¿Hay hidrógeno en el aire? Niveles naturales frente a lo que ofrece un inhalador

Sí, hay hidrógeno en el aire que respiras, pero solo en forma de trazas: el hidrógeno molecular (H₂) constituye aproximadamente 0,53 partes por millón de la atmósfera en base molar, lo que significa que, de cada dos millones de moléculas de aire que te rodean, solo una es H₂ (fuente: Hidrógeno - Wikipedia). Esta proporción es un valor de referencia estable, no algo que varíe de una ciudad a otra o de un día a otro, y está muy por debajo del caudal de gas que puede generar bajo demanda un aparato de inhalación de hidrógeno. Este artículo analiza esa comparación.

• El aire ambiente contiene alrededor de 0,53 ppm de hidrógeno molecular, junto con otros gases traza de la atmósfera, como el helio, el neón, el metano y el criptón.
• Esta proporción se mantiene baja, en vez de aumentar con el tiempo, porque su escasa masa permite al hidrógeno escapar al espacio más rápido que a los gases atmosféricos más pesados.
• Un aparato de inhalación de hidrógeno no concentra el hidrógeno que ya está presente en el aire de la habitación; genera H₂ nuevo a partir del agua mediante electrólisis, por eso su producción se mide como caudal (ml/min) y no como concentración (ppm).

Cuánto hidrógeno hay realmente en el aire que respiras

La atmósfera terrestre está compuesta principalmente por nitrógeno y oxígeno; el argón y el dióxido de carbono representan la mayor parte de lo que queda. El hidrógeno no está ni de lejos en esa proporción. Pertenece al pequeño grupo de gases traza que también incluye el helio, el neón, el metano y el criptón, cada uno presente en cantidades demasiado pequeñas como para aparecer en un gráfico básico de composición (fuente: ¿Qué hay en el aire? - Centro de Educación Científica UCAR). Dentro de ese grupo de gases traza, la proporción medida de hidrógeno molecular es de aproximadamente 0,53 partes por millón en base molar, una cifra que procede de los datos sobre la composición atmosférica y no de algo específico de un lugar o patrón meteorológico concreto (fuente: Hidrógeno - Wikipedia).

Qué significa «partes por millón» en la práctica

Una concentración expresada en partes por millón describe una proporción, no una cantidad que puedas recoger. Media parte por millón significa que, si de algún modo pudieras contar todas las moléculas de una muestra de dos millones, solo una sería H₂; las otras 1.999.999 serían nitrógeno, oxígeno, argón, vapor de agua y el resto de la mezcla. Esa proporción explica por qué decir «hay hidrógeno en el aire» es técnicamente cierto y, a la vez, puede inducir a error en la práctica: la afirmación no distingue entre un gas presente en cantidades significativas y otro que apenas supone un error de redondeo en la mezcla total.

Por qué esa cantidad residual no se acumula con el tiempo

Es razonable preguntarse por qué un gas que se produce constantemente en la Tierra, también mediante procesos biológicos, no se acumula poco a poco hasta alcanzar una cantidad mayor a lo largo de las eras geológicas. La respuesta está en su masa. El hidrógeno es el elemento más ligero que existe, y esa escasa masa permite que las moléculas individuales de H₂ alcancen la velocidad de escape y se alejen de las capas altas de la atmósfera hacia el espacio con mucha más facilidad que los gases más pesados, como el nitrógeno o el oxígeno (fuente: Hidrógeno - Wikipedia). Además, no se trata de un proceso lento ni marginal: la exosfera terrestre, la franja más externa de la atmósfera, pierde hidrógeno continuamente hacia el espacio a un ritmo del orden de unos pocos kilogramos por segundo, y la capa más alta de la atmósfera está compuesta casi por completo de hidrógeno precisamente porque es el gas que más fácilmente logra escapar (fuente: Atmósfera de la Tierra - Wikipedia).

Al poner ambos procesos uno junto al otro, la cantidad residual tiene sentido: el hidrógeno entra en la atmósfera baja desde distintas fuentes aproximadamente al mismo ritmo al que sale de la atmósfera alta hacia el espacio. El resultado es un equilibrio aproximado que mantiene baja y estable la concentración ambiental, en vez de permitir que aumente año tras año. Esto también explica por qué la cifra de 0,53 ppm se considera un valor de referencia fiable en química atmosférica, y no una medición puntual que haya que actualizar con cada nueva medición.

Comparar la producción de un aparato con las trazas ambientales

La cifra atmosférica y las especificaciones de un aparato describen dos tipos de medición distintos, y confundirlos es el origen de buena parte del malentendido. El contenido de hidrógeno en el aire ambiente es una concentración: una proporción de un volumen enorme, prácticamente ilimitado. La producción de un aparato es un caudal: una cantidad de gas que se suministra a un espacio concreto y mucho menor durante un periodo de tiempo determinado, ya sea una habitación o el tubo que llega a una cánula nasal. El Aparato de inhalación de hidrógeno Hydrion Zenith, por ejemplo, se basa en este segundo tipo de medida: tiene siete niveles de producción ajustables, desde 300 ml/min hasta 1.800 ml/min, cada uno disponible como H₂ puro o como mezcla de H₂+O₂, y se produce mediante electrólisis PEM con una pureza de hidrógeno declarada del 99,99 % (fuente: página del producto).

Comparar directamente una cifra en ppm con otra en ml/min no da lugar a un cálculo válido, ya que miden cosas distintas, pero la diferencia de escala sigue siendo la idea clave: las trazas ambientales son tan escasas que no se podría extraer una cantidad práctica de hidrógeno del aire normal de una habitación. Precisamente por eso, aparatos como este no intentan captar ni concentrar el hidrógeno que ya hay en el aire. En cambio, lo producen a partir del agua mediante electrólisis, y el nivel de producción que eliges no tiene nada que ver con la cantidad de hidrógeno que ya esté flotando en la habitación.

Por qué no puedes filtrar el hidrógeno del aire de una habitación

Un filtro o concentrador funciona extrayendo un gas deseado de una mezcla en la que ya está presente en una cantidad aprovechable, como cuando un concentrador de oxígeno extrae oxígeno del aire, que ya contiene alrededor de un 21 % de oxígeno. El hidrógeno no parte de esa situación. Con aproximadamente media parte por millón, sencillamente no hay suficiente en un volumen determinado de aire como para filtrarlo y obtener una cantidad significativa; habría que procesar un volumen de aire de la habitación impracticablemente grande para recuperar siquiera una pequeña cantidad. Cabe señalar, únicamente como referencia de escala y no como cálculo de seguridad, que el hidrógeno en el aire solo se vuelve inflamable cuando su concentración alcanza aproximadamente el 4 % en volumen (fuente: Seguridad del hidrógeno - Wikipedia): una concentración decenas de miles de veces superior a las trazas ambientales, lo que deja claro lo lejos que está el aire normal de ser «concentrado». El cálculo completo del volumen de la habitación y la ventilación para utilizar un aparato de forma segura se explica por separado en cuánto hidrógeno puede contener de forma segura una habitación ventilada, ya que ese cálculo depende del tamaño de la habitación y del flujo de aire, no de las trazas ambientales que se tratan aquí.

Qué significa esto si estás pensando en la inhalación de hidrógeno

Si te encontraste con la afirmación «hay hidrógeno en el aire» y te preguntaste si eso significaba que un aparato era innecesario, era una pregunta totalmente razonable. La respuesta es, sencillamente, una cuestión de escala: el aire que te rodea contiene hidrógeno molecular, pero en una concentración demasiado baja para servir por sí sola como fuente aprovechable. Un dispositivo diseñado para la inhalación de hidrógeno parte de una situación completamente distinta: genera a partir del agua un caudal de gas controlado y concentrado, en lugar de extraer las trazas que ya haya en la habitación.

Si la química básica de este tema es nueva para ti, qué es realmente el hidrógeno molecular es un buen punto de partida para completar esos conocimientos antes de seguir. Para entender mejor cómo funciona una sesión y qué puedes esperar al empezar, una guía para principiantes sobre la inhalación de hidrógeno repasa los conceptos básicos. Y si te interesa saber qué ocurre en el cuerpo una vez que se inhala el hidrógeno, en lugar de limitarte a saber cómo se produce, qué hace el cuerpo con el hidrógeno gaseoso inhalado continúa justo donde termina este artículo. Para consultar todas las unidades utilizadas, incluida la diferencia entre ml/min, LPM y PPM, el glosario de inhalación de hidrógeno explica cada una en detalle.