Entre todos los elementos de la tabla periódica, el flúor es el más electronegativo. Al ser un elemento no metálico altamente reactivo, el flúor se combina prácticamente con todos los elementos, a excepción del oxígeno y los gases nobles, para formar fluoruros. Los fluoruros son aniones inorgánicos de flúor que se encuentran de forma natural en el suelo, el agua, las plantas y los animales. Principalmente a través del consumo de alimentos y el agua potable fluorada, los seres humanos consumen diariamente pequeñas cantidades de fluoruro. Si bien la exposición a pequeñas cantidades de fluoruro de fuentes naturales es deseable para el fortalecimiento de los huesos y reducción de la caries dental, cantidades más altas de fluoruro pueden tener un impacto negativo en la salud.

Existen muchas profesiones en las que los empleados están expuestos regularmente a cantidades elevadas de fluoruro. Una forma importante de fluoruro que es muy común en las industrias químicas es el fluoruro de hidrógeno. Este compuesto se utiliza para el tratamiento de cristales, en el decapado de acero inoxidable y en la producción de aluminio. La exposición laboral a fluoruro de hidrógeno puede ocurrir al inhalar los vapores en forma gaseosa o por contacto de la piel con la forma líquida.

Los efectos de la exposición crónica al fluoruro incluyen irritación ocular, edema pulmonar y fluorosis esquelética; por estas razones, en estas industrias generalmente se requiere la vigilancia médica de los trabajadores. Cuando los trabajadores están expuestos al fluoruro de hidrógeno, se realiza un análisis antes y después del turno para determinar el nivel de la exposición al fluoruro. El Instituto Nacional para la Salud y Seguridad Ocupacional de los Estados Unidos (NIOSH) recomiendan niveles de fluoruro de no más de 4 mg/L en la orina antes del turno y 7 mg/g en la orina después del turno. La concentración de fluoruro se reporta como creatinina urinaria.

Aplicación

Algunos laboratorios médicos aplican el método NIOSH 8303 para la determinación de fluoruro en la orina el cual utiliza un electrodo de ion selectivo (ISE).

Debido a que estos análisis requieren una alta exactitud, Hanna recomienda el medidor de pH/mV/ISE grado investigación HI5222 junto con el electrodo de ion selectivo de media celda HI4010 y el electrodo de media celda de referencia de ISE HI5315.  Con este equipo es muy fácil realizar la medición directa de fluoruro.

Después de realizar la calibración del electrodo, solo se necesita preparar la muestra de orina y agregar el ajustador de fuerza iónica total (TISAB). El TISAB se requiere en las muestras para garantizar que los iones de fluoruro se puedan separar de los complejos formados con otros iones que puedan estar presentes en la muestra, que incluido aluminio o el hierro (III); el TISAB también ajusta el pH de la muestra para que esté dentro del intervalo de medición óptimo de pH 5 a 7. Al agregar el TISAB II HI4010-00 a las muestras, podrá confiar en sus mediciones de la concentración de fluoruro total.

Además, el equipo permite implementar controles de calidad con el uso del método de adición de analito. En este tipo de medición, se agrega un volumen fijo de la muestra con concentración de fluoruro desconocido (analito) a un volumen fijo de un estándar conocido. El medidor HI5222 cuenta con un método programado y cálculos para las determinaciones de adición de analito; el usuario solo necesita seguir las recomendaciones dadas por el equipo. Una vez que el método se ha completado, en la pantalla se mostrará el resultado de la concentración de fluoruro de la muestra original, sin la necesidad de realizar cálculos manuales.

A continuación, se muestra una tabla con las especificaciones del medidor de mesa HI5222

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El uso del flúor como agente añadido al agua de consumo humano ha sido objeto de mucha controversia en los últimos 70 años. Aunque se presenta de forma natural en muchas fuentes de suministro, en las plantas de tratamiento se le agregan ciertas cantidades como requerimiento de salud pública. Mientras que los efectos positivos en la salud humana se han comprobado científicamente a través del tiempo, muchas personas están convencidas de que el uso de este elemento es de elección individual.

Desde tiempos antiguos, aproximadamente los años 1900s, un joven dentista llamado Frederick McKay de Colorado, observó que muchos de sus pacientes mostraban manchas en sus dientes, un mal conocido como fluorosis. Para su sorpresa, observó que estos pacientes tenían muy pocas caries comparados con otros de sus pacientes.

Después de años de investigación, se concluyó que los residuos flúor en el agua proveniente de formaciones rocosas tenían altas cantidades de minerales con flúor que aumentaron su concentración en la región de esa fuente de suministro.

Conforme se realizaron más investigaciones sobre los beneficios del flúor, se extendió también la idea de administrar ciertas dosis de flúor de manera deliberada. En los años 1950s se implementaron programas piloto para medir los beneficios de la fluoración artificial del agua de consumo humano. Dichos programas fueron efectivos en la prevención de las caries y rápidamente se extendió esta práctica en todo el mundo.

Para el año de 2015 ya se estaba agregando este elemento en cerca del 70% de las fuentes de suministro de agua. El fluoruro se puede agregar al agua en forma de ácido fluorosilícico, fluorosilicato de sodio o fluoruro de sodio.También el fluoruro se agrega a ciertos productos de higiene personal como pastas de dientes y enjuagues bucales.

Típicamente una planta de tratamiento de aguas reduce desde 4.0 mg/L de fluoruro proveniente de la fuente de suministro hasta aproximadamente 1.5 mg/L, para cumplir con las normas sanitarias. Hanna Instruments ofrece su equipo de mesa grado investigación de dos canales HI5222 con el electrodo de media celda HI4010 de fluoruro, y la celda de referencia HI5315 para cumplir con los requerimientos de esta aplicación.

Para una medición exitosa en un intervalo tan pequeño, Hanna Instruments recomienda usar el método incremental de adición conocida que ya viene programada de fábrica en el medidor HI5222. En éste método el usuario realiza lecturas antes y después de agregar un estándar de concentración conocida a la muestra. El medidor incluye las fórmulas y la funcionalidad para introducir datos para guiar al usuario a través de las mediciones, calculando finalmente la concentración de flúor presente en la muestra.

Especificaciones ISE

Especificaciones adicionales

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El flúor se encuentra presente en productos de consumo humano ya sea agua potable, bebidas o pastas dentales. La exposición a flúor puede llegar a causar daños a la salud humana. Las bebidas azucaradas y carbonatadas así como el agua carbonatada contienen flúor.

La importancia del flúor para el control de la caries dental es un hecho que hoy en día tiene aceptación mundial. La evidencia sobre sus efectos en la re­ducción de más del 40% de los niveles de caries en una población está ampliamente documentada (Organización mundial de la salud). Especialmente ha sido de alto impacto la fluoru­ración del agua o de la sal de consumo humano, así como el amplio uso de las cremas dentales con fluoruro (Cury, 1998). Ahora bien, con el pasar de los años, se ha podido observar que simultáneamente con la reducción de la incidencia de caries, se ha produ­cido aumento en la incidencia de fluorosis dental, documentada tanto en los países que usan flúor sistémico como en aquellos que no han implemen­tado esta medida y solo lo utilizan tópicamente. Este aumento en la incidencia de la fluorosis se ha producido como consecuencia de la ingestión ex­cesiva de flúor, por niños y niñas menores de siete años, es decir durante la etapa de mineralización de los dientes permanentes (Fomon, 2000).

El problema de consumir grandes cantidades de fluoruro es que este elemento se absorbe en alrededor 97 % en el tracto gastrointestinal, excretándose 50 % principalmente por vía urinaria; el resto no excretado, se almacena en huesos y dientes, causando flourosis dental y esquelética, así como también efectos reproductivos y neurológicos (ATSDR 2003). La fluorosis dental es el desarrollo detenido del esmalte dentario, generalmente es inducida por la ingestión excesiva de fluoruro durante la etapa de formación de los dientes. Se identifica al observar manchas que van de desde un color blanquecino hasta un café oscuro, o incluso la pérdida de continuidad del esmalte.

La ingestión excesiva de flúor se puede producir a partir de una sola dosis alta desde una única fuente o por la sumatoria de varias fuentes con concentraciones óptimas de flúor. Las fuentes más comúnmente comprometidas son el agua o la sal de cocina, según la política adoptada por cada país; la dieta (comidas sólidas y bebidas); la pasta dental; y los enjuagues y suplementos de flúor.

La ingestión a través de la dieta, depende del tipo de alimentos predominantes en ella, de la concentración de flúor en el agua con la que son preparados los alimentos y de los hábitos de consumo de sal, en aquellos países que implementan esta medida ma­siva.

A esto hay que agregarle que en los últimos tiempos, diferentes estudios han reportado aumento en el consumo de bebidas en personas de todas las eda­des y en el caso particular de los niños pequeños, muchas veces el agua embotellada y los jugos de fruta son de consumo más frecuente que cualquier otra bebida.

En términos generales, el agua que se usa en la elaboración de bebidas embotelladas proviene ya sea de la red municipal, o bien, de pozos profundos que se localizan en la propia fábrica, y en muchas ocasiones no existe un control adecuado de sales. Además, la sobreexplotación de mantos acuíferos ha tenido como consecuencia la necesidad de obtener agua potable de pozos cada vez más profundos. Esa situación ha tenido como resultado que la concentración de fluoruro aumente debido a la precipitación de este ion en las profundidades de las fuentes de suministro de agua que abastecen a la población (Moore et al. 2005).

De acuerdo con reglamentaciones internacionales (FAO-CODEX-STAN108-1981), cuando las aguas embotelladas poseen entre 0.8 a 1 ppm de F^– deberían indicar en el envase “contiene fluoruro”. Además, en caso de que el producto contenga más de 2 mg/l de fluoruro, deberá figurar la siguiente frase: “El producto no es apto para lactantes y niños menores de siete años”.

Hace diez años, la normatividad mexicana no marcaba límites permisibles de flúor para el agua utilizado en el proceso de fabricación de bebidas embotelladas (Guevara, 2008) pero a causa de los altos niveles de flúor en bebidas carbonatadas se modificó la Norma Oficial Mexicana 127 estableciendo un límite de 1.5 ppm en agua de consumo y de 5 ppm para las bebidas carbonatadas.

De acuerdo con esta normatividad, se establecen dos métodos para determinar la cantidad de fluoruros en bebidas embotelladas. Uno de ellos es el método espectrométrico que se basa en la reacción entre el ion fluoruro y los iones zirconio en medio ácido para producir un compuesto colorido que es medido espectrométricamente a una longitud de onda de 570 nm. El otro es el método potenciométrico en donde el ion fluoruro es determinado usando un electrodo de ion selectivo para fluoruros, en combinación con un electrodo de referencia o combinado

HANNA® instruments cuenta con fotómetros y electrodos de ion selectivo (ISE) de fluoruros para facilitar la medición de este importante parámetro en la industria de las bebidas embotelladas de acuerdo con la normatividad vigente.

El HI96729 y HI96739 ofrecen la medición colorimétrica en intervalo bajo (hasta 2 mg/L) o alto (hasta 20 mg/L). El HI96729 utiliza una adaptación del método 340.1 de la EPA y el método SPADNS para medir concentraciones bajas de fluoruro, mientras que el HI96739 utiliza sólo el método SPADNS para concentraciones altas. Cuando el reactivo coloreado se añade a muestras que contienen fluoruro, se formará un complejo incoloro que se lee a 575 nm. El cambio de color asociado es entonces analizado colorimétricamente de acuerdo con la Ley de Beer-Lambert.

Por otro lado HANNA® instruments también cuenta con electrodos de ion selectivo (ISE) HI4010, HI4110 y FC301B de media celda y la celda de referencia HI5315 el cual puede detectar el ion flúor en un intervalo de 1M a 1×10^-6M, tolerando temperaturas de hasta 80°C y con conector BNC lo que facilita su adaptabilidad a una amplia gama de medidores.

Referencias

Constanza E. Fernández, Rodrigo A. Giacaman, Jaime A. Cury. Concentración de fluoruro en aguas embotelladas comercializadas en Chile: importancia en caries y fluorosis dental. Rev. méd. Chile vol.142 no.5 Santiago mayo 2014

Cury JA. Dentifrício fluoretado no mercado brasileiro e seu potencial como método preventivo. Jornal de Associação Brasileira de odontologia preventiva. 1998;2:2-32

FAO-CODEX-STAN108-1981. Comisión del codex alimentarius. FAO. OMS sobre Normas Alimentarias. Norma General para Aguas Envasadasl/Embotelladas distintas de Aguas Minerales Naturales. https://www.fao.org/docrep/meeting/005/x0818s/x0818s0b.htm,1998.

Fomon SJ, Ekstrand J, Ekhard E, Ziegler EE. Fluoride intake and prevalence of dental fluorosis: trend in fluoride intake with special attention to infants. J Pub Health Dent 2000;60:131-139

López DA, Estrada JJ, Zapata JA, Franco AM. Contenido de flúor en bebidas de consumo frecuente por niños pequeños con riesgo de fluorosis dental. Medellín, 2006. Rev Fac Odontol Univ Antioq 2008; 19 (2): 54-59

Norma Oficial Mexicana NOM-201-SSA1-2002, Productos y servicios. Agua y hielo para consumo humano, envasados y a granel. Especificaciones sanitarias.

Organización Mundial de la Salud. Los fluoruros y la salud bucodental. Ginebra: OMS, 1994. Serie Reportes Técnicos N° 486.

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