Diámetro de las partículas del polvo del Sahara que llega al país preocupa a científicos costarricenses, ya que son menores a 5 micrómetros y pueden alojarse en los pulmones, e inclusive ingresar al torrente sanguíneo y contribuir al desarrollo de enfermedades en personas y animales
Durante esta última semana de agosto, el Instituto Meteorológico Nacional, anunció la afectación, nuevamente, del polvo del Sahara en el país, sus finas partículas llegan en altas concentraciones y podrían afectar la salud de los más pequeños y las personas adultas vulnerables. Los investigadores José Pablo Sibaja Brenes del Laboratorio de Química de la Atmósfera de la Escuela de Química (LAQAT-UNA), Reinaldo Pereira Reyes y José Roberto Vega Baudrit del Laboratorio de Nanotecnología (LANOTEC-CeNAT) y María Martínez Cruz del Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Costa Rica (OVSICORI-UNA), lograron identificar la composición de estos granos del Sahara y sus principales características morfológicas y químicas.
Los vientos alisios permiten que el polvo fino del Sahara, viaje desde el continente africano, atraviese el Océano Atlántico y llegue hasta el continente americano en una travesía de alrededor de 8 mil kilómetros.
Entre el 23 y el 30 de junio del 2020 el país estuvo bajo una capa densa de polvo de más de 3 km de espesor desde el nivel del mar, con una máxima concentración de partículas el 25 de ese mes, la cual se percibió en una disminución marcada de la visibilidad y la calidad de la atmósfera a nivel nacional. De acuerdo con la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) la nube de polvo del Sahara observada este junio del 2020 es la más densa de los últimos 50 años, con una cantidad de partículas suspendidas de diámetro aerodinámico equivalente de 10 μm (PM10) de hasta 425 µg/m3. La referencia estándar de la Agencia de Protección Ambiental (EPA) para PM10 para un periodo de 24 horas de exposición es de 150 μg/m3, más allá de la cual la calidad del aire se considera insalubre y perjudicial para personas y animales.
Los científicos realizaron un primer muestreo en junio anterior en la azotea del edificio de Nuevos Procesos Industriales, ubicado en el Campus Omar Dengo de la UNA, a más de 50 m de altura con respecto al nivel del suelo. “El muestreo a una altura de más de 50 m sobre el suelo permitió obtener una muestra del polvo del Sahara muy pura, porque se minimiza el polvo superficial y el material particulado emitido por otras fuentes como la flotilla vehicular y la quema de combustibles fósiles y de biomasa”. Un muestreo del polvo del Sahara se intentó en junio y agosto del 2019 en Heredia y Limón pero la cantidad de material fue muy poco y no logró ser reconocido al observarse con microscopios de alta resolución.
Entre el 25 y el 26 de junio, los investigadores encontraron una alta concentración de material particulado PST de (72,2 ± 0,9) µg/m3, que consideran consiste principalmente de partículas de polvo del Sahara. “Este nivel de concentración constituye un peligro incluso si estamos en las casas o los vehículos con las ventanas cerradas, ya que el polvo es muy fino y se logra colar y depositarse en todo tipo de superficies”.
Para analizar el polvo del Sahara que ingresó a Costa Rica, los científicos utilizaron el Microscopio Electrónico de Barrido SEM-EDS JEOL del LANOTEC-CeNAT, el cual mostró una composición química rica en elementos como: carbono, oxígeno, silicio, sodio, magnesio, aluminio, potasio, azufre, cloro, calcio y hierro. Además, mediante el SEM se observó la morfología, textura y el tamaño de las partículas recolectadas que en su mayoría tienen un tamaño muy pequeño igual o menor a 5 µm de diámetro con una distribución de tamaños entre 0,2 µm y 5 µm. Las partículas con diámetros inferiores a 10 µm son materiales inhalables que pueden llegar a las vías respiratorias superiores (fosas nasales y laringe). Las partículas menores a 3 µm tienen mayor probabilidad de llegar a las vías respiratorias inferiores profundo en los pulmones (tráquea y bronquiolos) e inclusive ingresar al torrente sanguíneo. Partículas con un diámetro de 2,5 µm son extremadamente pequeñas, pueden causar problemas de visibilidad en la atmósfera, alergias, dificultad para respirar y asma, entre otras graves afecciones.
Similitud
Además, este estudio permitió comparar una muestra de arena del desierto del Sahara (Marruecos) recolectada por el Dr. José Vega Beudrit del LANOTEC, con la recolectada entre el 25 y el 26 de junio en el país.
La muestra de arena del Sahara presenta fragmentos grandes (entre 10 µm a 500 µm) exfoliados y subredondeados debido a la erosión eólica y al agua de lluvia. Al observar con detalle se encuentra adheridas en la superficie de estos fragmentos partículas con tamaños menores a 5 µm, incluso aún más pequeñas (nanopartículas), los cuales por su tamaño son fácilmente arrastrados por la acción del viento y transportadas a largas distancias. La composición química de esta arena traída directamente del Sahara es básicamente la misma que el polvo del Sahara que ingresó a país: carbono, oxígeno, magnesio, aluminio, silicio, potasio, calcio y hierro, elementos típicos de las arcillas. Sin embargo, la muestra recolectada en Costa Rica contiene adicionalmente sodio, cloro y azufre, componentes provenientes de la brisa marina e incorporados en la nube de polvo Sahariano durante su travesía sobre el Océano Atlántico, donde forma conglomerados con las partículas marinas saladas hasta llegar a Costa Rica. Por lo que, el material que llega a nuestro país es una mezcla de material particulado rocoso arcilloso del continente africano y material particulado salado del mar.
Los datos también sugieren que el polvo que llegó a Costa Rica en junio 2020 se caracterizó por un alto contenido en material del suelo consistente en arcillas minerales como la esmectita (K,H3O)(Al,Mg,Fe)2 (Si,Al)4O10 [(OH)2 , H2O], y la caolinita Al2Si2O5(OH)4, materiales que podrían provenir principalmente de la región del Chad, Nigeria, Algeria y Libia.
Efectos
Si bien, el transporte del polvo del Sahara a través de la dinámica de la atmósfera de la Tierra contribuye con los ciclos naturales del planeta y aporta minerales beneficiosos a los océanos, suelos y selvas, donde se deposita por efectos gravitacionales o por mecanismos de nucleación/remoción, también puede traer consecuencias negativas para la salud humana y animal, así como para la calidad del ambiente.
En el ser humano se conoce que produce afecciones respiratorias y cardiovasculares, así como irritación de las vías respiratorias superiores e inferiores, piel, y mucosas que conllevan a síntomas como: congestión, tos, flemas, dificultad para respirar, alergias, resequedad, picazón e irritación de la piel, los ojos, el cuero cabelludo, entre otros. La severidad de la afectación depende en gran medida de la concentración y del tamaño de las partículas y del tiempo de exposición.
De acuerdo con investigaciones a nivel mundial, las partículas del Sahara con diámetro aerodinámico equivalente de 10 μm (PM10) tienden a quedar retenidas en las fosas nasales y tráquea, pero las de diámetro de 2,5 μm o menos pueden ingresar a los pulmones e inclusive al torrente sanguíneo, con potencial para generar enfermedades como asma, deficiencia cardíaca, enfisema pulmonar, cáncer de pulmón, hipertensión arterial, diabetes, stress oxidativo, entre otras. También, el polvo del Sahara influye desfavorablemente sobre la calidad del aire y en el aporte de lluvias, ya que la alta concentración de partículas en suspensión reduce el nivel de visibilidad en la atmósfera dificultando el tráfico aéreo y vehicular y las actividades económicas, así como una reducción de un 50 % en el nivel de humedad de la atmósfera tropical típica de gran parte del continente americano perjudicando la salud, la agricultura y la recuperación de los acuíferos subterráneos.
¿Qué se debe hacer para evitar las afecciones sobre la salud?
- Utilizar cobertores faciales o mascarillas que cubran la nariz y la boca.
- Utilizar anteojos para proteger los ojos contra la corrosión de la córnea.
- Lavarse la cara con abundante agua para eliminar las partículas finas de la piel y de los ojos. Lavar con frecuencia el cabello.
- Cubrir las fuentes de agua para consumo humano y animal (pozos, recipientes o estanques) para evitar la contaminación.
- Humedecer el piso antes de barrer o limpiar en húmedo para evitar que el polvo vuelva a quedar suspendido en el aire y se respire, es decir realizar limpieza en húmedo o con aspiradora.
- Mantener puertas y ventanas bien cerradas.
¿Qué no se debe hacer ante la presencia del polvo del Sahara?
- Exponerse prolongadamente al aire libre, por lo que se recomienda estar en casa o espacios cerrados.
- No hacer ejercicios intensivos para evitar inhalar y respirar las partículas finas.
- No restregarse los ojos para evitar dañar tejidos de la córnea.
- No sacudir el polvo de superficies en seco, debe hacerse limpieza en húmedo.
Para los investigadores, es de suma importancia conocer el tamaño, la textura, la composición química y la concentración de las partículas del Sahara que logran llegar hasta el país y su impacto sobre la salud humana, animal y la calidad del ambiente, más cuando en Costa Rica hay altos índices de morbilidad por enfermedades respiratorias (asma) y cardíacas, especialmente entre bebés lactantes (virus sincitial) y adultos mayores (bronquitis, neumonías).
Las muestras del polvo del Sahara recolectadas en junio del 2020 en nuestro país continuarán siendo analizadas en los laboratorios de la Universidad Nacional y del LANOTEC-CeNAT para conocer aspectos como la concentración de metales pesados, u otros componentes naturales (como polen, diatomeas, bacterias, virus) y antropogénicos (sustancias orgánicas como pesticidas y carbono inorgánico). El estudio del polvo del Sahara que ingresa al país está motivado en parte, por el interés de la Dra. María Luisa Ávila, Ex Ministra del Ministerio de Salud de Costa Rica en conocer las características del polvo del Sahara al ingresar al país, y de las cenizas emitidas por el volcán Turrialba, y la posible repercusión de la presencia en el aire ambiente sobre la morbilidad en la población por ciertos padecimientos respiratorios.