Metales pesados: historia y actualidad (I)

En esta primera parte resaltaremos la historia de los metales pesados y la manera en la que han sido implementados a lo largo del tiempo. 

por: M.Sc. Ph.D. Julián A. Restrepo R.*

Introducción: Como técnico y estudioso amateur de la historia, considero que es paradójico que los denominados “metales pesados” (MPs) aún hoy continúen siendo un problema de interés ambiental, y en especial, saber que aún no se cuenta con una amplia legislación global al respecto, en particular para el sector de pinturas y recubrimientos. 

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Intentando contextualizar el tema de los “metales pesados”, he hecho una pequeña búsqueda en internet para diversas noticias asociadas, tanto en inglés (heavy metals) como en español (metales pesados). Así, usando el criterio de búsqueda “metales pesados noticias”, se reportan un total de 426.400 noticias relacionadas (para el año 2016 se encontraron 415.000 noticias relacionadas [1]). En particular, es de mencionar que las noticias en inglés son 10 veces las noticias en español, lo que podría indicar la importante ventaja que nos llevan diversos países industrializados en el tema, por encima de Latinoamérica. En cualquier caso, es claro que algunos países si se preocupan más que otros por el tema del impacto de los MPs.

Profundizando en el tema de las noticias relacionadas a MPs, debemos resaltar algunas asociadas a la presencia de plomo, mercurio y cadmio, principalmente: Presencia de metales pesados en ríos, lagunas y mares [2], contaminación de niños con metales pesados en zonas mineras [3], pescado contaminado en poblaciones costeras [4], lixiviados de metales pesados en zonas mineras [5], dulces contaminados con metales pesados [6], atún contaminado con altos niveles de mercurio, encontrados en el mercado colombiano [7], juguetes para niños contaminados con plomo [8], diversos reportajes y noticias denunciando los devastadores efectos del uso de mercurio en la minería ilegal de oro en Colombia [9]. 
Asimismo, haciendo una consulta en Bases de Datos de publicaciones científicas para artículos publicados en los últimos 10 años se puede construir la Figura 1, a continuación:

Figura 1: Evolución de las publicaciones de “metales pesados” en el período de 2007 a 2017. 
Fuente: ScienceDirect (http://www.sciencedirect.com/) [10]

De la Figura 1 se aprecia que en los últimos años se tiene un incremento en las publicaciones científicas asociadas al tema en un 89%. Es decir, esto muestra que el tema de la problemática sigue siendo un tema ambiental vigente y de mucho interés científico, medioambiental  y social. 

Los metales y el desarrollo de la civilización 
La corteza terrestre contiene diversos elementos químicos útiles para el hombre, entre ellos muchos metales que, desde tiempos remotos, han resultado de gran importancia para el desarrollo y progreso de las civilizaciones, a tal punto que sería muy difícil imaginar nuestra sociedad actual sin un extenso empleo de utensilios y herramientas elaborados con metales. Así, de los elementos químicos que hoy conocemos, a pesar el uso extendido de los plásticos y otros materiales, aproximadamente un 75% son metales [11].

Para los químicos y ambientalistas, resulta tal vez relevante y curioso que tres lejanos e importantes períodos históricos de la humanidad se identifiquen de acuerdo con los metales que en ellos se empleaban predominantemente. En efecto, luego de la Edad de piedra, siguió el denominado período de Edad de los metales, compuesto por tres períodos: La Edad de cobre (4.000-3.000 a.C.), la Edad de bronce (3.000-1.500 a.C.) y finalmente la Edad de hierro (1.500 a.C.) [12]. 

El hecho de que se diera primero la Edad de cobre se debe a que el cobre puede encontrarse en muchos lugares en estado libre (en vetas de ciertas rocas y podía ser extraído con paciencia y esfuerzo), es decir como elemento químico no combinado, mientras que prácticamente no se halla bronce, ni hierro libres sino combinados con otros elementos. Incluso algunos historiadores estiman que, en realidad, unos 10.000 años atrás, en algunas regiones de Asia ya se empleaba el cobre, el cual fue utilizado para construir instrumentos de labranza, armas y objetos de adorno que, por el elevado costo del metal, se guardaban en lugares ocultos [11].

También es sabido que hace más de 5.000 años, nuestros ancestros ya habían comenzado a emplear el oro y la plata. Esto se debía, precisamente, a que esos metales, al igual que el cobre, se encontraban en estado libre y podían extraerse con cierta facilidad.

Por otra parte, debido a su extenso uso, debemos indicar que las reservas conocidas de diversos metales se han ido agotando (recursos no renovables), tales como cobre, estaño, cadmio, plata, plomo y zinc [11] (ver Figura 2). De hecho, algunos afirman que durante el siglo XXI agotaremos las más importantes reservas minerales del planeta a menos que se promueva rigurosamente el reciclado de metales y otros minerales estratégicos y se gestione de mejor manera el capital mineral de la Tierra [13].

Figura 2: Duración en años de las reservas actuales de algunos recursos no renovables, incluyendo diversos metales [14].

De civilizaciones, artistas y “metales pesados”
La exposición continua en la antigüedad al plomo, mercurio, cadmio y otros MPs, representa uno de los primeros riesgos ambientales descritos en la historia de la humanidad [1] [10]: Hipócrates (370 a.C.) describió clínicamente y con detalle el envenenamiento con plomo y lo denominó “cólico saturnino” [15]. En el año 200 a.C., la exposición al plomo fue relacionada con diferentes afecciones: trastornos mentales y físicos, malestar, palidez, fuerte dolor abdominal, estreñimiento, cólicos, vómitos, parálisis y hasta la muerte. En la antigüedad, se llamó saturno al plomo, en honor al dios griego Saturno, al que se representaba como demente y agresivo, y en cuyo honor se celebraban las fiestas saturnales, en donde, por cierto, se consumía mucho vino [16].

Algunos historiadores indican que la ingesta de plomo pudo haber sido uno de los motivos de la decadencia de la antigua Grecia y la caída del Imperio Romano, incluso hay indicios de que emperadores Julio César y Octavio pudieron presentar intoxicación por plomo, ya que en la época era común hervir el jugo de uvas en ollas de plomo, almacenar bebidas en recipientes revestidos con plomo, uso de vajillas de plomo, usaban tuberías de plomo para el transporte del agua potable: Gilfillan en 1965 [17] propuso la teoría de que el saturnismo fue el causante de la disminución de la tasa de natalidad y la baja tasa de supervivencia infantil entre la clase pudiente de Roma, incluso ocasionó una discapacidad de aprendizaje y una mayor proporción de demencia (como la de los emperadores Calígula, Nerón o Cómodo) [16]. 

De manera similar se habla de exposición al plomo y mercurio en la cultura Egipcia (en tiempos de los faraones), y en las culturas de Creta y Sumeria. Durante la Edad Media el uso del plomo disminuyó y a finales del siglo XV se incrementó su uso por parte de orfebres y pintores, siendo ellos, junto con los mineros, los más afectados por este metal. Estudios realizados en la capa de hielo de Groenlandia sugieren que hubo mucha contaminación ambiental por plomo durante el imperio romano y el Renacimiento [1] [10].

Se ha indicado que en los s. XVIII y XIX, el saturnismo condujo a una disminución de la clase alta en Inglaterra, debido al alto consumo de vino oporto contaminado [18]. Por su parte, el saturnismo era más frecuente entre los pintores, de hecho se denominaba más comúnmente como “cólico de los pintores”, debido al alto contenido de plomo presente en los pigmentos que usaban, y es que hasta principios del siglo XX, prácticamente un buen número de los colores que usaban los pintores en sus obras estaban fabricados con pigmentos a base de plomo [19].

El primer pigmento inorgánico sintético
Ejemplos de estos se tienen en los pigmentos blanco de España ó albayalde (carbonato de plomo). Este fue el primer pigmento inorgánico enteramente sintético, y su color fue muy apreciado entre los artistas. Su blancura poseía una tonalidad más cálida que otras bases; además su consistencia era densa y de secado rápido, lo que lo hacía ideal para mezclar con otros colores [20]. Utilizado desde finales del siglo XIX en la pintura al óleo, su toxicidad había sido probada al menos medio siglo antes. Su empleo puede apreciarse, en los efectos de transparencia en el luminoso vestido de la condesa de Chinchón, retratada por Goya (1800). Asimismo, se usaba con frecuencia para la preparación de los lienzos, especialmente para la imprimación (capa de pintura sobre la que se aplica el color), y hasta el último tercio del siglo pasado, por ser barato y fácil de obtener, se utilizó para pintar las paredes de las casas, con el consiguiente riesgo de intoxicación para sus habitantes. 

Otro color de uso muy común desde el Barroco era el amarillo de Nápoles (antimoniato de plomo). El Cesto con frutas de Caravaggio (1596), una de las primeras naturalezas muertas de la pintura occidental, se recorta sobre un fondo amarillo de Nápoles [19]. Por su parte, Van Gogh usó el carbonato de plomo y en especial, el cromato de plomo para pintar su obra “La casa amarilla” (1888), y en realidad, muchas de sus obras, ya que dicho amarillo le causaba una gran fascinación [21].

Asimismo, no se puede dejar de mencionar un compuesto aún más tóxico que los anteriores, el minio de plomo o rojo Saturno (tetróxido de plomo) [19]. Hasta su prohibición, a finales de años 70, el minio se usaba como antioxidante para proteger diversas superficies expuestas a la intemperie.

Nota: En la segunda parte encontrará la descripción de Otros pigmentos con alto contenido de plomo y una descripción sobre el significado de los metales pesados o metales tóxicos.

Referencias
[1] Restrepo, J.A., “Principio de Hanlon en formulación, parte I”. Inpralatina, Vol. 22, No. 1, ene/feb, 2017, pp. 22-25; b) Restrepo, J.A., “Principio de Hanlon en formulación, parte II”. Inpralatina, Vol. 22, No. 2, mar/abr, 2017, pp. 22-25
[2] a) http://www.eluniverso.com/vida/2017/10/08/nota/6420019/presencia-metales-pesados-rios-santo-domingo; b) http://www.farodevigo.es/portada-pontevedra/2017/10/01/colectivos-ecologistas-alertan-mal-rios/1759476.html; c) http://www.lagacetasalta.com.ar/nota/91365/actualidad/cuenca-arias-arenales-quien-se-hace-cargo-contaminacion.html; d) http://www.europapress.es/cantabria/noticia-banderas-negras-ea-mala-gestion-espigones-santander-contaminacion-ria-san-martin-20171011111203.html; e) http://www.laopiniondemurcia.es/comunidad/2017/10/10/nivel-metales-pesados-mar-menor/866091.html
[3] a) https://www.el-carabobeno.com/peru-denuncian-contaminacion-ninos-metales-pesados-zonas-mineras/; b) http://www.laverdad.es/murcia/cartagena/salud-hara-analiticas-20170927013814-ntvo.html
[4] https://www.elespectador.com/noticias/salud/pescado-contaminado-en-la-mesa-de-las-mujeres-mas-pobres-de-cali-articulo-714667
[5] https://www.theguardian.com/australia-news/2017/oct/10/sydney-catchment-water-contamination-deadline-nears-for-mine-owner
[6] a) http://www.adn40.mx/noticia/mexico/nota/2017-08-12-13-13/dulces-mexicanos-presentan-altas-cantidades-de-plomo/; b) http://www.google.com.co/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0ahUKEwi6_Yf74PzWAhXMLyYKHde2DtsQFgguMAE&url=http%3A%2F%2Fexpresocampeche.com%2Fnotas%2Fnacional%2F2017%2F08%2F13%2Fdetectan-altas-cantidades-plomo-en-dulces-mexicanos%2F&usg=AOvVaw19eEiv2DeDDCf2ej3xyzPf; c) http://www.huffingtonpost.com.mx/2017/09/05/no-solo-los-dulces-tienen-plomo-estamos-rodeados-de-este-metal-pero-si-hay-solucion_a_23197717/
[7] a) http://www.elcolombiano.com/colombia/salud/efectos-en-la-salud-de-consumir-atun-contaminado-por-mercurio-AN7168389; b) http://www.eltiempo.com/vida/salud/atun-de-van-camp-s-con-exceso-de-mercurio-encuentra-invima-123046; c) http://www.semana.com/nacion/articulo/atun-enlatado-con-alta-contaminacion-de-mercurio-en-colombia/504325
[8] a) http://expansion.mx/negocios/2009/06/05/mattel-paga-multa-por-juguetes-con-plomo; b) 
[9] a) http://noticias.caracoltv.com/colombia/el-mercurio-envenena-colombia-efectos-devastadores-de-la-mineria-ilegal; b) http://www.elcolombiano.com/especiales/mercurio-en-antioquia/el-mercurio-un-monstruo-dormido-en-antioquia-YC721881; c) http://www.eltiempo.com/multimedia/especiales/mineria-ilegal-en-colombia-comprar-mercurio-en-bogota-es-tan-facil-como-comprar-oro/16460373
[10] ScienceDirect: http://www.sciencedirect.com/science/search, criterio: “heavy metals”, 09/09/2017
[11] https://www.ecoportal.net/temas-especiales/contaminacion/metales_pesados_ambiente_y_salud/
[12] http://www.historialuniversal.com/2009/05/edad-metales-cobre-bronce-hierro.html
[13] Valero, A., Tesis de Doctorado, “Exergy evolution of the mineral capital on earth”. Universidad de Zaragoza, 2008
[14] a) Lovelock, J., Gaia: A new look at life on Earth. Oxford University Press, 1979; b) https://www.luisllamas.es/el-agotamiento-de-las-reservas-minerales/
[15] Restrepo, J.A. “Regulación del límite del contenido de plomo para productos en Colombia”. Presentación STAR (Asociación de Técnicos Andinos de Recubrimientos), en el marco de conferencias de Latinpin, para la región; sep, 2017: a) http://www.latinpin.com/noticias/?se=9; b) http://starandinapaint.com/wp/wordpress/
[16] http://www.euskonews.com/0614zbk/gaia61404es.html 
[17] Noticias de Salud Ambiental. Escuela de Salud Pública y Medicina Comunitaria. Universidad de Washington. Primavera-Verano 2001
[18] a) Nriagu, J., La gota saturnina entre los aristócratas romanos: ¿El envenenamiento por plomo, contribuyó a la caída del Imperio? New England Journal of Medicine; marzo, 1983. pp. 660; b) Graeme, K.A., Pollac, C.V.Jr. Heavy metal toxicity, part II: lead and metal fume ever. J. Emerg. Med., 1998, 16 (2), pp. 171-177
[19] a) https://letamendi.wordpress.com/2014/02/12/saturnismo-la-enfermedad-de-los-pintores-introduccion/; b) Chic García, G., Consideraciones en torno a un ánfora encontrada en La Punta de la Nao (Cádiz). Homenaje al Prof. Dr. Hernández. T.I. Sevilla. 1982. pp. 51-56
[20] a) https://lavozdelmuro.net/5-curiosos-y-sorprendentes-casos-de-personas-que-se-envenenaron-a-si-mismas-sin-saberlo/; b) Grout, J., Envenenamiento por plomo y Roma. Universidad de Chicago
[21] https://letamendi.wordpress.com/tag/saturnismo/
[22] a) http://www.revclinesp.es/es/goya-fortuny-van-gogh-portinari/articulo/13084764/; b) http://www.larazon.es/lifestyle/la-razon-del-verano/deconstruyendo-dietas/que-tuvieron-en-comun-goya-beethoven-y-van-gogh-FE10361510; c) Montes S.J., Goya, Fortuny, Van Gogh, Portinari: lead poisoning in painters across three centuries. Revista Clínica Española, Vol. 206, 1, 2006, pp. 30-32
[23] González L., F.J.; Montejo, A.L., Implicación del saturnismo en la psicopatología de Vincent van Gogh: https://www.researchgate.net/publication/286700293_Implicacion_del_saturnismo_en_la_psicopatologia_de_Vincent_van_Gogh
[24] https://en.wikipedia.org/wiki/Candido_Portinari 
[25] http://www.abc.es/cultura/musica/abci-beethoven-genio-murio-comer-pescado-contaminado-danubio-201604170240_noticia.html
[26] a) Restrepo, J.A., “La idea del eterno retorno, parte I”; Inpralatina, Vol. 17, No. 3, mayo/junio de 2012, pp. 37-38; b) Restrepo, J.A., “La idea del eterno retorno, parte II”; Inpralatina, Vol. 17, No. 4, jul/ago de 2012, pp. 24-29
[27] Duffus, J. H., “Heavy metals: a meaningless term? (IUPAC Technical Report)” Pure and Applied Chemistry, 2002, Vol. 74, pp. 793-807
[28] https://es.wikipedia.org/wiki/Metal_pesado
[29] https://www.ecoportal.net/temas-especiales/salud/la_intoxicacion_por_metales_pesados_y_su_eliminacion_a_traves_de_remedios_naturales/

* M.Sc. Ph.D. Julián A. Restrepo R. Asesor y Consultor Técnico en Recubrimientos. Presidente STAR (Asociación de Técnicos Andinos en Recubrimientos). julianres@hotmail.com Medellín, Colombia.

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