Animales en las minas que salvaron miles de vidas

No hay ámbito en el que el ser humano haya desarrollado actividad alguna donde los animales no hayan participado de una u otra manera: la medicina, la ciencia, la conquista del espacio no pueden explicarse sin la contribución de los animales.

Menos glamurosa, pero no por ello menos importante, la actividad minera tampoco hubiese podido crecer y evolucionar sin el concurso de distintas especies que, debido a algunas de sus características, hicieron posible o facilitaron el duro trabajo de los mineros bajo tierra.

El ejemplo más conocido es el de la presencia de canarios en las minas de carbón.

La emanación de gases tóxicos en las galerías cobraba muchísimas vidas y la causa más frecuente de intoxicaciones –además del grisú que provoca explosiones- era la presencia de altas concentraciones de monóxido de carbono (CO).

Algunos gases “avisan”, dan pistas sobre su presencia: así por ejemplo bajas concentraciones de metano podían en algunos casos anticiparse por los cambios que se producían en las llamas que por aquél entonces se utilizaban como fuente de luz. La ausencia de oxígeno (O2) podía también presuponerse a partir de una disminución en el tamaño de la llama. E incluso un aumento de la concentración de CO2 podía inferirse por un aumento de la frecuencia respiratoria del propio minero.

Sin embargo; el CO es un asesino silencioso, nada advierte su presencia y las consecuencias son gravísimas pues supone la muerte de los mineros y no solo de ellos sino de cualquier equipo de rescate que descienda a las galerías.

Fueron los experimentos del fisiólogo escocés: John Scott Haldane (que llevó a cabo utilizándose a sí mismo como conejillo de indias) los que permitieron reconocer al CO como el verdadero agente de la asfixia de los mineros y fue él quien ideó la estrategia de utilizar animales centinela, en este caso canarios o ratones blancos, para que sirvieran como alarma en el caso de que la concentración de CO incrementase peligrosamente.

John Scott Haldane.  Sus trabajos establecieron la conveniencia de  utilizar animales centinela en las minas. Fuente: Commons
John Scott Haldane.Sus trabajos establecieron la conveniencia deutilizar animales centinela en las minas. Fuente: Commons

¿Cómo actúa el CO?

La proteína clave para el transporte del oxígeno es la hemoglobina. Ella es la encargada de que las células reciban el aporte de este gas, imprescindible para la vida. Cuando en el aire inspirado aparece el CO (consecuencia de una combustión inadecuada de un brasero, vehículo, gases del subsuelo, etc.), éste se une a la hemoglobina y desplaza al oxígeno. En las personas la capacidad del CO para unirse a la hemoglobina es 225 veces mayor que la del O2, por lo tanto, cuando la concentración de CO sube, el O2 no llega a los tejidos y provoca, por tanto, la muerte del individuo que se halle en tales circunstancias.

canario utilizado en tests de monitoreo de CO. Fuente: US bureau of mines 1928
canario utilizado en tests de monitoreo de CO. Fuente: US bureau of mines 1928

Lo que Haldane observó fue que animales pequeños como canarios o ratones respondían más rápidamente que los humanos a la presencia de este gas. Especialmente los canarios presentan síntomas de atolondramiento muy manifiestos que avisan a los mineros de la presencia del CO y les permite abandonar las galerías peligrosas (los ratones, también sensibles al gas, presentan un comportamiento menos vistoso y por lo tanto fueron menos utilizados para este fin)

Comparación de los síntomas de la intoxicación por CO en el ratón blanco y el canario. El ave advierte de manera más llamativa la presencia del gas tóxico
Comparación de los síntomas de la intoxicación por CO en el ratón blanco y el canario. El ave advierte de manera más llamativa la presencia del gas tóxico

¿Pero por qué es más sensible el canario? ¿Por qué muestra este comportamiento?

Hay que tener en cuenta que este pájaro presenta una ventaja y dos inconvenientes para enfrentarse al CO:

Por una parte, la hemoglobina del canario tiene una afinidad 110 veces mayor por el CO que por el O2, mientras que, como ya vimos anteriormente, la afinidad de la hemoglobina humana por el CO es 225 veces mayor que por el O2. Esto explica que las personas manifiesten ya síntomas de intoxicación cuando el CO alcanza concentraciones de 200 ppm mientras que los canarios sólo los presentarán a partir de 600 ppm. Sin embargo; cuando la concentración supera las 2.000 ppm (0,2%) el canario muestra síntomas muy agudos muy rápidamente mientras que una persona debería estar inhalando esa proporción de gas durante al menos 30 minutos para verse seriamente afectada.

La razón la hallamos en dos factores propios de estas pequeñas aves: su rápido metabolismo, así como la anatomía y fisiología de su aparato respiratorio:

El nivel metabólico basal de las aves es el mayor de todos los vertebrados: crecen muy rápido, vuelan grandes distancias, buscan alimento constantemente y tienen una temperatura varios grados más alta que la de los mamíferos (la temperatura normal de un canario es de 42ºC), por ello por cada gramo de ave, la necesidad de oxígeno es mucho mayor de la que tenemos los humanos. No he encontrado el dato comparativo entre canarios y personas. Ahora bien, y como referencia, puedo apuntar que los datos indican que un ratón blanco necesita 15 veces más oxígeno por gr de ratón que nosotros por cada gr nuestro.

Otro aspecto que hace al canario más sensible a la intoxicación por CO se halla en la estructura anatómica y fisiología del aparato respiratorio de las aves.

En los mamíferos el aire inspirado aporta O2 a los pulmones y de ahí se distribuye al resto del cuerpo a través del sistema circulatorio. Por otra parte, el aire espirado contiene CO2 fruto del metabolismo y es eliminado.

Las aves necesitan mucho O2 para proveer a los músculos que les permiten volar y, por otra parte, algunas especies vuelan a grandes alturas donde la concentración de oxígeno es menor, por ello necesitan maximizar la respiración. Y esto lo consiguen mediante una estructura denominada sacos aéreos. Como su nombre indica, los sacos aéreos son elementos anatómicos en forma de bolsa que el ave tiene situadas en el abdomen y tórax. Estas bolsas sirven como reservorio de aire y permiten al ave que tanto durante la inspiración como en la espiración el aire que llega a los pulmones esté cargado de O2, tal y como puede observarse en la siguiente figura:

Respiración de las aves: Durante la inspiración el aire –rico en O2- pasa por los pulmones y rellena también los sacos aéreos posteriores. Al espirar, el aire de los sacos aéreos posteriores –rico en O2- se dirige a los pulmones, mientras que el aire cargado de CO2 escapa de los pulmones a los sacos aéreos anteriores. Por tanto, tanto al inspirar como al espirar los pulmones recibirán aire rico en O2. Fuente: Commons
Respiración de las aves: Durante la inspiración el aire –rico en O2- pasa por los pulmones y rellena también los sacos aéreos posteriores. Al espirar, el aire de los sacos aéreos posteriores –rico en O2- se dirige a los pulmones, mientras que el aire cargado de CO2 escapa de los pulmones a los sacos aéreos anteriores. Por tanto, tanto al inspirar como al espirar los pulmones recibirán aire rico en O2. Fuente: Commons

Tener los pulmones expuestos al aire tanto en la inspiración como en la espiración tiene como consecuencia que cualquier tóxico presente en el ambiente se acumulará antes en las aves que en los mamíferos.

Hoy, los modernos detectores de gases hacen que no sea ya necesario el concurso de los canarios bajo tierra. Su presencia en las minas tuvo su punto y final en 1999.

No fueron los canarios –o ratones- los únicos animales en prestar servicio en las minas. En 1838 una mina del norte de Inglaterra se inundó ahogando a 26 niños que trabajaban allí. La propia reina Victoria tomó cartas en el asunto y en 1842, una nueva ley prohibía el trabajo en las minas a los menores de 10 años. La mano de obra infantil fue substituida por el uso de ponies que eran suficientemente pequeños como para adaptarse y moverse bien en las estrechas galerías de la región y aportaban la fuerza necesaria para llevar a la superficie las vagonetas con el material arrancado a la tierra.

Caballo trabajando en una mina de Aberdeen
Caballo trabajando en una mina de Aberdeen

Más de 70,000 equinos se usaban para este fin solo en el Reino Unido en 1913. En 1984, 55 ponies prestaban sus servicios en las minas del país. En los EE.UU. se utilizaron con frecuencia las mulas.

Si bien hubo excepciones, en general, la vida de estos animales era bastante más corta que la de sus congéneres en la superficie.

Este artículo nos lo envía Juan Pascual (podéis seguirlo en twitter @JuanPascual4 o linkedn). Me licencié en veterinaria hace unos cuantos años en Zaragoza y he desarrollado mi vida profesional en el mundo de la sanidad animal, de ahí mi interés en divulgar lo que los animales aportan a nuestro mundo actual. Soy un apasionado de la ciencia. Creo que es fundamental transmitir el conocimiento científico de una manera sencilla para que los jóvenes se enganchen pronto y para que la sociedad conozca más y mejor lo mucho que la ciencia aporta a nuestro bienestar. Viajar es otra de mis pasiones junto con la literatura, que no deja de ser otro modo de viajar.

Puedes leer todos sus artículos en Naukas en este enlace.


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