por PFAS se ha convertido en una preocupación pública creciente, desde avisos sobre el agua potable hasta restricciones de productos y esfuerzos de limpieza. Agencias federales, incluyendo la Agencia de Protección Ambiental (EPA), han destacado la persistencia de estas sustancias químicas y su amplia presencia en el medio ambiente.

Gran parte del debate público se centra en dónde se encuentran las PFAS en los sistemas hídricos, el suelo o los productos de consumo. Sin embargo, comprender la exposición también requiere prestar atención a cómo las personas y los ecosistemas se enfrentan a estas sustancias químicas en entornos cotidianos.

Las herramientas de monitoreo no invasivo pueden ayudar a llenar ese vacío. Ofrecen maneras de comprender mejor la exposición acumulativa, identificar vías desatendidas e informar sobre la salud ambiental y las decisiones de conservación. Para la vida silvestre, estos métodos pueden permitir a los investigadores detectar riesgos emergentes con mayor antelación sin añadir presión a las especies que ya enfrentan la pérdida de hábitat y el estrés climático.

Si bien estos enfoques son cada vez más comunes en la investigación sobre salud ambiental, aún son emergentes en comparación con los métodos de muestreo tradicionales. Los costos, la necesidad de protocolos estandarizados y las diferencias en la interacción de los distintos productos químicos con los materiales pasivos pueden ralentizar su adopción generalizada. A medida que los investigadores siguen perfeccionando estas herramientas, pueden complementar, en lugar de sustituir, las estrategias de monitoreo establecidas.

Yaw Edu Essandoh es estudiante de doctorado en asuntos públicos y ambientales en la Universidad de Indiana.

Este artículo se toma de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lee el artículo original.