Se mete en todas partes... en tus ojos, en tu nariz y profundamente en tus pulmones. Posee las condiciones adecuadas, para cabalgar en los vientos y viajar a todo el globo. En abril de 2002, los esquiadores de los Alpes suizos pudieron comprobar cuán móviles podían ser, cuando observaron que 80 mil toneladas de fina arena cayó sobre Ginebra y los lugares de veraneo, Zermatt y Verbier, mancillando la blanca nieve de las montañas, con un color café-rojizo. Esta procedía del desierto de Sahara, del norte de Africa a miles de kilómetros de distancia.

Esta extraordinaria movilidad del polvo, lo convierte en un formidable contaminante. Hace un mes las Naciones Unidas llamó la atención del mundo que se fijó en "la nube café" que oscureció Asia, constituida por una mezcla de partículas y gases, proveniente de incendios forestales, exhalaciones de vehículos, millones de cocinas de leña hogareñas ineficientes y de fermentación de excrementos de ganado. Se piensa que cada año la contaminación en la región mata a miles y que, además, probablemente altera el clima.

El polvo y otras partículas suspendidas en la atmósfera, colectivamente se conocen como "particulados", y están formados por elementos de un amplio rango de tamaño y composición, desde partículas minúsculas, provenientes de gases exhalados por la quema parcial del combustible de los automóviles y buses, a granos masivos de polen o polvo de excavaciones u hollín proveniente de la quema de carbón. Algunos particulados, como la capa de polvo rojo proveniente del Sahara, que también los londinenses encuentran depositado en la superficie de sus parabrisas, son inofensivos. Otros en cambio, son derechamente peligrosos.

Durante la última década, los médicos han estado especialmente preocupados de las partículas pequeñas que son las que realmente afectan la salud. Se estima que ellas pueden ser responsables en Inglaterra de más de 10.000 muertes prematuras cada año. Las personas con enfermedades pulmonares y cardiacas son las más vulnerables. Cuando se respira el polvo fino, éste se arrastra hasta las últimas profundidades de los pulmones, llegando a producir inflamaciones pulmonares o ataques cardiacos, en presencia de enfermedades cardiovasculares previas. En el año 1950, la ciudad de Londres se cubrió con un denso smog, producto de la mezcla de neblina y humo proveniente de la quema de carbón de las plantas generadoras de electricidad y de las cocinas caseras. Como consecuencia de ello, se estima que se produjeron 4 mil muertes. En 1991, se elevaron en un 22% las muertes debidas a enfermedades respiratorias, como consecuencia de cuatro días de smog denso. No podemos escoger el aire que respiramos, por ello mantenerlo limpio es vital.


Que en el aire se encuentran suspendidas partículas, es algo que los científicos han estado observando por más de 150 años. En 1833, mientras Charles Darwing navegaba en el Beagle, fuera de la costa de Africa, observaba que junto a la neblina, caía constantemente un polvo fino que ponía ásperos los delicados mecanismos de ajuste de los instrumentos de observación astronómicos. En 1890, el geólogo americano J.A. Udden, llevó a cabo uno de los primeros experimentos en el laboratorio, estudiando la arena y el polvo del viento. Su legado científico aún hoy día vive y han orientado al laboratorio en mayores proyectos de la misma área. Han construido un enorme túnel de viento en la pradera para estudiar el movimiento del polvo.

Instrumentos cada vez más sofisticados han permitido monitorear partículas cada vez más finas. Ello ha ayudado a cambiar el foco de la investigación desde partículas gruesas que se pueden acumular en las ventanas de las casas y que no representan riesgos para la salud, a partículas microscópicas que ciertamente son una amenaza.


Variedad del particulado, su origen y su impacto en la salud

Las partículas tienen una composición compleja. Pueden estar constituidas por más de un tipo de material. Una particularmente mugrienta es el diesel que se pega al polen. Algunos son "aerosoles", que son pequeñas gotitas líquidas, suspendidas en el aire, que se forman al romper las olas formando burbujas en el mar, en el humo industrial de superficies calientes, e incluso de fuegos eléctricos y cocinas. Partículas sólidas, incluyendo arenas de excavaciones y hollín del humo de chimeneas industriales y gases de vehículos. Esta diversidad es una pesadilla para los científicos que tratan de entender el comportamiento de las partículas en la atmósfera, para evaluar la polución del aire, donde cada una se comporta en forma distinta y tienen también un efecto diferente en la salud humana.

En una escala global, la mayor parte de las partículas proviene de fuentes naturales (Figura 2). Los aerosoles salados del océano tienen una fuerte influencia. También grandes cantidades de cenizas son lanzadas al aire por los volcanes (500 millones de toneladas fueron lanzadas en el monte Santa Helena en el año 1980 en el estado de Washington). Las tormentas del desierto empujan arena fina a la atmósfera. Coronamos esto con particulados artificiales de la industria, con cenizas de incendios y exhalaciones de vehículos. Esto va mano a mano con las emisiones de dióxido de azufre que no sólo dañan la salud humana, sino que también contribuyen a la lluvia ácida, la que daña los edificios y los ecosistemas aquíferos (Creces, Agosto 2002, Pág. 29).

Luego está la gran cantidad de "particulados secundarios" creados a partir de gases en el aire. Gases como SO₂ se oxidan en la atmósfera para formar compuestos como sulfato de amonio y ácido sulfúrico, mientras el óxido nitroso se convierte en particulados de sales de amonio y nitratos. Los particulados secundarios son generalmente menores de 10 micrómetros de diámetro (milésimas de un milímetro). Algunos se originan de fuentes de combustión de vehículos, pero la mayor parte son de origen natural (Figura 2). Se estima que en la atmósfera de la Tierra, cada año se forman 2 mil millones de toneladas de particulados secundarios naturales. Una enorme cantidad si se comparan con los 300 millones de toneladas que nosotros agregamos.

Para ponerlo en términos simples, las fuentes naturales constituyen las mayores contribuciones del polvo en el aire, liberando diez veces más material particulado a la atmósfera, que lo que agrega la actividad humana. Pero esto no es necesariamente una noticia negativa: los particulados naturales, como el polvo mineral, tiende a ser inerte y se piensa que son menos dañinos para la salud. En cambio los particulados finos son los más mortíferos y nosotros somos los responsables por la mayor parte de ellos. Lo importante es que podemos mitigar el daño, tomando algunas medidas efectivas para el control de la contaminación producida por la actividad humana.

¿Qué hay con los particulados más pequeños que los hacen tan peligrosos? En general, los particulados mayores de 10 micrómetros de diámetro, se depositan en la mucosa nasal y en la garganta, ya que dichas superficies están bien protegidas por mucus. Las entre 4 y 10 micrómetros, son atrapadas por el mucus que contienen las vías aéreas, siendo manejadas por miles de millones de pequeños pelos que las empujan hacia la boca, donde son tragadas. Las partículas de menos de 4 micrómetros de diámetro, son las que pueden alcanzar la superficie pulmonar profunda, donde se realiza el intercambio gaseoso. Se trata de los pequeños sacos, llamados "alvéolos" (Figura 1). No está claro por qué las personas con enfermedades pulmonares y cardiacas son tan susceptibles. En los asmáticos, por ejemplo, el polvo puede exacerbar la inflamación de los pulmones. Después de exposiciones prolongadas, las "células mast" del sistema inmune en la mucosa de los bronquiolos, llegan a sensibilizarse a los particulados. Mayores exposiciones inducen a estas células a que liberen "histamina" y otros mediadores inflamatorios. La histamina hace que la musculatura lisa que envuelve las vías aéreas se contraiga adelgazando los conductos y aumentando la producción de mucus. También dilata los capilares que se hacen más permeables, acumulándose líquido en los tejidos (edema).

Investigaciones en Canadá sugieren también que nuestras arterias se pueden adelgazar ligeramente cuando respiramos una mezcla de contaminantes elevados, como por ejemplo durante las horas de tráfico en las áreas urbanas. La pequeña restricción del flujo sanguíneo puede no ser un problema en las personas saludables, pero sin embargo pueden ser fatales para aquellos que padezcan de enfermedades cardiovasculares. Los investigadores de la Universidad de Toronto pidieron a voluntarios sanos que inhalaran durante dos horas, una mezcla de ozono y partículas menores de 2.5 micrómetros de diámetro. El grosor de su arteria braquial, un gran vaso en el brazo, se redujo entre un 2 y un 4%. Respirando ozono, particulados por separado o aire filtrado, no se produjo constricción arterial.

No está claro cómo es mediado este efecto, pero no cabe duda que las enfermedades cardiacas y la polución del aire están relacionadas entre sí. Así por ejemplo, en los Estados Unidos, la Agencia para Protección Ambiental ha estimado que en el año 1996, la polución ambiental fue causa contribuyente en las 60.000 muertes relacionadas con problemas cardiacos.


El viaje puede ser largo

Siendo tan importantes para la salud, los científicos ambientalistas se han dado a la tarea de medir los niveles de diferentes particulados en la atmósfera, tratando de individualizar sus orígenes. El comportamiento de las partículas está parcialmente determinado por su densidad. Pero es el tamaño el factor más importante. Los particulados más pequeños son los potencialmente más peligrosos para la salud. El rango de tamaño es amplio. Las partículas pueden ser tan grandes, como de 2 milímetros de diámetro, pero son sólo las más pequeñas las que pueden viajar por el mundo. Las arenas del Sahara que cayeron sobre los Alpes suizos este año, eran de un diámetro menor de 5 micrómetros, pero todavía claramente visibles. Pero los particulados más finos, como los gases exhalados por motores diesel pueden medir sólo unos pocos nanómetros y son invisibles al ojo desnudo.

Para simplificar la materia, los científicos hablan acerca del polvo en términos de fracciones de tamaño. Así por ejemplo, todas las partículas que tienen un diámetro menor de 10 micrómetros se conocen como "PM1Os", y todas las que tienen menos de 2.5 micrómetros como "PM2.5s".

En la lluviosa Inglaterra las partículas finas, independientes de la estación del año, permanecen en la atmósfera alrededor de 10 días. Sin embargo, en las regiones más secas del mundo, esas partículas y las mayores de 10 micrómetros, es probable que permanezcan en el aire por 10 a 20 horas. En condiciones realmente secas, las partículas más finas, entre 2.5 y 0.1 micrómetro, pueden volar en la atmósfera, por períodos tan largos, como mil días.

El promedio de la velocidad del viento sobre 6 kilómetros de la superficie de la Tierra, en la "tropósfera baja", es de 7 metros por segundo, de modo que las partículas grandes pueden viajar entre 20 y 30 kilómetros, mientras que las más pequeñas pueden viajar muchos miles de kilómetros.

Empujadas por una serie de sistemas de tiempo, las partículas se pueden embarcar en una verdadera odisea. Cambiando el tiempo local y global se produce una selección de partículas. Un día el aire puede estar cargado con polvo que viaja lejos desde el desierto, mientras que al día siguiente puede estar cargado con neblina de aerosoles salados provenientes del océano. En la noche, en condiciones de tiempo de invierno, se puede arrastrar hollín exhalado de vehículos, como consecuencia de una inversión térmica (cuando una capa de aire caliente producido por calentamiento solar de los cerros o edificios altos durante el día, sella el aire frío debajo) o que nitratos y sulfatos de contaminación industrial viajen desde lejos. O incluso pueden coincidir varios de estos escenarios.

Cuando se incrementan los ingresos de enfermos a los hospitales, debido a asma y afecciones cardiacas, esta complejidad les produce a los científicos ambientalistas un verdadero dolor de cabeza.

Para calmar la confusión acuden a los computadores en la técnica llamada "Trayectoria de Modelo Computacional Retrospectivo". Con ella pueden rastrear los particulados que cruzan las fronteras, hasta conocer su sitio de origen. El método toma información meteorológica considerando latitud, longitud y altura sobre la Tierra durante un período de cinco días o más. Con todo, este tipo de modelo es algo como un arte negro, ya que cuando se encuentra la fuente del contaminante no hay sustituto para manejar las partículas a nivel de terreno.


Medidas correctivas

En el pasado, las decisiones para limpiar la atmósfera sólo se han tomado después de lamentar un gran desastre ambiental, como fue la catástrofe ocurrida en Londres en el año 1952. Ello indujo la aprobación del decreto "Clean Air Act", que prohibía los humos de combustibles en las áreas urbanas y terminó con el cierre en las ciudades de las estaciones cuya fuente energética era la quema de carbón. Desde entonces se han ido sumando diversos progresos tecnológicos. Los motores de petróleo y diesel se han ido haciendo progresivamente más eficientes, reduciendo la cantidad de combustible no quemado que se elimina con el humo exhalado. Los "convertidores catalíticos" remueven de los gases exhalados por los motores, los hidrocarbones y el óxido de nitrógeno, que contribuyen a la formación de particulados secundarios. Los motores diesel emiten más particulados que los motores a petróleo, pero agregándoles "atrapadores de partículas" se logra reducir las emisiones de PM1O hasta en un 90%.

Al mismo tiempo, durante los últimos años, el combustible convencional se ha hecho más limpio, y se han diseñado combustibles como el diesel, con muy bajo contenido de azufre, que puede reducir la emisión de particulados en 40%, y ellos están cada vez más disponibles. Además los gobiernos han impuesto estrictas normas de control en los vehículos más viejos. En Inglaterra por ejemplo, todos los vehículos de más de tres años de uso deben someterse a una evaluación, que incluye un examen visual del humo exhalado. Los motores de los autos de bajos rendimientos, deben reajustarse. Los autos con motores diesel son sometidos a tests muy rigurosos.

El mismo smog de Londres está también en ciudades como Los Angeles y San Francisco. Se piensa que en el sur del California la polución de particulados mata a 9000 personas cada año. La Agencia para Protección del Ambiente de Estados Unidos está ahora liderando la reglamentación internacional para regular la calidad del aire y aprueba métodos de monitoreo. Del mismo modo, la legislación de la Unión Europea está forzando a los países miembros a considerar el efecto de la polución en los países vecinos y están adoptando límites de tolerancia cada vez más estrechos.

La Unión Europea ha identificado cinco principales contaminantes del aire que tienen efectos en la salud a corto plazo y que necesitan ser monitoreados: dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, ozono, monóxido de carbono y particulados. El rango de particulados que ahora monitorean por su evidente efecto en la salud, incluyen aerosol de benceno, partículas de plomo y el subproducto del petróleo 1,3-buatadieno. Los gobiernos de los países subdesarrollados están también estableciendo estándares. Por ahora tienen todavía una gran tarea. Sus industrias aún poseen tecnologías que son menos que verdes y necesitan corregir errores que ya corrigieron los países occidentales.

En Inglaterra se entrega constantemente información al público acerca de los cinco tipos de contaminantes, para lo que se cuenta con 110 monitores automáticos, ubicados en diferentes partes del país. Los datos recogidos se simplifican, asignándoles a cada contaminante un resultado que va de 1 a 10. De este modo, un score de 1 a 3, es de bajo riesgo, 4 a 6 es moderado, de 7 a 9, alto, y 10 muy alto. Cualquiera de los cinco contaminantes que alcance niveles altos, es informado diariamente en la televisión y se anuncia por Internet. Con ello se alerta a los asmáticos para que permanezcan menos tiempo al aire libre y reajusten su medicación.


Otro efecto

Aparte de los efectos sobre la salud, los particulados tienen también otro efecto preocupante: ellos pueden cambiar el tiempo. La nube oscura de cenizas, hollín y aerosoles que cubrió Asia, alcanzó hasta tres kilómetros de altura y se extendió desde la península Arábica, a través de la India, Sud Este Asiático, hasta China. Disminuyó entre un 10 a 15% la cantidad de luz solar que llegó al suelo, con lo que posiblemente redujo la evaporación y la lluvia, afectando las cosechas. El polvo en la estratósfera, alteró el balance del calor del globo, reflectando la luz solar, enfriando la superficie y reflectando el calor que se generaba desde la tierra.

Pero por sobre todo, el efecto de las nubes de polvo, parece enfriar la Tierra. Después de la erupción del monte Pinatubo en Filipinas en el año 1999, el mundo se enfrió en medio grado Celsius durante 18 meses.



John Merefield

Profesor de Estudios Ambientales
Universidad de Exeter
Inglaterra