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Química

Automotrices vs. libélulas

Los huevos de los insectos dejan una fuerte marca en los automóviles: una investigación premiada tiene la solución

¿Quién podría suponer que los minúsculos huevos de las libélulas podrían ser un problema para la poderosa industria automotriz? Sin embargo, después de un revuelo de libélulas, la práctica común en los playas de las terminales es arrojar agua sobre los coches. Pocos entendían el porqué de esa tarea, pero el hecho es que los huevos de esos insectos acuáticos dejan manchas indelebles en la pintura de los automóviles. Recientemente, un estudio de Etelvino Bechara y Cassius Vinicius Stevani, del Departamento de Bioquímica del Instituto de Química de la Universidad de São Paulo (USP), reveló que el daño es químico: en contacto con la chapa caliente del coche expuesto al sol, los huevos de las libélulas producen un ácido fuerte, semejante al ácido sulfúrico, capaz de corroer la capa protectora de la pintura. En noviembre, este estudio ganó el Premio Abrafati (de la Asociación Brasileña de Fabricantes de Pinturas).

El problema es más frecuente entre marzo y mayo, época de apareamiento de esos insectos. Las libélulas vuelan en dirección a los autos atraídas por la luz reflejada en la superficie -lisa y brillante como el agua en donde suelen poner sus huevos-, y allí depositan sus huevos. Tres o cuatro horas después, los daños son visibles: manchas opacas más o menos circulares con cerca de 5 milímetros de diámetro. Y de nada sirve lavar o pulir el vehículo.

Una buena pregunta
Puesto en cuestión por General Motors, el problema fue llevado a Renner DuPont, fabricante de la resina acrilomelamínica que forma parte de la pintura usada en los autos. En esa época, la prensa destacaba una investigación de Bechara sobre la bioluminescencia de las luciérnagas. Entonces los técnicos de Renner fueron a buscar al investigador con la pregunta obvia que los atormentaba: ¿por qué los huevos de libélula dañan la resina? Encontrar la respuesta no era sencillo, les advirtió Bechara. Él y Stevani nunca habían trabajado con libélulas y, aparentemente, el tema en nada se relacionaba con las investigaciones que ellos realizaban.

Pero aceptaron el desafío: atacaron el problema con un estudio bien específico –Naturaleza Química de los Daños Causados a las Películas de Resina por los Huevos de Libélulas: un Problema para la Industria de Pinturas para Automotores -, financiado por la FAPESP como proyecto posdoctoral de Stevani. Más allá de los dos años de trabajo, la investigación demandó habilidad para transitar por varias áreas del conocimiento. “El primer paso”, cuenta Bechara, “fue buscar informaciones sobre esos insectos.”

Apareamiento
Una investigación que involucró al Museo de Zoología y al Instituto de Biociencias de la USP les mostró lo que ellos tenían que saber sobre el comportamiento de las libélulas. Acuáticas y predadoras, éstas viven en regiones de aguas limpias, pero pueden ser encontradas a algunos kilómetros de lagos, ríos y represas, por cierto, el tipo de lugar en donde están las terminales de autos de la región paulista del ABC. En la fase larval, las libélulas se alimentan de insectos acuáticos, renacuajos e incluso pequeños peces, y sirven de comida a peces mayores. Cuando adultas, comen abejas y otros insectos alados, incluso los de la propia especie.

También son uno de los alimentos preferidos de los pájaros. Para entender lo que ocurre con la pintura de los coches, fue importante descubrir que las libélulas son atraídas por la luz que reflejan los espejos de agua, en donde depositan sus huevos. Es decir: todo indica que confunden la chapa brillante de los autos con un lago. Otros detalles curiosos también salieron a la luz. Las libélulas copulan durante el vuelo y, como la fecundación solo se da en la fase de la postura, el macho persigue a la hembra hasta que ésta ponga los huevos, para evitar el acoso de otros machos. La disputa por la reproducción es ríspida. El macho tiene un aparato que usa como espátula para remover el esperma eventualmente ya depositado por otro. Por eso, después del coito, es común que el macho sujete a la hembra por el pescuezo con una pinza abdominal, hasta que ésta ponga los huevos.

Puntos débiles
Otro camino fue el estudio de la composición de la resina acrilomelamínica. Muy usada en el revestimiento de las chapas de los automóviles y también de electrodomésticos, ésta forma sobre la pintura una capa protectora, una especie de barniz. Así, le confiere a la pintura una mayor durabilidad y dureza, así como también resistencia al calor y al agrietamiento. Sin embargo, un análisis de la estructura química de ese polímero mostró sus principales puntos de fragilidad. “La resina podría ser atacada por ácidos, luz, enzimas presentes en los huevos o radicales libres”, afirma Stevani.

El estudio de esos datos llevó a los investigadores a formular tres hipótesis para explicar el efecto de los huevos en la resina. El daño podría ser fotoquímico: alguna sustancia presente en los huevos sería capaz de absorber la luz solar, causando la degradación de la resina. Otra posibilidad sería el daño microbiológico: el material orgánico que envuelve a los huevos -un gel proteico que les brinda protección y sirve de alimento al embrión cuando el huevo hace eclosión- podría servir de substrato para el desarrollo de hongos, capaces de dañar al polímero. La tercera hipótesis era la de un daño químico: alguna sustancia ácida presente en los huevos sería la responsable por la transformación de la resina, de modo tal que el ácido funcionaría como agente corrosivo de dicha resina en el área de contacto conlos huevos.

Lluvia ácida
Debido a la sensibilidad de la resina a las sustancias ácidas, la sospecha de daño químico se acentuó desde el comienzo. Y un acontecimiento relativamente casual -una lluvia ácida ocurrida en Sumaré (SP)- los hizo seguir con más convicción esa hipótesis. “Una vez más fui requerido por Renner DuPont, que nos invitó a ir hasta la fábrica de Honda en Sumaré para analizar los daños que se habían detectado en los autos”, cuenta Bechara. El pH de la lluvia recolectada era 3 -un grado de acidez muy superior al de las lluvias de la capital, que gira en torno a 4,5- y ésta era rica en ácidos sulfúrico, nítrico y clorhídrico, además de compuestos orgánicos.

Lo que más llamó la atención fue la semejanza entre los daños provocados por la lluvia ácida y por los huevos de libélula. A partir de allí, los investigadores pasaron a estudiar los efectos de varios ácidos sobre los paneles recubiertos con pintura automotriz, cedidos por Renner DuPont, y a compararlos con los daños producidos por los huevos de libélula.

Captura en el Tietê
Para obtener los huevos necesarios para los experimentos, Stevani salió a la caza de libélulas. Viajó a Novo Horizonte (São Paulo) durante el período de oviposición (postura) de la especie -entre marzo y mayo- y planeó una aventura en barco por entre la vegetación acuática del río Tietê, siempre entre las 11 horas y las 3 de la tarde, el horario más propicio.

Stevani dice que no le fue difícil colectar la materia prima para el estudio: “Sujetaba las libélulas por las alas para identificar a las hembras, fáciles de distinguir porque los machos tienen una protuberancia en el abdomen. Con un toque suave con los dedos en el abdomen, las hembras liberaban los huevos, colectados en un tubo de ensayo con agua destilada”. De los insectos capturados, solo se llevó dos, para el reconocimiento de la especie, los otros fueron soltados inmediatamente.

¿Huevos inocentes?
Hasta entonces, se pensaba que los huevos contenían alguna sustancia ácida capaz de dañar la resina. Pero después de un análisis químico, se descubrió que la acción de los huevos no era ácida, sino neutra. Esa constatación podría haber derribado la hipótesis de hidrólisis ácida de la resina, pero acabó ayudando a reforzarla, gracias a la experiencia multidisciplinaria de los investigadores.Envuelto en estudios con luciérnagas y radicales libres durante más de dos décadas, Bechara sabía de la existencia de un proceso que ocurre ni bien son puestos los huevos: “El huevo absorbe gran cantidad de oxígeno, en una actividad conocida como explosión respiratoria, para la producción de agua oxigenada, y ésta reacciona con una proteína presente en el huevo para formar un polímero que brinda una mayor resistencia”.

En ese proceso, llamado esclerotización, la superficie externa del huevo se endurece y oscurece, es decir, se forma la cáscara. Aún creyendo en la hipótesis de daño ácido en la resina, Bechara consideró que la sustancia ácida no necesitaría estar presente en el huevo: podría formarse a partir de determinadas condiciones físicoquímicas.

Los investigadores prestaron atención entonces para el hecho de que el proceso de esclerotización de los huevos puestos en los automóviles ocurría a alta temperatura, que en un coche al sol, puede llegar a 50° C si éste es blancoo plateado y 92° C se éste es negro. Percibieron entonces que la cisteína -un aminoácido del huevo-, cuando está en contacto con água oxigenada, produce ácido cisteico, semejante al ácido sulfúrico.

Eso reforzó la hipótesis de hidrólisis ácida y justificó pruebas que, a la postre, lo comprobaron: a temperaturas iguales o superiores a 70° C y en presencia de agua oxigenada, los huevos producen ácido cisteico, capaz de dañar la resina de manera más intensa aún que el ácido sulfúrico.

Investigadores
Las pruebas que comprobaron y consolidaron la hipótesis de daño químico involucraron a otros investigadores. Dalva Lúcia de Faria, del Instituto de Química de la USP, se encargó de la caracterización espectroscópica del daño mediante una técnica que permitió constatar, indirectamente, la presencia de ácido cisteico en los huevos tratados con agua oxigenada. Maria Teresa de Miranda y Cleber Liria, también del Instituto de Química, cuantificaron el ácido cisteico formado en los huevos.

Marcelo Bariatto y Fábio Arraes, del Laboratorio de Sistemas Integrados (LSI) de la USP, realizaron exámenes de microscopía de barredura de electrones y perfilometría, que permitieron la comparación visual de los daños causados a la resina automotriz por diversos agentes químicos. Colaboraron también Jefferson Porto y Delson Trindade, de Renner DuPont, que suministraron los cuerpos de prueba para los tests y despejaron eventuales dudas sobre la formulación de las resinas automotrices. También por la USP, Cleide Costa, del Museo de Zoología, y Francisco Cordeiro, del Instituto de Biociencias, identificaron a las libélulas.

Para el público
Aunque la pregunta de la industria haya sido respondida, el trabajo de Bechara continúa. En la secuencia del proyecto, éste pretende desarrollar un producto que el consumidor pueda usar para proteger su coche contra daños provocados por insectos acuáticos. Por eso algunos descubrimientos del estudio son mantenidos en secreto. Según el investigador, el producto beneficiará principalmente a los autos oscuros, más afectados porque absorben más luz y cuya chapa llega a temperaturas superiores a los 70° C al sol. Los blancos y plateados raramente son afectados.

Según Bechara, algunas automotrices, como Honda, adoptaron una solución paliativa: “Empezaron a recubrir a los vehículos con films de polietileno, para protegerlos mientras permanecen en las playas”. Pero además de ser poco ecológica, la solución no resuelve el problema del consumidor. En la opinión de Bechara, la solución definitiva implicaría un empeño de la industria por modificar la composición de la resina, haciéndola más resistente a la acción de los ácidos, lo que también reduciría los daños provocados por lluvias ácidas, pero no impediría que las inocentes libélulas continuaran perdiendo prole, engañadas por una ilusión óptica.

Espejismos fatales
Producto de una indagación de la industria, la investigación también tiene implicaciones ecológicas. Al final, lejos del agua, los huevos de las libélulas no cumplen su ciclo natural y se pierden, lo que constituye un obstáculo para la preservación de la especie. Y más allá de los automóviles, otras superficies lisas, como el asfalto -principalmente cuando éste está mojado-, los pisos cerámicos y los vidrios, también producen reflejos que atraen a las libélulas.

Por eso, los descubrimientos de Bechara y Stevani llamaron la atención del investigador húngaro Gábor Horváth, de la Lorand Eotvos University, de Budapest. Debido a que estudia hace varios años este fenómeno de atracción, Horváth ayudó a esclarecer lo que ocurre en centenas de lagunas de petróleo formadas en el desierto de Kuwait con la explosión de pozos de petróleo durante la Guerra del Golfo en 1991.

Según un artículo de Horváth publicado por la revista Nature (25 de enero de 1996, vol. 379, pág. 303), estas lagunas brillantes producen un efecto aún más fuerte que el de la superficie del agua, atrayendo a gran cantidad de libélulas y otros insectos acuáticos, además de aves. En otoño y primavera, se transforman en trampas devastadoras para especies en migración.

La visión es desoladora: grandes depósitos de esqueletos, donde los que consiguen sobrevivir pierden allí quizás su última posibilidad de procrear, lo que pone a ciertas especies en riesgo de extinción.

EL PROYECTO
Naturaleza Química de los Daños Causados a las Películas de Resina por los Huevos de las Libélulas: un Problema para la Industria de Pinturas para Automóviles
Modalidad
Auxilio a proyecto de investigación
Coordinadores
Etelvino José Henriques Bechara y Cassius Vinicius Stevani – Departamento de Bioquímica del Instituto de Química de la Universidad de São Paulo (USP)
Inversión
R$ 12 mil más US$ 8 mil

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