Determinar cualitativamente la presencia del plomo en vasijas de alfarería observando los diferentes efectos del pH sobre la liberación del plomo presente en la cerámica

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Universidad Veracruzana

Facultad de Química Farmacéutica Biológica

Laboratorio de Toxicología

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1. Objetivo

• Determinar cualitativamente la presencia del plomo en vasijas de alfarería observando los diferentes efectos del pH sobre la liberación del plomo presente en la cerámica.

1. Introducción

1. Fundamento        

La palabra alfarería es un término antiguo que muchas veces comprende también lo que se define como cerámica vidriada. En muchos sitios del país se ha adoptado la palabra cerámica, sustituyendo a alfarería, a partir del inglés “ceramic”. Se entiende por productos de alfarería aquellos objetos realizados con arcilla y posteriormente cocidos como son ollas, platos, vasos, cazuelas y una lista interminable de piezas tradicionales (Quintanar, 2007).  

La elaboración de artículos de alfarería es unas de las actividades más antiguas, las primeras creaciones fueron objetos rituales; para el año 7000 a.C. se conoció el uso de materiales de barro en la arquitectura del Medio Oriente, Mesopotamia, China y diversos puntos del continente americano (México, Perú, Ecuador). Mientras tanto, en México se han podido apreciar, a lo largo del tiempo, diversos tipos de alfarería, entre los que destacan:

• Domestica: Elaboración de comales, ollas, jarros, platos, cántaros, cuchara, juguetes, entre otros.
• Ceremonial: Utilización en la creación de estatuas de dioses, perfumadores, vasijas para ofrendas.
• Funerarias: Fabricación de urnas, vasijas para ofrendas de alimentos, estatuas de animales, objetos suntuarios de barro, réplicas de ciertos objetos de uso personal, figurillas humanas o representaciones de deidades, máscaras, cajas.
• Para construcciones: En adobes, ladrillos, mascarones y elementos decorativos para fachadas de edificios, tuberías (Quintanar, 2007).

3.1 Plomo (Pb)

El plomo es un sólido metálico de color gris, blando, pesado y dúctil, altamente tóxico, que se ha utilizado ampliamente con diversos fines desde la prehistoria (Torres et al., 1999). Su ductilidad, alta densidad y poca reactividad química, así como su fácil extracción, relativa abundancia y bajo costo, lo hicieron, materia prima o componente fundamental en diversos procesos tecnológicos. Se ha usado en la elaboración de medicinas, pinturas, tuberías, enseres diversos, municiones, vitrificado de cerámicas y, en épocas más recientes, en aleaciones para soldaduras, almacenaje de reactivos químicos, baterías eléctricas, protección contra radiaciones ionizantes y como aditivo antidetonante en gasolinas; aproximadamente un 40 % del plomo se utiliza en forma metálica, un 25 % en aleaciones y un 35 % en compuestos químicos (Vergara, 2014).  Dado lo anterior no sorprende que a raíz de la actividad humana, haya aumentado en forma importante la concentración de este metal en el medio ambiente y la exposición al mismo (Garza et al, 2005).

Este metal tiene la capacidad de bioacumularse por lo que su concentración en los organismos vivos, plantas y animales, se magnifica en la cadena alimentaria, aun cuando no es un elemento esencial para la vida y no debe encontrarse en ninguna concentración en las especies (Vergara, 2014), se absorbe en forma acumulativa por vía respiratoria, digestiva y por contacto directo con la piel, afectando principalmente los sistemas nerviosos y renal. Su eliminación resulta compleja, lenta y sólo es posible cuando los niveles de absorción son bajos debido a los cual el mejor tratamiento es el preventivo. Las fuentes de procedencia son diversas y las vías o rutas seguidas por los distintos contaminante, frecuente, escapan al control necesario para evitar efectos indeseados sobre el entorno natural y urbano. El uso de productos cerámicos y de alfarería vidriados puede ser un riesgo para la toxicidad por plomo (Torres et al., 1999).

3.1.1 Fuente de exposición

Las fuentes de exposición al plomo son variadas y pueden ser categorizadas de diferentes maneras. Generalmente se denominan como exposición ocupacional, ambiental y doméstica (Rubio et al., 2004). En otros casos se establecen fuentes de concentración duradera (mayor) como: la pintura, el polvo y el suelo, y fuentes de concentración baja entre las que destacan: el aire, la comida y el agua (Vergara, 2014).

Con exposición ocupacional o laboral se hace referencia a aquélla que tiene lugar en los sitios de trabajo en los que se desarrollan procesos de producción o manejo con plomo como la metalurgia, la minería extractiva, la plomería, actividades de soldadura, construcción civil, industria cerámica, manufactura de caucho y vidrio, reparación de buques, procesos de cortado del metal, manufactura de plásticos y baterías (Rubio et al., 2004).

A nivel ambiental se puede encontrar plomo en el agua de ríos, lagos y océanos. En el agua de mar por ejemplo se han encontrado concentraciones de plomo entre 0,003 y 0,20 mg/L, por lo que los peces y otros organismos que habitan en ellas incorporan el metal disponible y lo introducen en la cadena trófica. Algunos estudios al respecto han encontrado una relación cercana entre las concentraciones de plomo en agua de río y las concentraciones de plomo en tejidos blandos de moluscos y peces. En el suelo como se ha mencionado con anterioridad es posible encontrar plomo de manera natural, por lo general, áreas cultivables y regiones cercanas a contaminación industrial tienen niveles del metal más elevados que terrenos baldíos. Los terrenos que se utilizan para pastoreo y cultivos deben tener especial cuidado con las concentraciones de plomo presentes, ya que éste podría ingresar en el organismo de plantas y animales de uso alimentario (Rubio et al., 2004).

Mientras tanto, en el aire el plomo está relacionado con las fuentes de emisión del metal, bien sean naturales o industriales. Por esta razón las áreas rurales tienden a presentar menores concentraciones del metal que las áreas urbanas, especialmente aquellas consideradas zonas industriales. Las partículas de plomo suspendidas en el aire pueden reposar sobre los objetos y paredes presentes en las viviendas, lo es considerado polvo contaminado (Vergara, 2014).

Finalmente por exposición doméstica también se pueden atribuir como fuentes de contaminación la pintura de paredes con compuestos de plomo, al igual que la pintura de juguetes y el uso de vasijas y utensilios de cocina de cerámica vidriada (Vergara, 2014).

3.1.2 Mecanismo de acción

El plomo presenta una elevada toxicidad, lo cual se ha convertido en uno de los principales contaminantes ambientales con potencial patológico al que está expuesta la población humana. Este metal puede ser inhalado y absorbido a través del sistema respiratorio o ingerido y absorbido por el tracto gastrointestinal; la absorción percutánea del plomo inorgánico es mínima, pero el plomo orgánico si se absorbe bien por esta vía. Después de la ingestión de plomo, éste de absorbe activamente, dependiendo de la forma, tamaño, tránsito gastrointestinal, estado nutricional y la edad; hay mayor absorción de plomo si la partícula es pequeña, si hay deficiencia de hierro y/o calcio, si hay gran ingesta de grasa o inadecuada ingesta de calorías, si el estómago está vacío y si se es niño, ya que en ellos la absorción de plomo es de 30 a 50 % mientras que en el adulto es de 10%3. El modelo biológico del plomo se puede ver en la figura 1. Después de su absorción, el plomo se distribuye en compartimentos (figura 2), en primer lugar circula en sangre unido a los eritrocitos, el 95% del plomo éste, luego se distribuye a los tejidos blandos como hígado, riñón, médula ósea y Sistema Nervioso Central que son los órganos blanco de toxicidad. Posteriormente, de 1-2 meses el plomo difunde a los huesos donde es inerte y no tóxico. El plomo cruza la placenta y la barrera hematoencefálica. Finalmente se excretará por orina en un 90%, y en menor cantidad en la bilis, piel,  cabello, uñas, sudor y leche materna (Valdivia, 2005).[pic 20]

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El principal mecanismo tóxico del plomo es la suplantación de cationes polivalentes en las maquinarias moleculares del organismo,  lo cual es posible gracias a una estructura iónica que le permite establecer interacciones muy favorables con los grupos que coordinan los cationes polivalentes en las proteínas, en ocasiones con más afinidad que la del propio ion suplantado. Por medio de este mecanismo afecta las proteínas transportadoras para metales, canales iónicos, proteínas de adhesión celular, diversas enzimas metabólicas y proteínas de unión al ADN, entre otros blancos moleculares. Las diferencias en la forma en que interactúa el plomo con los grupos coordinantes de la proteína con respecto a los iones nativos, pueden propiciar la adopción de conformaciones anormales en las proteínas a las cuales se une el plomo, lo que repercute directamente sobre su funcionamiento.  Entre los sitios de unión para cationes polivalentes ocupados por el plomo, los de unión a calcio parecen desempeñar un papel principal en su toxicidad debido a su importancia y amplia distribución en la fisiología celular. Muchas de las alteraciones ocasionadas por el plomo se relacionan con el metabolismo celular del calcio y los distintos procesos celulares que dependen de él (Garza et al, 2005).[pic 22][pic 23]

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