Cuantificación de residuos asociados a la colecta y uso de sangre en Colombia

Introducción

La sangre es capaz de salvar la vida de las personas (WHO, 2002) y hasta el momento solo puede ser obtenida a partir de seres humanos mediante donación. Los bancos de sangre son responsables de aceptar o diferir donantes potenciales según los parámetros de salud de los individuos (García, Herrera y Bermúdez, 2021; WHO, 2012). Una vez colectada la sangre (flebotomía estándar o aféresis), esta puede o no ser procesada para obtener hemocomponentes, los cuales tienen diferentes tiempos y formas de almacenamiento (Herrera et al., 2011). Si los hemocomponentes son requeridos, serán enviados a centros hospitalarios donde pueden ser transfundidos o no. Aquellos hemocomponentes que han sido descartados o usados, tanto en bancos de sangre como en servicios hospitalarios, generan residuos biológicos que requieren un manejo adecuado para evitar la propagación de enfermedades (WHO, 2020). Una de las estrategias para eliminar este tipo de residuos es la incineración, durante la cual se liberan gases a la atmósfera (Ideam, 2019a; Liu et al., 2019), que contribuyen a la contaminación ambiental y a la crisis climática global (Salas, 2020). La relación entre la polución por partículas y la mortalidad fue identificada a mediados del siglo XX, por lo que desde 1970 varios países adoptaron medidas para reducir las emisiones (Balmes, 2019). En 2005 la Organización Mundial de la Salud (OMS) publicó la guía de calidad del aire (WHO, 2006), resaltando la información sobre contaminantes capaces de producir enfermedades, entre ellos el material particulado (PM) con diámetro aerodinámico de 10 µm o menos (PM₁₀), PM con diámetro de 2,5 µm o menos (PM_2,5), ozono (O₃), dióxido de nitrógeno (NO₂) y dióxido de sulfuro (SO₂).

En Colombia la contaminación del aire es causante de la mayor carga de enfermedad ambiental (Castañeda, 2018), a pesar de que desde 2010 se adoptó una política de prevención y control (Valencia, 2010). Una revisión sistemática realizada por el Observatorio Nacional de Salud colombiano encontró asociaciones entre la cocción con combustibles sólidos y sibilancias, concentraciones elevadas de PM₁₀, PM_2,5, O₃ y alteraciones de patrones espirométricos, ausentismo escolar y síntomas respiratorios (Castañeda, 2018). Para 2016, 17.549 muertes se atribuyeron a factores de riesgo ambiental (es decir, el 3,4 % de la carga total de enfermedad en Colombia), de las cuales 15.681 estuvieron asociadas a mala calidad del aire (Castañeda, 2018). En 2019, el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (Ideam) publicó un consolidado de la calidad del aire en Colombia, analizando datos de 169 estaciones de monitoreo localizadas en todo el país (Ideam, 2019a). Se encontró que las concentraciones de NO₂, O₃, SO₂, PM₁₀ y PM_2,5 excedieron los niveles máximos permisibles en varias ciudades (Ideam, 2019a). Según los informes de residuos o desechos peligrosos en Colombia de 2017 y 2018, las actividades de hospitales y clínicas generaron 46.431 y 42.731 megagramos, constituyendo la segunda y la cuarta fuentes (9,0 % y 6,7 % del total nacional respectivamente) (Ideam, 2018; 2019b). Los bancos de sangre y centros hospitalarios, inmersos en el sistema de salud, requieren materiales e insumos para la atención integral de donantes y pacientes, seguridad del personal y optimizar la calidad de la sangre obtenida y transfundida (Herrera et al., 2011; WHO, 2020). Lo anterior origina residuos que deben ser tratados de acuerdo con su clasificación, procurando su adecuada segregación y disposición final (Far et al., 2014; Ministerio de Ambiente, 2015; Ministerio de Salud y Protección Social, 2016; Mora y Berbeo, 2010)

A partir del 1 de enero de 2018 el Instituto Nacional de Salud (INS) implementó el Sistema de Información en Hemovigilancia (SIHEVI-INS), para todos los actores que conforman la Red Nacional de Sangre RN (81 bancos de sangre y más de 400 instituciones hospitalarias), para la colecta de información de donantes de sangre atendidos y pacientes transfundidos (Bermúdez, 2018; Bermúdez et al., 2018). Hasta donde llega el conocimiento de los autores, se desconoce la contribución de la RN en la cantidad de residuos peligrosos generados respecto al total nacional, así como su aporte a la formación de gases asociados a la contaminación ambiental. Por tanto, este trabajo tiene como objetivos cuantificar los residuos generados por la operación anual de la RN, calcular los costos de incineración y gases emitidos, y estimar la cantidad de residuos que dejaron de generarse debido a la incorporación de SIHEVI-INS.

Metología

Se calculó la cantidad de residuos generados considerando los datos publicados en los informes nacionales de los bancos de sangre (Bermúdez, 2019a) y centros hospitalarios (Bermúdez, 2019b), entre el 1 de enero y el 31 de diciembre de 2018. Debido a que se identificaron dos procesos relacionados con la producción de desechos, uno asociado a la donación y otro relacionado con los hemocomponentes, estos fueron diferenciados:

Cálculo de residuos por donaciones

La selección correcta de un donante potencial de sangre requiere el diligenciamiento de una encuesta, un examen físico y una entrevista. A partir de esa evaluación se decide su aceptación o diferimiento (García, Herrera y Bermúdez, 2021). Dado que rutinariamente se emplean insumos de oficina (papel, material adhesivo, grapadora, etc.) y medidores de variables fisiológicas (termómetro, tensiómetro, hemoglobinómetro, entre otros), se estimó la masa total (kg) de residuos generados al aceptar una persona candidata a donar sangre. Para ello se tuvo en cuenta que todos los bancos de sangre del país realizan la segregación y la disposición de residuos de acuerdo con los planes de gestión integral de residuos sólidos (Ministerio de Vivienda y Ministerio de Ambiente, 2014; Mora y Berbeo, 2010) y el Decreto 4741 de 2005 (Ministerio de Ambiente, 2005). Por tanto, se empleó una matriz de información estandarizada y disgregada reportada por el Banco de Sangre de Córdoba S.A.S. para calcular la masa por año (kg/año) de residuos en tres categorías: no peligrosos, biológicos (biosanitarios y cortopunzantes) y otros (químicos y administrativos). Se seleccionó esa entidad por ser uno de los bancos de sangre con mayor captación a nivel nacional, por ser uno de los primeros en implementar y estandarizar el protocolo de desechos en el país y por contar con todas las certificaciones nacionales vigentes (Ministerio de Ambiente, 2015; Ministerio de Salud, 2016, Ministerio de Salud y Ministerio de Ambiente, 2017). A partir de esa matriz se calculó la cantidad de residuos a nivel país según el informe nacional de bancos de sangre de 2018 (Bermúdez, 2019a), que tuvo una actualización retrospectiva de los datos en 2020 (Bermúdez, 2020).

Cálculo de residuos por hemocomponentes

En cuanto al procesamiento y uso de la sangre ocurren dos situaciones: a) no todos los hemocomponentes colectados son transfundidos, por lo que tanto el peso de la bolsa como su contenido deben ser incinerados; y b) una vez un hemocomponente es transfundido, el remanente y la bolsa que lo contienen deben ser descartados (Figura 1). Para estimar la masa de hemocomponentes se empleó la ecuación: densidad = masa / volumen, así: la densidad de una unidad de sangre total = 1,058 g/ml; la densidad de una unidad de glóbulos rojos + citrato, fosfato, dextrosa, adenina (CPDA) + solución aditiva = 1,065 g/ml; la densidad de una unidad con componentes plasmáticos = 1,030 g/ml (plasma fresco congelado, plasma rico en plaquetas y crioprecipitado) (Herrera et al., 2011). Adicionalmente, se estableció una masa de 40 g por bolsa vacía de policloruro de vinilo (PVC), independientemente de la marca proveedora o si esta fuera para glóbulos rojos, plasma, plaquetas, crioprecipitados o alícuotas (Herrera et al., 2011). Finalmente, debido a que cada bolsa para sangre total está conectada por tubuladuras a una aguja con bolsa accesoria y a las bolsas restantes, se estimó una masa entre 50-72 g para este componente.

Figura 1: Rutina de los procesos asociados a la colecta y uso de la sangre, así como su potencial contribución a la contaminación ambiental

Considerando que existe un volumen mínimo y máximo establecido en el control de calidad de hemocomponentes (Herrera et al., 2011), sangre total 450 ml (±50), plaquetas 60 ml (±10), plasma 225 ml (±75), eritrocitos 280 ml (±50) y crioprecipitado 22,5 ml (±7,5), se calculó una masa entre 530,0-635,8 g para una unidad de sangre total; 91,5-472,6 g para unidades de plaquetas (asumiendo que pueden formarse grupos de hasta seis unidades para un evento transfusional o su equivalente en plaquetaféresis); 194,5-349,0 g para unidades de plasma; 387,6-494,1 g para unidades de eritrocitos y 55,5-70,9 g para unidades de crioprecipitado. La suma de los hemocomponentes incinerados pre-transfusión y pos-transfusión, discriminados según su tipo y causa de descarte, se multiplicaron por las masas arriba descritas para establecer el total nacional. Los valores se expresaron en medias y desviaciones estándar (DE).

Determinación de costos de incineración

Según la región del país, el precio de incineración de un kg de residuos biológicos fluctuó entre 1.000 y 5.000 pesos colombianos (COP). Se definió una tasa de cambio a dólar estadounidense de COP: $3.700 por cada dólar ($0,26 - $1,39 dólares). A partir de este valor se multiplicó la cantidad total de hemocomponentes incinerados notificados para establecer el costo nacional.

Estimación de residuos que dejaron de generarse debido a la implementación de SIHEVI-INS

El INS coordina y administra el Sistema de Vigilancia en Salud Pública (Sivigila), que contiene la base de datos de personas (niños y adultos) diagnosticadas con eventos de interés nacional (entre ellos, virus de inmunodeficiencia humana, virus de hepatitis B y virus de hepatitis C) notificadas por todas las instituciones prestadoras de salud. Con el objetivo de identificar a potenciales donantes de sangre que nunca antes se habían acercado a los bancos de sangre, pero que podrían tener antecedentes de enfermedades previamente diagnosticadas por Sivigila, se integró la información contenida en esta base de datos con aquella disponible en SIHEVI-INS. De esta forma, cuando un individuo se acercara a un banco de sangre, el personal de salud podría consultar sus antecedentes de enfermedades potencialmente transmisibles por transfusión en SIHEVI-INS y decidir si se aceptaba o difería la donación. Adicionalmente, SIHEVI-INS recopiló la información de la última donación realizada por cada individuo y los datos de aquellos donantes que luego de haber realizado en el pasado una donación de sangre en cualquiera de los 81 bancos de sangre del país, fueron diagnosticados con una enfermedad transmisible por vía transfusional. Se determinó el total de hemocomponentes no generados por la implementación de SIHEVI-INS al sumar el total de donaciones restringidas por Sivigila, diagnóstico previo de infección en el donante o incumplimiento de los intervalos mínimos entre donaciones (García, Herrera y Bermúdez, 2021).

Cálculo de gases emitidos por incineración de residuos

Se emplearon los factores de emisión de gases predefinidos por el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico del gobierno de España (2019), los cuales se multiplicaron por las masas estimadas de residuos biológicos generados por atención de donantes, procesamiento y uso de hemocomponentes, y las no generadas debido a SIHEVI-INS.

Resultados

La RN produjo 61.441 kg asociados a la donación

El Banco de Sangre de Córdoba informó en 2018 la generación de 1.046,3 kg/año de residuos producidos luego de aceptar 14.627 donaciones. Tales residuos fueron catalogados en no peligrosos aprovechables: 91,2 kg (6,2 g por donación), no aprovechables: 130,7 kg (8,9 g por donación), biológicos biosanitarios 738,2 kg (50,4 g por donación), cortopunzantes: 30,1 kg (2,1 g por donación), químicos 36,1 kg (2,5 g por donación) y administrativos 20,0 kg (1,4 g por donación). A partir de esta estimación se calculó el total de residuos generados por la cantidad de donaciones aceptadas por departamento (Tabla 1). A nivel nacional en 2018 fueron atendidos 1.019.137 donantes potenciales (52 % población masculina), de los que se aceptaron 858.890 (84,3 %). Se calculó la producción de 13.032 kg de residuos no peligrosos, 45.114 kg de residuos biológicos y 3.294 kg de otros residuos, para un total de 61.441 kg. Las tres entidades territoriales con la mayor producción de residuos fueron Bogotá (31,6 %), Antioquia (11,4 %) y Santander (7,3 %). Estimando un costo de incineración por kg de residuo biológico entre $0,28 y $1,39, se valoró en $33.418 (±26.087) la totalidad de este tipo de residuos producidos ($10.571, ±8.252 para Bogotá, $3.817, ±2.980 para Antioquia y 4.467, ±2.430 para Santander).

Tabla 1: Cálculo de residuos generados por atención de donantes en los bancos de sangre de la Red Nacional colombiana durante 2018

Fuente: SIHEVI-INS

La RN generó 349,5 megagramos (±99,5) secundarios al procesamiento y uso de hemocomponentes

Debido a que se encontró una diferencia en el diferimiento de donantes entre el Banco de Sangre de Córdoba (3,7 %) y el acumulado nacional (15,7 %), se realizó una cuantificación alternativa de residuos a partir de los hemocomponentes desechados tanto en bancos de sangre como en clínicas y hospitales. Los 81 bancos de sangre notificaron la incineración de 609.604 unidades, 75 % correspondiente a plasma (tabla II). Las causas más comunes fueron aspecto físico, sin capacidad de almacenamiento y vencimiento. Se determinó una masa de 228.364 kg ±85.897, incluyendo la estimada para agujas y tubuladuras. Adicionalmente, los centros hospitalarios informaron el descarte de 1.336.905 unidades (Tabla 2), 1.231.290 catalogadas como restos luego de la transfusión (60,6 % unidades de eritrocitos) y 105.605 agrupadas en otras causas (vencimiento, aspecto físico, sin capacidad de almacenamiento, entre otros). Se determinó una masa de 121.124 kg ±39.021 producida por los servicios hospitalarios, incluyendo la estimada para agujas y tubuladuras.

Tabla 2: Hemocomponentes notificados incinerados por bancos de sangre y servicios de transfusión de Colombia en 2018. Equivalente en kg y costos de incineración

Fuente: SIHEVI-INS

La incineración de residuos biológicos secundarios al procesamiento y uso de hemocomponentes se valoró en $258.880 (±99.709)

La incineración de residuos generados por los bancos de sangre fue valorada en $169.159 (±131.778), en tanto que aquellos producidos por clínicas y hospitales se estimó en $89.722 (±43.048). Mientras que en los bancos de sangre el 54 % de los costos estuvo asociado a plasma, en los servicios transfusionales el 43 % se debió a unidades eritrocitarias (tabla II).

La implementación de SIHEVI-INS evitó la generación de 55,1 (±19,1) megagramos de residuos valorados en $40.805 (±18.098)

SIHEVI-INS restringió 134.138 donaciones, 12.080 por antecedentes de reactividad para agentes infecciosos, 121.498 por reportes desde Sivigila y 560 por incumplimientos en intervalos entre donaciones. En 2018 los bancos de sangre informaron que de cada unidad de sangre total colectada, se obtuvieron 1,54 hemocomponentes (Bermúdez, 2019a). A partir de este dato, se calculó que las donaciones no colectadas habrían generado 206.641 hemocomponentes (Tabla 3). Asumiendo el mismo porcentaje de hemocomponentes descartados informados por los bancos de sangre (47,2 %), respecto a los despachados hacia los servicios transfusionales (52,8 %), se estableció un ahorro en incineración para los bancos de 97.534 hemocomponentes, equivalentes a 40.737 (±14.826) kg/año y un valor estimado de $30.176 (±23.359). Los restantes 109.107 hemocomponentes que potencialmente habrían sido enviados a los servicios de transfusión tendrían una masa = 14.349 (±5.755) kg/año y un precio de incineración de $10.629 (±5.781). Si 92,1 % de ellos se transfundieran (tomando el mismo comportamiento reportado por clínicas y hospitales en 2018) (Bermúdez, 2019b), la masa a incinerar correspondería a 11.737 kg/año (±3.809).

Tabla 3: Ahorro estimado ocasionado por la implementación de SIHEVI-INS durante 2018 en los hemocomponentes incinerados por bancos de sangre y servicios de transfusión colombianos. Equivalente en kg y costos de incineración

Fuente: SIHEVI-INS

La RN emitió 201,4 (±26,0) megagramos de gases secundarios a la incineración de hemocomponentes

Con base en los cálculos de las tablas I y II y los factores de emisión de gases producidos por megagramo de residuo biológico incinerado, se estableció una masa de 26,0 y 201,4 megagramos de gases por donaciones y por hemocomponentes respectivamente, 99,2 % correspondiente a CO₂ y 0,6 % a NO, NO₂ y CO (Tabla 4). Asimismo, se estimó que la implementación de SIHEVI-INS restringió la emisión de 31,7 megagramos de gases por incineración.

Tabla 4: Estimado de gases producidos y evitados en la combustión de residuos biológicos producidos por la Red Nacional de Sangre colombiana durante 2018

Fuente: SIHEVI-INS

Discusión

Este trabajo cuantificó en 61 megagramos la cantidad de residuos asociados a la donación y en 350 megagramos aquellos relacionados con la producción y el uso de hemocomponentes en la RN colombiana (Tablas 1 y 2). Igualmente, se estimó la producción de 227 megagramos de gases emitidos a la atmósfera (<0,001 % de ellos catalogados como PM_10, tabla IV). En 2005, la OMS recomendó que los países establecieran 50 µg/m³ de PM₁₀ como límite superior de concentración media (en 24 horas) y 25 µg/m³ para PM_2,5 (WHO, 2006). Recientemente, Liu et al. evaluaron la asociación entre inhalar PM₁₀ y PM_2,5 con la mortalidad respiratoria, cardiovascular o por todas las causas en 652 ciudades de 24 países (2019). En promedio la concentración anual de PM₁₀ fue 56,0 µg/m³ en 598 ciudades y de PM_2,5 fue 35,6 µg/m³ en 499 ciudades. Se encontró un coeficiente de correlación = 0,78 entre PM₁₀ y PM_2,5. Se hallaron asociaciones independientes entre la exposición a corto plazo tanto a PM₁₀ como PM_2,5 y la mortalidad diaria pulmonar, cardiovascular y por cualquier causa en más de 600 ciudades (Liu et al., 2019), similar a lo reportado previamente (Atkinson et al., 2014). Adicionalmente, se identificó que no hay un umbral de efecto y que aun países con altos ingresos y buena calidad relativa de aire se pueden beneficiar reduciendo más las concentraciones de PM (Balmes, 2019).

En 2019 el Ideam notificó que en varias estaciones de monitoreo las concentraciones de PM_2,5 y PM₁₀ excedieron los niveles máximos permisibles, especialmente en aquellas localizadas en Bogotá, La Jagua de Ibirico (Cesar), Barranquilla, Sabaneta (Antioquia) y Medellín (Ideam, 2019a). Estos datos coinciden con dos de las tres zonas que generaron más residuos asociados a donaciones y hemocomponentes (Tablas 1 y 2). Según el informe del Ideam de 2017 (Ideam, 2018), se produjeron en total en Colombia 425.168 megagramos de residuos o desechos peligrosos, 46.431 debidos al sector salud. En 2018 (Ideam, 2019b) se notificaron 635.518 megagramos a nivel nacional, de los cuales el sector salud generó 42.731 megagramos. Por otra parte, Selvan Christyraj et al. (2021) reportaron que India generó 550,9 megagramos de desechos médicos por día en 2020, provenientes de hospitales y laboratorios de investigación. Por consiguiente, los 350 megagramos de residuos producidos por la RN en 2018 representaron entre el 0,06-0,08 % del total de Colombia y el 0,75-0,82 % del sector salud. Asimismo, la producción anual de la RN equivale al 63 % de lo generado por India en un día.

Allsopp, Costner y Johnston (2001) mencionaron que la gestión de residuos urbanos e industriales es un problema mundial que aumenta con el tiempo. En parte porque la producción de desechos no para de crecer y porque aumentan las restricciones para su descarte. Una de las soluciones que se plantean en el largo plazo se basa en estrategias de prevención de formación de residuos, así como su reutilización y reciclaje. En este estudio se presentaron los efectos de la implementación de SIHEVI-INS en cuanto a la reducción de hemocomponentes generados (todos colectados en bolsas de PVC), cuyo desenlace habría sido la incineración (Tabla 3). Previamente se ha identificado que la incineración del PVC conduce a la formación de nuevas sustancias cloradas, como las dioxinas que se liberan en los gases de las chimeneas, las cenizas y otros residuos (Allsopp, Costner y Johnston, 2001; Greenpeace, 2009). De allí que la implementación de SIHEVI-INS desde 2018 permitió no solo unificar los criterios para la aceptación y el diferimiento de donantes, sino también evitar la colecta de sangre, equivalente a 55 megagramos, que tendrían que haberse incinerado por tener antecedentes de reactividad o alto riesgo de infectividad.

Dado que a nivel global se busca impulsar el uso de tecnologías verdes que reduzcan la contaminación ambiental aprovechando mejor los recursos (Murugesan, 2008), se considera que SIHEVI-INS consigue hacer uso más eficiente de los elementos relacionados con la donación de sangre y la transfusión, contribuyendo a optimizar el uso de hemocomponentes antes de su vencimiento en todo el territorio colombiano. Por consiguiente, SIHEVI-INS podría catalogarse como un desarrollo tecnológico para el ambiente, brindando un conjunto compartido de recursos y simplificando procesos, dado que permite acceder desde un dispositivo a información variada que hace un tiempo era consultada en medio físico y tenía un acceso local limitado. Si bien las tecnologías de la información y la comunicación son responsables del 1,8-3,9 % de las emisiones globales de gases de efecto invernadero (Freitag y Berners-Lee, 2020), la generación de megatoneladas de CO₂ anuales se ha estabilizado en torno a las 700 entre 2010 y 2020, a pesar de que el desarrollo del tráfico de datos pasó de 200 millones de terabytes a 2600 en el mismo periodo (Ericsson, 2019). Por tanto, si bien la incorporación de SIHEVI-INS involucra el uso de dispositivos electrónicos para la consulta de la información de donantes y receptores de sangre, se enmarca dentro del rendimiento y el uso mejorados de los sistemas y el ahorro de espacio por lo que se puede considerar una tecnología verde.

Dentro de las limitaciones de este estudio estuvo el uso de una matriz de datos proveniente de un único banco cuya tasa de diferimiento fue cinco veces inferior a la presentada a nivel nacional. No obstante, al emplear un cálculo alternativo a partir de los hemocomponentes notificados incinerados, tanto en bancos de sangre como en clínicas y hospitales, se pudo definir un parámetro de contraste; adicionalmente, se asumió que la calidad de los procesos y la capacitación del personal en bancos de sangre, clínicas y hospitales para el manejo de residuos hospitalarios fueron estandarizados (se desconoce si encuestas u otros residuos químicos, administrativos, aprovechables y no aprovechables fueron desechados conforme a la normatividad vigente). No obstante, al carecer de antecedentes de estudios similares se espera que estas proyecciones constituyan el primer paso para identificar la contribución de la RN en términos de masa de residuos generados e incinerados y los gases liberados a la atmósfera.

Conclusiones

Los 349,5 (±99,5) megagramos de residuos biológicos producidos por la RN representaron entre el 0,06 y el 0,08 % del total de residuos o desechos peligrosos generados en Colombia, entre el 0,75 y el 0,82 % del sector salud y menos del 0,2 % de lo generado por el sistema de salud de India. Igualmente, se cuantificó que la cantidad de PM₁₀ ocasionada por la incineración de estos productos fue menor al 0,001 %, indicando que la contribución de la RN es marginal tanto en la producción de desechos como en la emisión de gases potencialmente causantes de enfermedad tanto a nivel nacional como a nivel mundial.