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Consideraciones para Evaluar el Riesgo de Bioacumulación de Cobre
en Peces por Uso de Jaulas de Cobre en Salmonicultura
Bioacumulación de metales en organismos acuáticos.
Los metales exhiben perfiles de bioacumulación en organismos acuáticos muy diferentes a otros
elementos o compuestos. Como se aprecia en la Figura 1, el Factor de Bioacumulación, BAF1, no
aumenta con la concentración en el agua para una serie de metales (entre ellos cobre, panel d) en una
diversidad de organismos marinos. La existencia de una correlación positiva entre estas variables es el
criterio convencional para diagnosticar bioacumulación. Por el contrario, en todos los casos se observa
una correlación inversa. Esto es lo que se espera de un sistema homeostático, que es capaz de regular el
ingreso y salida del metal, para mantener los niveles internos dentro de un rango fisiológicamente óptimo.
Dicho en forma simple, si la concentración del metal en el agua es muy baja, el organismo aumenta la
captura o reduce la eliminación, y viceversa a niveles muy altos. Este comportamiento se observa tanto
para metales esenciales como no esenciales, lo que se explica porque los mecanismos de captura de metal
por los organismos no son metal-específicos.
Desde el punto de vista de evaluar el riesgo que representan niveles de metales en agua para un
ecosistema acuático (o los consumidores humanos de un producto de la acuicultura) esta observación
tiene importantes consecuencias. En efecto, lo que indican los datos es que niveles elevados de metal en
un medio acuático no son indicativos de mayor acumulación del metal en los organismos expuestos a ese
medio.
Figura 1.- Gráficos log-log de concentración de diversos metales en agua (en micrógramos por litro) versus Factor de
Bioacumulación (BAF) para una diversidad de especies marinas (tomado de DeForest, D.K., K.V. Brix, and W.J.
Adams. 2007. Assessing metal bioaccumulation in aquatic environments: the inverse relationship between
bioaccumulation factors/trophic transfer factors and exposure concentration. Aquat. Toxicol. 84: 236-246.)
En el caso del cobre (panel d) las especies incluídas en el gráfico son: Mytilus galloprovincialis, Dreissena
polymorpha pallas, Ostrea edulis, Amblema plicata, Fusconaia flava, Quadrula quadrula, Semelle solida, Tagelus
dombeii, Cerastoderma edule, Tellinella pulchella, Gasterosteus aculeatus, Mercenaria mercenaria, Lymnaea ovata,
Physa fontinalis, Asellus aquaticus, Gammarus pulex, Astyanax mexicanus, Cichlasoma cyanoguttatum, Micropterus
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El BAF es la razón entre la concentración del metal en los tejidos del organismo y en el medio acuoso
que lo rodea, considerando todas las rutas de exposición.
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salmoides, Notropos lutrensis, Poecilia formosa, más otros macroinvertebrados no identificados taxonómicamente en
los estudios respectivos.
En la publicación de referencia se presenta un conjunto similar de gráficos para especies de agua dulce.
Otras Consideraciones Relevantes
1.
El cobre es un micronutriente esencial para todos los seres vivos. El comportamiento biótico de
los micronutrientes esenciales es diferente al de elementos no esenciales, porque los organismos
vivos tienen mecanismos regulatorios para manejar su ingreso, excreción y disponibilidad en el
medio interno. Esta es una realidad reconocidad e incorporada a normativas ambientales por la
OMS, EPA y las Naciones Unidas. A nivel de salud humana, la OMS ha establecido que existe
en el mundo un mayor riesgo por deficiencia de ingesta de cobre que por exceso2.
2.
Toxicidad y biodisponibilidad de cobre. Pero también es cierto que el cobre puede ser tóxico si
se presenta en ciertas formas (en medio acuático: en forma de ión libre) y por sobre determinado
umbral de concentración. Ese umbral puede variar entre unos pocos micrógramos y hasta gramos
por litro dependiendo de: la especie de organismo, el tipo de agua en que vive y las
características fisicoquímicas del medio: pH, concentración de materia orgánica, dureza, entre
otros factores. Estas características determinan qué fracción del metal total presente en el agua
está realmente biodisponible, o sea en una forma capaz de interactuar con una estructura
biológica y tener un efecto biótico relevante.
Para ponerlo en términos simples: si se agrega una cantidad dada de sulfato de cobre a un río
cordillerano con escasa materia orgánica, el impacto será mucho mayor que en un tramo cercano
a su desembocadura, cuando ha acumulado una carga importante de materia orgánica.
Esta característica de los metales también ha sido reconocida e incorporada por estructuras
normativas en los EEUU y la Unión Europea3.
3.
Formas insolubles de los metales. El cobre en forma metálica es químicamente insoluble. Esto
no quiere decir que no se liberará cobre desde un trozo de metal sumergido en agua, sino que la
cinética de liberación es extraordinariamentre lenta. La mejor prueba de esto es que el uso de
cañerías de cobre es aceptado por todas las normativas de materiales en el mundo, a pesar que
existen límites bien definidos para el nivel de cobre que puede tener el agua potable para su
consumo humano seguro.
De esto y lo señalado en el punto previo se puede deducir entonces que el potencial efecto
biológico (positivo o negativo) de un metal en agua no es función directa de su concentratión
total en el agua, sino que es modificado críticamente por la forma del metal y las características
fisicoquímicas del agua en el sitio en cuestión.
4.
2
Tratamiento normativo especial de metales insolubles. Esta situación excepcional de las formas
altamente insolubles de los metales ha sido asumida en años recientes por el cuerpo normativo
más amplio existente en materia de peligrosidad de sustancias químicas, el Sistema Globalmente
Armonizado de Clasificación de Peligrosidad de Sustancias Químicas, adoptado por las
Naciones Unidas, y que deberá implementarse en Chile en los próximos años4. Esta normativa
incorpora un capítulo especialmente dedicado al tema, incluyendo un protocolo experimental
específico (el protocolo de disolución y transformación de metales y compuestos metálicos de
escasa solubilidad) para evaluar las tasas de liberación de metal desde partículas metálicas de 1
mm de diámetro o menos5. Esto representa un escenario de peor caso posible, pues en partículas
pequeñas relación superficie expuesta a masa total es varios órdenes de magnitud mayor que en
una estructura macro como las jaulas.
Environmental Health Criteria 200 Copper, World Health Organization, 1998.
Por ejemplo, ver: Aquatic Life Ambient Freshwater Quality Criteria--Copper 2007 Revision. Federal
Register: February 22, 2007 (Volume 72, Number 35: 7983-7985).
4
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals. Second revised edition.
Unitred Nations, New York & Geneva, 2007.
5
El Anexo 10 del texto GHS se titula: Guidance on the Transformation/Dissolution of Metals and Metal
Compounds in Aqueous Media.
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3
5.
Jaulas de cobre metálico versus jaulas de plástico. Dicho lo anterior, es evidente que la práctica
convencional de usar mallas de plástico recubiertas de pintura anti-fouling a base de cobre,
representa un potencial mucho mayor de exposición a cobre para los ecosistemas acuáticos que
el uso de las mallas de cobre metálico. Las pinturas antifouling a base de cobre son básicamente
sales de cobre embebidas en una matriz orgánica, y actúan por la liberación de cobre iónico al
entorno acuático inmediato, lo que causa un efecto tóxico sobre los organismos que componen el
fouling y, potencialmente, sobre otros.