El Dust Bowl en la década de 1930 fue uno de los peores desastres ambientales del siglo XX. Intensas tormentas de polvo azotaron implacablemente las Grandes Llanuras del sur de los Estados Unidos, causando graves daños ecológicos, obligando a 2.5 millones de personas a abandonar la región y reclamando vidas innumerables, principalmente por "neumonía por polvo".
La investigación ha demostrado que este desastre fue alimentado por una combinación de sequías severas y tierras sobre cultivadas. Hoy, el cambio climático impulsado por las acciones humanas está mejorando la aparición de sequías en múltiples regiones del mundo.
Como investigadores que trabajan en la intersección de la salud ambiental, la contaminación del aire y el cambio climático, queríamos saber cómo el aumento de las condiciones de sequía y el crecimiento de la población en el suroeste de los EE. UU. Podría afectar los niveles de polvo en el aire y la salud pública.
En un estudio publicado recientemente, estimamos que si el mundo se mantiene en su camino actual de emisiones de gases de efecto invernadero, el aumento de los niveles de polvo fino podría aumentar las muertes prematuras en un 130 por ciento y triplicar las hospitalizaciones debido a la exposición al polvo fino en esta región.
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Si las emisiones globales de gases de efecto invernadero no se reducen drásticamente, los científicos proyectan que el sudoeste de los EE. UU., Que ya es la región más cálida y seca del país, experimentará "mega-sequías" de varias décadas sin precedentes en las próximas décadas.
Ahora se sabe bien que las exposiciones a corto y largo plazo a partículas en el aire, incluido el polvo, plantean importantes riesgos para la salud. Los efectos van desde el aumento de los ingresos hospitalarios hasta un mayor riesgo de muerte prematura, principalmente debido a trastornos cardiovasculares y respiratorios.
En nuestro estudio, "polvo" se refiere a partículas en el aire derivadas del suelo generadas por la erosión del viento o actividades humanas, como las operaciones agrícolas o los viajes en carreteras sin pavimentar. Cualquier partícula de suelo de menos de 0.05 milímetros, aproximadamente el ancho de un cabello humano, puede elevarse en el aire. Nos centramos en partículas de menos de 0.0025 milímetros (2.5 micras), que se conocen colectivamente como partículas finas (PM). Las partículas de este tamaño permanecen en el aire por más tiempo y causan el mayor daño a la salud humana, ya que pueden penetrar profundamente en los pulmones.
Décadas de investigación epidemiológica han establecido firmemente un vínculo entre la exposición a partículas finas y los efectos adversos para la salud. Aunque se necesita más investigación para diferenciar entre la potencia y los efectos de varios materiales que componen partículas finas, que también incluyen emisiones de la combustión de combustibles fósiles y otras fuentes industriales, la evidencia sugiere que el polvo es un contribuyente significativo.
Por ejemplo, se sabe que la sílice, que representa alrededor del 60 por ciento del polvo del desierto arrastrado por el viento, causa inflamación pulmonar crónica, cáncer de pulmón y enfermedades autoinmunes. El polvo también puede transportar patógenos en el suelo y contaminantes tóxicos sobre grandes áreas. En el suroeste de los Estados Unidos, los episodios de polvo se han relacionado con brotes de fiebre del valle y envenenamiento por arsénico.
Las partículas finas son mucho más pequeñas que un cabello humano. (USEPA) **********
El sudoeste de los Estados Unidos, que consiste en gran parte en desiertos y tierras secas, tiene los niveles más altos de polvo en el aire del país. La primera pregunta que investigamos fue cómo las condiciones de sequía que ocurren en diferentes sistemas hidrológicos, como suelos superficiales, áreas de descarga de ríos y almacenamiento de agua subterránea, han estado influyendo en los niveles de polvo fino en el aire en los últimos años.
Al analizar los datos recopilados entre 2000-2015 en 35 sitios de monitoreo en Arizona, Colorado, Nuevo México y Utah, descubrimos que los cambios año a año en los niveles de polvo fino observados en cada sitio de monitoreo tendían a sincronizarse. Este patrón sugiere que hay una o más causas comunes de cambios a gran escala en los niveles de polvo fino.
De hecho, encontramos que estos cambios se correlacionaron significativamente con las condiciones de humedad del suelo en el suroeste de América del Norte. Los años con niveles de polvo fino más altos de lo normal también estuvieron marcados por una humedad del suelo más seca de lo normal en áreas que abarcan los desiertos de Chihuahuan, Mojave y Sonora, las Grandes Llanuras del sur y la Meseta de Colorado.
Los estudios han demostrado que las emisiones de polvo en estas regiones provienen principalmente de áreas desérticas, lechos de lagos secos, áreas previamente quemadas y tierras perturbadas por actividades agrícolas y el desarrollo de combustibles fósiles. Nuestros hallazgos son consistentes con estudios de campo anteriores que muestran que la humedad del suelo puede controlar las emisiones de polvo al modular la cubierta vegetal y la estabilidad del suelo.
A principios de junio de 2018, la sequía afectó al 27 por ciento de los 48 estados más bajos. (NIDIS) **********
En nuestro próximo paso, cuantificamos los posibles cambios futuros en los niveles de polvo fino y los impactos asociados a la salud pública en dos escenarios diferentes de cambio climático utilizados en el Quinto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático. El llamado escenario del "peor de los casos" en el informe se caracteriza por el aumento constante de las emisiones de gases de efecto invernadero a lo largo del tiempo. En el "mejor de los casos", se requieren recortes dramáticos en las emisiones para mantener el calentamiento global por debajo de dos grados centígrados.
Primero, utilizamos proyecciones de temperatura y precipitación para los años 2076-2095 de un conjunto de 22 modelos climáticos junto con nuestras relaciones derivadas de polvo y humedad del suelo para cuantificar los cambios futuros en el polvo debido a las condiciones cambiantes de sequía en los dos escenarios climáticos. Dado que existe una variación entre las proyecciones del modelo climático, el uso de un gran grupo de ellas nos permite medir la solidez de los resultados.
Luego estimamos los impactos resultantes en la salud pública aplicando relaciones extraídas de estudios que han cuantificado los aumentos en el riesgo de muertes prematuras y hospitalizaciones en poblaciones representativas de los EE. UU. Debido a la exposición a partículas finas. En estos cálculos, también tomamos en cuenta las proyecciones de crecimiento de la población para el suroeste y la vulnerabilidad cambiante a las enfermedades.
El 31 de marzo de 2017, gruesas columnas de polvo se extendieron cientos de kilómetros desde el norte de México hasta Texas y Nuevo México. La fuente parecía ser principalmente tierras de cultivo cerca de la ciudad mexicana de Janos. (Observatorio de la Tierra de la NASA) En el peor de los casos, el camino en el que estamos actualmente, los niveles de polvo fino en el suroeste podrían aumentar en un 30 por ciento para fines de este siglo en comparación con los valores actuales. Esto daría como resultado un aumento del 130 por ciento en las muertes prematuras y un aumento del 300 por ciento en los ingresos hospitalarios atribuibles a la exposición al polvo fino.
Incluso bajo el mejor escenario de mitigación climática, proyectamos que los niveles de polvo fino en la región podrían aumentar en un 10 por ciento. Este aumento aumentaría las muertes prematuras y los ingresos hospitalarios debido a la exposición al polvo fino en un 20 por ciento y 60 por ciento respectivamente, en comparación con los valores actuales.
Vale la pena señalar aquí que solo observamos el efecto aislado de las futuras condiciones de sequía. Los cambios en otros factores, como la velocidad del viento y el uso humano de la tierra, pueden mejorar o disminuir nuestros resultados.
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Otros investigadores han encontrado resultados similares a nuestro estudio en otras partes del mundo. Por ejemplo, los investigadores han demostrado que la ocurrencia de tormentas de polvo en China y Arabia Saudita está modulada por la lluvia o la humedad del suelo en las regiones circundantes, que incluyen desiertos remotos y tierras secas.
Hoy en día, las tierras secas componen el 41 por ciento de la superficie terrestre total del mundo y albergan alrededor de 2.100 millones de personas. En la trayectoria actual de emisiones de gases de efecto invernadero del mundo, las sequías se intensificarán y las tierras secas se expandirán en partes de América del Sur, África, Australia y el Mediterráneo. Nuestros hallazgos resaltan el potencial del cambio climático para empeorar los problemas de calidad del aire en muchas regiones áridas pobladas de todo el mundo, una de las muchas amenazas que representa el cambio climático para la salud y el bienestar humanos.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.
Ploy Pattanun Achakulwisut, científico posdoctoral, Universidad George Washington
Loretta Mickley, investigadora principal en interacciones química-clima, Universidad de Harvard
Susan Anenberg, Profesora Asociada de Salud Ambiental y Ocupacional y Salud Global, Universidad George Washington
