Revista de descontaminación industrial, recursos energéticos y sustentabilidad.

El Covid-19 y la Contaminación

El Covid-19 y la Contaminación

Condiciones invernales de baja temperatura favorecerían su propagación.



Por Dres. Francisco Cereceda, CETAM-USM; Luis Díaz, USACH; y Michael Seeger, USM.

Hasta el 10 de junio de 2020, el Covid-19 había infectado a más de 7,2 millones de personas en el mundo y causado la muerte a 413 mil. Y las cifras suben día tras día, sin que hasta ahora se haya logrado el ansiado aplanamiento de la curva de crecimiento de los contagios.

Poco después de desatarse la pandemia, corrieron las especulaciones sobre un eventual vínculo entre su propagación y la contaminación atmosférica. Sin embargo, para analizar este tema con la amplitud y profundidad debidas, es necesario abordarlo desde una perspectiva que considere factores asociados de diversa índole.

La relación entre la calidad del aire urbano y su impacto sobre la salud de la población fue demostrada a principios y mediados del siglo XX, cuando una serie de episodios severos de contaminación atmosférica resultaron en efectos negativos demostrables para la salud humana.

Posteriormente, el Informe Mundial de la Salud de la OMS del año 2002 sugirió que el material particulado (MP) existente en la contaminación del aire podría explicar el 2% de la mortalidad cardiorrespiratoria a nivel mundial, donde los países en vías de desarrollo tendrían los impactos más graves.

Asimismo, se ha identificado una amplia gama de otros contaminantes con graves perjuicios para la salud humana. Por ejemplo, aquellos que tienen efectos carcinógenos conocidos, como arsénico, cromo y níquel, y compuestos orgánicos como el benceno y la familia de los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs), donde el benzo[a]pireno (BAP) es su molécula más tóxica, debido a su poder carcinogénico y mutagénico para el ser humano.

Por otro lado, según estudios de la Organización Mundial de la Salud (OMS) de 2019, nueve de cada diez personas respiran aire contaminado todos los días y, por eso, la entidad multilateral considera que la contaminación del aire es el mayor riesgo ambiental para la salud. De hecho, en la actualidad esto representa una verdadera pandemia, incluso más grave que la del coronavirus.

Al comparar las muertes producidas por la pandemia del Covid-19 en China se obtiene una conclusión que respalda este análisis. Al 31 de marzo se informaba de 3.300 personas fallecidas por el virus, lo que es una cifra mucho menor que los 1,1 millones de personas que mueren al año en ese país como consecuencia de la contaminación del aire.

Contaminación y mortalidad

Hoy existe suficiente evidencia para afirmar que los contaminantes del aire pueden penetrar los sistemas respiratorio y circulatorio, dañando los pulmones, el corazón y el cerebro.

Eso se traduce en causa de muerte de siete millones de personas de forma prematura cada año por enfermedades como el cáncer, accidentes cerebrovasculares y patologías cardíacas y pulmonares.

Alrededor del 90% de esas muertes se producen en países de ingresos bajos y medios, con altos volúmenes de emisiones de la industria, el transporte y la agricultura. Pero, también, por los deficientes artefactos de calefacción y cocción de alimentos utilizados a nivel domiciliario y con distintos tipos de combustibles, donde la leña es uno de los más contaminantes y mayoritariamente usados.

En esa línea, la principal causa de la contaminación del aire -quema de combustibles fósiles- aporta de manera importante al cambio climático, lo que al mismo tiempo repercute en la salud de las personas. En efecto, se proyecta que entre 2030 y 2050 este fenómeno global provocará 250.000 muertes adicionales al año, como consecuencia de la desnutrición, el estrés por el calor, la malaria, la diarrea y otras enfermedades causadas por patógenos.


Corona de contaminación - 02 - 550x600La menor actividad industrial y de transporte han propiciado una baja en la contaminación, tras propagarse el Covid-19 a nivel global.
 
Por otra parte, un estudio realizado en 2019 por investigadores del Instituto Max Planck de Química y el Centro Médico Universitario de Mainz arrojó una nueva cifra que indica que la contaminación atmosférica causa 8,8 millones de muertes anuales en todo el orbe. El mismo reporte señala que, a nivel mundial, tres de cada cuatro muertes provocadas por la contaminación aérea afectan a personas mayores de 60 años, el mismo grupo de riesgo asociado al Covid-19.

Adicionalmente, los expertos determinaron que la polución atmosférica es responsable de 120 muertes prematuras anuales por cada 100.000 habitantes, según datos del continente europeo.

Más riesgo por leña

Poniendo en perspectiva esas cifras, queda demostrado que la contaminación atmosférica sería más letal que el tabaco, que causa siete millones de muertos anuales, según la OMS. En Colombia, de acuerdo con datos del Instituto Nacional de Salud, 15.000 personas en promedio fallecen al año por temas vinculados a la calidad del aire. Y, según el Ministerio del Medio Ambiente, en Chile esta cifra asciende a 4.000 ciudadanos.

Además, la evidencia científica revela diferencias importantes de impactos sobre la población, dependiendo de su situación socioeconómica, geográfica y demográfica. En 2015, el Dr. Luis Díaz, junto a otros investigadores, publicó un estudio que señala que el riesgo por mortalidad y morbilidad cardiorrespiratoria es mayor en ciudades contaminadas con humo de leña, como Temuco y Padre Las Casas, comparado con una megaciudad multi fuentes de emisiones, como el Gran Santiago.

En efecto, hasta el 28 de marzo de 2020, el porcentaje de hospitalización en nuestro país por Covid-19 fue de un 4,6 % en promedio, mientras que en La Araucanía se alzó a un 9,7%. Esta situación es preocupante, dado que esta región es una zona con alta pobreza y ruralidad.

¿Cómo viaja?

El Covid-19 es causado por el coronavirus SARS-CoV-2, patógeno emergente que se detectó por primera vez en un paciente en la ciudad de Wuhan en China a fines de 2019.

El SARS-CoV-2 es un virus de alto contagio entre seres humanos. Se estima que cada infectado lo transfiere en promedio a 2,5 personas, aunque presenta una menor letalidad que los coronavirus SARS-CoV (2003) y MERS-CoV (2012); el virus del ébola (1976) o el virus andes (1996).

El brote y expansión del Covid-19 ha tenido un impacto enorme sobre la actividad social y económica de la población, generando una crisis gigantesca a nivel mundial. Como antecedente, la mortalidad por SARS-CoV se duplicó en los sectores de China que tuvieron una mala calidad del aire respecto de zonas con aire limpio. Mientras que su expansión aumentó un 84% en aquellos lugares con calidad del aire moderada, en comparación con áreas donde había mejores condiciones atmosféricas (Cui y colaboradores, 2003).
 

Corona de contaminación 03 - 550x350El Dr. Francisco Cereceda (CETAM-USM) liderará la campaña de muestreo de los contaminantes presentes en el MP2,5.


Acerca de los estudios sobre la propagación de virus en la población, existe una sólida evidencia científica que correlaciona la incidencia de casos de infecciones virales con concentraciones de partículas atmosféricas (MP10, MP2,5 y partículas ultrafinas) (Setti et al., 2020; Ciencewicki et al., 2007; Sedlmaier et al., 2009, y Díaz-Robles et al., 2015).

Esos diminutos agentes actúan como un vehículo portador para muchos contaminantes químicos y biológicos, incluidos los virus.

Las partículas ultrafinas (PUF) se consideran dentro de esta categoría debido a su tamaño. Se generan como resultado de la mala combustión de biomasa residencial o por vehículos diesel. Poseen un diámetro aerodinámico ≤ 0,1 μm y pueden penetrar profundamente en el sistema respiratorio pulmonar, transportando la carga viral hasta donde se encuentran los alveolos.

Una pequeña fracción de las partículas ultrafinas (PUF) es incluso capaz de penetrar la barrera alveolar-capilar y, por lo tanto, ser distribuidas por todo el cuerpo a través del sistema circulatorio, trasladando su carga tóxica de contaminantes atmosféricos y microbiológicos. Dicho de otro modo, tienen la potencialidad de ser vehículos del coronavirus SARS-CoV-2.

Así, el material particulado, además de ser un portador, constituye un sustrato que permitiría que el virus permanezca en el aire en condiciones vitales durante horas, días o semanas y que podría recorrer largas distancias, del orden de decenas o cientos de metros.

Propagación

La tasa de inactivación de virus en partículas atmosféricas depende de las condiciones ambientales. De esta forma, un aumento de las temperaturas y radiación solar favorece este indicador, pero una alta humedad relativa puede propiciar una tasa de difusión más alta (Setti et al, 2020 y Despres et al., 2012).

La investigación científica ha determinado características de la propagación de los virus con relación a las concentraciones de partículas atmosféricas. Esto se resume en el “Informe sobre el efecto de la contaminación atmosférica y la propagación de virus en la población”, liderado por el Dr. Leonardo Setti, de la Universidad de Bolonia, Italia (Setti et al., 2020).

Adicionalmente, la mala combustión de biomasa y diésel genera no solo cantidades importantes de PUF, sino además emisiones de sustancias tóxicas, como los compuestos orgánicos volátiles (COVs) -por ejemplo, benceno, tolueno y MTBE-, y los compuestos orgánicos semi-volátiles (COSVs), entre los que se cuentan los hidrocarburos aromáticos policíclicos.

Al respecto, cabe destacar que los COVs y los COSVs tienen comprobadas propiedades carcinogénicas y mutagénicas en humanos, lo que debilita el sistema inmunológico.

Esto adquiere vital importancia en los meses de invierno, puesto que las bajas temperaturas, sumadas a un posible aumento de los períodos de cuarentena o “aislamiento social” en las casas, y drásticas medidas que restringen la movilidad pública y privada, provocará que las personas permanezcan mucho más tiempo en lugares cerrados, con mala ventilación y necesidad incluso de más calefacción.
 
En esa dirección, es preciso subrayar que estos artefactos utilizados por las familias chilenas en el sur del país frecuentemente son inadecuados, lo que sumado a un evidente problema económico en ciernes, producirá una tendencia natural al uso de combustibles más baratos como la parafina y la leña, que generan abundantes PUF y, por ende, sus contaminantes tóxicos asociados.

Bajo tales condiciones, este “cóctel explosivo” podría favorecer la duración del coronavirus SARS-CoV-2 y su ingreso a nuestro organismo, generando un escenario más negativo que el que se ha dimensionado hasta ahora. Sobre todo, si el peak máximo de la curva llegara a coincidir con los problemas de contaminación del aire en los próximos meses.

Esta proyección sería más factible para las urbes sureñas, porque en ellas la combustión de leña ineficiente es un problema endémico que expone a la población a una contaminación crónica a compuestos tóxicos, como lo demuestran trabajos realizados por el Dr. Francisco Cereceda en conjunto con otros investigadores, vinculados con la determinación de HAPs en el aire de Temuco y Santiago (Francisco Cereceda-Balic et al.
Journal of the AWMA, 2012).

Efecto de las cuarentenas

El contexto de la pandemia ha generado una drástica reducción de la actividad económica mundial, causada por las nuevas políticas de aislamiento social y las medidas sanitarias a nivel global. Esto ha derivado en las masivas cuarentenas que hemos observado en Asia, Europa y América, como estrategia para minimizar los impactos del virus.

Como efecto colateral, se ha observado una mejora localizada en la calidad del aire y en las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), como el dióxido de carbono (CO2).

Corona de contaminación 01 - 550x350.jpgEl Dr. Michael Seeger (USM) analizará la comunidad microbiana acumulada en los filtros de material particulado fino.

Este aspecto grafica claramente la influencia de las actividades antropogénicas en la calidad del aire. Por ejemplo, China mostró una reducción de un 25% de las emisiones de CO2, primordialmente, porque el consumo de carbón para la generación eléctrica cayó un 36%; la refinación de petróleo bajó un 34% y, en general, las medidas para contener el coronavirus implicaron disminuciones de entre 15% y 40% de la producción en sectores industriales claves.

Imágenes obtenidas por la NASA, así como otras del satélite Copernicus Sentinel-5P, de la Agencia Espacial Europea, en conjunto con mediciones locales mostraron tendencias muy similares en países como Italia o España. En esos países, los largos períodos de aislamiento social, junto con drásticas medidas que restringen la movilidad pública y privada ha significado la paralización o disminución de numerosas actividades productivas, generando importantes reducciones en los índices de calidad del aire para los principales contaminantes atmosféricos.
 
Lo anterior puede considerarse una buena noticia, sobre todo porque en esas zonas están saliendo del invierno y entrando a la primavera. No obstante, en Chile es justamente a la inversa, donde estamos a punto de pasar a una condición de invierno, cuando se exacerban las condiciones de mala ventilación.

Una vez que la curva de contagios se aplane y se reactive la actividad de las urbes, la calidad del aire volverá a empeorar.

Sin embargo, no hay que olvidar que, con la cuarentena trasladamos la contaminación a los hogares, por el mayor uso de sistemas de calefacción y cocción de alimentos. Entonces, las casas actúan como verdaderos sistemas de concentración de contaminantes, tantos los exteriores como los de interior.

A ellos se suman los contaminantes denominados de “intramuros”, asociados a los procesos de preparación de alimentos (fritura, asado, pan tostado, etc.), aerosoles generados por los productos de limpieza; los COVs y COSVs emitidos por los materiales de construcción (pinturas, barnices, alfombras, aislantes térmicos y revestimientos de la vivienda), equipos electrónicos (impresoras, computadores, televisores y electrodomésticos de uso habitual), ambientadores en aerosol y aromatizadores, entre otros productos típicos del hogar. Adicionalmente y como consecuencia de las estrictas medidas de higiene que se han debido implementar para minimizar el impacto del SARS-CoV-2, las personas ahora usan en sus casas cantidades mayores de productos desinfectantes, derivados de productos orgánicos, que contribuyen a aumentar la concentración de COVs al interior de los hogares y recintos públicos.

Al respecto, se deberá estudiar si estos contaminantes actuaran de forma sinérgica o antagónica con el virus.

Covid-19 y el aire

En el hemisferio norte, la pandemia se ha producido en una estación de transición de invierno a primavera, lo que es auspicioso para atenuar los efectos de la polución atmosférica como también para limitar las condiciones de propagación del virus. En Chile, estamos en el contraciclo, es decir con el brote en verano y actualmente en otoño-invierno.

Esto propicia un escenario complejo, dado que en invierno aumentan las emisiones de calefacción residencial y la frecuencia de los episodios típicos de contaminación atmosférica.

Corona de contaminación 02 - 550x350Los estudios de evaluación de riesgo estarán a cargo del Dr. Luis Díaz (USACH).

De igual modo, la mala ventilación estimula la aparición y exacerbación de enfermedades cardiorrespiratorias, que se agravan con los brotes de patologías infecciosas estacionales y cíclicas como la influenza, el virus sincicial, el adenovirus y, hoy día, el coronavirus.

Lamentablemente, bajo las condiciones invernales de bajas temperaturas y existencia de MP en el aire contaminado, el Covid-19 encontraría un ambiente más propicio para prolongar su vida media y su propagación.

A nivel internacional, algunos expertos respaldan la idea de que puede existir un vínculo entre los síntomas graves de Covid-19 y la exposición a la contaminación atmosférica.

Esta fue una importante pregunta planteada en una publicación científica en la revista BMJ, en febrero de 2020, por el Dr. Giovanni Ghirga, quien también es miembro de la Sociedad Internacional de Médicos para el Medio Ambiente. No obstante, para demostrar esta correlación aún será necesario realizar más investigaciones.

Por su parte, la Alianza Europea de Salud Pública, al advertir sobre los peligros de Covid-19, afirmó que “las condiciones causadas por el aire contaminado pueden reducir las posibilidades de supervivencia”.

Por el momento, es importante tener en cuenta que se ha encontrado un vínculo claro entre la exposición a la contaminación atmosférica a largo plazo y otras afecciones respiratorias como la EPOC (enfermedad pulmonar obstructiva crónica), así como SARS-CoV-1 y su confirmación de transmisión aérea (Yan Cui et al., Env. Health, 2003; I.T.S. Yu, et al. The New Eng. Jour. of Medicine, 2004).

Monitoreo de MP2,5

Actualmente, estamos coordinando la realización de una campana de monitoreo para este invierno que se enfocará en la recolección de muestras de aerosoles atmosféricos del aire de ciudades como Santiago, Temuco y Quintero.

El objetivo es obtener material particulado fino (MP2,5) desde filtros que permitan efectuar, a la vez, una especiación química y evaluar la comunidad microbiana que se ha acumulado en ellos.

El SARS-CoV-2 tiene un diámetro bastante grande, del orden de 120 a 160 nm -es decir 0,12-0,16 μm-, por lo que puede quedar atrapado dentro del MP2,5 contenido en los filtros. Entonces, la idea es analizar las correlaciones que pudieran existir entre la presencia del SARSCoV-2, la ocurrencia de Covid-19 y los contaminantes atmosféricos presentes en el MP2,5.

Este estudio contará con la contribución del Dr. Francisco Cereceda, Profesor Titular del Departamento de Química y Director del Centro de Tecnologías Ambientales (CETAM) de la Universidad Técnica Federico Santa María (USM), experto en química atmosférica y quien liderará la campaña de muestreo y la especiación química de los contaminantes presentes en el MP2,5; del Dr. Luis Díaz Robles, Profesor Titular del Depto. de
Ingeniería Química de la Universidad de Santiago de Chile (USACH), experto en modelación atmosférica e impacto en salud de los contaminantes atmosféricos, quien encabezará los estudios de evaluación de riesgo por exposición a la contaminación atmosférica; del Dr. Michael Seeger, Profesor Titular del Depto. de Química de la USM, experto en microbiología ambiental, quien desarrollará el análisis de la comunidad microbiana presente en los filtros de MP2,5, y del Dr. Nicolás Schiappacasse, Profesor Asociado del Depto. de Procesos Industriales de la Universidad Católica de Temuco (UCT), quien estará cargo de la obtención y análisis de la data provista por el SINCA (Sistema de Información Nacional de Calidad del Aire) y, además, colaborará en el estudio de MP2,5 y especiación química.

Adicionalmente, participarán expertos internacionales en las distintas materias.

El CETAM-USM será el coordinador general de la campaña. Los parámetros que se evaluarán en los filtros serán gravimetría y especiación química de MP2,5 (elementos, iones, anhidrosacáridos [ANHS] e hidrocarburos aromáticos policíclicos [HAPs]); gases contaminantes criterio (NOx, SO2, CO y O3), presencia e identificación de SARS CoV-2 y diversidad de bacterias.

Difícil recambio

La evidencia sugiere que el Covid-19, sumado a la contaminación atmosférica, podría generar un grave problema de salud pública en ciudades de Chile donde los habitantes utilizan la leña para sus estufas y cocinas de forma abundante.

Lamentablemente, no se ve fácil que la población deje de usar esos artefactos durante los meses más fríos en localidades como Temuco, Padre Las Casas, Osorno, Coyhaique, Chillan, Talca y Curicó, entre otras.

En el corto plazo, las medidas estructurales de los Planes de Descontaminación Atmosférica debieran priorizarse y adelantarse, especialmente, en lo referente al recambio de calefactores -por otros más limpios y eficientes-; junto con más y mejor aislación térmica y más educación ambiental y energética.

En un horizonte más lejano, tienen que implementarse sistemas de calefacción distrital que logren reducir la emisión de las partículas más finas hasta en un 98%.

Artículo publicado en InduAmbiente N° 164 (mayo-junio 2020), págs. 48-52.