Se acaba el verano, se acaban las vacaciones, se terminan las altas temperaturas y las olas de calor, y se cierran las piscinas. Durante el calor veraniego nos recomiendan beber mucha agua para evitar la deshidratación, pero seguro que más de uno habrá pedido una «cruz blanca» fresquita. También puede haber entrado en una farmacia «cruz verde», o haber requerido la ayuda de la «Cruz Roja». No creo sin embargo que nadie haya entrado en contacto con la «cruz azul».

 

Las máscaras de gas¹

Podríamos decir que la guerra química moderna comenzó el 22 de abril de 1915 cuando en el frente de Ypres, los alemanes liberaron del orden de 168 toneladas de cloro almacenadas en unas 5700 bombonas colocadas a lo largo de una línea de 6 Kilómetros.

La nube de cloro generada, transportada por un viento favorable, sembró la muerte en las líneas anglofrancesas, que inicialmente pensaron que se trataba de una nube de ocultación. A partir de ese momento, y durante toda la I Guerra Mundial, la guerra química se convirtió en una lucha constante entre el desarrollo de nuevos agentes químicos de guerra (gases tóxicos), y el desarrollo subsiguiente de nuevos equipos de protección individual (máscaras de gas).

Semanas después del empleo de cloro en Ypres, los británicos suministraban a sus tropas torundas de algodón envueltas en muselina (una tela muy fina y transparente), algo poco eficaz pues la tela no detiene los gases y vapores. Poco después les dotaron de una almohadilla de algodón empapada en una solución reactiva (una solución de hiposulfato de sodio, carbonato de sodio, glicerina y agua) que se aseguraba sobre la boca con un velo de tul negro (este invento, debido al fisiólogo John Scott Haldane, era conocido como el Velo negro, «Black Veil«). El velo podía subirse para cubrir los ojos, ofreciendo así cierta protección frente a los vapores de los agentes lacrimógenos, pero lo cierto es que la protección frente al cloro era muy limitada.

Velo negro (Black veil respirator)

El cloro es un agente oxidante y es reducido con facilidad a cloruro (Cl₂ + 2e^–  ⇔ 2 Cl^–   E₀=1.395 V), mientras que el tiosulfato (hiposulfato) es un agente reductor, y es oxidado a tetrationato (2 S₂O₃^2- ⇔ S₄O₆^2- + 2e^–   E₀=0.228 V).

La reacción global sería:

Cl₂ + 2 Na₂S₂O₃ ⇔2 NaCl + Na₂S₄O₆

Obviamente la protección la proporciona la solución «hipo», y no la mascarilla.

El velo negro fue rápidamente reemplazado por el casco «hypo» desarrollado por el médico Cluny MacPherson. El casco británico «hypo» era una máscara antigás muy primitiva, que consistía simplemente en una bolsa de franela con una visera hecha de una delgada hoja de mica. La máscara entera era empapada en una solución «hypo» (tiosulfato sódico, carbonato de sodio, glicerina y agua) inmediatamente iniciado el ataque químico. Este sistema resultaba eficaz contra el cloro, pero la visera de mica resultaba muy frágil, y además, como la máscara no tenía válvula de expiración, había que respirar el propio aliento.

Casco «H»

Con la introducción del fosgeno en 1915, apareció una nueva máscara, el casco «P». Éste estaba fabricado con dos capas separadas de franela, y era empapado en una solución de fenolato sódico (Sodium Phenolate) y glicerina. Esta solución proporcionaba suficiente protección, tanto contra el cloro, como contra el fosgeno. La visera se sustituyó por dos oculares de vidrio, para facilitar su almacenamiento y evitar su ruptura, y se añadió una válvula de exhalación con un pequeño tubo interior para llevar a la boca, para expulsar el aire viciado.

Casco «P»

En 1916, los alemanes dotaron a sus máscaras de un recipiente que contenía las sustancias químicas necesarias para neutralizar los gases (SBR GM-15), y los aliados incorporaron a sus máscaras un recipiente con carbón activo unido a la máscara mediante un tubo corrugado (British Small Box Respirator).

SBR GM-15 y British Small Box Respirator

A pesar de todas estas mejoras, durante prácticamente toda la I Guerra Mundial el punto débil de todas las mascaras de gas era que solo podían retener gases.

Llegados a este punto es importante comprender la diferencia entre filtración y purificación del aire. La filtración del aire se refiere a la retención de contaminantes en forma de aerosol, mientras que la purificación del aire se refiere a la eliminación o retención de los gases o vapores del aire contaminado. También es importante comprender que los sorbentes (por ejemplo, el carbón activo) retienen gases y vapores, pero no aerosoles, y a la inversa, los filtros retienen los aerosoles, pero no los gases y vapores. Por esta razón, el humo pasaba casi intacto a través del filtro de las máscaras de gas utilizadas por los aliados en 1917.

 

La «cruz azul», «blue cross» o «Blaukreuz»^1,2

Los alemanes, en su búsqueda de una sustancia que se asemejase en su comportamiento al humo, encontraron una serie de compuestos aromáticos de arsénico, con propiedades estornudógenas («sternutator» o «sneezing agent«), la difenilcloroarsina (DA, Clark I) y la difenilcianoarsina (DM, Clark II), que debido a sus características físico-químicas podían atravesar rápidamente las máscaras haciendo que los usuarios empezasen a estornudar y vomitar, obligándoles a quitarse la máscara o impidiendo un buen sellado de la misma sobre la cara, de modo que pudieran inhalarse otros agentes químicos de guerra^1,2.

Difenilcloroarsina, DA, (CAS 712-48-1)	Difenilcianoarsina, DM, (CAS 23525-22-6)
Punto de fusión 45 °C	Punto de fusión 33 °C
Punto de ebullición 333 °C (descomposición)	Punto de ebullición 350 °C (descomposición)
Presión de vapor 0,0036 mmHg (45 °C)	Presión de vapor 0,0002 mmHg

Estos compuestos son, en condiciones normales, sólidos con una presión de vapor insignificante (véase la tabla 1). Se dispersan en forma de polvo finamente pulverizado con ayuda de una carga explosiva significativa (por ejemplo, un 30% de DA y un 70% de TNT). Las nubes de partículas así creadas tan sólo duraban unos minutos al aire libre, y por consiguiente estos agentes fueron clasificados como no persistentes. En un primer momento resultaron ser agentes muy eficaces dado que penetraban fácilmente las máscaras de gas de los aliados. Estas propiedades constituyeron el principal motivo por el que los alemanes comenzaron su empleo por los alemanes en la noche del 11 de julio de 1917.

La difenilcloroarsina fue sintetizada por primera vez en 1878 por los químicos alemanes  August Michaelis y Wilhelm La Coste, por calentamiento de difenilmercurio con fenildicloroarsina³, y fue utilizada por primera vez por el ejército alemán en Niewport el 11 de julio de 1917, en forma de una solución al 12% en fosgeno y difosgeno, y la munición fue marcada como «cruz verde 2» (Green Cross 2). En septiembre de 1917 introdujeron los proyectiles cargados con una combinación de un alto explosivo y difenilcloroarsina (un 18-22 % de difenilcloroarsina, DA, y el resto alto explosivo) que denominaron y marcaron como «cruz azul» (Blue Cross). En junio de 1918 la difenilcianoarsina sustituyó a la difenilcloroarsina debido a su supuesta mayor estabilidad frente el agua y su supuesta mayor efectividad.

El número de proyectiles cargados con difenilcloroarsina (cruz azul) usados por los alemanes se estima entre cientos de miles y algunos millones. La cantidad fabricada de difenilcloroarsina fue de unas 3000 toneladas, llegándose a fabricar, durante los últimos meses de la guerra, del orden de 600 toneladas al mes.

El uso de difenilcloroarsina por los alemanes fue un claro y deliberado intento para atravesar («romper») las máscaras de gas, ante la creciente protección que ofrecían las máscaras de los aliados, en continuo desarrollo, y la eficiente disciplina de defensa aliada frente al empleo alemán de proyectiles marcados con cruz verde. Sin embargo, el éxito no fue el inicialmente esperado, debido a la baja concentración de difenilcloroarsina conseguida, consecuencia de la pobre dispersión, y del elevado tamaño de partícula producido en la explosión de los proyectiles marcados con una cruz azul.

La táctica química alemana empleaba los denominados «humos tóxicos» con fines ofensivos. Los proyectiles marcados con una cruz azul se emplearon por primera vez en zonas que iban a ser atacadas con el fin de conseguir que los defensores no pudiesen utilizar sus máscaras como resultado de la irritación y los violentos estornudos provocados por la inhalación de los humos tóxicos. Al bombardeo con «cruz azul» le seguía inmediatamente el bombardeo con «cruz verde» (fosgeno y difosgeno) cuya finalidad era provocar bajas sobre los defensores, incapaces de protegerse haciendo uso de sus máscaras.

Los alemanes aumentaron continuamente el empleo de proyectiles con «cruz azul» argumentando para ello que la «cruz azul» actuaba con extraordinaria rapidez, casi instantáneamente, aunque por lo general tan solo lo hacía durante un breve tiempo. En concentración suficiente penetraba eficazmente la máscara francesa y, en menor grado, la máscara inglesa, obligando a las tropas enemigas a quitarse la máscara. Aún en el caso de una concentración insuficiente, la «cruz azul» obligaba al enemigo, al menos, a usar la máscara, disminuyendo con ello su capacidad operativa.

Los efectos tóxicos desaparecían rápidamente una vez que el gas se disipaba o la nube de partículas sedimentaba, de modo que podían emplearse incluso cuando las tropas propias se encontraban cerca.

Hacia el final de la guerra los aliados colocaron un filtro mecánico consistente en guata y capas de fieltro en sus recipientes y de esta manera consiguieron una protección adecuada.

A pesar del empleo, a finales de la guerra, de grandes cantidades de difenilcloroarsina y de difenilcianoarsina, sus efectos no llegaban a ser letales, aunque si provocaban numerosas bajas que requerian tratamiento médico. El porcentaje de víctimas de la «cruz azul» (estornudógenos) era ligeramente mayor que el de víctimas de la «cruz verde» (sofocantes o irritantes pulmonares). Según Hoenig⁴, la difenilcloroarsina tendría una CLt₅₀ (inhalatoria) de 15 000 mg×min/m³ y una ICt₅₀ (inhalatoria) de 12 mg×min/m³, mientras que la difenilcianoarsina tendría una CLt₅₀ (inhalatoria) de 10 000 mg×min/m³ y una ICt₅₀ (inhalatoria) de 30 mg×min/m³. El fosgeno, agente sofocante, tendría una CLt₅₀ (inhalatoria) de 3200 mg×min/m³ y una ICt₅₀ (inhalatoria) de 1600 mg×min/m³.

Parece sin embargo que los militares británicos eran conscientes del potencial de los agentes estornudógenos («cruz azul»), y de los fallos en el diseño de la munición alemana de «cruz azul». Los científicos británicos desarrollaron un medio más eficiente para la dispersión de estos agentes estornudógenos, en forma de una nube de partículas suspendidas en humo, mediante un termogenerador.

El «dispositivo M» era un sistema de dispersión de agentes estornudógenos desarrollado por Reino Unido en Porton Down cuando estaba a punto de finalizar la I Guerra Mundial. El dispositivo fue denominado oficialmente como «termogenerador», pero era conocido vulgarmente como «candela». Una vez que el dispositivo M se iniciaba, la combustión de una mezcla pirotécnica dispersaba el agente químico en forma de aerosol (partículas sólidas suspendidas en el aire). Este procedimiento de diseminación resultaba ser especialmente eficaz para los agentes estornudógenos, dado que estos agentes eran sólidos y tenían elevados puntos de fusión y de ebullición.

El dispositivo se desarrolló demasiado tarde para su uso en la I Guerra Mundial, pero fue utilizado por los británicos en 1919, en el norte de Rusia, durante la guerra civil rusa.

 

 

Referencias

1. «Sternutators», History of research and development of the Chemical Warfare Service in World War II (1 July 1940 – 31 December 1945), volumen 4, Benjamin Witten & Edward M Wharton, AD051226, 1954.
2. «Historical Dictionary of Nuclear, Biological, and Chemical Warfare», B. C. Garrett & J. Hart, The Scarecrow Press, 2007.
3. «The War Gases-chemistry and analysis», Mario Sartori, D. Van Nostrand co., 1939
4. «Compendium of Chemical Warfare Agents», Steven L. Hoenig, Springer, 2007.