En pocas palabras
Las capas de hielo del Ártico conservaron señales de la contaminación de una mina de cobre de Montana, a miles de kilómetros. Al comparar esas señales con la historia de la mina, los investigadores descubrieron que sus emisiones bajaron cuando instalaron equipos para reducir la contaminación. Antes de eso, millones de personas pudieron estar expuestas a sustancias dañinas.
Un archivo de hielo que planteó una pregunta difícil
Durante décadas, Joe McConnell, científico del clima y el medioambiente del Desert Research Institute, ha estudiado muestras de hielo de Groenlandia, el norte de Canadá y el Ártico ruso. Año tras año se acumulan nuevas capas de nieve que, con el tiempo, se comprimen y pasan a formar parte de la capa de hielo. En ellas quedan atrapadas pequeñas partículas que cayeron del aire. Por eso, el hielo funciona como un archivo natural capaz de revelar cambios ambientales a lo largo del tiempo, incluidos los relacionados con las actividades humanas.
En sus registros, los investigadores observaron que los niveles de bismuto y antimonio aumentaron a comienzos del siglo XX. Ambos metales pueden liberarse al aire durante la minería y la fundición. Al principio, parecía razonable atribuir ese aumento a la expansión industrial de la época. Sin embargo, la industria no se detuvo, sino que siguió creciendo, mientras que la concentración de ambos metales en el hielo alcanzó un máximo temprano y luego comenzó a bajar. Así surgió la pregunta central: ¿por qué disminuía la señal en el hielo si la actividad industrial continuaba?
Esas señales, por sí solas, no bastaban para identificar el origen de la contaminación. Encontrar un metal en una muestra de hielo no permite saber automáticamente qué fábrica o mina lo emitió, y distintas fuentes pueden producir contaminantes parecidos. El equipo necesitaba otra sustancia que aportara una pista adicional y debía comparar el momento y las características de los depósitos con los datos históricos de producción y la ubicación de las posibles fuentes.
El arsénico aporta una nueva pista
La pista adicional fue el arsénico. Unos años antes, el laboratorio de McConnell había desarrollado un método para medirlo en el hielo, aunque el arsénico es más difícil de detectar que algunos metales como el plomo. Está presente en cantidades muy pequeñas y no tiene una firma isotópica que permita identificar su fuente, como sí ocurre con algunos otros elementos. Aun así, la fundición del cobre puede liberar arsénico, además de plomo, bismuto y antimonio.
Para el nuevo estudio, publicado en la revista Nature Sustainability, el equipo analizó 10 muestras de núcleos de hielo polar. Estos núcleos son cilindros que se extraen del hielo y permiten examinar sus capas internas. Los investigadores no se limitaron a medir la concentración de un metal: compararon los patrones de depósito en distintos lugares con las fechas de producción de cobre y las características de los metales emitidos. También utilizaron modelos del movimiento del aire para calcular qué rutas podrían haber seguido las partículas.
Al reunir todas estas pruebas, los investigadores señalaron como fuente destacada a la mina de cobre Anaconda, en Montana, situada a miles de kilómetros de los lugares donde se tomaron las muestras de hielo. Según las mediciones, en 1914 el nivel de arsénico en el hielo llegó a alcanzar alrededor de 15 veces el nivel anterior a la era industrial. El momento de ese máximo coincidía estrechamente con los registros de producción de la mina, lo que respaldó la hipótesis de una fuente concreta, en vez de atribuir la contaminación, en términos generales, a la industria de América del Norte.
¿Cómo se redujo la lista de posibles fuentes?
El análisis comenzó con el patrón de los depósitos. Los metales pesados estudiados viajan por el aire en forma de partículas, no como gases estables. Según los investigadores, permanecen suspendidos solo durante días o semanas antes de caer sobre alguna superficie. Por eso, el momento en que llegan a las capas de hielo está estrechamente relacionado con el de sus emisiones. Esto permite comparar el registro del hielo con los años de producción industrial, teniendo en cuenta también el movimiento del aire.
La distribución de los depósitos en los lugares donde se recogió el hielo apuntaba a una fuente situada en América del Norte. Luego, el equipo revisó los registros de producción de cobre de Estados Unidos y Canadá y examinó distintas fuentes industriales posibles. Descartó una fundición de Tacoma, en el estado de Washington, porque no tenía la capacidad suficiente para explicar las cantidades detectadas en el hielo. También encontró que las proporciones de isótopos de plomo relacionadas con la minería en la región canadiense de Sudbury no coincidían con la señal medida.
Los investigadores examinaron asimismo las minas de la península de Keweenaw, en Michigan. Sin embargo, allí se extraía cobre principalmente en estado natural, por lo que las emisiones de los metales pesados analizados eran relativamente bajas. En cambio, los datos de producción de la mina Anaconda concordaban mejor con los cambios en los niveles de arsénico observados en las capas de hielo, incluido el fuerte aumento registrado en 1914. Los modelos de transporte aéreo reforzaron esa explicación al mostrar posibles rutas por las que la contaminación se habría extendido a través de América del Norte.
Carl Kreutz, científico de la Tierra de la University of Maine, describió el trabajo como una investigación científica notable. A su juicio, uno de los aspectos más convincentes de los resultados es el uso del arsénico para atribuir la contaminación a una mina importante en particular. Francieli Schwank Carlos, científica de geociencias del Centro de Clima Polar de la Universidade Federal do Rio Grande do Sul, en Brasil, señaló que no es fácil rastrear las emisiones hasta una sola fuente. Aun así, encontró una buena concordancia entre los datos históricos de producción de Anaconda y las mediciones del hielo, además de los resultados de los modelos de transporte del aire. Ninguno de los dos investigadores participó en el estudio.
Menos emisiones no significa que la mina hubiera cerrado
La importancia de esta historia no reside solo en identificar el origen de la contaminación, sino también en explicar por qué sus niveles bajaron después de alcanzar un máximo. La mina Anaconda siguió funcionando hasta 1947, pero la concentración de contaminantes en el hielo empezó a disminuir después de 1919. El equipo considera que la instalación de precipitadores electrostáticos en la fundición contribuyó a esa caída. Estos equipos capturan partículas del flujo de aire y reducen la cantidad que se libera al ambiente.
La tecnología ya existía antes de que se instalara en Anaconda: había recibido una patente en 1908, y su inventor había elaborado un plan para incorporarla a la planta. Sin embargo, su instalación se retrasó varios años. El estudio calcula que los equipos redujeron las emisiones de metales pesados en cerca de un 65 %. Esta explicación ofrece una posible respuesta a la pregunta inicial: que una planta siga en funcionamiento no significa que emita siempre la misma cantidad de contaminantes; sus emisiones pueden cambiar cuando se adoptan nuevas medidas de control.
McConnell relaciona el retraso con un contexto normativo que, según explica, permitía instalar sistemas de control de la contaminación cuando les resultara rentable a quienes contaminaban. Según los cálculos del equipo, la demora no fue solo un asunto administrativo: habría provocado la emisión de 60 mil toneladas adicionales de arsénico y 24 mil toneladas de plomo desde la mina. Se trata de estimaciones que buscan calcular cuánto se podría haber evitado si las emisiones se hubieran reducido antes.
Estimaciones sobre el alcance de la exposición humana
Para calcular cuántas personas pudieron estar expuestas, los investigadores combinaron los registros de los censos de Estados Unidos y Canadá de 1910 y 1911 con modelos del movimiento de las partículas. Después estimaron la población que vivía en zonas donde posiblemente llegaron niveles de contaminación relacionados con las emisiones de la mina entre 1898 y 1918. Este método permite reconstruir la exposición en el pasado; no es un recuento directo de personas que enfermaron ni una evaluación clínica de individuos específicos.
Según esos cálculos, alrededor del 55 % de la población de Estados Unidos de aquella época, es decir, 50,5 millones de personas, estuvo expuesta a niveles de arsénico que podrían aumentar el riesgo de cáncer de pulmón. En Canadá, la estimación abarca al 11 % de la población, es decir, 600 mil personas. Los investigadores también calcularon que cerca de 1,4 millones de personas estuvieron expuestas a niveles elevados de contaminación por plomo. Estas cifras no significan que todas las personas incluidas en la estimación hayan desarrollado cáncer o sufrido intoxicación por plomo. Describen el alcance posible de la exposición según los datos de producción y los modelos que utilizó el equipo para calcular cómo se transportan las partículas y se mueve el aire.
El plomo merece especial atención al evaluar los riesgos, porque la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos indica que no existe un nivel seguro de exposición para los niños. En cuanto al arsénico, las estimaciones del estudio lo relacionan con un mayor riesgo de cáncer de pulmón. Los resultados muestran cómo las emisiones de una instalación industrial pueden extenderse mucho más allá de sus alrededores y afectar a regiones distantes y a grandes grupos de personas. Sin embargo, para determinar el riesgo para la salud de cada individuo se necesitan datos que las muestras de hielo, por sí solas, no pueden proporcionar.
Las preocupaciones relacionadas con la mina Anaconda no surgieron únicamente del análisis del hielo. En el pasado, agricultores y ganaderos de las zonas vecinas presentaron demandas contra la instalación, que también se vio envuelta en un conflicto con el Servicio Forestal de Estados Unidos. Entre las acusaciones figuraba que las actividades de la mina habían perjudicado la agricultura, envenenado al ganado y dañado los bosques. Hoy, la zona forma parte del sitio Superfund más grande de Estados Unidos, una categoría que identifica lugares contaminados que requieren amplios trabajos de limpieza. Este trasfondo histórico es coherente con la imagen de una fuente contaminante, aunque el nuevo estudio suma una prueba distinta: la que proporciona el archivo del hielo.
Qué demuestra el hielo y qué no
Una de las fortalezas del estudio es que la identificación de la fuente no depende de una sola señal. Coinciden el aumento del arsénico y la producción de cobre de Anaconda, la presencia de varios metales asociados con la fundición, el patrón de depósitos en lugares polares que apunta a América del Norte y los resultados de los modelos de transporte de partículas. Comparar Anaconda con otras fuentes, como Tacoma, Sudbury y Keweenaw, también ayuda a entender por qué los investigadores consideran más probable que la contaminación procediera de esa mina.
Aun así, la conclusión debe entenderse como la identificación de la fuente principal que cuenta con respaldo en las pruebas, no como una afirmación de que cada partícula contaminante del hielo provino de una sola mina. El aire transporta partículas, y tanto los registros históricos como los modelos permiten reconstruir rutas posibles. Además, los datos disponibles no registran la exposición de cada persona por separado. Este tipo de investigación reconoce que es difícil rastrear las emisiones hasta una instalación específica, pero muestra que reunir indicios independientes puede ofrecer una explicación más sólida que basarse en una sola medición.
El estudio también destaca el valor de los archivos naturales cuando los registros industriales o normativos están incompletos, o cuando hay una gran distancia entre la fuente de contaminación y el lugar donde se detecta. Las capas de hielo no solo conservan señales de la presencia de metales: al compararlas con la historia de la producción y el movimiento del aire, ayudan a ordenar los hechos en el tiempo y a identificar una posible zona de origen. En el caso de Anaconda, este enfoque muestra que las emisiones de una instalación de Montana dejaron una señal detectable en el hielo del Ártico, y que un cambio en los sistemas de control industrial pudo explicar la disminución de esa señal décadas antes del cierre de la mina.
Conclusión
El equipo de Joe McConnell, del Desert Research Institute, convirtió las mediciones de arsénico y otros metales en 10 muestras de hielo polar en una investigación que apunta a la mina de cobre Anaconda, en Montana, como la principal fuente de la contaminación registrada en el hielo. En 1914, el nivel de arsénico llegó a unas 15 veces el nivel anterior a la era industrial; después de 1919, las emisiones probablemente bajaron gracias a equipos de control, aunque la mina siguió funcionando hasta 1947. El estudio calcula que la demora en instalar esos equipos añadió 60 mil toneladas de arsénico y 24 mil toneladas de plomo, y que millones de personas en Estados Unidos y Canadá pudieron estar expuestas a niveles preocupantes entre 1898 y 1918. La lección va más allá de una mina: la contaminación industrial puede viajar miles de kilómetros, y reducir las emisiones a tiempo puede cambiar cuánto llega al ambiente y a la población.