El impacto de los incendios forestales en la salud ambiental
Los incendios forestales han aumentado drásticamente en número, tamaño y duración en las últimas décadas.
Definidos como incendios no planificados y no controlados, los incendios forestales afectan a millones de personas, la agricultura, el transporte, los servicios de energía y gas, el suministro de agua, la salud, los animales y los ecosistemas. Afectan a todos los aspectos de la vida.
Interfaz urbano-forestal, donde se unen casas y bosques
La intersección entre las áreas naturales y las tierras urbanizadas, conocida como interfaz urbano-forestal (IUF), es particularmente vulnerable a los incendios forestales catastróficos. En los Estados Unidos se pierden más de 3000 estructuras por año debido a incendios forestales en la interfaz urbano-forestal. La expansión del entorno construido que acompaña aE crecimiento de la población están aumentando rápidamente esa interfaz IUF. Por ejemplo, en los EE.UU., entre 1990 y 2010, el área total de IUF aumentó un 33%, mientras que el número de viviendas en la IUF aumentó un 41%. Esta expansión de la IUF está aumentando el riesgo de incendios forestales, que suelen ser provocados por la actividad humana.
El cambio climático agrava los incendios
Ahora hay prueba convincente de que el cambio climático es un factor importante que impulsa el aumento y la gravedad de los incendios forestales. La energía del sol calienta las aguas superficiales y la tierra, mientras que los gases de la atmósfera, incluido el dióxido de carbono, hacen de aislante para evitar que el calor se escape.
Si bien los cambios naturales en la emisión de energía del sol y la rotación de la tierra contribuyen al cambio climático, los rápidos cambios en el clima desde la revolución industrial se deben en gran medida a las actividades humanas, incluyendo la deforestación, la expansión de la IUF, la emisión de gases de efecto invernadero del transporte urbano, la generación de electricidad y la contaminación industrial. Estas actividades aumentan los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, atrapando el calor y dando como resultado un aumento de las temperaturas medias globales, el aumento del nivel del mar y la alteración de las corrientes oceánicas.
Los incendios forestales también se ven favorecidos por el aumento de los déficits de humedad del suelo (sequía agrícola) y de lluvia (sequía meteorológica).
Los incendios aumentan la exposición humana a sustancias tóxicas
El humo de los incendios forestales está compuesto de material particulado (PM) y gases producidos por una combustión incompleta. Los componentes químicos específicos del humo de los incendios forestales varían según el lugar de la quema, el tipo de combustible quemado, la fase de combustión (flameante o latente) y las condiciones climáticas. El PM es una mezcla compleja de gotitas microscópicas de líquidos y sólidos de diversa composición química. Se clasifica además por tamaño o diámetro de partícula (Dp), e incluye:
- partículas gruesas (PM10: 2,5 < Dp < 10 µm),
- finas (PM2,5: Dp < 2,5 µm),
- ultrafinas (UFP: Dp < 0,1 µm).
Para poner estos tamaños en perspectiva, un cabello humano, que mide entre 50 y 70 µm de diámetro, tiene una sección transversal 400 veces más grande que la de las partículas PM2,5 más grandes. Las partículas PM2,5 son similares en tamaño a las bacterias, mientras que las UFP son similares en tamaño a los virus. Las partículas PM2,5 y las partículas ultrafinas (PUF) son un problema de salud importante porque pueden penetrar profundamente en los pulmones, atravesar el sistema circulatorio e incluso trasladarse al cerebro.
Gases y metales tóxicos
Los gases de combustión también pueden ser peligrosos para la salud humana y el medio ambiente. Se componen predominantemente de dióxido de carbono, monóxido de carbono, vapor de agua y trazas como gases ácidos (por ejemplo, óxidos de nitrógeno) y compuestos orgánicos volátiles (por ejemplo, hidrocarburos aromáticos policíclicos; contaminantes peligrosos del aire o HAP). Los gases de combustión pueden sufrir reacciones adicionales en la atmósfera, impulsadas por la radiación solar para formar aerosoles orgánicos secundarios y ozono, este último representando un componente importante de la neblina o el smog. Cuando los incendios forestales atraviesan la WUI, el combustible quemado incluye no solo biomasa (vegetación), sino también el entorno construido, como materiales de construcción, productos de consumo, vehículos, instalaciones comerciales, plásticos, productos de desecho, infraestructura y más.
Los combustibles sintéticos también contienen metales tóxicos como plomo, cromo, arsénico y mercurio, y aditivos químicos como plastificantes, retardantes de llama e hidrocarburos policíclicos halogenados, incluidos bifenilos, éteres difenílicos, dioxinas y furanos. Cuando se queman, estos componentes tóxicos pueden liberarse directamente al humo como PM o gases, o alterarse para formar otros productos de combustión, que están mal caracterizados pero se pueden medir en el humo.
Las cenizas, peor que el humo
Los incendios forestales producen otros peligros potencialmente tóxicos, como cenizas y hollín. Las cenizas son el polvo residual creado a partir de la combustión de la vegetación que recubre el entorno posterior al incendio. Las cenizas son una mezcla de materia inorgánica y orgánica que queda del proceso de combustión e incluyen compuestos orgánicos tóxicos como los HAP en concentraciones potencialmente dañinas para los humanos, los animales y los ecosistemas. Las cenizas generadas por la quema de una estructura también pueden contener metales peligrosos.
Una diferencia clave entre el humo, que se disipa cuando se extingue el fuego, y las cenizas, es que las cenizas se acumulan y persisten en el medio ambiente, lo que constituye un efecto a largo plazo sobre la salud. Durante la quema activa, las cenizas se depositan en los suelos y en las aguas superficiales. Después, la vegetación puede absorber sustancias químicas tóxicas de las cenizas depositadas en los suelos, y las tormentas pueden transferir cenizas de los suelos a los embalses situados aguas abajo, lo que puede alterar la potabilidad y la capacidad de los suministros de agua potable de ser tratados, provocar floraciones de algas y amenazar a las especies acuáticas.
El hollín, también conocido como carbono negro, es el subproducto de la combustión incompleta de materiales que contienen carbono y se puede encontrar tanto en las cenizas como en las partículas en suspensión, sobre todo en las partículas en suspensión PM2.5 y las partículas ultrafinas. Hay pocas investigaciones sobre el hollín de los incendios forestales, pero sí hay muchas investigaciones sobre el hollín procedente de otras fuentes, como las emisiones de los vehículos, que lo vinculan a una mayor incidencia del cáncer, así como de enfermedades cardiovasculares y respiratorias.
Impactos agudos y crónicos en la salud
Aunque el humo de los incendios forestales contiene tanto PM como gases, los efectos adversos de PM2.5 han sido los más estudiados. Estudios realizados en ratones y en células pulmonares humanas muestran que las PM de los incendios forestales son más tóxicas para los pulmones que cantidades iguales de PM del aire. La inhalación del humo de los incendios forestales puede causar síntomas inmediatos en personas sanas, como tos, dificultad para respirar, irritación de la garganta, la nariz y los ojos, opresión en el pecho y sibilancias. Estos efectos se agravan en personas con enfermedades respiratorias preexistentes.
Los efectos respiratorios agudos suelen disminuir cuando disminuye la contaminación del aire asociada a los incendios forestales. Se sabe menos sobre los efectos a largo plazo o crónicos de la inhalación del humo de los incendios forestales en personas sanas. Sin embargo, investigadores de la Universidad de Montana descubrieron que los adultos expuestos a un incendio forestal sufrieron disminuciones significativas de la función pulmonar que persistieron incluso dos años después del incendio.
Los mecanismos por los que el humo de los incendios forestales causa estos efectos prolongados sobre la salud están poco caracterizados. Abordar esta brecha de datos es cada vez más importante a medida que aumenta la incidencia y la duración de los incendios forestales.
El pulmón no es el único órgano afectado negativamente por el humo de los incendios forestales. Las sustancias químicas y las partículas en suspensión que se depositan en los pulmones debido a la inhalación de humo de los incendios forestales pueden pasar a la sangre y llegar directamente a otros sistemas orgánicos a través de la circulación sistémica. Además, la inflamación pulmonar inducida por el humo puede desencadenar una inflamación sistémica que exacerbe los procesos patológicos en otros sistemas orgánicos.
Efectos en el corazón
Por ejemplo, en los seres humanos con enfermedades cardiovasculares preexistentes, la exposición al humo de los incendios forestales aumentó el riesgo de sufrir un ataque cardíaco y un accidente cerebrovascular. Un estudio de 2020 sobre los incendios forestales de California entre 2015 y 2017 descubrió que el riesgo de paro cardíaco aumentó significativamente durante los incendios forestales.
También se ha demostrado que la exposición al humo de los incendios forestales reduce la variabilidad de la frecuencia cardíaca en los seres humanos, lo que se correlaciona con una salud cardíaca comprometida. Las partículas en suspensión de los incendios forestales pueden inducir arritmias cardíacas, exacerbar la insuficiencia cardíaca, alterar la función plaquetaria para aumentar el riesgo de coágulos sanguíneos y desencadenar complicaciones cardiovasculares isquémicas, mientras que las UFP aumentaron el riesgo de enfermedades cardiovasculares en un modelo de ratón. El humo de los incendios forestales aumenta la inflamación en todo el cuerpo a través de los efectos sobre múltiples componentes del sistema inmunológico.
Los estudios de bomberos antes y después de un turno muestran mayores niveles de marcadores inflamatorios en la sangre y el esputo, y la exposición experimental a PM2.5 de incendios forestales aumentó los niveles de citocinas proinflamatorias en células epiteliales de las vías respiratorias humanas cultivadas.
Si bien los estudios que investigan los efectos de la exposición al humo de los incendios forestales en la susceptibilidad a la infección viral han arrojado resultados mixtos, un estudio epidemiológico reciente informó una correlación positiva entre la exposición a PM2.5 de incendios forestales y un aumento en la cantidad de casos de COVID-19.
En otros estudios, la exposición a bioaerosoles en el humo de los incendios forestales, que pueden contener bacterias y hongos infecciosos que se elevan durante el proceso de combustión, parece impedir la cicatrización de las heridas. Estas observaciones han suscitado inquietudes sobre la mayor vulnerabilidad a los efectos adversos para la salud del humo de los incendios forestales entre las poblaciones con sistemas inmunológicos comprometidos, como las personas con asma alérgica, lupus o diabetes tipo 1.
Esta inquietud se ve amplificada por los estudios que muestran que la exposición a PM2.5 exacerba las condiciones de la enfermedad en modelos animales de lupus y diabetes tipo 1. También existe la preocupación de que la exposición al humo de los incendios forestales pueda promover el desarrollo de trastornos autoinmunes, según la evidencia epidemiológica que vincula las PM con una mayor incidencia de estas enfermedades.
Efectos de los incendios forestales en la salud mental
El cerebro se está convirtiendo en otro objetivo vulnerable del humo de los incendios forestales. Una revisión reciente de la investigación sobre los impactos de los incendios forestales en la salud mental concluyó que las personas afectadas por incendios forestales experimentaron mayores tasas de trastorno de estrés postraumático (TEPT), depresión y trastorno de ansiedad generalizada.
Esta revisión incluyó a personas de varios países y midió los resultados utilizando evaluaciones clínicas y síntomas autoinformados. Se demostró que las tasas de estas enfermedades psiquiátricas aumentaron poco después y hasta varios años después del incendio forestal. Las mujeres, especialmente las viudas, y las personas de menor nivel socioeconómico o de etnia no caucásica tenían un riesgo significativamente mayor de desarrollar TEPT. Las tasas de depresión y ansiedad aumentaron en adultos y adolescentes, y los síntomas de depresión persistieron en adultos hasta 10 años después del incendio forestal.
Aún no está claro cómo los incendios forestales afectan la salud mental. El estrés psicológico y físico asociado con la experiencia de un incendio forestal son probablemente factores importantes. Sin embargo, los estudios experimentales del humo de los incendios forestales australianos sugieren que las PM2,5 presentes en el humo de los incendios forestales también pueden afectar directamente a la salud cerebral. Por ejemplo, la inflamación sistémica causada por la inhalación del humo de los incendios forestales puede aumentar la permeabilidad de la barrera hematoencefálica, lo que aumenta la probabilidad de que las PM2,5 transferidas desde los pulmones a la circulación sistémica puedan acceder al tejido cerebral.
Por otra parte, los modelos experimentales muestran que las PM2,5 presentes en los conductos nasales pueden trasladarse al cerebro a través de los nervios olfativos. Una vez en el cerebro, las PM de los incendios forestales pueden causar estrés oxidativo, activación de la microglia y muerte de células neuronales. Además, se sabe que muchos de los componentes que se encuentran tanto en las PM como en los gases del humo de los incendios forestales son neurotóxicos, incluidos los metales, los plastificantes y los HAP.
Qué nos hace más vulnerables al humo de un incendio
Las condiciones médicas preexistentes, la edad, el embarazo, la ocupación y la vulnerabilidad social pueden aumentar la susceptibilidad a los efectos negativos del humo de los incendios forestales.
Como se mencionó anteriormente, las enfermedades respiratorias y cardiovasculares preexistentes están asociadas con un mayor riesgo de paro cardíaco, arritmias cardíacas y disminución de la función pulmonar después de la exposición al humo de los incendios forestales. La edad es otro factor importante, siendo los muy jóvenes y los ancianos los más vulnerables.
En comparación con los adultos, los bebés y los niños respiran más humo en relación con su peso corporal durante un incendio forestal. Este mayor nivel de exposición hace que los niños con asma sean particularmente susceptibles a los efectos agudos, lo que conduce a mayores tasas de hospitalización durante los incendios forestales.
Debido a que órganos como los pulmones, el cerebro y el sistema inmunológico continúan desarrollándose durante la infancia, la exposición a los incendios forestales durante el desarrollo temprano de la vida puede estar asociada con efectos a largo plazo. Por ejemplo, un estudio reciente en niños encontró que la función inmunológica se vio afectada negativamente 90 días después de un incendio forestal, y en primates no humanos, las exposiciones tempranas a los incendios forestales afectaron la función inmunológica más adelante en la vida.
Los sistemas inmunológicos de las personas mayores también pueden verse afectados negativamente porque la función inmunológica disminuye a medida que las personas envejecen, una posibilidad respaldada por estudios que indican que los ancianos son particularmente susceptibles a resultados adversos para la salud durante los incendios forestales.
Cómo intentar reducir riesgos e impactos de los incendios forestales
Cien años de extinción de incendios y tala de árboles en el oeste de los Estados Unidos y en otros lugares han dado como resultado bosques densos y uniformes que son más propensos a sequías, enfermedades e incendios graves. Por lo tanto, una forma de mitigar los incendios forestales es reforzar la resiliencia forestal a través de la silvicultura ecológica, que tiene como objetivo eliminar los combustibles al mismo tiempo que se protegen los árboles más antiguos y se minimiza la alteración del suelo.
Esto implica aclarar los bosques para eliminar los combustibles de forma mecánica o mediante pastoreo en combinación con quemas controladas e intencionales e incendios controlados (que permiten que los incendios naturales ardan en áreas seguras). Sin embargo, el ritmo y la escala de estos esfuerzos se ven obstaculizados por la falta de dinero, las condiciones climáticas impredecibles debido al cambio climático, las regulaciones ambientales y la percepción pública del riesgo.
Lo que tú puedes hacer: existe una serie de medidas preventivas que las personas pueden implementar para mitigar el riesgo y los impactos de los incendios forestales en el hogar y la salud personal. El primero implica la gestión del paisaje para reducir las fuentes de combustible, el almacenamiento adecuado de los combustibles y el uso de materiales no combustibles o resistentes al fuego en la construcción de edificios.
Otra estrategia fundamental para mitigar el riesgo es crear un plan de evacuación y preparar una bolsa de emergencia con artículos personales a la que se pueda acceder fácilmente en caso de una evacuación rápida. Durante un incendio forestal, la exposición se puede minimizar manteniendo las ventanas y las puertas cerradas, utilizando filtros de aire de partículas de alta eficiencia (HEPA) en los sistemas de tratamiento del aire y usando una mascarilla N-95 correctamente ajustada.
La gestión eficaz de los incendios forestales requerirá la creación de comunidades adaptadas al fuego que trabajen colectivamente para mitigar los riesgos de incendios forestales en las IUF mediante políticas y regulaciones. Además de gestionar los bosques, las cuencas hidrográficas, las IUF y los entornos residenciales, las tecnologías avanzadas serán cruciales para la mitigación eficaz de los incendios forestales.
Estas tecnologías incluyen el modelado computacional de la propagación del fuego, redes distribuidas de dispositivos de monitoreo remoto como cámaras de alta definición y drones, y el desarrollo de transportadores eficientes de retardantes de fuego.
Las agencias gubernamentales también desempeñan un papel fundamental en la prevención de incendios forestales al implementar regulaciones, leyes y sanciones para las prácticas que promueven los incendios forestales.
Artículo adaptado de un libro electrónico escrito por Dr. Keith Bein, Dra. Pamela J. Lein, Dra. Laura S. Van Winkle y los alumnos del programa T32 del NIEHS: Jessie Badley, Jennifer Cossaboon, Keegan Malany, Nicole A. McNabb, Julia S. Mouat, Mariana Parenti, Osman Sharifi, Nathanial C. Stevens, Krista Thongphanh, Jihao Xu, así como por el cuerpo docente. Subvención n.° T32 ES007059
Contacto de publicación: Pamela J. Lein, PhD. Profesora de Neurotoxicología. Universidad de California, Davis.
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Científicos de la Universidad de California-Davis llevan a cabo una encuesta para conocer los efectos en la salud de los incendios forestales de California, a corto y largo plazo. Esta encuesta es parte de una investigación mayor sobre los incendios, financiada por el Instituto Nacional de Salud. Si deseas participar,haz clic aquí