Fluorizacion Del Agua Potable

FLUOR EN EL AGUA POTABLE

El fluor y sus compuestos

El fluor es un elemento relativamente abundante en la naturaleza y forma compuestos con la mayoría de los elementos, excepto los gases nobles helio, argón y neón. Su nombre fue sugerido a Sir Humphry Davy por A. Ampere en 1812. Sin embargo, fue posible aislarlo a principios del siglo XX, trabajo realizado por Ferdinand Fréderic Henri Moissan, Premio Nobel en 1906. El problema era que este elemento es el más electronegativo y, por lo tanto, su ion es el más difícil de oxidar.

Una vez aislado, el fluor es un gas diatómico de color amarillo pálido. Es el miembro más liviano de los halógenos. Su masa atómica es 18,998403. Su punto de fusión es 53,54 K y el punto de ebullición es 85,02 K. La energía de ionización del gas es 402 Kcal/ mol. Su potencial de reducción standard es 2,9 V y es el más electronegativo de todos los elementos (4,10 en la escala de Alfred-Rochow, 3,98 en la escala de Pauling, y 3,91 en la escala de Miiliken). El radio covalente es 71 pm y el radio ionico en un ion fluoruro coordinado octaédricamente es 133 pm.

Una vez aislado, el fluor reacciona con las sustancias oxidabas, incluso algunos materiales considerados estables. Es demasiado reactivo para existir en su estado elemental en la naturaleza. Sin embargo, los enlaces que forma con átomos de otros elementos son relativamente fuertes.

El flúor es un elemento muy tóxico y reactivo. Muchos de sus compuestos, en especial los inorgánicos, son también tóxicos y pueden causar quemaduras severas y profundas. Hay que tener cuidado para prevenir que líquidos o vapores entren en contacto con la piel y los ojos.

Se conocen alrededor de 170 minerales que contienen fluor. Los más abundantes son fluorita (CaF2) y apatita Ca5(PO4)3 (F,OH,CI,1/2CO3) Existen distintos tipos de apatita, dependiendo si el ion unido al fosfato es un fluoruro, cloruro, hidroxilo o carbonato. Este mineral es la principal fuente de fosfatos utilizados como fertilizantes.

Mientras que para los consumidores la utilización de compuestos de flúor en la industria pasa casi inadvertida, algunos compuestos se han vuelto familiares a través de usos menores pero importantes, como aditivos en pastas de dientes y superficies fluoropoliméricas antiadherentes sobre sartenes y hojas de afeitar (teflón por ejemplo).

El flúor y las caries

Para que se forme una carie, además de una dieta cariogénica rica en azúcar, interviene la placa bacteriana y que los dientes afectados sean susceptibles a la caries.

En muchos países, el fluoruro se agrega intencionalmente al suministro de agua, pasta dentífrica y a veces otros productos para prevenir las caries. Debe notarse que el fluoruro también se encuentra en algunos comestibles y en el aire, por lo que la cantidad ingerida de fluoruro por las personas puede ser más alto que lo supuesto por la autoridad sanitaria. Se ha sabido durante mucho tiempo que la ingesta de fluoruros en forma excesiva tiene efectos tóxicos serios. Por eso los científicos están debatiendo ahora si fluorar el agua confiere un beneficio a largo plazo.

El fluoruro fue utilizado por primera vez en la prevención de caries en la década de 1940, y su efectividad es defendida en dos áreas:

El fluoruro inhibe las enzimas que producen ácidos en las bacterias de la placa dental. Esta observación es válida, pero algunos científicos creen ahora que el impacto dañino del fluoruro en otras enzimas útiles pesa más que el efecto beneficioso de la prevención de caries.

Los iones de fluoruro se ligan a los iones del calcio, fortaleciendo el esmalte del diente en los niños. Muchos investigadores consideran más una presunción que un hecho, debido a la evidencia contradictoria de los estudios en India y otros países durante los últimos 10 a 15 años. No obstante, el acuerdo es universal que la ingesta de flúor excesiva lleva a la pérdida de calcio en la matriz del diente, produciendo una amelogenesis imperfecta conocida como fluorosis dental. La sobreexposición severa, crónica y acumulativa puede causar la fluorosis del esqueleto.

A continuación explicaremos químicamente lo que sucede en el segundo punto:

La hidroxiapatita, cuya fórmula es Ca5(PO4)3 OH, es un fostato básico de calcio y forma parte de los dientes. Un cristal de hidroxiapatita puede variar su composición mediante un proceso de intercambio iónico. Los iones hidroxilo pueden intercambiarse con iones fluoruro pudiendo modificar, de este modo, un tercio del total de los iones originales. También es posible reemplazar los iones hidroxilo por iones carbonato. El ion calcio puede ser intercambiado por ion magnesio. Cuando los iones que se incorporan al cristal son iones fluoruro, el cristal resultante es mucho menos soluble que la apatita sin fluor. Se ha demostrado que 1 ppm de iones fluoruro en el agua potable hace disminuir las caries dentales en forma ostensible.

Los cristales de hidroxiapatita del esmalte tienen la forma de prismas hexagonales cuyo diámetro es aproximadamente de 0,05 A2. Son más largos que los cristales de hidroxiapatita de la dentina y del cemento. El "streptococo mutans" es el principal microorganismo de la flora bacteriana, cuyas enzimas metabolizan rápidamente los hidratos de carbono, en especial la sacarosa. Los ácidos orgánicos, subproductos de este metabolismo bacteriano, disminuyen el pH a 5,4.

Este es el nivel crítico que incide en la disolución de los cristales de hidroxiapatita. Se produce la ruptura del esmalte:

Ca5(PO4)3 OH ---------------- 5Ca+2 + 3PO4-3 + OH-

5Ca+2 + 3PO4-3 + 2OH- + 5H4 ---------------- 2Ca+2 + 3CaHPO4. 2H2O

Segun la teoria de la quelacion, el anion lactato se coordina con el calcio formando estructuras queladas.

1OF- ---------------- 5CaF2 + 3PO4-3 + OH-

Se puede decir que los iones de lactato tienen la capacidad de solubilizar la apatita de los dientes. Ahora bien, cuando se ingiere fluoruro en concentraciones bajas (1 ppm), la hidroxiapatita se transforma en fluorapatita según la siguiente reacción:

Ca5(PO4)3OH + F- ----------------- Ca5(PO4)3F + HO

El valor límite permisible en el agua de bebida es de 1,5 mg. por litro. (La OMS determinó que el valor límite en el agua de bebida para la India sea inferior a 1 mg por litro en 1998) determinando que estas pautas no son universales. Se ha demostrado que un rango de 0,5 ppm de fluoruro a 20ºC y 1,5 ppm a 10ºC, son las concentraciones óptimas para proteger

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