EL IMPACTO DE LA COMBUSTIÓN DEL CARBÓN SOBRE LA SALUD HUMANA. PERCY ZAPATA MENDO, ESPECIALISTA EN SALUD.

EL IMPACTO DE LA COMBUSTIÓN DEL CARBÓN SOBRE LA SALUD HUMANA

Los contaminantes del carbón afectan a los principales sistemas de órganos del cuerpo y contribuyen con cuatro de las cinco principales causas de mortalidad en los Estados Unidos: enfermedades cardíacas, cáncer, accidentes cerebro-vasculares y enfermedades crónicas del aparato respiratorio inferior. Esta conclusión surge de nuestra reevaluación de las ampliamente reconocidas amenazas a la salud provenientes del carbón. Cada paso del ciclo de vida del carbón – su extracción, transporte, lavado, combustión y desecho de residuos de postcombustión – tiene influencia sobre la salud humana. La combustión del carbón, en especial, contribuye con enfermedades que afectan a grandes sectores de la población de los Estados Unidos, incluyendo asma, cáncer de pulmón y accidentes cerebro-vasculares, agravando los principales problemas de salud pública de nuestros tiempos. Interfiere con el desarrollo pulmonar, incrementa el riesgo de infartos y compromete la capacidad intelectual.

Se señala al stress oxidativo y la inflamación como posibles mecanismos en la exacerbación y desarrollo de muchas de las enfermedades en observación. Además, el informe aborda otra de las amenazas menos reconocidas proveniente del carbón: la contribución de la combustión del carbón al calentamiento global y los efectos, actuales y previstos, que tal calentamiento tendrá sobre la salud.

EL CICLO DE VIDA DEL CARBÓN

La electricidad provee muchos beneficios para la salud en todo el mundo y es un importante factor de contribución para el desarrollo económico, un mejor estándar de vida y una mayor expectativa de vida. Pero el quemar carbón para generar electricidad daña la salud humana y agrava muchos de los principales problemas de salud pública a los que se enfrenta el mundo industrializado. Se asocian efectos perjudiciales para la salud a cada aspecto del ciclo de vida del carbón, incluyendo la extracción, transporte, preparación en la central eléctrica, combustión y desecho de residuos de postcombustión. Además la descarga de dióxido de carbono en la atmósfera, asociada a la quema de carbón es uno de los principales contribuyentes al calentamiento global con sus efectos adversos sobre la salud a nivel mundial.

La minería del carbón lleva el liderazgo en accidentes fatales por sobre otras industrias estadounidenses y está asociada a problemas crónicos de salud entre los mineros, tales como la enfermedad del pulmón negro (neumoconiosis de los mineros del carbón) que causa cicatrices permanentes en el tejido pulmonar3. Además de los mineros mismos, las comunidades cercanas a las minas de carbón pueden verse afectadas en forma adversa por las actividades mineras debido a los efectos de las explosiones, el derrumbe de minas abandonadas y la dispersión de polvo proveniente de los camiones carboneros. La minería a cielo abierto también destruye bosques y la cubierta vegetal que protege los suelos, generando mortandad y daños relacionadas con inundaciones así como también produciendo erosión de suelos y contaminación de suministros de agua. La minería de extracción de cima de montaña o minería de ladera involucra la voladura del terreno hasta el nivel de la veta de carbón – muchas veces a cientos de metros bajo la superficie – y el depósito de los escombros resultantes en valles adyacentes. Esta técnica de minería de superficie, utilizada ampliamente en el área del sur de los Apalaches, daña los ecosistemas de agua dulce y el medioambiente circundante al sepultar arroyos y cabeceras de ríos.

Las amenazas a la salud pública aún persisten luego de la extracción del carbón.

Cuando las minas son abandonadas, el agua de lluvia reacciona con la roca expuesta causando la oxidación de sulfuros minerales metálicos. Esta reacción libera hierro, aluminio, cadmio y cobre en el sistema de aguas circundante y puede contaminar el agua potable.

El lavado del carbón, que remueve polvo e impurezas antes del transporte del mismo a las centrales de energía, utiliza productos químicos de polímeros y grandes cantidades de agua lo cual genera un desecho líquido llamado lechada o slurry. Los estanques o decantaderos de estas lechadas pueden tener pérdidas o fallas produciendo daños físicos o muerte y la lechada inyectada bajo tierra utilizando antiguos pozos mineros puede liberar arsénico, bario, plomo y manganeso en las napas de agua cercanas, contaminando así las fuentes de agua locales. Una vez que el carbón es extraído y lavado, debe ser transportado a las centrales eléctricas. La combinación de locomotoras y camiones utilizados para su transporte libera a la atmósfera más de 600.000 toneladas de óxido de nitrógeno y 50.000 toneladas de material particulado, principalmente debido a las emisiones provenientes del diesel.

Los trenes y camiones carboneros también liberan polvo de carbón en la atmósfera, exponiendo a las comunidades cercanas a la inhalación de este polvo.

El almacenamiento de desechos de postcombustión generados por las plantas de carbón también amenaza la salud humana. Existen 584 vertederos de ceniza de carbón en los Estados Unidos y estos residuos tóxicos han migrado a fuentes de suministro de agua y amenazan la salud humana en decenas de estos lugares.

La fase de combustión del ciclo de vida del carbón es la que ejerce un mayor daño sobre la salud humana. La combustión del carbón libera al medioambiente una combinación de químicos tóxicos y contribuye de manera significativa al calentamiento global. La combustión del carbón libera dióxido de azufre, material particulado (PM), óxidos de nitrógeno, mercurio y decenas de otras sustancias conocidas por ser peligrosas para la salud humana. La combustión del carbón contribuye a la generación del smog mediante la liberación de óxidos de nitrógeno los que reaccionan con compuestos orgánicos volátiles en presencia de la luz solar para producir ozono troposférico que es el principal ingrediente del smog.

Estos efectos sobre la salud dañan los sistemas respiratorio, cardiovascular y nervioso y contribuyen con cuatro de las cinco principales causas de muerte en los Estados Unidos: enfermedades cardíacas, cáncer, accidentes cerebro-vasculares y enfermedades crónicas del aparato respiratorio inferior. Aunque es difícil determinar la proporción de enfermedad atribuible a los contaminantes del carbón, es probable que aún las contribuciones más modestas a estas principales causas de mortalidad tengan importantes efectos a nivel de la población dados sus altos índices de incidencia. La combustión del carbón también es responsable de más del 30% de la contaminación por dióxido de carbono en los Estados Unidos, contribuyendo de manera significativa al calentamiento global y sus influencias asociadas a la salud.

EFECTOS RESPIRATORIOS DE LA CONTAMINACIÓN POR CARBÓN

Los contaminantes producidos por la combustión del carbón actúan sobre el sistema respiratorio causando una variedad de efectos adversos sobre la salud. Los contaminantes del aire – entre ellos el óxido nitroso (NO2) y partículas muy pequeñas conocidas como PM2.5 – afectan el desarrollo pulmonar en forma adversa, reduciendo el volumen espiratorio forzado (FEV) en los niños. Esta reducción del FEV, una indicación de la función pulmonar, a menudo precede el posterior desarrollo de otras enfermedades pulmonares.

La contaminación del aire desencadena ataques de asma, una enfermedad respiratoria que afecta a más del 9% de los niños en los Estados Unidos. Los niños son particularmente susceptibles al desarrollo de ataques de asma relacionados con la contaminación. Esto puede deberse a sus patrones respiratorios diferentes y también a la cantidad de tiempo que pasan al aire libre. También puede ser producto de la inmadurez de sus sistemas inmunológicos y enzimáticos, los que asisten en el proceso de desintoxicación de contaminantes, combinado con un desarrollo pulmonar incompleto. Estos factores parecen actuar conjuntamente para hacer que los niños sean muy susceptibles a los contaminantes atmosféricos tales como aquellos emitidos por las centrales de energía alimentadas por carbón.

Las exacerbaciones de asma se han conectado específicamente a la exposición al ozono, un gas producido cuando el NO2 reacciona con compuestos orgánicos volátiles en presencia de la luz solar y el calor14. El riesgo para los niños de experimentar agravamientos del asma relacionados con el ozono es mayor entre aquellos que sufren asma severa. Ese riesgo existe aún cuando los niveles ambientales de ozono caen dentro de los límites definidos por la EPA (Environmental Protection Agency – Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos) para protección de la salud pública. Los contaminantes del carbón detonan ataques de asma en combinación con características genéticas individuales15. Esta interacción gen-medioambiente significa que algunos individuos son más susceptibles a los efectos de la contaminación por carbón sobre la salud respiratoria. Los polimorfismos genéticos que parecen volver a las personas más susceptibles incluyen aquellos que controlan la inflamación y los que controlan el stress oxidativo o la presencia en las células de moléculas altamente reactivas conocidas como radicales libres.

ESTRÉS OXIDATIVO

Los radicales libres de oxígeno presentes en los sistemas biológicos son un componente celular normal y desempeñan funciones esenciales en el control de numerosas funciones celulares. (Los radicales libres son átomos o moléculas que contienen al menos un electrón no apareado en una órbita atómica o molecular y, por lo tanto, son inestables y altamente reactivos).

La concentración de radicales libres de oxígeno puede aumentarse por medio de la exposición a sustancias ambientales como la contaminación del aire, el humo del cigarrillo, los pesticidas y los solventes. Cuando su concentración es excesiva, estas moléculas altamente reactivas dañan lípidos, proteínas, ADN, membranas celulares y otros componentes celulares. El término utilizado para describir ese estado fisiológico es “estrés oxidativo”.

El estrés oxidativo es un factor importante que contribuye a una variedad de enfermedades, entre ellas aterosclerosis, hipertensión, artritis reumatoide, diabetes mellitus y trastornos neurodegenerativos como mal de Alzheimer y mal de Parkinson, así como el envejecimiento normal.

Es uno de varios mecanismos implicados en la patogenia de las enfermedades provocadas o empeoradas por los agentes contaminantes del carbón, como la enfermedad cardiovascular ypulmonar. Valko M, Leibfritz D, Moncol J, Cronin MTD, Mazur M, Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int J Biochem and Cell Biology 2007; 39: 44–84

Los agentes contaminantes del carbón cumplen una función en el desarrollo de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), una enfermedad pulmonar caracterizada por el estrechamiento permanente de las vías aéreas. Los agentes contaminantes del carbón también pueden provocar exacerbaciones de la EPOC, en parte a través de una respuesta inmunológica –es decir, inflamación. La exposición a PM predispone al desarrollo de inflamación a nivel celular, lo que a su vez puede provocar exacerbaciones de EPOC. La EPOC es la cuarta causa principal de muerte en EE. UU.

Las exposiciones al ozono y las PM también están correlacionadas con el desarrollo de cáncer de pulmón y la mortalidad provocada por éste, el tipo de cáncer más letal tanto en hombres como en mujeres.

EFECTOS CARDIOVASCULARES DE LA CONTAMINACIÓN POR CARBÓN

Los agentes contaminantes producidos por la combustión de carbón dañan el sistema cardiovascular. La enfermedad coronaria (EC) es una de las principales causas de muerte en EE. UU. y se sabe que la contaminación del aire afecta negativamente la salud cardiovascular. No se han identificado con certeza los mecanismos por los cuales la contaminación del aire provoca enfermedad cardiovascular, pero se cree que son los mismos que para la enfermedad respiratoria: inflamación pulmonar y estrés oxidativo. Esta teoría está avalada por estudio realizados tanto en animales como en seres humanos, los cuales muestran que los agentes contaminantes producidos por la combustión de carbón provocan enfermedad cardiovascular, como oclusión arterial (obstrucciones en las arterias, que provocan ataques cardíacos) y formación de infartos (muerte del tejido debido a la privación de oxígeno, lo que ocasiona un daño permanente al corazón).

La investigación reciente sugiere que los óxidos de nitrógeno y las PM2,5, junto con otros agentes contaminantes, están asociados con admisiones hospitalarias debidas a alteraciones potencialmente fatales del ritmo cardíaco. La concentración de PM2,5 en el aire ambiental también aumenta la probabilidad de admisiones hospitalarias por infarto agudo de miocardio, así como admisiones por cardiopatías isquémicas, alteraciones del ritmo cardíaco e insuficiencia cardíaca congestiva.Además, las ciudades con concentraciones altas de NO2 tuvieron tasas de muerte cuatro veces más altas que aquellas con concentraciones bajas de NO2. Estos estudios demuestran los importantes efectos inmediatos que tienen los agentes contaminantes del carbón sobre los indicadores de enfermedad cardiovascular aguda.

También existen efectos cardiovasculares producidos por la exposición a largo plazo. La exposición a la contaminación crónica del aire a lo largo de muchos años aumenta la mortalidad de origen cardiovascular. Esta relación sigue siendo significativa incluso cuando se controlan otros factores de riesgo, como el tabaquismo. A la inversa, las mejoras a largo plazo en la contaminación del aire reducen las tasas de mortalidad. Las disminuciones de la concentración de PM2,5 en 51 áreas metropolitanas estuvieron correlacionadas con aumentos significativos de la expectativa de vida, lo que sugiere que las mejoras en la calidad del aire exigidas por la Ley de Aire Limpio (Clean Air Act) mejoraron la salud de la población estadounidense de una manera mensurable. Por lo tanto, reducir la exposición a los agentes contaminantes emitidos por la combustión de carbón es un aspecto importante para mejorar la salud cardiovascular de la población general.

EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN POR CARBÓN SOBRE EL SISTEMA NERVIOSO

Además de los sistemas respiratorio y cardiovascular, el sistema nervioso es también un blanco para los efectos sobre la salud de la contaminación por carbón.

Los mismos mecanismos que se cree intervienen en el efecto que tienen los agentes contaminantes del aire sobre las arterias coronarias, también se aplican a las arterias que irrigan el cerebro. Estos incluyen la estimulación de la respuesta inflamatoria y el estrés oxidativo, los cuales, a su vez, pueden provocar un accidente cerebrovascular y otras enfermedades vasculares del cerebro.

Varios estudios han demostrado una correlación entre los agentes contaminantes del aire relacionados con el carbón y los accidentes cerebrovasculares. En los pacientes de Medicare, los niveles ambientales de PM2,5 se correlacionaron con las tasas de admisiones hospitalarias por enfermedad cerebrovascular, y las PM10 estuvieron correlacionadas con admisiones hospitalarias por accidente

cerebrovascular isquémico. (El 87% de todos los accidentes cerebrovasculares son isquémicos). También se asoció la PM2,5 con un aumento del riesgo de eventos cerebrovasculares (y de la mortalidad por ellos) en mujeres posmenopáusicas.Si bien una porción relativamente pequeña de todos los accidentes cerebrovasculares parecen estar relacionada con la concentración ambiental de PM, el hecho de que casi 800.000 personas al año sufran un accidente cerebrovascular en EE. UU. Hace que incluso un aumento pequeño del riesgo tenga un impacto de gran importancia para la salud.

Los agentes contaminantes del carbón también actúan sobre el sistema nervioso y provocan pérdida de la capacidad intelectual, principalmente a través del mercurio.

El carbón contiene cantidades ínfimas de mercurio que, cuando se las quema, ingresan al medio ambiente. La concentración de mercurio aumenta porque éste viaja a través de la cadena alimentaria y alcanza niveles altos en los grandes peces predadores. Los seres humanos, a su vez, están expuestos al mercurio relacionado con el carbón principalmente a través del consumo de pescado. Las centrales eléctricas alimentadas por carbón son responsables de aproximadamente un tercio de todas las emisiones de mercurio atribuibles a la actividad humana.

Un estudio nacional (EEUU) de muestras de sangre en 1999-2000 mostró que el 15,7% de las mujeres en edad reproductiva tienen niveles de mercurio en sangre que causarían que den a luz niños con niveles de mercurio que exceden la dosis máxima de esta sustancia aceptable para la EPA.76 Esta dosis se estableció para limitar la cantidad de niños con deterioros neurológicos y de desarrollo relacionados con el mercurio. Los investigadores han calculado que en Estados Unidos nacen al año entre 317.000 y 631.000 niños con niveles de mercurio en sangre suficientemente altos para deteriorar el rendimiento en los tests de neurodesarrollo y provocar una pérdida de por vida de la inteligencia.

CALENTAMIENTO GLOBAL Y CONTAMINACIÓN POR CARBÓN

El carbón daña los sistemas respiratorio, cardiovascular y nervioso a través de agentes contaminantes que actúan directamente sobre el cuerpo. Pero la combustión de carbón también tiene efectos indirectos sobre la salud a través de sus aportes a las emisiones de gases de efecto invernadero. El calentamiento global ya está afectando negativamente la salud pública y se predice que tendrá consecuencias generalizadas y graves para la salud en el futuro. Dado que las centrales eléctricas alimentadas por carbón representan más de un tercio de las emisiones de CO2 en EE. UU., el carbón es uno de los principales factores que contribuyen a los impactos sobre la salud que se prevé que tendrá el calentamiento global.

Los efectos del calentamiento global que ya son evidentes incluyen aumentos de las temperaturas globales promedio en las superficies terrestres y oceánicas; aumentos del derretimiento de nieves y disminución de los glaciares; aumentos del nivel medio del mar; y cambios en las precipitaciones. Estos cambios climáticos globales ya están afectando la salud humana. La Organización Mundial de la Salud estimó que el calentamiento global fue responsable de 166.000 muertes en 2000 debido a una mayor mortalidad por paludismo, desnutrición, diarrea y ahogamientos.

“Continuar dependiendo de la combustión de carbón para la electricidad contribuirá a las consecuencias para la salud que se prevén por el calentamiento global.”

En el futuro, se prevé que el calentamiento global seguirá dañando la salud humana.

Las proyecciones indican que las olas de calor más frecuentes llevarán a un aumento del agotamiento por calor y los golpes de calor, lo que potencialmente derivará en muertes, especialmente entre los ancianos y los habitantes urbanos pobres. Se espera que una baja en la calidad del aire y el agua, un aumento de las enfermedades infecciosas y una contracción del suministro de alimentos contribuyan a las enfermedades y la desnutrición, aumenten la migración de las poblaciones afectadas y acrecienten los conflictos armados y la inestabilidad global.

Depender continuamente de la combustión de carbón para la producción de electricidad contribuirá a las consecuencias para la salud que se prevén por el calentamiento global.

Se ha promovido la captura y el secuestro de carbono (CCS) como una manera efectiva de mantener las emisiones de CO2 fuera de la atmósfera, pero se requiere de investigación y desarrollo sustanciales antes de que pueda utilizarse a la escala necesaria para mitigar el calentamiento global. Incluso en ese caso, persiste el peligro de que filtren las áreas de almacenamiento de CCS, sean subterráneas o bajo el océano, lo que anularía el valor de la captura y el almacenamiento de CO2. El CCS también representa otras amenazas para la salud, incluido el peligro de asfixia en el caso de una fuga a gran escala de CO2 y la acidificación de las aguas oceánicas. Asimismo, la aplicación de CCS requeriría minería continua de carbón, transporte, combustión y almacenamiento de residuos, lo que prolongaría así la emisión de agentes contaminantes tóxicos provenientes del carbón que son dañinos para la salud humana.

“A menos que nos ocupemos del tema del carbón, Estados Unidos no podrá alcanzar las reducciones de emisiones de carbono necesarias para evitar los peores impactos que el calentamiento global tendrá sobre la salud.”

RECOMENDACIONES

Estados Unidos se encuentra en una encrucijada para determinar su política energética futura. Mientras que este país depende fuertemente del carbón para satisfacer sus necesidades energéticas, las consecuencias de esa dependencia son múltiples y ejercen un impacto generalizado y perjudicial para la salud. La combustión del carbón contribuye a enfermedades que ya están afectando a grandes porciones de la población estadounidense, tales como asma, enfermedad cardíaca y accidente cerebrovascular, lo que agrava los mayores desafíos de nuestros tiempos para la salud pública. La combustión del carbón también libera cantidades significativas de dióxido de carbono a la atmósfera. A menos que nos ocupemos del tema del carbón, EEUU no podrá alcanzar las reducciones de emisiones de carbono necesarias para evitar los peores impactos que el calentamiento global tendrá sobre la salud. Sobre la base de esa valoración, PSR considera que es esencial traducir nuestra preocupación por la salud humana en recomendaciones para las políticas públicas.

• Las emisiones de dióxido de carbono deben reducirse de la manera más profunda y rápida posible con el objetivo de reducir los niveles de CO2 a 350 partes por millón, a través de dos estrategias simultáneas:

- Una fuerte legislación en cuanto al clima y la energía que establezca topes rígidos a la contaminación de calentamiento global que proviene de centrales eléctricas alimentadas por carbón.

- Ley de Aire Limpio (Clean Air Act, CAA). La CAA estipula que las emisiones de dióxido de carbono y de otros gases de efecto invernadero de las plantas de carbón son agentes contaminantes. La EPA debería estar plenamente habilitada para regular el dióxido de carbono en conformidad con la CAA de modo que pudiera ponerse punto final al aporte que hace el carbón al calentamiento global.

• No se deberían construir nuevas centrales energéticas alimentadas por carbón con el fin de evitar el aumento de las emisiones de dióxido de carbono peligrosas para la salud, así como agentes contaminantes reglamentados y agentes contaminantes de aire peligrosos.

• Estados Unidos debería reducir drásticamente las emisiones de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno de centrales energéticas alimentadas por combustibles fósiles de modo que todas las localidades logren alcanzar las normas nacionales de calidad para el aire ambiental.

• La EPA debería establecer una norma basada en la Tecnología de Control Máximo Alcanzable para el mercurio y otras emisiones de agentes contaminantes de los aires provenientes de la generación de electricidad.

• La nación debe desarrollar su capacidad de generar electricidad a partir de fuentes renovables, seguras y limpias para que puedan desaparecer gradualmente las centrales energéticas alimentadas por carbón sin eliminar empleos ni poner en peligro la capacidad de la nación de satisfacer sus necesidades energéticas. En lugar de invertir en carbón (incluidos subsidios para la extracción, la combustión de carbón, para la captura de carbono y otros agentes contaminantes), EE. UU. debería financiar la eficiencia energética, medidas de conservación y fuentes de energía renovables, seguras y limpias como la energía eólica, solar y mareomotriz.

Estas medidas comprenden una política energética médicamente defendible: una política que toma en cuenta el impacto del carbón sobre la salud pública a la vez que satisface nuestra necesidad de energía. Cuando nuestra nación establezca una política energética impulsada por la salud, que reemplace nuestra dependencia del carbón por alternativas limpias y seguras, impediremos el deterioro de la salud pública global por el calentamiento global y al mismo tiempo cosecharemos los frutos de haber mejorado la salud respiratoria, cardiovascular y neurológica.