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El trabajo describe los fundamentos de un modelo sencillo que describe el comportamiento de un contaminante sintético en el medio ambiente. Este modelo hace uso de un número mínimo de parámetros físico-químicos del contaminante, así como de variables que definen el sistema ambiental concreto que se esté estudiando. El modelo es de aplicación sencilla y se puede implementar en una simple hoja de Excel. Los datos de entrada del modelo son: a) propiedades básicas del contaminante referidas a su biodegradabilidad, volatilidad y solubilidad y que en muchos casos están al alcance, en bases de datos internacionales de acceso libre, y b) los datos que definen el sistema ambiental en consideración, como su peso demográfico, las áreas ocupadas por el suelo, por medio hidrosférico, etc. Los parámetros que se obtienen de aplicar el modelo son: a) las concentraciones de contaminante que permanece en los diferentes compartimentos del sistema ambiental (suelo, hidrosfera, atmósfera, bioacumulación en organismos vivos...), b) el porcentaje de contaminante eliminado en los diferentes compartimentos y c) el tiempo de residencia del contaminante en el sistema y en cada uno de los compartimentos ambientales.

En el artículo publicado en la revista Water Research, se evalúa la bondad del modelo mediante la predicción de las concentraciones de cocaína y de su principal metabolito, la benzoilecgonina, presentes en el medio ambiente debido al consumo estimado de la droga por una determinada población. En el trabajo se asume un sistema ambiental estándar de tamaño y demografía equivalente a los Países Bajos y el consumo medio de cocaína estimado per cápita correspondiente a un país de Europa Occidental. Una vez la cocaína es consumida, ésta es parcialmente metabolizada a benzoilecgonina. Tanto la cocaína como su metabolito son excretados principalmente por la orina hacia el alcantarillado. Las aguas residuales son procesadas por una planta de tratamiento que elimina sólo parcialmente los dos componentes. El agua tratada con la cocaína y el metabolito es liberada al medio ambiente.

Todo este proceso que afecta a la cocaína y a la benzoilecgonina, desde que son excretadas hasta que llegan al medio ambiente, y su comportamiento y destino ambiental, ha sido modelado obteniéndose las concentraciones predichas remanentes de ambos componentes en el medio hidrosférico, que es donde principalmente se concentran. Las concentraciones predichas aplicando el modelo, se encuentran en el rango de los nanogramos por litro (un nanogramo es 10^-9 g), y son del mismo orden que las medidas en grandes ríos europeos, como el Rhin, el Támesis o el Po.

Este modelo se puede aplicar en el sentido contrario al que se ha descrito, como por ejemplo para predecir la emisión y, por tanto, el consumo de cocaína o de cualquier droga, de una determinada población, a través de las concentraciones de principio activo y metabolitos en las aguas tras pasar por la población, sólo conociendo ciertas propiedades físico-químicas de los compuestos y datos relevantes del sistema ambiental, lo que permite evaluar la incidencia en el consumo de drogas ilegales y hacer un seguimiento. Otra aplicación más general, consiste en evaluar la presencia de contaminantes en el medio ambiente fruto de emisiones antropogénicas. El caso que nuestro grupo está trabajando en la actualidad es en la estimación de la presencia de fármacos en el medio ambiente debido al consumo creciente de medicamentos. Este hecho puede ocasionar problemas de toxicidad en organismos en determinados ecosistemas, además de plantearse situaciones no previstas, como es la presencia en el agua para potabilizar de un cóctel de residuos farmacéuticos en muy baja concentración.