lección 1 hacia una historia de la contaminación del aire y del
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Historia de la contaminación del aire • 1-1
Lección 1
Hacia una historia de la contaminacióndel aire y del estudio sobre sus efectosen la salud humana
1-2 • Introducción a la toxicología de la contaminación del aire
Preguntas centrales
o A lo largo de la historia, ¿qué hechos y procesos han contribuido a la contaminaciónatmosférica?
o ¿Cuáles han sido algunas de las peores catástrofes de contaminación del aire ocurridas eneste siglo y cuáles fueron sus causas?
o ¿Qué efectos adversos provoca la contaminación del aire en la salud? ¿A qué trastornoscontribuye?
o ¿Qué diferencia existe entre epidemiología y toxicología?
o ¿Qué adelantos científicos y tecnológicos han ayudado a impulsar el estudio de lacontaminación del aire?
Palabras clave
o Bronquitiso Epidemiologíao Enfisema pulmonaro Inversión térmicao Toxicología
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Visión general delproblema
En cuanto a contaminación se refiere, lo que se ignorapuede hacer daño. Esta conciencia ha motivado el interéspor conocer más acerca de la contaminación y sus conse-cuencias, especialmente sobre los efectos adversos en lasalud.
Esta lección ofrece un panorama histórico del problema dela contaminación del aire y sus efectos adversos en la sa-lud. Las siguientes lecciones tratarán más detalladamentelas investigaciones sobre los tipos específicos de contami-nantes tóxicos del aire y el daño que pueden causar.
En general, a medida que el hombre ha avanzado en cuan-to a tecnología, la contaminación atmosférica ha aumentado.Desde la primera vez que se usó el fuego para generarcalor y luz hasta los procesos industriales altamente avan-zados de la actualidad, el hombre ha continuado participandoen actividades que producen efectos indeseables en el am-biente y la salud. Lamentablemente, muchas de esasconsecuencias nunca se sospecharon, e incluso cuando sepresentaron observaciones al respecto, estas advertenciasmuchas veces fueron menospreciadas. Solo recientementeel hombre ha comenzado a comprender el grado y magni-tud de los problemas provocados por la contaminación. Ysolo recientemente se ha usado la tecnología para resolverlos problemas de contaminación que esta ayudó a crear.
Muchos de los logros tecnológicosdel hombre se han alcanzado acosta de la contaminación de laatmósfera.
1-4 • Introducción a la toxicología de la contaminación del aire
Para comprender exactamente y de manera sencilla qué esla contaminación del aire, es importante tener primero unavisión de la atmósfera en la “era precontaminación”.
¿Qué es aire limpio?
La atmósfera es sencillamente una mezcla de gases y partí-culas diminutas que rodean el planeta. Con toda probabilidad,la composición de esta mezcla ha cambiado en diversasetapas de la historia. A continuación se resumen las carac-terísticas de la mezcla actual, aquella con la que el hombrese siente fisiológicamente cómodo.
Nitrógeno (N2) 78,1%Oxígeno (02) 21%Argón (Ar) 0,9%Dióxido de carbono (C02) 330 ppmv (partes por millón en volumen)Neón (Ne) 18 ppmvHelio (He) 5 ppmvMetano (CH4) 1,5 ppmvOtros en concentraciones menores que 1,0 ppmv
NOTA: los porcentajes indicados corresponden a loscomponentes principales del aire seco al nivel del suelo.Normalmente, la atmósfera contiene también cantidadesvariables de agua (H20) en gotitas de distintos tamaños yestados.
Si se juntan todos esos componentes en las cantidades indi-cadas, se obtendrá una atmósfera no adulterada, idóneapara respirar. Sin embargo, eso no es del todo cierto: po-cos lugares de la Tierra (si existe alguno) tienen ese airepuro, saludable. Por lo general, el aire contiene aditivos ocontaminantes. Algunos lugares con un aire relativamentelimpio presentan pocos contaminantes, pero hoy en día soncada vez más los que presentan docenas de contaminantesmezclados en el aire.
Algunos contaminantes del aire pueden ser de origen natural.Los rayos pueden causar incendios que contaminan el airecon partículas y gases diversos. Asimismo, los volcanespueden enviar toneladas de contaminantes gaseosos yparticulados a la atmósfera. Incluso un viento aparentemente
La atmósfera está formadaprincipalmente por nitrógeno yoxígeno.
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benigno puede levantar partículas de las superficies de latierra y el mar y transformarlas en contaminantes. A pesarde que los contaminantes provenientes de estas fuentesnaturales pueden influir negativamente en la salud, no nosocuparemos de ellos en este curso.
En este curso la preocupación se circunscribe a loscontaminantes del aire antropogénicos (esto es, los generadospor actividades humanas). Uno de los resultados más visiblesde la acción del hombre sobre el planeta reside en que conel transcurso de los años la atmósfera ha acumulado nosolo mayor cantidad de sustancias tóxicas sino también mayorvariedad. Retrocedamos en el tiempo para ver cómo sedesarrolló esta situación.
La atmósfera contaminada: ¿cómoasí sucedió esto?
Aunque no existen pruebas contundentes, se supone que laprimera vez que el hombre contaminó el aire fue cuandodescubrió el fuego. Sin embargo, en esa época, la contri-
1. ¿De todos los componentes que se encuentran en elaire, ¿cuáles son los dos que presentan las concen-traciones más altas?
2. Cite algunas fuentes naturales de la contaminacióndel aire.
Algunos contaminantesatmosféricos provienen de fuentesnaturales, pero la preocupaciónprincipal para la toxicología de lacontaminación del aire reside enlos contaminantes producidos porel hombre.
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bución del hombre a la contaminación del aire probable-mente era menor que la provocada por fuentes naturales.
El siguiente avance que tuvo serias consecuencias para lacontaminación del aire fue el establecimiento de numerosascomunidades permanentes. En un inicio, el hombre vivíaen grupos nómadas relativamente pequeños. Frecuentemen-te, esos grupos vivían en un lugar solo por un tiempo y eldaño ambiental que causaban era mínimo. Eso comenzó acambiar con la formación de comunidades agrarias perma-nentes. En el estudio de la contaminación del aire, seobservan dos consecuencias notables de la sedentarizacióndel hombre: un impacto ambiental mayor y más intenso yel agotamiento de combustible para generar fuego en cier-tas localidades.
En Europa, durante los siglosXII y XIII, la obtención demadera para el combustible setornó tan difícil que fue nece-sario un combustible alternati-vo, y el carbón fue la solución.Parecía un don del cielo por-que existía en abundancia y erade lenta combustión. El oscu-ro humo denso que producese consideró simplemente comouna desventaja menor. Pero,en realidad, esto era secunda-rio comparado con lo que ven-dría.
En Europa, a mediados del siglo XVIII, comenzó la Revo-lución Industrial y el movimiento se expandió rápidamentepor todo el mundo. Las distintas industrias emergentes re-querían energía, y energía en esa época significaba com-bustión de carbón. Además de la contaminación producidapor esta causa, muchas industrias incluyeron procesos quí-micos que generaron sus propios contaminantes tóxicos.La industria metalúrgica comenzó a prosperar y desplazórápidamente al carbón como la fuente principal de dióxidode azufre en la atmósfera.
Cuando el carbón se convirtió enun combustible común para lageneración de calor y energía, lacontaminación del aire aumentóen forma explosiva.
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Durante el siglo XIX y a principios del XX, el carbón erala fuente principal de calor, energía y contaminación en elmundo. Sin embargo, empezó a tener competencia cuandoen 1859 se inició, en Pensilvania, la perforación del pozopetrolero, de rápidos beneficios comerciales. La refinaciónde petróleo y la industria automovilística experimentaronun extraordinario crecimiento en el siglo XX, junto con susdiversas industrias derivadas, como el acero y la fabricaciónde caucho.
La Segunda Guerra Mundial y sus consecuenciasaumentaron y aceleraron la arremetida del hombre en laatmósfera, prácticamente inadvertida. La proliferación dela industria petroquímica y el desarrollo de la industrianuclear abrieron el camino. Sin embargo, la industria deltransporte, con sus quemas de combustibles fósiles,permanece hasta hoy como la causa principal decontaminación. Esta industria es directamente responsablede casi 60% de toda la contaminación atmosférica. Se sabeque el smog que caracteriza a Los Angeles proviene de losgases emitidos por el transporte.
La siguiente sección mostrará que el fenomenal progresotecnológico que ha caracterizado al siglo XX solo se logrócon una costosa contraparte de daño a la vida humana y lasalud.
1. ¿Qué circunstancia originó la adopción de carbóncomo el principal combustible en la Europa del sigloXIII?
2. ¿Por qué se expandió a mediados del siglo XVIII eluso del carbón para generar energía?
3. Cite al menos tres industrias importantes que hayancontribuido a la contaminación del aire en el sigloXX.
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Problemas de saludcausados por loscontaminantes tóxicosdel aire
¿La solución para la contaminaciónes la dilución? ¡NO!
Por años se creyó que “la solución para la contaminaciónes la dilución”. Este refrán se basaba en la suposicióngeneralizada de que la Tierra cuenta con un mecanismo delimpieza natural que podía desactivar o absorber todoimpacto de contaminación creado por el hombre. Muchascatástrofes locales de contaminación del aire producidas alo largo de este siglo han mostrado clara y trágicamenteque la dispersión natural de la acumulación de contaminantesno constituye un sistema infalible. Los crecientes indicadoresde que la acumulación de contaminantes representan unproblema mundial y no solo local hacen aún más crítica lasituación. La incidencia de diversos efectos adversos parala salud, desde irritaciones locales hasta cáncer, estánaumentando en forma sostenida y uno de los culpables es lacontaminación del aire.
Contaminación del aire en el siglo XX:episodios y accidentes
La diferencia entre un episodio y un accidente decontaminación del aire es fundamental. Un episodio ocurrecuando los contaminantes del aire “inocuos”, diarios, propiosdel siglo XX, se combinan con otros factores, como lasanormalidades meteorológicas y la topografía, para crearuna atmósfera amenazante para la salud. A pesar de que elhombre es el responsable del factor contaminación, lacoocurrencia de los otros factores es incontrolable. Encontraste, un accidente de contaminación del aire es una
El sistema de la Tierra no puedediluir o esparcir adecuadamentetodos los contaminantes queintencional o involuntariamente seemiten a la atmósfera.
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descarga inadvertida y evitable de sustancias químicas tóxicas,a menudo atribuible a fallas mecánicas o al error humano.
Episodios
Los tres episodios de contaminación del aire más famososde este siglo sucedieron en Meuse Valley, Bélgica; Donora,Pensilvania; y Londres, Inglaterra.
Las tres tragedias coincidieron con una condición meteoro-lógica conocida como inversión térmica. Normalmente, elaire caliente de la superficie terrestre asciende y el aire dela parte superior de la atmósfera —más frío— cae, con locual se crea una circulación natural que dispersa los conta-minantes superficiales del aire. Una inversión ocurre cuan-do las capas de aire de la atmósfera inferior son más fríasque las superiores. La circulación natural sufre una inte-rrupción y tanto el aire superficial acumulado como loscontaminantes del aire se concentran alrededor de sus fuen-tes (véase la figura 1-l en la siguiente página).
Otra característica importante, común a estos tres episodios,es que los presuntos agentes causales eran productos dedesecho típicos de la vida del siglo XX y supuestamenteseguros. La quema generalizada de combustibles fósiles yla proliferación de procesos industriales producen dióxidode azufre, ácido sulfúrico, material particulado, fluoruros yotros contaminantes del aire, componentes bastante comunesde la actual mezcla atmosférica.
El episodio de Londres, el más catastrófico de los tres debidoprincipalmente a que ocurrió en un área densamente poblada,incentivó acciones productivas en el plano político ycientífico. Como resultado de ellas, los episodios decontaminación del aire de esa magnitud son cosa del pasado.
Durante una inversión térmica seinterrumpen los patronesnormales de circulación de laatmósfera natural.
Episodio Año Exceso demortalidad
Causas propuestas
Meuse Valley
DonoraLondres
1930
19481952
60+
204.000+
SO2, fluoruros, H2SO4
SO2, material particuladoSO
2, material particulado,
H2SO
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Figura 1-1. Circulación atmosférica natural comparada con una inversión térmica
Actualmente, la mayoría de ciudades principales haimplementado programas para predecir y detectar los nivelesde contaminación y condiciones meteorológicas que podríancombinarse para ocasionar consecuencias trágicas. En esasurbes, se advierte habitualmente a los ciudadanos mediantealertas sobre la calidad del aire y acerca del peligro decondiciones adversas, y se los alienta a permanecer dentrode sus casas el mayor tiempo posible durante los periodoscríticos. A pesar de esos programas preventivos, en unafecha tan reciente como 1966, una inversión térmica decuatro días en la ciudad de Nueva York provocó 168 muertese innumerables enfermedades. El hombre ha aprendido—aunque lentamente— que no existe contaminante del aireque sea inocuo.
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Los accidentes de contaminaciónindustrial del aire normalmenteson producto de fallas mecánicasy errores humanos.
Accidentes
Entonces, parece que los progresos tecnológicos y la cre-ciente industrialización han provocado cierto nivel deemisiones tóxicas al aire, regulares y planificadas, que sonaceptadas por casi todos como un costo necesario para go-zar de los beneficios de la vida en el siglo XX. Laindustrialización también ha generado un mayor riesgo dedescargas accidentales de contaminantes tóxicos. Las cau-sas más comunes de los accidentes de contaminaciónindustrial del aire son las fallas mecánicas y los erroreshumanos. La mayoría de accidentes de este tipo involucrapequeñas cantidades de sustancias químicas, lo que resultafácil de controlar, con pocos efectos adversos en los sereshumanos o ninguno. Algunos de ellos, en cambio, tienenconsecuencias trágicas.
Uno de los primeros accidentes de contaminación del airecon causa definida y adecuadamente documentados sucedióen 1950 en Poza Rica, México. El problema comenzó cuan-do una refinería de gas natural descargó inadvertidamentesulfuro de hidrógeno en el aire. Una inversión térmica si-multánea agravó el problema. Resultados: 22 muertes ymás de 300 casos de enfermedades relacionadas, sobre todoirritación de las vías respiratorias y trastornos del sistemanervioso.
Quizá el ejemplo más ilustrativo de cómo la descarga acci-dental de una sustancia química tóxica puede perjudicar agran parte de la población es el incidente producido enBhopal, India, en 1984. Treinta toneladas de isocianato demetilo escaparon a través de una válvula rota y cubrieronuna comunidad adyacente a una planta químico-industrial.Más de 2.500 muertes se atribuyeron a este caso y 17.000personas quedaron permanentemente discapacitadas.
En 1986, la ciudad soviética de Chernobil fue sinónimo dedesastre industrial. A pesar de que no era el primer acci-dente que involucraba a una central nuclear, este fue (y aúnsigue siendo) el peor de todos. La explosión fue la culmina-ción de una serie de acontecimientos, atribuibles al malfuncionamiento mecánico y al error humano. Las conse-cuencias fueron muy graves. Murieron treinta trabajadorespor exposición radiactiva en los primeros meses y otros
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La explosión de la central nuclearde Chernobil en 1986 fue el peoraccidente radiactivo registrado enla historia.
200 trabajadores y bomberos fueron hospitalizados con se-rios daños provocados por la radiación. Millones de personasen la antigua Unión Soviética y Europa del Este estuvieronexpuestas a la lluvia radiactiva y, por lo tanto, tienen mayo-res probabilidades de morir de cáncer que las que teníanantes del desastre. Otras fueron afectadas por medio de losalimentos provenientes tanto de plantas como de animalesque estuvieron expuestos a la radiación. Además, debido aque la radiación es mutagénica (es decir, capaz de alterar elmaterial genético), los efectos adversos del accidente deChernobil probablemente afectarán también a las próximasgeneraciones.
Obviamente, los efectos de los contaminantes tóxicos delaire pueden aumentar debido a diversos factores, como lospatrones climáticos, las fallas mecánicas y los errores hu-manos. Sin embargo, la mayoría de accidentes catastróficostiende a localizarse en un área, lo que permite identificarfácilmente a la población afectada. Pero, ¿qué hay acercade las personas que están en áreas supuestamente seguras?¿Y acerca de la mujer que se dirige al centro de la ciudad,del niño en el campo de juegos y de la sala familiar ubicadaa tres cuadras de una planta química libre de accidentes?Los estudios y estadísticas indican que a medida que eltiempo avanza, el grueso de la población corre el riesgo dedesarrollar ciertos efectos adversos en la salud como pro-ducto de la carga química tóxica en la atmósfera.
6. Cite cuatro episodios de contaminación del aire.
7. Explique la diferencia entre condicionesatmosféricas normales e inversión térmica.
8. ¿Cuáles son las causas más comunes de losaccidentes de contaminación industrial del aire?
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La concentración ambiental de loscontaminantes del aire suponeriesgos para la salud del públicogeneral.
Efectos adversos en la saludrelacionados con la contaminacióndel aire
Los episodios y accidentes de contaminación del aire queacabamos de tratar, especialmente el episodio ocurrido enLondres en 1952, incrementaron la inquietud acerca de lasconsecuencias que supone para la salud la exposición cró-nica a concentraciones atmosféricas estándar de contami-nantes. A fines de los años cincuenta numerosos estudioscomenzaron a documentar la relación existente entre la con-taminación general del aire y ciertas enfermedades cróni-cas. Hoy en día, existe un consenso general que afirma quelas concentraciones ambientales de los contaminantes delaire pueden causar o incentivar el desarrollo de bronquitiscrónica y cáncer pulmonar. Se plantea que existe una con-sistente relación similar con el enfisema pulmonar.
Bronquitis en realidad significa “inflamación de losbronquios”. Las evidencias de las vinculaciones entrecontaminación del aire y bronquitis crónica están bienestablecidas. En la bronquitis crónica, la inflamacióncaracterística va acompañada de la producción excesiva democo y una tos productiva y persistente. Los principalesfactores responsables del aire ambiental parecen ser el SO2
(dióxido de azufre) y el material particulado.
El enfisema pulmonar se caracteriza por la distensiónexcesiva y la destrucción de los alvéolos (diminutas bolsasde aire ubicadas en el pulmón donde se realiza el intercambio
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de gas). La incidencia de esta enfermedad progresiva, aunqueno relacionada de manera concluyente con los contaminantesdel aire, está aumentando especialmente en las zonas urbanasaltamente contaminadas.
Otras dolencias menores provenientes de dicha exposiciónestán en aumento en las áreas con niveles altos de contami-nación ambiental. Estas incluyen el resfriado común, lairritación óptica y nasofaríngea, los ataques de asma y lasdificultades respiratorias generales.
Las evidencias que relacionan el cáncer pulmonar con lacontaminación del aire son sobre todo indiciarias, basadasen cientos de estudios que revelan una incidencia mayor dedicha enfermedad en las zonas urbanas que en las rurales.A pesar de ello, estas evidencias son tan generalizadas yuniformes que normalmente se aceptan como pruebas deuna relación causa-efecto. Existe menor consenso en cuantoa la mortalidad que se puede atribuir a la exposición decontaminantes del aire. Los cálculos del porcentaje demuertes para las cuales la contaminación del aire es unimportante factor van desde 0,1 por ciento (1 en 1.000)hasta 10 por ciento (1 en 10).
9. ¿Qué enfermedades respiratorias graves se asociande alguna manera con la contaminación del aire?
10. Cite al menos otros tres efectos adversos para lasalud relacionados con la contaminación del aire.
Hitos en el estudiode la contaminación del aireAntes de estudiar un problema, hay que reconocerlo. Apesar de que esto resulta obvio, muchas veces el problemaen sí no lo es. El reconocimiento de los efectos adversos dela contaminación del aire para la salud constituye un claroejemplo de ello. Durante siglos, el humo de la combustiónse consideró un problema solo por su desagradableapariencia y olor.
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El reconocimiento, laidentificación y la detecciónconstituyen tres pasos crucialesen la lucha contra los problemasde contaminación del aire.
El segundo paso necesario consiste en identificar exactamentela causa del problema. ¿Qué sustancias en el aire generantrastornos para la salud? Asimismo, resulta esencial laidentificación de las concentraciones químicas necesariaspara provocar tales efectos tóxicos.
Finalmente, todas estas determinaciones son inútiles a menosque también se pueda identificar cuándo las sustancias nocivasalcanzan niveles tóxicos. La tecnología actual nos permitedetectar la mayoría de sustancias químicas en el rango departes por miles de millones (ppb: parts-per-billions) yalgunas pocas sustancias químicas en el rango de partes pormiles de billones (ppq: parts-per-quadrillions). (¡Imaginealgo así como detectar una cucharadita de una sustancia enuna masa de agua del tamaño del lago Michigan!). Contoda esta información, se pueden implementar políticas yprácticas para eliminar o al menos reducir al mínimo laexposición a las sustancias químicas tóxicas para el hombre.
Estudios epidemiológicos ytoxicológicos
La epidemiología y la toxicología son dos divisiones de unaciencia estrechamente vinculada al estudio de los efectosadversos para la salud resultantes de la contaminación delaire. A pesar de estar relacionadas, cada una tiene su propiocampo de interés y también sus propios problemas. Antesde ver cómo se han desarrollado estas disciplinas, convieneestablecer la diferencia entre ellas.
La epidemiología procura responder a la pregunta “¿Quéestá causando en esta persona (o en estas personas) esteparticular efecto perjudicial?”. En resumen, se observanlos efectos adversos para la salud y se buscan sus causas.La toxicología, por su parte, comienza con una causaconocida o presunta de los efectos adversos para la salud yprocura descubrir la relación existente entre la cantidad deltóxico que ingresa (dosis) y el grado del efecto producido.La pregunta que guía los estudios de toxicología es “¿Quécantidad de esta sustancia se requiere para originar efectosperjudiciales?”. En otras palabras, se observan los factorescausales y se buscan los niveles críticos para que se produzcadeterminado efecto.
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A pesar de que ambas se ocupande los efectos adversos para lasalud, la epidemiología y latoxicología se abocan a temasdiferentes.
Desarrollo histórico inicial
Entre los primeros esfuerzos por relacionar los trastornosde salud con causas específicas están los estudios sobreenfermedades ocupacionales. Los antiguos griegos y roma-nos notaron que los mineros y metalúrgicos contraíanfrecuentemente ciertas enfermedades y esto se atribuyó alas emanaciones ácidas que respiraban y a los metales tóxi-cos que manipulaban. En Europa, durante la Edad Media,proliferaron estudios e informes concernientes a la saludocupacional.
¿Cuál es lacausa del efecto
en la salud?
Epidemiología Toxicología
¿A qué dosis segenera
determinadarespuesta?
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En la Edad Media, la ciencia de latoxicología fue impulsada porexpertos que buscaban dosiseficaces de venenos y antídotos.
A inicios de la segunda mitad del siglo XVIII, la Revolu-ción Industrial trajo nuevas industrias, nuevas ocupacionesy, por tanto, nuevas amenazas a la salud. Durante la Revo-lución Industrial se dieron las primeras descripciones decáncer ocupacional, el cáncer al escroto que padecían losencargados de la limpieza de chimeneas a finales del sigloXVIII. Aunque estas deducciones eran obvias y requeríanpoca o ninguna investigación, produjeron lo que se podríallamar, en el mejor de los casos, epidemiología temprana.
Pero también se podría decir que los griegos y los romanosestuvieron entre los primeros “toxicólogos”, ya que de lamano con la identificación de riesgos ocupacionales, seesforzaron por descubrir curas en dosis terapéuticas. Aquíreside, pues, el nacimiento de la medicina moderna.
Toxicología significa en realidad “estudio de los venenos”,y esta ciencia emergente recibió un gran impulso con elauge del “arte” de envenenar. Desde los tiempos más re-motos, los venenos se han usado como armas políticas, ysu uso se generalizó y diversificó con el transcurso deltiempo. En la Edad Media, el experto en venenos era unmiembro de la sociedad respetado y bien pagado. Desdeluego, junto con la proliferación y el uso de sustanciastóxicas llegó la necesidad de antídotos eficaces a fin dedeshacer los envenenamientos accidentales. Tanto los ex-pertos en venenos como los especialistas en antídotos estabaninteresados en descubrir qué cantidades de venenos y antí-dotos eran necesarios y suficientes para hacer el trabajo.Cuando los experimentos comenzaron a centrarse en laespecificación de los niveles críticos de las sustancias quí-micas, la toxicología ya estaba en plena marcha.
El Dr. Snow y el pozo de Broad Street
Un caso interesante ocurrido en el Londres de mediadosdel siglo XIX constituye un ejemplo de la tempranaaplicación del enfoque epidemiológico. Al parecer, loslondinenses de esa época sufrían de frecuentes brotes decólera y tenían tasas de mortalidad asombrosamente altas.El Dr. John Snow, un médico general, dedicó su tiempo yenergía a descubrir la causa de la misteriosa enfermedad.Sospechó del agua contaminada, pero necesitaba pruebasconcluyentes. Parecía una tarea imposible: las muertes
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Mediante la teoría epidemiológicaclásica, el Dr. Snow relacionó losbrotes de cólera del Londres delsiglo XIX con el abastecimiento deagua.
producto del cólera ocurrían en toda la ciudad, sin conexiónaparente. En 1854, brotó otra epidemia de cólera y el Dr.Snow finalmente tuvo el entorno necesario para probar quéestaba causando la enfermedad.
Poco antes de la epidemia de 1854, uno de los proveedoresde agua de Londres transfirió la toma que tenía en el ríoTámesis a un punto ubicado aguas arriba de la ciudad,donde el agua era notoriamente más limpia. Por casualidad,este hecho creó un grupo de pruebas de control; el Dr.Snow podía ahora llevar a cabo un estudio comparativo. Élno se sorprendió cuando ninguno de los residentesabastecidos por la nueva fuente sufrió de cólera. Conperseverancia, el Dr. Snow fue eliminando todas las fuentesposibles hasta que encontró un denominador común entretodas las muertes de cólera: el pozo de Broad Street. Cuandose abrió la tapa de dicho pozo, se encontró que el aguaestaba contaminada y el caso quedó cerrado.
Mediados y fines del siglo XIX
Otros adelantos de mediados y fines del siglo XIX ayudarona definir y refinar los campos de la epidemiología y de latoxicología. La Guerra Civil estadounidense impulsó labúsqueda de anestésicos y desinfectantes seguros y eficaces.A fines del siglo XIX, los esfuerzos del Dr. Snow y estudiosepidemiológicos semejantes condujeron al desarrollo yaceptación general de la teoría de los gérmenes comocausantes de enfermedades. Esto, a su vez, alimentó labúsqueda de antibióticos para luchar contra los gérmenes.
Asimismo, cerca del fin de siglo XIX, comenzó en Franciael primero de muchos estudios sobre radiactividad. Hoy endía estamos observando, como bien lo ha demostrado eldesastre de Chernobil, que la radiación es una de las formasmás nocivas de contaminación del aire.
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Los estudios sobre la seguridad delas vitaminas llevados a cabo enlos años veinte introdujeron lapráctica —hoy en día común— deusar animales en los experimentosa gran escala.
Los esfuerzos desplegados contra las plagas de insectos enla región del Pacífico Sur y los problemas de salud asociadoscon ellas condujeron al desarrollo de nuevos plaguicidas ymedicamentos contra la malaria. En la búsqueda de agentescontra la malaria que fueran seguros, eficaces y fácilmenteaccesibles (en contraposición a la quinina natural), losprimates no humanos se usaron por primera vez en pruebasde eficacia y toxicidad como modelos para el hombre.
La toxicología como ciencia experimentó un extraordinariocrecimiento en los años sesenta. A principios del decenio,se encontró que la talidomida, un sedante común, causabagraves defectos congénitos cuando era ingerida por muje-res embarazadas. Este episodio trágico propició estudiosdiseñados para descubrir los efectos de las sustancias quí-micas en el embrión y el feto en desarrollo. El apoyo para
Las pruebas nucleares durante laSegunda Guerra Mundialprodujeron numerosos estudios deradiactividad.
Avances del siglo XX
El descubrimiento de las vitaminas a principios de los añosveinte se asocia con un importante hito en la toxicología: elprimer estudio a gran escala sobre la seguridad de algunoscompuestos realizado con animales. En esta investigaciónse usaron mamíferos pequeños para determinar los perfilesde seguridad de las vitaminas. Desde entonces se han seguidousando animales para probar muchas otras sustancias.
La Segunda Guerra Mundial provocó una variedad deestudios científicos y tecnológicos que estimularon aún máslos campos de la toxicología y epidemiología. Los estudiossobre radiactividad, un derivado de las detonaciones dearmas nucleares, se diseñaron para identificar los efectosde la radiación en el sistema humano. Estos estuvieron entrelos primeros intentos por comprender los efectos en la saludde la exposición a este nuevo y potente contaminante delaire.
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tales estudios provino de las nuevas leyes y regulacionesacerca de la responsabilidad legal de los productores demedicamentos que se implementaron a raíz del incidente.Actualmente, los campos de la epidemiología y la toxicologíason herramientas esenciales en la lucha del hombre porcomprender los efectos adversos para la salud relacionadoscon los contaminantes del aire y hacer frente a dichas con-secuencias.
Adelantos tecnológicosen el análisis químico
Como se mencionó anteriormente, todos los esfuerzos pordefinir los niveles nocivos de los contaminantes del aireconducirían a un callejón sin salida sin la presencia de latecnología necesaria para detectar dichos niveles.
A fines de los años cuarenta, la espectrometría de masas seaplicó por primera vez al análisis de contaminantes gaseosos.A fines de los años cincuenta y principios de los sesenta, elanalizador infrarrojo no dispersivo se popularizó paraestudiar las emisiones de los automóviles. Por la mismaépoca, se desarrolló la cromatografía de gases (CG), que—en su forma compleja actualmente vigente— se une a laespectrometría de masas (EM) a fin de proporcionar análisisquímicos de algunas sustancias químicas en el rango departes por miles de billones (ppq: parts-per-quadrillion).Hoy en día, el análisis CG/EM constituye el criterio habitualpara detectar la mayoría de contaminantes del aire;especialmente, los compuestos orgánicos y los metales traza.
11. Describa de qué manera se diferencian la toxicologíay la epidemiología.
12. A fines del siglo XIX, ¿qué nueva teoría ayudó aimpulsar la búsqueda de antibióticos?
13. ¿Sobre qué tipo de medicamentos fueron los estu-dios de seguridad que emplearon por primera vezprimates no humanos?
14. La tecnología actual de la cromatografía/espec-trometría de masas es capaz de detectar algunassustancias químicas en el rango _________________.
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Respuestas a las preguntas de autoevaluación
1. Nitrógeno, oxígeno.
2. Incendios producidos por rayos, volcanes y el viento.
3. El agotamiento de la madera disponible para la combustión.
4. Por la Revolución Industrial (las industrias emergentes necesitaban energía, y energía eneste momento significaba combustión de carbón).
5 Refinación de petróleo, acero, caucho, industria automovilística, productos petroquímicos,energía nuclear.
6. Meuse Valley, Bélgica;
Donora, Pensilvania;
Londres, Inglaterra, y
Nueva York, Estados Unidos.
7. En condiciones normales, el aire caliente de la superficie terrestre asciende y el de laparte superior de la atmósfera —más frío— cae, con lo cual se crea una circulaciónnatural que dispersa los contaminantes superficiales del aire. Durante una inversióntérmica, sucede lo contrario: las capas del aire de la atmósfera inferior son más frías quelas superiores.
8. Fallas mecánicas, errores humanos.
9. Bronquitis crónica, enfisema y cáncer pulmonar.
10. Resfriado común, irritación óptica y nasofaríngea, ataques de asma y dificultades respi-ratorias generales.
11. Básicamente, la toxicología toma una sustancia con efectos adversos conocidos e intentadeterminar qué cantidad de esa sustancia se necesita para causar determinados efectos.La epidemiología intenta descubrir las causas y los mecanismos de los efectos adversosque se hayan observado en la salud.
12. La teoría de los gérmenes.
13. Agentes contra la malaria.
14. Partes por miles de billones (ppq: parts-per-quadrillion).