FACULTAD DE FARMACIA

UNIVERSIDAD COMPLUTENSE

TRABAJO FIN DE GRADO

CONTAMINACIÓN AMBIENTAL POR

DEPOSICIÓN DE YODURO DE PLATA

Autor: Carlos Maldonado González-Montagut

Fecha: Convocatoria Junio 2019

Tutor: Antonio López Lafuente

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RESUMEN………………………………………………………………..……. 2

INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES…………………………………..….. 2

Mecanismo del yoduro de plata……………………………………………...…………3

Estrategias para dispersar el yoduro de plata…………………………………...………5

Otros materiales utilizados en la siembra de nubes…………………………...……...…7

Paises que hacen uso del yoduro de plata…………………………………...…………..8

OBJETIVOS…………………………………………………………….……… 9

MATERIAL Y MÉTODOS……………………………………………..……….9

RESULTADOS Y DISCUSIÓN……………………………………………….10

Propiedades del yoduro de plata………………………………………………………10

Solubilidad

Adsorción

Impacto del yoduro de plata en el medio ambiente……………………………………11

Concentración de plata en las precipitaciones

Concentración de plata en aguas superficiales

Concentración de plata en suelos

Toxicidad debida al sembrado de nubes………………………………………………13

CONCLUSIONES……………………………………………………………...16

BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………….16

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RESUMEN

Los efectos negativos producidos por los fenómenos meteorológicos, como pueden ser los daños en los cultivos debidos al granizo o los problemas que plantea la sequía, son agravados por el cambio climático. Estos daños provocan costes sociales y económicos, así como riesgos para la naturaleza. En las últimas décadas se han desarrollado técnicas de manipulación climática, las cuales son estudiadas por la geoingeniería, que permiten disminuir estas consecuencias. Una de estas técnicas es el sembrado de nubes utilizando el yoduro de plata (AgI); este método consiste en liberar, durante el proceso de desarrollo de una nube o tormenta, el agente químico. De este modo las partículas de yoduro de plata actúan como núcleos de condensación pues su estructura cristalina es similar a la del hielo, atrayendo hacia su superficie las gotículas de agua presentes en la atmósfera. Cuando se juntan las suficientes, debido al peso, precipitan forzando la lluvia y evitando la formación del granizo. Para dispersar el yoduro de plata en la atmósfera existen distintos procedimientos como pueden ser: aviones, cohetes, quemadores o incluso drones. Este método ha sido empleado por muchos países y no siempre con buenas intenciones pues también se ha utilizado como herramienta bélica. En la actualidad esta ciencia se investiga como futura solución a la escasez hídrica. En lo referente al impacto ambiental que produce el yoduro de plata, se muestra que tiene una solubilidad muy reducida. En su mayoría se deposita en los suelos y la pequeña parte que se disocia tiende a formar complejos, por lo que su biodisponibilidad y toxicidad están muy reducidas. Existen estudios que establecen que puede afectar a la microbiota, en zonas de siembra, a largo plazo debido a su acumulación. Con este trabajo se pretende estudiar las consecuencias que tiene el uso del yoduro de plata en el medio ambiente y en los seres vivos buscando informar y dar visibilidad sobre esta práctica. Palabras clave: yoduro de plata, sembrado de nubes, modificación del tiempo y clima

INTRODUCCIÓN Desde los comienzos del siglo XX se han realizado diversos experimentos, con cierto fundamento científico, para satisfacer la demanda de agua en el mundo; intentando incrementar las precipitaciones actuando sobre las nubes. El holandés Veraart, en 1930, utilizando dióxido de carbono sólido (hielo seco) logró ciertos resultados positivos, por lo que se le puede considerar el precursor de la estimulación artificial de la lluvia, sin embargo, no pudo explicar los fundamentos físicos de su experimento[42]. En el año 1938 el concepto de modificar las nubes subenfriadas, con los núcleos formadores de hielo artificiales, fue discutido por Findeisen como parte de su artículo sobre la formación de hielo en presencia de agua líquida sobreenfriada[35]. Al inicio de la década de los años 40 demostró la posibilidad de estimular la lluvia y combatir el granizo, así como, la formación de hielo en los aviones (engelamiento). Entre 1942 y 1944 llevó a cabo varias experiencias en

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vuelos que permiten considerarlo como el fundador de la modificación artificial del tiempo[42] y con el descubrimiento de nucleación de hielo artificial mediante hielo seco el potencial para modificar la precipitación de nubes subenfriadas aumentó el interés de muchos investigadores.[35] En 1946 los norteamericanos Langmuir y Schaefer realizaron la primera siembra de nubes y consiguieron provocar lluvia empleando hielo seco dispersado con un avión, contribuyendo con sus experimentos y ensayos al conocimiento de los mecanismos de formación de la precipitación. Alrededor de 1950 Bernard Vonnengut descubrió que el yoduro de plata o el yoduro de plomo constituían efectivos núcleos de hielo e investigó técnicas para liberar en forma de humo el yoduro de plata.[43] Y sería en la década de 1960 cuando esta técnica con yoduro de plata se pusiese en práctica en Estados Unidos, como fue el caso del proyecto Stormfury que buscaba disminuir la intensidad de los huracanes.[42] En la actualidad, la geoingeniería es la manipulación a gran escala del ambiente planetario, también hace referencia a las técnicas de manipulación meteorológica a pequeña escala.[27][28] El bombardeo de nubes, empleando yoduro de plata, con el objetivo de: incrementar la lluvia, suprimir o minimizar el granizo o dispersar la niebla es un tipo de técnica de geoingeniería que como hemos visto, se lleva realizando durante años. Es conocida como siembra de nubes. Otros términos empleados para hacer referencia a este método son: fertilización de nubes o estimulación de nubes.[26][28] MECANISMO DEL YODURO DE PLATA

La formación de una nube es un proceso que se da diariamente de forma natural, gracias a esto se producen las precipitaciones o las nevadas. Para que ocurra es necesaria la presencia de partículas en suspensión, estas sustancias cuyo tamaño y química varían tienen la capacidad de ser higroscópicas lo que les permite actuar como núcleos de condensación o núcleos de formación de hielo (núcleos de cristalización)[31], permitiendo que sobre su superficie se formen los hidrometeoros. Estas partículas serán las responsables del tamaño, número y distribución de los hidrometeoros.[26] Las partículas en suspensión se encuentran en la atmósfera y sus tamaños varían entre los nanómetros y los 10 micrómetros. Algunas de estas partículas son: la sal marina, el polvo, partículas de diésel procedente de los vehículos, ceniza volcánica, bacterias, polen o esporas de hongos. Cuanto mayor es la altitud menor es la cantidad de partículas en suspensión presentes.[29] En el proceso de formación de nubes también se precisa de una humedad relativa superior al nivel de saturación.[26] Se sabe que los cristales de hielo se crean de forma natural en las nubes a temperaturas que oscilan alrededor de -35°C. Para que se forme hielo a temperaturas más cálidas serán necesarias partículas formadoras de hielo, que se encuentran en la atmósfera de forma natural como el polvo. Estas partículas posibilitan la cristalización del hielo a una temperatura de en torno -12°C, este proceso se conoce como nucleación del hielo heterogénea pues precisa de una sustancia externa para producir hielo. Los cristales de hielo se podrán formar a partir de agua en estado de vapor (nucleación por deposición) o en estado líquido (nucleación por congelación).[36]

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En la nucleación por deposición el vapor de agua se deposita directamente sobre las partículas en suspensión formadoras de hielo, para que esto ocurra el vapor de agua debe estar supersaturado con respecto al hielo pero no es necesario que lo esté con respecto al agua.

En la nucleación por congelación las partículas formadoras de hielo se ponen en contacto con el agua superenfriada (agua en estado líquido presente en las nubes a temperaturas inferiores a 0°C) lo que provoca que el agua se congele.

El yoduro de plata es el principal agente de los compuestos que se emplean para la nucleación de hielo de forma artificial, en la siembra de nubes orográficas frías. Este compuesto es capaz de actuar como una partícula formadora de hielo ya que tiene una configuración cristalina parecida a la del hielo y aumenta la posibilidad de que se formen cristales de hielo a temperaturas de -5°C.[10][35][37][38] La técnica de la estimulación de precipitaciones empleando yoduro de plata consiste en liberar en las nubes el compuesto, aumentando así de forma artificial el número de partículas en suspensión, este aumento favorece la cristalización del hielo en zonas superenfriadas de tormentas[32]. El químico actuará como un núcleo glaciógeno, de forma que, cuando el agua sobreenfriada (gotas de agua líquida a una temperatura inferior a 0°C) entra en contacto con el AgI, se produce el cambio de fase de estado líquido a sólido formándose el hielo. En este proceso se libera calor latente que se transmite a la nube incrementando su temperatura y con ello, la inestabilidad de la nube aumenta estimulando la precipitación[34] o limitando el crecimiento del granizo.[37] A este mecanismo se le conoce como: sembrado glaciogénico. Es importante enfatizar que la estimulación de la lluvia por sembrado pretende, en todos los casos, potenciar un proceso natural que ya existe en la zona: no se pueden formar nubes donde no existen.[32]Debe existir previamente una nube con unas características determinadas para que se produzca el sembrado.[30] La localización de la nube es una de estas características influyentes, pues las nubes en los trópicos son distintas de las nubes en latitudes medias ya que la temperatura afecta al funcionamiento de los procesos nubosos. Otro factor influyente es el origen de la suspensión, pues las partículas procedentes de aires de zonas costeras serán solubles, de gran tamaño y estarán en baja proporción mientras que las masas de aire contaminadas procedentes de las zonas industriales estarán cargadas de partículas de menor tamaño y numerosas.[26] Actualmente donde más se utiliza el sembrado de nubes con yoduro de plata es sobre dos tipos de nubes:

El primer tipo hace referencia a las nubes orográficas (frías) que son las más estudiadas. Estas se crean cuando una masa de aire encuentra una elevación en su recorrido, que suele ser una montaña, y se ve forzada a ascender en altitud a capas mucho más frías donde se expande y enfría. Esta atmósfera enfriada no puede mantener la humedad como lo haría más caliente, eso eleva la humedad relativa a 100 %, formando nubes y precipitaciones predecibles en el tiempo y espacio. Este tipo de nubes se siembra con partículas glaciogénicas, como el yoduro de plata o el hielo seco, que tienen el potencial de provocar nevadas, aumentando las reservas de agua en regiones montañosas de latitudes medias.

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El segundo tipo de nubes son las convectivas(cálidas). El aire húmedo y cálido producido cercano al suelo asciende rápidamente, cuando llega a una determinada altura el vapor de agua se congela y por la acción de la gravedad cae provocando la aparición de núcleos de hielo y de agua, se produce por tanto una corriente descendente en la nube que poco a poco va ocupando la mayor parte de esta hasta que finalmente ocupa prácticamente toda la nube, produciendo la precipitación. Estas nubes pueden estar compuestas de fase líquida (>0°C), fase mixta ( entre 0 y -40°C) y una fase de hielo (<-40°C). Las precipitaciones en este tipo de nubes son muy variables en el tiempo y espacio, lo que supone un reto a la hora de estimar si el sembrado de nubes verdaderamente aumenta la cantidad de lluvias. Se suelen estimular con partículas higroscópicas, como la sal común, aunque se está estudiando el uso de partículas glaciogénicas.[26]

En lo referente al granizo, dado que en muchas ocasiones el número de núcleos formadores de hielo es bajo en comparación con el número de gotas de agua sobreenfriada, las piedras de granizo resultantes tienen un mayor engrosamiento, pues conforme el agua se congela el tamaño del pedrisco aumenta. En estos casos se puede usar el sembrado glaciógeno con AgI como medida antigranizo, pues al aumentar la proporción de núcleos de congelación de forma artificial se consigue que las gotas de agua tengan más superficies a las que adherirse, disminuyendo el crecimiento del granizo. Los granizos de pequeño tamaño al precipitar, con el roce de las capas de aire que están a mayor temperatura, se convierten en líquido. Su llegada al suelo será en forma de gotas de agua o granizo blando evitando dañar los cultivos.[37][38] ESTRATEGIAS PARA DISPERSAR EL YODURO DE PLATA

Para dispersar el yoduro de plata existen distintas estrategias de sembrado, diferenciamos dos grupos: los métodos terrestres y los métodos aéreos. A la hora de seleccionar una de estas técnicas es necesario tener en cuenta las características de la nube que se va a sembrar, la ruta que debe seguir el agente químico y la respuesta que buscamos obtener por parte de la nube.[38] En los generadores de yoduro de plata con base en tierra, se quema una disolución de AgI con acetona líquida y otros compuestos que los solubilizan, pues el AgI es insoluble en acetona.[26]

El humo generado asciende hacia la nube donde actuará. Los generadores de yoduro de plata tienen como ventaja que son económicos y que proporcionan una emisión constante y continua de AgI durante periodos de muchas horas o días. Son especialmente eficaces sembrando en las cordilleras en el lado de barlovento, dónde se forman las nubes orográficas, pero también se utilizan en el sembrado de nubes convectivas. Como desventajas del fertilizado por generadores encontramos la dificultad de obtener respuestas rápidas, desconocimiento de las trayectorias del compuesto pues es importante que las emisiones del generador alcancen zonas de la nube donde puedan interaccionar con agua superenfriada. Otra desventaja es la posibilidad de que el AgI deje de ser una sustancia activa debido a la radiación solar o por la alta humedad en el caso de nubes cálidas.[38] En este tipo de generadores, para que su funcionamiento sea óptimo, deberemos tener en cuenta: número y distancia entre generadores, las condiciones del viento y la temperatura de la nube, así como, la distancia a la que se encuentra.[26]

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El sembrado aéreo mediante aviones se utiliza para dispersar de forma directa el AgI empleando bengalas en las zonas superenfriadas de las nubes orográficas donde hay agua en estado líquido.[26] Debido al riesgo evidente de transportar líquidos inflamables en la avioneta se emplean bengalas como método de dispersión del compuesto. Este mecanismo de fertilización ofrece la ventaja de ser más preciso, la posibilidad de transportar mayores concentraciones del agente de siembra a nubes específicas y es más rápido.[38] Por otro lado, dentro de las desventajas encontramos que el coste es mayor que con los generadores pues se requiere de un avión o avioneta que realice la tarea y de un piloto experimentado que sea capaz de volar bajo condiciones climatológicas desfavorables.[37] Los cohetes o proyectiles de artillería ofrecen como ventajas una respuesta rápida y la capacidad de entregar material rápidamente a las regiones de interés. Tienen el inconveniente de ser costosos pues requieren de un cañón o plataforma que los lance. Además, no dispersan homogéneamente el material, por lo que generalmente se necesitan varios lanzadores y mucha artillería para producir un efecto significativo.[38]

Figura 1. Esquema de un generador de núcleos de yoduro de plata. [37]

Figura 2. Esquema de una avioneta cargada con bengalas.

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OTROS MATERIALES UTILIZADOS EN EL SEMBRADO DE NUBES

El tipo de agente de siembra que se vaya a utilizar determinará qué tipo de estrategia de sembrado se debe usar: A la hora de realizar el sembrado glaciogénico, el yoduro de plata no es la única sustancia empleada. El primer material utilizado fueron pellets de hielo seco (dióxido de carbono en estado sólido) que se liberaban desde aviones. Estas pequeñas esferas de hielo seco tenían una temperatura de -78°C y gracias a esto eran capaces de congelar gotas de agua.[38] También se ha empleado dióxido de carbono en estado líquido dispersado, en nubes superficiales, mediante aviones. Este químico se evapora de forma rápida enfriando al aire que lo rodea hasta temperaturas de -80°C formando 103 cristales de hielo por gramo de dióxido de carbono.[39] Otro compuesto que se utiliza es el AgIO3, esta molécula proporciona el oxígeno necesario para la combustión de las bengalas en la siembra glaciogénica mediante avión y ejerce una acción similar al AgI.[26] En la siembra higroscópica, se dispersan partículas higroscópicas (que captan humedad) en las zonas cercanas a la saturación de tormentas en estado de desarrollo.[32] El vapor de agua se condensa, haciendo que las partículas crezcan rápidamente y produzcan gotas que precipitan.[34] Este tipo de siembra se usa en las nubes convectivas empleando como núcleos higroscópicos las sales, algunos ejemplos son: el cloruro de sodio (sal común), cloruro de potasio o cloruro de calcio. Se dispersarán mediante sembrado aéreo utilizando bengalas que están unidas a las alas del avión[40] y que producirán pequeñas partículas de sales que oscilan entre 0,1 – 10µm de diámetro.[26] En la actualidad se están sintetizando nuevos materiales para la siembra higroscópica de nubes basándose en la nanotecnología. Una de estas partículas cuyo tamaño es controlado es CSNT, que contiene un núcleo de NaCl y una cubierta de TiO2. Es capaz de adsorber más vapor de agua que la sal común y puede formar gotas de agua de mayor tamaño (entre 6 -10 veces su tamaño).[41]

Figura 3. Esquema de métodos de sembrado en

nubes convectivas cálidas. [26]

Figura 4. Esquema de métodos de sembrado en

nubes orográficas frías. [26]

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PAÍSES QUE HACEN USO DEL YODURO DE PLATA El sembrado de nubes es una técnica que se emplea actualmente en varios países. Por desgracia, no se están realizando estudios y análisis rigurosos en todas estas prácticas y la finalidad de su uso no siempre es buena.[26][28] Hay que tener en cuenta que la mayoría de las veces es difícil saber si el efecto ocurre de forma natural o es inducido y que la duración es limitada y concreta. En España entre 1979 y 1981 se llevó a cabo en la cuenca del Duero el ``Proyecto de Intensificación de la Precipitación´´(PIP) cuyos resultados fueron decepcionantes y poco prácticos.[42] También entre 1986 y 2005 en Lleida se llevaron a cabo campañas antigranizo que según algunos informes el pedrisco se redujo entre un 30%- 40%[28] aunque la OMM (Organización Meteorológica Mundial) establece que la comprensión de las tormentas todavía no es suficiente para permitir predecir con certeza los efectos de la siembra en la supresión del granizo o reducción de su tamaño.[42] En los últimos años se ha empleado en Alcañiz (Teruel) y Cariñena (Zaragoza), y se investiga si los sistemas antigranizo que emiten yoduro de plata están provocando la disminución de las lluvias en la Laguna de Gallocanta.[44] Otro problema es, que de forma ilegal algunos agricultores dispersan el químico con pequeñas avionetas generando conflictos en zonas rurales[28], la AEMET establece que: no es competente en la investigación sobre si se realizan vuelos con el cometido de sembrar las nubes para impedir las precipitaciones y hacer que dichas nubes desaparezcan, por tanto no están al corriente de si se llevan a cabo dichas actividades.[42]

China es uno de los países más avanzados en el empleo de estas técnicas. En los Juegos Olímpicos de Pekín 2008 el gobierno provocó la lluvia días antes de la inauguración con el fin de limpiar la atmósfera y no estropear los fuegos artificiales.[28] Actualmente se está desarrollando el proyecto Tianhe (el río celestial), este es el mayor sistema de lluvia artificial jamás creado y pretende mediante el sembrado de nubes con yoduro de plata, procedente de generadores terrestres, incrementar en el Himalaya el caudal de sus tres grandes ríos: el Yangtsé, el Mekong y el río Amarillo. Cubre un área de más de un millón de km2 y se cree que podrá obtener el equivalente del 7 % del consumo de agua anual en China.[45] En la conocida como Operación Popeye, se dispersó yoduro de plata durante la guerra de Vietnam (entre 1967 y 1972) con fines bélicos ya que Estados Unidos buscaba obtener una ventaja táctica intensificando el monzón e inundando las zonas del Vietcong. Se dice que no produjo ningún efecto, aunque gran cantidad de informes describen precipitaciones constantes durante semanas.[28] Otro proyecto importante que se inició en 1963 y duró 20 años fue el proyecto Stormfury cuyo objetivo era modificar el desarrollo de los huracanes disminuyendo su peligrosidad. Para ello, se sembró la pared laterales del ojo del huracán con yoduro de plata, pero este plan fracaso y se abandonó a finales de los 80.[46]

Tras el incidente de la central nuclear de Chernóbil, en 1986, las autoridades rusas enviaron aviones cuya finalidad era provocar la lluvia para así evitar que la nube de radiación y compuestos químicos llegase a Moscú. Esta lluvia descargó sobre Bielorrusia sacrificando varias hectáreas de terreno.[4]

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El proyecto de investigación para la mejora de la precipitación, conocido como SPERP se realizó en los inviernos de mayo de 2005 a junio de 2009, en la región de las Montañas Nevadas del sureste de Australia, demostrando que el AgI liberado por quemadores mejoraba hasta en un 14% las precipitaciones[33]. Actualmente se sigue investigando bajo el nombre de proyecto Snowy.[26] En el caso de Israel y Emiratos Árabes, utilizan técnicas de sembrado empleando sales y tienen como objetivo aumentar las lluvias en regiones desérticas para desarrollar cultivos y abastecer a la población. Es importante mencionar a Israel pues su tecnología de lluvia artificial es de las más avanzadas del mundo y ha sido exportada a países como México, China y Estados Unidos.[47]

OBJETIVOS El sembrado de nubes utilizando yoduro de plata es una técnica que se utiliza hoy en día por muchos países sin embargo, es desconocida para gran parte de la población. Este trabajo tiene como objetivo analizar, mediante una revisión bibliográfica actualizada, aquellos artículos que traten el impacto ambiental que produce la deposición de yoduro de plata una vez que es emitido en la siembra de nubes. Se buscará lograr los siguientes puntos:

Entender las propiedades del yoduro de plata.

Conocer el comportamiento del yoduro de plata cuando se libera en los ecosistemas.

Comprender como afecta la deposición por yoduro de plata en los seres vivos, analizando sus posibles efectos a corto y largo plazo.

Dar visibilidad sobre el sembrado de nubes con yoduro de plata.

MATERIAL Y MÉTODOS

Para la realización de este trabajo se llevó a cabo una revisión bibliográfica de distintos artículos científicos procedentes de bases de datos de internet como: Google Académico, PubMed, Dialnet, ScienceResearch. Seleccionando aquellos que están más actualizados e incluyendo estudios de campo y revisiones de ensayos clínicos. También se emplearon webs de organizaciones internacionales y nacionales como la Organización Mundial de la Salud (OMS), la Organización Meteorológica Mundial (OMM), Weather Modification Association (WMA), Instituto Español de Estudios Estratégicos (IEEE). Todos los documentos y libros empleados tienen relación con: el yoduro de plata, el sembrado de nubes, la modificación del clima y el impacto ambiental.

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RESULTADOS Y DISCUSIÓN

PROPIEDADES DEL YODURO DE PLATA

Solubilidad

La solubilidad es la capacidad de una sustancia para disolverse al mezclarse con un líquido a una presión y temperatura determinada. Se mide mediante el producto de solubilidad (Ksp), de tal modo que cuanto menor es el valor de Ksp menor es la solubilidad del compuesto.

La reacción del yoduro de plata es la siguiente: Ag + (líquido) + I - (líquido) AgI (sólido) El yoduro de plata tiene un valor de Ksp = 8,5 x 10-17, como es un valor bajo nos indica que la reacción está desplazada hacia la forma sólida ,es decir, hacia la derecha de la fórmula. La concentración máxima de ion de plata libre (Ag +) en medio acuoso en contacto con yoduro de plata sólido (AgI) a 25°C es 0,984µg/L (partes por billón).[1] De forma que, el yoduro de plata sólido adicionado al agua no se disolverá si la concentración de Ag + en el agua es igual o superior a 0,984µg/L.[2] Se considera que el yoduro de plata es insoluble en agua, esto indica que es menos móvil, menos biodisponible y produce menor preocupación en lo que a contaminación ambiental se refiere, pero es importante señalar que la solubilidad de los compuestos de plata es distinta según el compuesto, por ejemplo, el nitrato de plata(AgNO3) es muy soluble y contaminante.[3] En condiciones de laboratorio, las cuales distan mucho de las ambientales, el yoduro de plata ha demostrado ser soluble en soluciones concentradas de compuestos como: bromuros alcalinos, cloruros, tiocianatos, tiosulfatos y nitratos de plata o mercurio. También soluciones de amoniaco (pH > 10) y soluciones acuosas cómo yoduro de potasio o cloruro de sodio.[5][6] La estructura cristalina similar al hielo del AgI y su mínima solubilidad hacen de este compuesto el idóneo para el sembrado de nubes. Pues en la atmósfera, al ser insoluble, permite que las partículas de AgI mantengan su estructura intacta, así pueden actuar como núcleos glaciógenos. Una vez que llegan a tierra, no se disocian fácilmente en iones de plata lo que disminuye su biodisponibilidad.[2][7] Adsorción

La adsorción es un proceso por el cual átomos, iones o moléculas de gases, líquidos o sólidos disueltos son atrapados o retenidos en una superficie. La plata en su forma iónica se adsorbe fuertemente a otras partículas presentes en el agua. La plata se adsorbe al dióxido de manganeso, a los compuestos férricos y a los minerales arcillosos.[1] De modo que, la gran mayoría de todo el yoduro de plata que se emite durante la siembra de nubes permanecerá en forma sólida debido a su mínima solubilidad y no se disociará fácilmente, permaneciendo en el suelo y en los sedimentos. En lo que respecta a la plata libre que se disocia en forma de iones (Ag+); debemos señalar que esta será una cantidad muy pequeña, inferior a cualquier estándar de salud o ecológico y de esta, una gran parte se adsorberá por lo que su biodisponibilidad es muy baja.[8]

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IMPACTO DEL YODURO DE PLATA EN EL MEDIO AMBIENTE Cuando se emplea la técnica de sembrado de nubes se utilizan pequeñas cantidades de yoduro de plata; en los generadores se liberan entre 5 - 25 gramos por hora y en el caso del sembrado mediante aviones se emiten algunos kilos.[10] No se necesitan grandes cantidades del químico pues por cada gramo de AgI se suelen producir 1015 núcleos formadores de hielo que darán lugar a grandes cantidades de semillas de cristal de hielo.[9] Además, hay que tener en cuenta que la fertilización de nubes se realiza en determinadas épocas del año y en lugares muy concretos pues deben cumplir las características necesarias para que se puedan producir las precipitaciones.[10]

Como el yoduro de plata es insoluble en agua, tiende a adsorberse en su forma contaminante (Ag+), se emplean cantidades ínfimas de esta sustancia y la frecuencia y lugar de uso varían, se puede concluir que la toxicidad está muy disminuida. Para llevar a cabo las mediciones de la concentración de AgI en muestras del ecosistema se utiliza la concentración total de plata. Esta medida engloba las partículas de yoduro de plata sólido e insoluble (AgI) y la plata en su forma iónica (Ag+) que es biodisponible y tóxica. Por lo tanto, las medidas de la concentración total de plata no se pueden comparar de forma directa con los valores de referencia de plata disuelta en agua regulados internacionalmente.[3] Desde 1960 se han realizado distintos estudios para evaluar los posibles daños que podrían causar los programas de sembrado de nubes: Concentración de plata en las precipitaciones

Diversos estudios se han realizado durante las operaciones de sembrado de nubes[11][12][13][14], todos con resultados similares que establecen que el sembrado no conduce a altas concentraciones de plata en agua de lluvia.[3] Se ha observado que las concentraciones de plata presentes en la nieve, recogida durante las nevadas en las que se ha producido el fertilizado de nubes, son mayores que cuando no se realiza este proceso[13] como también ocurre con la lluvia.[12] Un ejemplo de estos estudios es el llevado a cabo en León, España en 1999. Se analizó un área de 600 km2 en la que se instalaron 10 generadores de AgI cuya función era aumentar el número de núcleos de hielo en zonas de formación de tormentas. Estos generadores emitían alrededor de 1,5kg del compuesto al día y se colocaron 34 pluviómetros en zonas cercanas (entre 5 y 10km desde los generadores). Se estableció que sólo serían válidas las muestras, recogidas en los pluviómetros, con volumen igual o mayor de 10ml. Se obtuvieron 147 muestras válidas, recogidas en un periodo de 34 días entre Junio y Agosto, de las cuales 88 pertenecían a días en los que hubo siembra de nubes y 59 que no hubo. En el experimento se estableció que concentraciones superiores a 50mg/L podrían tener efectos negativos en la salud, referencia tomada del U.S. Public Health Service en ese momento. La media de los resultados fue de 14,8µg/L de plata en días de siembra y 4,6µg/L en días normales. Con unas

concentraciones muy por debajo de los límites establecidos, se puede descartar cualquier problema de toxicidad que pueda atribuirse a las emisiones de Ag pues la plata originada por la siembra de nubes apenas se distingue de la originada naturalmente.[12][10]

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Concentración de plata en aguas superficiales

La cantidad de plata presente en arroyos y lagos es un reflejo de la concentración media de plata de todas las tormentas que se producen en la cuenca contribuyente, sean estas tormentas previamente sembradas o no.[8] Se produce por tanto un efecto de dilución, pues la plata procedente de la siembra al llegar a aguas superficiales se diluye en los lagos, ríos o embalses; también ayuda en la dilución el agua procedente de lluvias en las que no se ha empleado la fertilización de nubes. Además, estas concentraciones de plata libre se ven afectadas por la adsorción con la vegetación, sedimentos e iones negativos, disminuyendo así la concentración inicial de plata.[15] La plata libre (Ag+) ha demostrado tener una vida media de una o dos semanas en el agua dulce lo que significa que se retira rápidamente.[16] La concentración y contenido de plata, en condiciones normales, en lagos y ríos está determinada principalmente por intercambios que se establecen con el suelo debidos a la deposición y erosión, también influirá la escorrentía al mar.[17] En 1996 Eisler reporta concentraciones medias de plata total de 0,3µg/L en ríos, 2,6µg/L en aguas superficiales y 2,2µg/L en agua de grifo.[11] Las concentraciones totales de plata de zonas de siembra en Sierra Nevada (California) estuvieron entre niveles indetectables y 0,74µg/L.[3] Estos valores son muy bajos como para presentar un riesgo en el hombre. Es poco probable que, debido al sembrado de nubes, en el futuro, la biodisponibilidad de la plata cambie con respecto a sus niveles de fondo geoquímicos.[2][8] Concentración de plata en suelos

Científicos griegos investigaron en 2002 el contenido de plata de dos regiones agrarias de Grecia sometidas a 12 años de siembra de nubes con yoduro de plata. Para ello, analizaron 2500 muestras de suelo empleando un método espectrofotométrico capaz de detectar plata en partes por billón (ppb) mostrando la baja cantidad de AgI total empleada en la siembra de nubes en estas dos regiones (469kg en Hemathia-Pella y 361kg en Serres). Las concentraciones medias en las regiones anteriormente citadas fueron 44,5ppb y 37,2ppb respectivamente. Estos datos coinciden con las medias de las 3 regiones tomadas como control, las cuales estaban alejadas de las zonas contaminadas por el sembrado. Las medias control fueron 42,7ppb en Tyrnavos, 56,7ppb en Ormylia y 30,4ppb en Sithonia.[18] El uso extendido y prolongado de la siembra de nubes, utilizando yoduro de plata y asumiendo que toda la plata dispersada en el transcurso de un siglo se acumulase en los 2 cm superiores del suelo, no causaría una concentración que superase el nivel de fondo normal.[17] En la región anteriormente mencionada, Hemathia-Pella, en 2003 otro estudio fue llevado a cabo por científicos griegos sobre la contaminación potencial del suelo y la movilidad de la plata. Tomaron muestras de suelos superficiales que no hubiesen sido alterados en 4 pueblos de la zona (Drossero, Prophet Helias, Ampelies y Palaephyto), asumiendo que la plata presente estaría originada por el sembrado de nubes. También se

Figura 5. Tabla que recoge las concentraciones de

plata según el pueblo y la profundidad del suelo. [19]

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tomaron muestras a tres profundidades distintas: 0-10, 10-20 y 20-30 cm cuya concentración media de plata fue 87, 51 y 43ppb, respectivamente. Demostrando que la plata predominaba en el horizonte más superficial del suelo y que el impacto ambiental durante los años era bajo pues la máxima concentración fue 142ppb.[19] La cantidad de plata añadida con la fertilización de nubes es despreciable si la comparamos con la cantidad de plata en forma sólida presente en los primeros 20 cm del suelo.[8] La movilidad de la plata se evaluó en un experimento de 2 años de duración. Se emplearon 150 macetas que contenían suelo sembrado con una mezcla de césped; en 60 macetas se adicionó 0,2g de AgI, en otras 60 se adicionó 0,145g de AgNO3 y 30 se emplearon como blanco. Todas se regaron como ocurriría de forma natural. Para cuantificar la plata se utilizó el lixiviado producido tras el riego, la parte aérea de la planta y el suelo presente en la maceta al concluir el experimento. No se detectó plata en el lixiviado, mostrando poco movimiento del metal a través de las capas de suelo, tanto en condiciones experimentales como en el campo. Se observó que donde se suministró AgI las concentraciones de Ag absorbidas por la planta fueron mínimas, mientras que al suministrar AgNO3 las cantidades fueron más apreciables debido a la mayor solubilidad y biodisponibilidad del AgNO3.[19] Esto prueba el bajo impacto que produce el AgI. Otra forma de medir los impactos del sembrado de nubes es en los sedimentos de lagos que se encuentren en zonas de contaminación por AgI. En una investigación de la cuenca del río Mokelumne, la concentración media de plata estaba entre 0,35µg/L y 1,07µg/L, valores dentro de los niveles de fondo.[1] En los sedimentos de un lago alpino australiano cercano a la sierra Snowy, se demostró que el yoduro de plata produce un enriquecimiento de plata insignificante en el entorno.[20]

TOXICIDAD DEBIDA AL SEMBRADO DE NUBES

La mayoría de las personas están expuestas diariamente a cantidades muy pequeñas de plata, presente principalmente en los alimentos y el agua potable.[23] En aguas, la plata se encuentra de forma natural en forma de óxidos, muy insolubles e inmóviles, de sulfuros y de algunas sales. En algunas ocasiones se ha detectado tanto en aguas subterráneas y superficiales como en el agua del grifo en concentraciones mayores que 5µg/L.[22]

Hay distintas vías por las que la plata puede entrar al cuerpo: a través de la boca y tracto digestivo tras comer alimentos o beber agua que contienen este metal, a través de los pulmones, si respira aire que contiene plata o por contacto con la piel.[23] La ingesta diaria de plata por persona se estima en unos 7µg. De la cantidad que se ingiere sólo se absorbe un pequeño porcentaje de este elemento, siendo las tasas de retención en personas y animales de laboratorio entre el 0 y el 10%.[22]

Cuando las personas se exponen a niveles relativamente altos de sales de plata en el polvo de forma crónica, este puede causar problemas respiratorios, con irritación pulmonar y de la garganta, así como, dolor de estómago. El contacto cutáneo con los derivados de plata puede producir reacciones alérgicas leves en algunos individuos: pequeños sarpullidos, hinchazón e inflamación.[23]

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Las sales de plata pueden alterar la coloración de algunas partes de la piel y cabello como consecuencia de la presencia de plata en los tejidos, tiñéndolas de gris o de gris azulado. Esta enfermedad es conocida como "argiria" y ocurre en personas que ingieren o inhalan compuestos de plata de forma prolongada y frecuente (durante muchos meses o años). Los grupos susceptibles a esta patología son los trabajadores del sector industrial (plantas químicas), mineros o pacientes recetados con medicamentos que contienen sales de plata. Una vez que se presenta, se vuelve permanente. Sin embargo, solo se le considera un problema "cosmético" pues la mayoría de los médicos y de los científicos cree que la decoloración de la piel que se da con la argiria es el efecto más grave que causa la plata en la salud.[23] Se calculó una NOAEL (un nivel o concentración de una sustancia en el cual no se observan efectos de ningún tipo) por vía oral, para la argiria, en personas correspondiente a una ingesta total a lo largo de la vida de 10g de plata, basándose en notificaciones de casos en personas y en experimentos llevados a largo plazo en animales. Cuando la concentración de plata en el agua de consumo es baja, en torno a 5µg/l, no se produce la argiria.[22] Por lo tanto, la siembra de nubes con yoduro de plata no entraña peligro alguno para el ser humano pues no se llegan a alcanzar concentraciones tan altas del metal en el organismo.[24] Como medida preventiva

la EPA (Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos) recomienda que el agua para consumo humano no tenga una concentración de plata superior a 0,10mg/L ya que puede causar decoloración en la piel.[22]

La plata en su forma disuelta se considera un peligro ambiental para la vida en entornos acuáticos en concentraciones de 1,2 a 4,9µg/L pues es letal para organismos muy sensibles.[11]

Los iones de plata disueltos son fungicidas, algicidas y bactericidas a dosis bajas con concentraciones bactericidas que ocurren entre 10 y 1000µg/L[2], por este motivo la plata se ha empleado como desinfectante de aguas.[22] Para que la plata produzca efectos adversos en los ecosistemas terrestres se necesitarían concentraciones mucho mayores que las que produce la fertilización de nubes.[11] La Facultad de Veterinaria de la Universidad Complutense de Madrid, en 2016, llevó a cabo un estudio sobre la toxicidad del AgI en la biota presente en suelos y agua dulce. Para ello, bajo condiciones de laboratorio, se emplearon concentraciones de AgI que podrían encontrarse en el campo y distintos microorganismos.[21] Es importante señalar que las mediciones de campo a menudo encuentran mayores tolerancias a la plata que las pruebas de toxicidad de laboratorio porque la toxicidad de la plata disuelta está significativamente influenciada por la presencia de otros iones encontrados en aguas naturales.[11][2] Esta investigación sugiere que el AgI, procedente de la siembra de nubes, puede de forma moderada afectar a la microbiota terrestre y acuática si esta técnica de siembra se aplica en un área específica de forma repetida y si grandes cantidades del químico se acumulan en el ecosistema.[21] Para estudiar la viabilidad de las bacterias del suelo se emplearon dos especies

(Bacillus cereus y Pseudomonas stutzeri). En ambas, la presencia de AgI con una concentración de 0,43µM (valor de referencia empleado para monitorizar el impacto ambiental) indujo un efecto tóxico moderado, con tasas de inhibición del crecimiento de 6,69 – 7,52%. Concluyendo que la adición del químico afecta negativamente a la

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comunidad bacteriana que habita en los suelos, pero se debe considerar que son las altas concentraciones las que potencialmente pueden alterar el ambiente bacteriano.[21][2][8]

En lo referente a los invertebrados que habitan en el suelo, se utilizó como modelo al

nematodo Caenorhabditis elegans. Se buscó evaluar su supervivencia, la cual no se vio afectada por el AgI, y también su crecimiento el cual se redujo un 7,5% empleando la máxima concentración (12,5µM de AgI). Este valor demostró el bajo impacto que produce el sembrado a corto plazo en los invertebrados.[21] Otros estudios estiman la concentración letal media (concentración de una sustancia de la que puede esperarse que produzca la muerte del 50% de los animales expuestos a dicha sustancia) de esta especie con la plata en 102µg/L. [25]

En lo que respecta a la toxicidad aguda en medio acuoso producida por la forma iónica

del AgI (Ag+) se estudió el fitoplancton tomando como modelos un alga verde (Dictyosphaerium chlorelloides) y una cianobacteria (Microcystis aeruginosa). Se observó que a la concentración de 0,43µM en los medios de cultivo se producían efectos adversos en las poblaciones de las algas verdes y las cianobacterias pues las exposiciones a AgI inducen estrés celular. Debido a esto y a que no hay mucha información sobre el tema se establece que las poblaciones de microalgas en agua dulce pueden ser alteradas como resultado del fertilizado de nubes.[21]

Figura 6. Gráficos de: (a) inhibición del crecimiento de las células. (b) fotosíntesis bruta, (c) fotosíntesis neta, (d)

respiración celular que mostraron las cepas de Dictyosphaerium chlorelloides (barras blancas) y Microcystis aeruginosa

(barras negras) expuestas a 0,43µM de AgI. Las barras muestran el % de inhibición respecto a los valores de control.

Cuando aparece *** representa las diferencias entre las cepas. [25]

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CONCLUSIONES

A la vista de todo lo mencionado en este documento, se puede concluir que el yoduro de plata no presenta a corto plazo ningún riesgo para el medio ambiente y los seres vivos. Las cantidades de esta sustancia que se emplean en el sembrado de nubes son muy bajas, ya que una pequeña cantidad produce un gran número de núcleos glaciógenos. Se debe tener también en cuenta que la dispersión de este químico varía según la velocidad o la dirección del viento lo que provoca que no se deposite siempre en la misma zona del suelo ni que se utilice siempre la misma cantidad. Su uso se realiza en determinados horarios pues se necesita la presencia de nubes de unas características determinadas para que pueda actuar. Además al tratarse de un compuesto muy insoluble, tras ser emitido y precipitar, se va a depositar en suelos y sedimentos de lagos lo que disminuye su movilidad. De la pequeña cantidad de plata libre que puede disociarse en agua (0,984µg/L a 25°C) y que es biodisponible, la mayoría tiende a formar complejos con materia inorgánica, sedimentos e iones negativos. Las concentraciones de plata que aporta la fertilización de nubes con yoduro de plata y que llegan a nuestro organismo son despreciables pues no producen aumentos significativos en los niveles de fondo del suelo, además la tasa de retención de la plata en los animales y seres humanos es inferior al 10% lo que favorece su eliminación. No produce efectos adversos en el hombre, los animales y las plantas, pero hay estudios que indican que el uso prolongado en una zona de forma repetitiva puede afectar a la microbiota, por lo que estas técnicas deben de seguir estudiándose.

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