En 2015 se cumple un triste aniversario: el centenario del primer ataque masivo con armas químicas en la I Guerra Mundial. El químico Fritz Haber, uno de los científicos más prestigiosos de su época y futuro premio Nobel, consiguió tras muchas discusiones con el Alto Mando alemán realizar una prueba y liberar gas de cloro sobre las tropas aliadas. El propio Haber se dirigió a las trincheras para supervisar la colocación de 5.730 bombonas de gas a lo largo de 6 km de carretera a las afueras de la ciudad belga de Ypres.

Haber tuvo que esperar varias semanas hasta que finalmente el 22 de abril de 1915, el viento fue favorable soplando de forma constante hacia el noreste, donde se encontraban acantonadas las fuerzas aliadas. Los militares alemanes desconfiaban de las posibilidades de un arma química y Haber solo había conseguido convencer a uno de los comandantes del Frente Occidental para hacer la prueba. Fue un triste éxito: aquel primer ataque mató a más de 1.100 soldados y dejó gravemente heridos a varios miles más. Los generales alemanes, que habían iniciado la guerra con una fuerte ofensiva, ocupando grandes extensiones de Francia y Bélgica para luego quedarse enfangados durante meses en un frente de trincheras que se extendía a lo largo de más de 600 km desde el mar del Norte hasta la frontera francosuiza, pensaron que quizá tenían una palanca para resolver aquel empate. Haber, a su vez, en un razonamiento que recuerda al de la bomba atómica, creía que las armas químicas no eran peores que las convencionales y que con ellas se podría ganar la guerra en pocos meses y acabar con aquella sangría despiadada.

No fue así, la guerra duró tres años y medio más y, como no podía ser de otra manera, aquel primer ensayo generó una auténtica carrera armamentística —química en este caso— entre los dos bandos. Al final de la Gran Guerra, unas 3.000 sustancias químicas habían sido evaluadas como posibles armas y de ellas, en torno a 50 se habían probado en el campo de batalla. Aún así, los gases fueron más un arma psicológica que algo verdaderamente eficaz. Se calcula que los gases venenosos fueron responsable de menos de un 1% de las muertes y en torno al 7% de las bajas. Evidentemente el daño podría haber sido mucho mayor pero ambos bandos diseñaron con rapidez máscaras que conseguían neutralizar el veneno hasta que la nube tóxica se había disipado.

El día que Haber ordenó soltar el cloro era sorprendentemente soleado. A eso de las 5,30 de la tarde, los soldados alemanes, llevando una rudimentaria protección sobre el rostro, empezaron a abrir las válvulas de los cilindros liberando el cloro. Según el soldado canadiense A.T. Hunter lo que salió fue «una extraña niebla verdosa amarillenta que parecía inexplicablemente fuera de lugar en la brillante atmósfera de aquel claro día de abril». La brisa arrastró el gas hacia las posiciones de dos regimientos franceses. A la izquierda de estas tropas, unos batallones canadienses pudieron ver como la nube tóxica «llegaba al parapeto, parecía detenerse, se envolvía como una ola y lentamente se derramaba sobre las trincheras».

Los canadienses más cercanos, que miraban con sorpresa y curiosidad aquel extraño espectáculo, pronto empezaron a sufrir un suplicio: «una sensación de que la cabeza ardía, agujas al rojo vivo en los pulmones, la garganta como si estuviera atenazada por un estrangulador». Hunter seguía escribiendo «Muchos se derrumbaron y cayeron muertos. Los otros, jadeando, tambaleándose, con rostros desencajados, las manos gesticulando salvajemente y unos gritos roncos de dolor, corrían locamente a través de las aldeas y granjas y hasta el propio Ypres, llevando el pánico a los remanentes de la población civil y llenando los caminos de fugitivos de ambos sexos y de todas las edades».

La elección del cloro fue una decisión meditada por Haber y su equipo:

• Era ampliamente utilizado por la industria alemana del tinte por lo que estaba disponible en cantidad suficiente.
• Era barato de producir y no distraía recursos de ninguna otra industria armamentística.
• Era más pesado que el aire por lo que, como había visto Hunter con horror, se hundiría en las trincheras en vez de disiparse en la atmósfera.
• Era un poderoso irritante de las mucosas: ojos, nariz, pulmones y gargantas parecerían arder y las tropas quedarían fuera de combate. A concentraciones suficientemente altas las personas expuestas morirían de asfixia.

La toxicidad del cloro proviene de su poder oxidante. Cuando se inhala a concentraciones superiores a 30 ppm, reacciona con el agua de las zonas expuestas y forma ácido clorhídrico y ácido hipocloroso. Estos ácidos son los causantes del daño atroz que describieron los que vivieron aquel horror. Las vías respiratorias están inervadas por neuronas que monitorizan constantemente la composición del aire inspirado. Las terminaciones neuronales situadas en las zonas nasales y en los bronquios —que contienen canales que responden a ácidos— son especialmente sensibles a los agentes oxidantes como el propio gas cloro, pero también al peróxido de hidrógeno, el ozono y otras especies reactivas de oxígeno. Estas moléculas están entre los principales componentes del smog, el humo del tabaco, los gases de los tubos de escape de los vehículos y el humo de los incendios. Son las responsables de muchos de los efectos sobre la salud, tanto agudos como crónicos, que tiene la contaminación. Además del uso en la guerra y como una posible amenaza terrorista, las exposiciones al cloro gaseoso son muy frecuentes en accidentes domésticos e industriales y es una de la causas más comunes de las irritaciones y daños del tracto respiratorio que se tratan en los hospitales.

El sistema respiratorio, gracias a esa inervación neuronal, se defiende del cloro con una batería alucinante de medidas en cascada. Con muy bajas concentraciones del gas se produce una rápida congestión nasal, incluso a concentraciones que no se perciben como irritantes o dolorosas. Eso bloquea parcialmente la entrada al interior del cuerpo. En segundo lugar, se produce lo que se llama una depresión respiratoria, baja la frecuencia de inspiración-espiración y el aire que penetra en los pulmones —y por lo tanto los irritantes presentes en él— es menor. En tercer lugar, las partes superiores del tracto respiratorio actúan de filtro y el cloro es eliminado del aire inspirado con una eficiencia del 97,5% en los roedores y 95% en los humanos (ellos solo usan la vía nasal y nosotros también podemos meter aire por la boca) consiguiendo que la cantidad de cloro que llega a las vías respiratorias profundas sea mínima. La cuarta estrategia defensiva es que la activación neuronal genera, aún a bajas concentraciones, dolor en las vías respiratorias, lo que induce un comportamiento aversivo —huir de esa zona— y una abundante secreción de moco, lo que ayuda a su vez a tamponar o inactivar los agentes oxidantes. En quinto lugar, los niveles traza de estos gases inducen el estornudo, la tos y el lacrimeo, mecanismos que sirven para expulsar o diluir estos agentes irritantes. En sexto lugar se produce una inflamación neurogénica, es decir, puesta en marcha por las propias neuronas que liberan neuropéptidos a través de sus terminales. Estos péptidos incrementan por un lado la constricción de las vías aéreas y, por otro, sensibilizan al individuo para una posible exposición futura a agentes oxidantes. En séptimo lugar, aparece broncoespasmo, hipersecreción de moco y una inflamación de las vías superiores e inferiores, todo con el objetivo final de proteger a los delicados alveolos pulmonares. Todo este impresionante sistema defensivo se pone en marcha antes de que haya daño pulmonar. Se cree que en al menos parte de los procesos, como la depresión respiratoria, se logra a través de una interacción con los terminales del nervio trigémino en la nariz y no a través de la irritación bronquial y los cambios en las vías respiratorias inferiores. La ventaja es que reducimos la entrada del irritante antes de que haya hecho el daño, el inconveniente es que si alguien tiene algún problema respiratorio como asma, la respuesta a una exposición ligera a un oxidante puede exacerbar los problemas respiratorios.

El ataque de Haber diezmó dos divisiones francesas generando un enorme hueco, de 8 km de ancho por 4 km de fondo en las líneas aliadas. Cuando el ejército alemán empezó a avanzar el panorama que observó era terrible. Willi Siebert, un joven soldado alemán escribió a su hijo «Lo que vimos fue muerte total. No había nada vivo. Todos los animales habían salido de sus madrigueras para morir… Veías sitios donde los hombres se habían arañado la cara y la garganta intentando respirar. Algunos se habían pegado un tiro».

Militarmente, el ataque de Ypres no cambió apenas las cosas. No teniendo mucha fe en el experimento de Haber, el Alto Mando no había movilizado suficientes tropas de refuerzo para aprovechar y conquistar el terreno que había quedado sin defensores. Cuando empezó a oscurecer, el avance alemán se empezó a ralentizar, sus soldados no se sentían seguros avanzando de noche sin refuerzos y no tenían protección contra los gases cuyos efectos veían aterrados. La misma tarde del ataque, un militar canadiense llamado George Nasmith identificó que el gas alemán era cloro. Debido a su pequeña estatura, tan solo medía 1,37 metros, no le habían dejado alistarse como soldado pero el pequeño torontoniano —sí, se dice así— convenció al ejército de que le dejasen montar un pequeño laboratorio en el frente para comprobar la calidad del agua que bebían los soldados. Junto con un médico de ambulancias, Francis Scrimger, dijeron a los enfermeros que orinaran sobre sus pañuelos y se protegieran con ellos el rostro cuando fueran a rescatar a los heridos. Era química básica, el amoníaco de la orina, una base, podía reaccionar con los ácidos que formaba el cloro al reaccionar con el agua y neutralizarlo. También dijeron a los soldados que empaparan sus pañuelos y cualquier trapo que tuvieran y que se cubrieran con ellos la cara. El agua disolvía el cloro y evitaba respirarlo. Era rudimentario pero eficaz. Por otro lado, al otro lado de la nube, las tropas canadienses eran demasiado aguerridas o demasiado inconscientes del peligro que corrían y aguantaron las posiciones. Cuando llegaron refuerzos aliados, los alemanes tuvieron que retroceder. El equipo de Haber soltó cloro cinco veces más cerca de Ypres en las semanas siguientes pero no consiguieron volver a romper el frente.

Pocos meses después, en septiembre de 1915, los ingleses tomaron represalias y atacaron con gas de cloro en la batalla de Loos en Francia. Los dos bandos pusieron en marcha centros de investigación sobre la guerra química pero Alemania, que tenía el mejor plantel de químicos del mundo en aquella época, llevó la iniciativa desarrollando las principales armas químicas de la época: cloro, fosgeno y el gas mostaza, aunque los aliados replicaban en muy poco tiempo esos avances armamentísticos. En total, a lo largo de la I Guerra Mundial se dispararon entre 35 y 66 millones de obuses cargados con gases y se liberaron 125.000 toneladas de estos venenos a la atmósfera. El hombre mostraba, en una escala nunca vista hasta el momento, su capacidad de matar.

Para leer más:

• Bessac BF, Jordt SE (2010) Sensory detection and responses to toxic gases: mechanisms, health effects, and countermeasures. Proc Am Thorac Soc 7(4): 269-277.
• Bessac BF, Sivula M, von Hehn CA, Escalera J, Cohn L, Jordt SE. (2008) TRPA1 is a major oxidant sensor in murine airway sensory neurons. J Clin Invest 118(5): 1899-1910.
• Evert S. When Chemicals Became Weapons of War. http://chemicalweapons.cenmag.org/when-chemicals-became-weapons-of-war/