Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

octubre 26, 2014

La guerra biológica

Todo conocimiento puede ser usado para el mal, sobre todo para el mal mayor que es la guerra, donde ganar a cualquier coste puede llegar a ser muy caro, caso claro de las actuales armas biológicas.

Cultivo de bacilo del ántrax muestreado en 1993 en
Kameido, Japón, después de un ataque bioterrorista
de la secta religiosa Aum Shinrikyo, que dos años
después atacaría con gas sarín el metro de Tokio.
(Foto D.P. de los CDC de EE.UU., vía Wikimedia
Commons)
La guerra biológica plantea escenarios de ciencia ficción y peligros aterradores. Al mismo tiempo, su utilización es realmente menos frecuente hoy que en el pasado, por no ser tan eficaz como desearían los ejércitos, que buscan convertir en armas los productos del conocimiento. En ese sentido, cuanto hay en la naturaleza que nos puede matar puede ser utilizado –y mucho ha sido utilizado– en la guerra.

La guerra biológica implica no sólo a seres vivos, sino a las sustancias que producen, como los venenos. De ese modo, las armas biológicas se han usado de modo extendido y desde la antigüedad. Así, ya en la Ilíada y la Odisea se dice que las flechas y lanzas de aqueos y troyanos tenían puntas envenenadas. El veneno procedente de animales o vegetales fue la primera forma de guerra biológica, pero no la única. En la Primera Guerra Sagrada de Grecia, los atenienses y la Liga Anfictiónica envenenaron los pozos de agua del pueblo de Kirra con una planta tóxica.

Es ciertamente inquietante que, aunque no se conocía la existencia de gérmenes patógenos o la forma de desarrollo de las infecciones, los antiguos griegos tuvieran suficiente conocimiento empírico como para hacer lo que cuenta Heródoto, el historiador del siglo V a.E.C., que relata cómo los arqueros escitas mezclaban víboras putrefactas, sangre humana y estiércol de vaca y lo enterraban un tiempo para luego remojar las puntas de sus flechas en la mezcla, seguramente contaminada con diversos agentes infecciosos. Igualmente, era práctica común arrojar con catapultas animales o cuerpos humanos infectados a las ciudades sitiadas.

La palabra “tóxico” viene del antiguo griego toxikon, que se deriva de la palabra para flecha: toxon. Y las toxinas también fueron armas eficaces en oriente. El padre de la medicina china, Shen Nung, describió, en un libro que se dice que tiene cinco mil años de antigüedad, el uso de flechas empapadas en aconitina, un alcaloide de gran actividad obtenido del acónito.

Los agentes patógenos también fueron utilizados por los hititas para triunfar en su guerra contra Arzawa en el siglo XIV a.E.C., cuando llevaron a terreno enemigo carneros y burros infectados de tularemia, una grave infección bacteriana hoy poco frecuente, transmitida a los seres humanos por la vía de garrapatas y mosquitos.

Más directo, el legendario general cartaginés Aníbal llenó ollas de cerámica con víboras venenosas y las lanzó a las cubiertas de las naves del rey de Pérgamo. Un sistema similar empleado por la ciudad de Hatra, cerca de la actual Mosul, en Irak, que provocó la retirada del ejército romano en el siglo II de nuestra era lanzándoles ollas llenas de escorpiones vivos.

Junto con las armas biológicas se desarrollaron supuestos antídotos como el “mitridatium”, que según la leyenda fue creado por el rey persa Mitrídates VI, un experto en venenos cuya fórmula fue buscada y reinventada (y vendida por charlatanes poco escrupulosos) hasta el Renacimiento. Mitrídates sería el primer experto de lo que hoy llamamos “bioseguridad”, un aspecto importante en la defensa y seguridad de los países, especialmente los más poderosos y, por tanto, susceptibles de ataques con armas prohibidas.

La posibilidad de convertir en armas los agentes biológicos se hizo realidad junto con los avances de la biología y la teoría de los gérmenes patógenos de Louis Pasteur y Robert Koch, desarrollada a mediados del siglo XIX. Al mismo tiempo, en 1847, las convenciones de guerra prohibieron las armas envenenadas y después prohibirían toda forma de guerra biológica.

Todavía en la Segunda Guerra Mundial, las armas biológicas fueron utilizadas por última vez en una guerra, digamos, convencional, por el ejército imperial japonés. Los expertos de Hirohito convirtieron en armas las bacterias del tifus y el cólera, y las utilizaron en su guerra contra China para envenenar pozos y lanzar desde aviones pulgas infectadas por la peste. Se calcula que causaron así medio millón de muertes.

Las armas biológicas tienen el problema de ser difíciles de controlar y de apuntar... y que una vez distribuidas la descontaminación puede ser imposible, como descubrió el ejército británico cuando hizo una prueba con esporas de ántrax en una isla escocesa durante la Segunda Guerra Mundial, que hasta hoy está contaminada con ellas. Así, cualquier error o cambio en las condiciones pueden convertir a los atacantes en víctimas de sus propias armas. Un ejemplo fue el brote del más peligroso de los agentes biológicos, el ántrax, que ocurrió en 1974 en la ciudad hoy llamada Ekaterinburgo, causando la muerte de 64 personas. El origen fue una fuga accidental del bacilo de las instalaciones de guerra biológica situadas en la ciudad, pese a que la URSS era signataria de la convención contra armas biológicas firmada apenas dos años antes, en 1972. Estados Unidos sufrió un accidente similar, con otros patógenos, poco después del fin de la Segunda Guerra Mundial.

Esto no impidió que Irak, durante el régimen de Saddam Hussein, entre 1985 y 1991, desarrollara armas biológicas con agentes como ántrax, toxina botulínica y aflatoxinas, aunque no llegaron a usarse pues sus sistemas de dispersión eran altamente ineficientes.

Han sido grupos no regulares los responsables de los más recientes casos de uso o intento de uso de armas biológicas. En 1972, los miembros del grupo racista extremista denominado la Orden del Sol Naciente, fueron detenidos con más de 30 kilogramos de cultivos de bacteria de la tifoidea que planeaban usar para atacar ciudades estadounidenses. En 1984, la secta de Baghwan Rajneesh, “Osho”, esparció un cultivo de salmonela en los restaurantes de Antelope, Oregon, para impedir que la gente votara en unas elecciones con las que pretendían hacerse con el poder en el municipio, con cientos de afectados, 45 hospitalizados y, afortunadamente, ninguna muerte.

Pese a sus riesgos y las prohibiciones mundiales, los países poderosos suelen tenerlas en reserva pero no utilizarlas por la convicción de que las represalias con armas similares serían inmediatas y las posibilidades de proteger a su población son escasas. Asuntos contradictorios de los conflictos bélicos.

Animales de ataque

Algunos expertos consideran que el caballo y los elefantes de guerra son, de cierta forma, agentes de guerra biológica. En ese caso, en la misma clasificación entrarían algunos de los proyectos más descabellados de algunos departamentos de defensa, como el de utilizar delfines para poner minas en embarcaciones enemigas, algo que han explorado tanto los Estados Unidos como la URSS y después Rusia.

El aire pesa

Ligero pero capaz de arrancar una casa de sus cimientos cuando se mueve a gran velocidad, el aire que respiramos ejerce sobre todo el planeta una presión que condiciona cuanto hacemos.

Estatua de Evangelista Torricelli con su
barómetro en el Muso de Historia Natural
de Florencia, Italia. (Foto CC de Sailko,
vía Wikimedia Commons)
Para los primeros humanos, el aire era seguramente un material muy extraño. No se podía ver, pero podía refrescarnos, mover las hojas de los árboles, transportar aromas a grandes distancias o azotarnos con enorme violencia, además de que respirarlo resultaba indispensable.

No es raro entonces que el aire preocupara a los antiguos pensadores. En varias culturas se le consideró uno de los elementos primordiales. Entre los griegos, el filósofo Anaxímenes creyó que era el componente esencial del universo, mientras que la visión de Aristóteles sobre los cuatro elementos predominó en Europa durante 20 siglos. Aristóteles también propuso la idea de que el aire tenía peso.

Además, si las enfermedades llegaban por medios invisibles, quizá las traía el aire. Los “malos aires”, se creyó largamente, eran los portadores de los “miasmas”, contaminaciones que provocaban las enfermedades. Esta superstición aún sigue vigente en consejas como la que nos advierte contra el peligro de que “nos dé un aire” porque, por ejemplo, puede ocasionarnos una parálisis facial... cosa que los niños hallan divertido poner a prueba.

La demostración de que el aire pesaba tuvo que esperar a la revolución científica, aunque su base lógica era sólida: si el aire puede mover objetos, desde una brizna de hierba hasta un gran velero, es porque tiene masa, y todo cuanto tiene masa necesariamente tiene peso en un cuerpo como la Tierra con su atracción gravitacional. En 1613, Galileo desarrolló un método para calcular la “gravedad específica” del aire, es decir, su peso. Utilizó un recipiente hermético que pesó en una balanza muy precisa y en el que luego introdujo tanto aire a presión como pudo, descubriendo que su peso había aumentado. Galileo informó de este hallazgo pese a que abría una serie de preguntas que no se podían resolver en ese momento, como, por ejemplo, por qué no sentimos el peso del aire sobre nosotros. Por alguna causa, sin embargo, los resultados de Galileo estaban equivocados, la realidad es aproximadamente el doble de lo que anotó el astrónomo.

A la misma conclusión llegó el francés Jean Rey por otro camino. Observó que al calcinar plomo y estaño el peso de estos metales aumentaba, y supuso que ello se debía a que al calcinarse estos metales incorporaban aire. Hoy sabemos que algunos materiales se oxidan al calcinarse, incorporando moléculas de oxígeno a su composición y aumentando de peso.

La presión que ejerce el peso del aire sobre la superficie de la Tierra y todo cuanto hay en ella, se conoció finalmente cuando Evangelista Torricelli, que había sido ayudante de Galileo durante los últimos tres años de vida del genio perseguido, fabricó el primer barómetro: un tubo de vidrio lleno de mercurio y cerrado por un extremo, cuyo otro extremo se depositaba en un recipiente con mercurio. El metal dentro del tubo bajaba, creando un vacío en el extremo cerrado del tubo, hasta una altura igual a la de la presión de la atmósfera.

La primera medición de Torricelli de la presión, en 1644, le dio un valor de 760 mm de mercurio, o 0,01 newtons de fuerza por cada centímetro cuadrado. El propio Torricelli, al ver que la altura de su columna de mercurio variaba según las condiciones del clima, predijo que la presión atmosférica sería menor cuanto mayor fuera la altura sobre el nivel del mar, algo que confirmarían experimentos posteriores.

Mientras el estudio del aire se convertía en toda el área de la química dedicada a los gases gracias a Robert Boyle, quien fundó la química moderna en el siglo XVII, el estudio de la presión atmosférica se desarrolló como algo indispensable para el estudio de la meteorología, la historia de nuestro planeta e incluso el comportamiento animal y humano.

La presión del aire es variable precisamente porque los gases se pueden comprimir, así que el peso del aire depende de muchas variables que los físicos fueron determinando con el tiempo.

Por ejemplo, el volumen de un gas se reduce cuanta más presión haya y aumenta cuanto más caliente esté. Esto explicaba, por ejemplo, por qué la presión variaba según el clima. Por lo mismo, para determinar el peso del aire es necesario establecer las condiciones: un metro cúbico de aire seco (sin humedad, que aumenta su peso) a 20ºC de temperatura pesa 1.205 kilogramos. Esto significa que cada uno de nosotros soporta sobre sus hombros aproximadamente una tonelada de aire.

¿Por qué no sentimos ese enorme peso o la presión que ejerce? Porque todo nuestro cuerpo compensa esa presión, es decir, los gases que hay en nuestro interior tienen la misma presión. Nuestro cuerpo tiene un empuje que equilibra la presión atmosférica.

Las consecuencias de esto son interesantes. Por ejemplo, cuando un submarinista pasa un período largo de tiempo a gran profundidad, la presión del agua hace que sea necesario respirar el aire embotellado a una presión muy superior a la de la que hay al nivel del mar. Parte de la mezcla que se respira está formada, como nuestra atmósfera, por gases inertes, principalmente nitrógeno, que siempre están disueltos en todos los tejidos del cuerpo. Pero a gran profundidad, esos gases están a una presión mucho mayor. Si el submarinista asciende súbitamente, esos gases se expanden al disminuir la presión exterior y forman burbujas en sus tejidos y, principalmente, en la sangre, que pueden ocasionar la muerte.

La forma de contrarrestar esta enfermedad por descompresión (que también pueden sufrir otros individuos que trabajen en entornos de gran presión) es colocar a la persona en una cámara a presión similar a la que estuvo sometido bajo el mar y disminuir esa presión gradualmente de modo que la presión de los gases de su cuerpo se equilibre poco a poco y sin formar peligrosas burbujas.

En el otro extremo, la baja presión a grandes alturas explica por qué los montañeros suelen tener que llevar oxígeno complementario. A la altitud del Everest y montañas similares, sólo tienen sobre ellos el 30% de la atmósfera que a nivel del mar, y el oxígeno, por tanto, es escaso.

Presión y cocina

No es igual cocinar al nivel del mar que a mayores alturas. Esto hace necesario adaptar las recetas de cocina considerando que es necesario aumentar las temperaturas o los tiempos de horneado, así como la proporción de líquidos y harina para evitar que las masas queden demasiado húmedas, y dado que los gases se expanden más, debe disminuirse la cantidad de levadura. Además, el agua hierve a 100 ºC al nivel del mar, pero a grandes alturas lo hace a menos temperatura, por lo que los platillos con agua, como la pasta, tardan más tiempo en prepararse.