Evaluación de la calidad del aire en Salvador, Brasil

Equation Chapter 1 Section 1 Proyecto Fin de Máster Ingeniería Ambiental Evaluación de la calidad del aire en Salvador, Brasil Autor: Mirella Calasans Souza Tutor: Dra. Carmen Arnáiz Franco Dpto. de Ingeniería Química y Ambiental Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2019 2 3 Proyecto Fin de Máster Ingeniería Ambiental Evaluación de la calidad del aire en Salvador, Brasil Autor: Mirella Calasans Souza Tutor: Dra. Carmen Arnáiz Franco Profesor Contratado Doctor Dpto. de Ingeniería Química y Ambiental Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2019 4 Proyecto Fin de Carrera: Evaluación de la calidad del aire en Salvador, Brasil Autor: Mirella Calasans Souza Tutor: Dra. Carmen Arnáiz Franco El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2019 El Secretario del Tribunal 5 A mi familia A mis maestros A mis amigos 6 Agradecimientos Agradezco a Dios en primer lugar por permitir todas las condiciones necesarias para la realización de este trabajo. Sin lugar a dudas, me siento privilegiada por la guía de la profesora Carmen Arnaiz, quien desde el primer contacto mantuvo viva la llama del entusiasmo en mí, alimentada constantemente por la fuente de inspiración de su magnífica persona y admirable vida académica. Tengo innumerables razones para agradecer también la contribución incomparable de muchos al logro de esta difícil tarea. Así que gracias especialmente: A mi familia por entender la distancia durante un año para hacer este trabajo y por apoyarme siempre en la búsqueda de mis sueños. A mis colegas del máster, en particular a Luciana, Pablo y María Luisa, por su constante aliento, comprensión y por hacer que mi tiempo en Sevilla fuera único. Fue un privilegio compartir con ustedes todas estas experiencias. A los representantes de CETREL por su comprensión y atención en todas las etapas de la recopilación de datos que hicieron este trabajo posible. A los amigos que me escuchan atentamente en todos los momentos de angustia y celebran cada pequeña victoria lograda con este trabajo. . 7 Resumen La ciudad de Salvador (Brasil) se encuentra en un período de crecimientos poblacional y económico acompañado de una expansión industrial, promovida por su ubicación estratégica en el sector logístico. Sin embargo, el desarrollo de estos grandes centros industriales, el crecimiento demográfico desenfrenado y el aumento de la circulación de vehículos, sin una planificación adecuada, expone a la población a altos niveles de contaminación del aire. A partir de este problema, el objetivo de este trabajo es evaluar la calidad del aire actual de la región y verificar la contribución de las fuentes industriales y móviles a los niveles de concentración de contaminantes atmosféricos en el lugar. Salvador tiene 8 estaciones de medición distribuidas en la ciudad que se utilizan para monitoreo y estudios sobre la calidad del aire. Los contaminantes analizados, que sirven como indicadores de la calidad del aire son: dióxido de nitrógeno (NO2), monóxido de carbono (CO), dióxido de azufre (SO2), ozono (O3) y material particulado (PM10). 8 Abstract The city of Salvador (Brazil) is in a period of population and economic growth accompanied by an industrial expansion, promoted by its strategic location in the logistics sector. However, the development of these large industrial centers, unbridled population growth and increased vehicle circulation, without proper planning, exposes the population to high levels of air pollution. From this problem, the objective of this work is to evaluate the current air quality of the region and verify the contribution of industrial and mobile sources to the concentration levels of air pollutants in the place. Salvador has 8 measuring stations distributed in Salvador that are used for monitoring and studies on air quality. The pollutants analyzed, which serve as indicators of air quality are: nitrogen dioxide (NO2), carbon monoxide (CO), sulfur dioxide (SO2), ozone (O3) and particulate material (PM10). 9 Índice 1. INTRODUCCIÓN.......................................................................................................................14 2. OBJETIVOS................................................................................................................................16 2.1 Objetivo general...................................................................................................................16 2.2 Objetivos específicos...........................................................................................................16 3. CONTAMINACIÓN ATMOSFERICA ...................................................................................17 3. 1 Principales contaminantes del aire......................................................................................18 4. LEGISLACIÓN ..........................................................................................................................22 4.1 Legislación brasileña aplicable a la calidad del aire..........................................................22 5. METODOLOGÍA.......................................................................................................................27 5.1 Área de estudio....................................................................................................................27 5.2 Dispersión de contaminantes...............................................................................................29 5.2.1. Factores meteorológicos: estabilidad vertical de la atmosfera y viento................30 5.2.2. Efecto de la topografía y los edificios.....................................................................32 5.3 Red de monitoreo.................................................................................................................33 5.4 Analizadores y método de detección...................................................................................36 6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN................................................................................................38 6.1 Calidad del aire en Salvador................................................................................................38 6.2 Comparación con la calidad del aire en América Latina ..................................................62 6.3 Comparación con la calidad del aire en China...................................................................65 7. CONCLUSIONES......................................................................................................................67 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICA.........................................................................................69 16 2 OBJETIVO 2.1 Objetivo General Evaluar la contaminación atmosférica en la ciudad de Salvador (Brasil) y sus efectos. 2.2 Objetivos Específicos Identificar las regiones de Salvador con las tasas de contaminación más altas. Investigar la contribución de los vehículos como fuente contaminante de aire atmosférico en la capital bahiana. Demostrar cómo el relieve, el viento, la temperatura, la humedad y la lluvia pueden interferir con la dispersión de contaminantes. Comparar con la calidad del aire en otros países. Identificar los episodios de alta contaminación. 17 3 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA La contaminación del aire es hoy en día un tema ampliamente discutido en todo el mundo, debido a la relevancia del tema. Ella se caracteriza por la presencia de sustancias indeseables en el aire en cantidades que pueden suponer un riesgo para la salud humana y el medio ambiente. Según la OMS (2005), la contaminación del aire puede definirse como la introducción de cualquier forma de materia o energía responsable de la degradación de la calidad del aire en concentraciones perjudiciales u ofensivas para la salud humana, que pueden dañar los recursos naturales que interfieren con el uso legítimo del medio ambiente. Estas sustancias pueden ser el resultado de la actividad humana o procesos naturales. Algunos ejemplos de fuentes naturales de contaminación del aire son la quema accidental de biomasa o las erupciones volcánicas, que pueden considerarse las fuentes más antiguas de contaminación del aire. Las fuentes antropogénicas de contaminación atmosférica son diversas, entre ellas la quema de combustibles fósiles para la producción de energía (CANÇADO y col., 2006). Los combustibles fósiles utilizados por los humanos para diversos fines energéticos, como la generación de electricidad, el transporte y las industrias, han sido una causa importante de daños ambientales (MENDES, 2004). Los contaminantes del aire pueden originarse en fuentes fijas o móviles. Un ejemplo de fuente fija son las industrias, fuentes estacionarias más importantes o potencialmente contaminantes. También hay fuentes fijas naturales, como el mar y los volcanes, que también pueden influir, en menos intensidad, en la calidad del aire. Los vehículos de motor, principales fuentes contaminantes, junto con los trenes, aviones y embarcaciones marinas, son las llamadas fuentes móviles de contaminantes del aire. La dispersión atmosférica de contaminantes es una función de un conjunto de parámetros meteorológicos y topográficos que actúan simultáneamente para aumentar o reducir los niveles de contaminación en una región determinada (LYRA; TOMAZ, 2006). En general, la atmósfera misma dispersa el contaminante, mezclándolo eficientemente en un gran volumen de aire. La velocidad y la dirección del viento, así 18 como la estratificación térmica vertical son los principales parámetros que interfiere en la contaminación atmosférica. Al hacer el monitoreo de la calidad del aire primero se determina la concentración de un contaminante en la atmósfera y después se mide el grado de exposición de los receptores (humanos, otros animales, plantas) como el resultado final del proceso de liberación de este contaminante a la atmósfera desde sus fuentes de emisión y sus interacciones en la atmósfera desde el punto de vista físico (dilución) y químico (reacciones químicas) (CETESB, 2010). 3.1 Principales contaminantes del aire El monitoreo de la calidad del aire, por razones prácticas, se lleva a cabo a través de una serie de contaminantes seleccionados de acuerdo con la frecuencia con la que se observan y los efectos sobre la salud de la población y el equilibrio ambiental. Los contaminantes generalmente seleccionados para el monitoreo de la calidad del aire son: monóxido de carbono (CO), dióxido de azufre (SO2), dióxido de nitrógeno (NO2), ozono (O3) y material particulado - PM10. Las fuentes de los diversos contaminantes, así como los efectos que cada contaminante causa, son bastante diferentes. Estas diferencias comienzan temprano, en su generación como contaminantes primarios y secundarios. El material particulado, por ejemplo, es producido principalmente por el tráfico, las obras de construcción y el sector industrial (cemento, productos químicos y refinerías). • Monóxido de Carbono (CO) El monóxido de carbono resulta de la combustión incompleta de materiales ricos en carbono. Su nivel de concentración en grandes áreas urbanas está fuertemente relacionado con el volumen de tráfico. Sin embargo, los procesos industriales, la quema agrícola y los incendios forestales también son fuentes importantes de emisión de este contaminante. El monóxido de carbono puede considerarse como antimetabólico del oxígeno. Por lo tanto, cuando se aspira al nivel del alveolo pulmonar, se combina irreversiblemente con la hemoglobina para formar carboxihemoglobina, lo que resulta en una capacidad 19 reducida de transporte de oxígeno en la sangre. Por lo tanto, las personas sometidas a altas concentraciones de monóxido de carbono pueden experimentar problemas de percepción, dolor de cabeza, somnolencia, náuseas y ataques cardíacos. • Dióxido de azufre (SO2) El azufre representa una de las principales impurezas en la gasolina, el diesel y el carbón. La quema de estos combustibles produce dióxido de azufre, un óxido ácido irritante y tóxico para los humanos. Una vez liberado a la atmósfera, el dióxido de azufre se oxida a H2SO3. Cuando entra en contacto con la humedad atmosférica, genera H2SO4, que contribuye considerablemente a la lluvia ácida. La inhalación de dióxido de azufre, incluso a concentraciones muy bajas, causa espasmos transitorios de los músculos lisos de los bronquios pulmonares. A concentraciones más altas, provoca un aumento de la secreción mucosa en el tracto respiratorio superior, inflamación severa de la mucosa y reducción del movimiento ciliar del tracto respiratorio, que es responsable de eliminar el moco y las partículas extrañas. En el medio ambiente, el dióxido de azufre reduce la visibilidad y, como uno de los principales contribuyentes al fenómeno de la lluvia ácida, puede causar daños a los materiales, la vegetación, el suelo y la vida acuática en los lagos. • Óxidos de nitrógeno (NOX) El óxido nítrico (NO) se produce en cualquier proceso de combustión. Este gas se introduce en la atmósfera mediante la operación de equipos tales como motores de combustión interna, hornos, calderas, invernaderos, incineradores y las industrias químicas. Los óxidos de nitrógeno son extremadamente reactivos. El óxido nítrico en presencia de oxígeno, ozono e hidrocarburos se transforma en dióxido de nitrógeno (NO2). A su vez, el dióxido de nitrógeno, en presencia de la luz solar, reacciona con hidrocarburos y oxígeno para formar ozono. El dióxido de nitrógeno es, por lo tanto, uno de los principales precursores del ozono en la troposfera. El dióxido de nitrógeno es altamente tóxico, de color marrón rojizo, tiene un olor y sabor desagradables, es muy irritante para los ojos y las membranas mucosas 20 nasales, y puede causar enfisema pulmonar o convertirse en sustancias cancerígenas en el pulmón. Este contaminante puede estar asociado con una mayor susceptibilidad a infecciones respiratorias y otros problemas respiratorios en general. Reacciona con el agua en el aire, formando otro componente importante de la lluvia ácida, el ácido nítrico. • Ozono (O3) El ozono es un gas que, en condiciones naturales, está presente en las capas superiores de la atmósfera, donde tiene la importante función ecológica de absorber la radiación ultravioleta del sol y, en consecuencia, reducir sus efectos en la superficie de la Tierra. Por otro lado, en la atmósfera inferior, la troposfera, incluso en concentraciones relativamente pequeñas, el ozono ejerce una acción nociva sobre materiales, plantas, animales y el hombre. El ozono troposférico es un gas contaminante secundario formado por diferentes mecanismos de reacciones fotoquímicas entre contaminantes primarios, principalmente óxidos de nitrógeno e hidrocarburos. Los óxidos de nitrógeno y los compuestos orgánicos volátiles se combinan químicamente con el oxígeno para formar ozono durante los días soleados de alta temperatura debido a la alta incidencia de radiación solar. En general, la formación de altas concentraciones de ozono ocurre en la tarde. Por la noche, sin embargo, hay una reducción significativa. El ozono troposférico es uno de los contaminantes que más contribuye a la degradación de la calidad del aire en los grandes centros urbanos. El efecto más drástico sobre la salud humana ocurre en el tracto respiratorio, y la extensión de los efectos depende de la concentración y la duración de la exposición. En el medio ambiente, el ozono contribuye a disminuir la visibilidad, reduce la eficiencia de la fotosíntesis y daña las pinturas, telas y gomas. • Material Particulado La materia particulada está compuesta de partículas de material sólido o líquido que están suspendidas en el aire en forma de polvo, niebla, humo, hollín y otras de dimensiones menores a 10 micrómetros. Las principales fuentes antropogénicas de partículas son la combustión: en la generación de vapor, el uso de vehículos, la calefacción del hogar; procesos industriales, especialmente industrias de cemento, y 21 procesos metalúrgicos. Las emisiones también contribuyen al desgaste de neumáticos y frenos de vehículos en general y a las quemaduras en actividades agrícolas y mineras. El material particulado se puede utilizar como medio de transporte para sustancias como metales e hidrocarburos, que se agregan a otras partículas (QUITERIO, 2003). La salud humana puede verse comprometida por las partículas de muchas maneras, ya que el grado de penetración de partículas en el tracto respiratorio superior depende de su tamaño y su velocidad de penetración. La materia particulada se puede clasificar como: partículas suspendidas totales (PST) y partículas inhalables (PM10). Estas partículas pueden presentar una composición química variada de acuerdo con las fuentes emisoras existentes, influyendo su grado de toxicidad, lo que puede acarrear sus efectos en mayor o menor grado a la salud. De acuerdo con datos analizados de la OMS, la contaminación del aire, en ambiente externo e interno, es responsable de 7 millones de muertes en todo el mundo. 22 4 LEGISLACIÓN El monitoreo del aire es el resultado de los procedimientos de muestreo y análisis de los contaminantes atmosféricos. Los contaminantes atmosféricos importantes que se monitorean comúnmente son: SO2, CO, PST, PM10, ozono y óxidos de nitrógeno (NOX). Estos contaminantes son conocidos como contaminantes criterio, para los cuales existen normas de calidad del aire. La finalidad de las normas es proteger la salud humana (normas primarias), así como el bienestar del ser humano y los ecosistemas (normas secundarias). Los hidrocarburos sin metano (HSM) también son contaminantes atmosféricos importantes por sus potenciales efectos en la salud y por ser, junto con NOX, los precursores del ozono. 4.1 Legislación brasileña aplicable a la calidad del aire El primer intento a nivel nacional de establecer el control sobre las emisiones de contaminantes aéreos se dio a partir de la edición de la Ordenanza n° 231 de 27 de abril de 1976 del Ministerio del Interior. En esta orden se establecieron niveles de concentración máximos permitidos a través de patrones de emisión, con el objetivo de proteger a la población y crear metas que darían orientación a los planes regionales de control de la contaminación del aire. Estos patrones fueron traídos de la legislación estadounidense (hasta entonces la más desarrollada a nivel mundial), y débilmente adaptadas a la realidad brasileña (SANTOS, 1996). En el año 1989, se instituyó el PRONAR - Programa Nacional de Control de la Calidad del Aire, a partir de la resolución CONAMA 05. Con la institución del PRONAR el gobierno federal pretendió reducir los efectos ambientales negativos de la contaminación atmosférica a nivel nacional, principalmente en las regiones metropolitanas. La estrategia básica del programa era limitar a nivel nacional las emisiones por tipología de fuentes y contaminantes prioritarios, reservando el uso de los estándares de calidad del aire como acción complementaria de control (CONAMA, 1989). Es decir, los estándares de calidad serán objetivo a ser alcanzado mediante estrategia fijada por el patrón de emisión en las fuentes (SANTOS, 1996). Estos instrumentos se definieron mejor en las Resoluciones CONAMA siguientes. 23 Por medio de la Resolución CONAMA Nº 03, de 28 de junio de 1990, el Instituto Brasileño de Medio Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables (IBAMA) estableció los estándares nacionales de calidad del aire y los respectivos métodos de referencia. Mientras que en la Resolución CONAMA Nº 08, también de 1990, el IBAMA fijó patrones de emisión para fuentes fijas basadas en procesos de combustión externa, que constituyen el mayor contingente de fuentes contaminantes industriales a nivel nacional. En esta resolución, se fijan aún diferentes límites para plantas industriales por potencia total (SANTOS, 1996). Un estándar de calidad del aire (PQAR) especifica legalmente el límite máximo para la concentración de un componente atmosférico que garantice la protección de la salud y del bienestar de la población, así como de la fauna, flora, materiales y el medio ambiente en general; y que la concentración máxima de un contaminante se determina en función de un período medio de tiempo (IEMA, 2007). La resolución CONAMA Nº03/90 presenta dos tipos de estándares de calidad del aire: a) Estándares Primarios: son las concentraciones de contaminantes presentes en el aire que, superados, pueden afectar a la salud. En estos, se incluye, un margen de seguridad para proteger a la población más sensible como niños, ancianos y personas con problemas respiratorios. Así, estos pueden ser entendidos como niveles máximos tolerables de concentración de contaminantes atmosféricos. b) Estándares Secundarios: son las concentraciones de contaminantes que provocan el mínimo efecto adverso sobre el bienestar de la población, así como el mínimo daño a la fauna, a la flora, a los materiales y al medio ambiente en general. De esta forma, estos, pueden ser entendidos como niveles deseados de concentración de contaminantes a largo plazo. Por lo tanto, bajo el aspecto legal, los límites máximos para ciertos productos químicos en el aire se conocen como estándares de calidad del aire, que a su vez se definen a partir de estudios científicos sobre los efectos que pueden producir sobre la salud de la población. El objetivo del establecimiento de estándares es crear una base para una política de prevención de la degradación de la calidad del aire. Los estándares nacionales de calidad del aire regulados se presentan en la Tabla 01: 24 Tabla 01 - Estándares nacionales de calidad del aire (Resolución CONAMA nº03/90)! Contaminante Tiempo de muestreo Estándar primario (µg/m3) Estándar secundario (µg/m3) Método de medición PM10 24 h 240 150 Muestreo de grandes volúmenes MGA 80 60 Dióxido de azufre 24h 365 100 Pararosanilina MAA 80 40 Dióxido de nitrógeno 24h 320 190 Quimioluminiscencia MAA 100 100 Monóxido de carbono 24h 35 ppm 35 ppm Infrarrojo no dispersivo 8h 9 ppm 9 ppm Ozono 1h 160 160 Quimioluminiscencia MGA = media geométrica anual MAA = media aritmética anual El rigor adoptado en estos estándares, en términos de vigilancia de la calidad del aire, es que el patrón medio anual no debe ser excedido ninguna vez y los patrones horarios no deben ser excedidos más que una vez al año. Los índices de calidad del aire (IQA) son subdivisiones en bandas de concentración para cada contaminante y se clasifican por colores que indican los efectos que los contaminantes causan a la salud humana y el tiempo de exposición, subdividiendo a intervalos calculados por las medias móviles de las últimas 24h para los contaminantes PM10 y SO2, 1h para los contaminantes NO2 y O3 y 8h para el CO (IEMA, 2007). La estructura del IQA se obtiene a través de una función lineal segmentada, donde los puntos de inflexión son los estándares de calidad del aire. De esta función, que relaciona la concentración del contaminante con el valor índice, resulta un número adimensional referido a una escala basada en estándares de calidad del aire. Para cada contaminante medido se calcula un índice. El desarrollo del IQA se basa en estudios hechos por la Agencia de Protección Ambiental Americana - EPA y se presentan en los informes "Pollutant Standards Index" EPA454/R-00-005. La relación entre el IQA y los efectos sobre la salud se presenta en la Tabla 02: 25 Tabla 02 - Rangos de concentraciones de los contaminantes para el cálculo del IQA. Fuente: CESTESB (2010) Calidad PM10 (µg / m3) Dióxido de azufre (µg / m3) Dióxido de nitrógeno (µg / m3) Monóxido de carbono (ppm) Ozono (µg / m3) Significado Buena 0-50 0-80 0-100 0-4,5 0-80 Prácticamente no hay riesgos para la salud. Regular >50-150 >80-365 >100-320 >4,5-9 >80160 Personas de grupos sensibles* pueden presentar síntomas como tos seca y cansancio. Inadecuada >150-250 >365 -800 >320-1130 >9-15 >160200 Toda la población puede presentar síntomas como cansancio, ardor en los ojos, nariz y garganta. Personas de grupos sensibles* pueden presentar efectos más graves en la salud. Mala >250-420 >800-1600 >1130-2260 >15-30 >200800 Toda la población puede presentar agravamiento de los síntomas como tos seca, cansancio, ardor en los ojos, nariz y garganta y aún presentar falta de aire y respiración jadeante. Muy mala ≥420 ≥1600 ≥2260 ≥30 ≥800 Toda la población puede presentar serios riesgos de manifestaciones de enfermedades respiratorias y cardiovasculares. Aumento de muertes prematuras en personas de grupos sensibles*. * Grupos sensibles son niños, ancianos y personas con enfermedades respiratorias y cardíacas. A partir de estos diversos índices, canales pueden ser puestos a disposición para la información, permitiendo al individuo planificar sus actividades diarias, tales como: actividades físicas al aire libre donde la calidad del aire sea más sana, evitando horarios de picos de contaminación; o monitorear la exposición de individuos susceptibles a enfermedades respiratorias y cardiovasculares, si es necesario el uso de 32 5.2.2 Efecto de la topografía y los edificios La complejidad del terreno es muy importante para la definición de parámetros en el modelado matemático de contaminantes, pues la misma ocasiona grandes cambios en la dirección / velocidad del viento y en los flujos turbulentos. Los terrenos planos son aquellos sin ningún tipo de elevación en la vertical, o con elevaciones que no influyen significativamente en el flujo a su alrededor, generando recirculaciones. Los terrenos complejos presentan elevaciones verticales son significativas a punto de influir en el flujo atmosférico a su alrededor, generando recirculaciones. Según Carvalho (1996), las principales situaciones que pueden aumentar las concentraciones en terreno complejo son: encuentro de la pluma con montañas, acumulación de contaminantes en valles, arrastre de los contaminantes a centros urbanos debido al fenómeno de la canalización del viento por los valles. La gran cantidad de edificios altos, combinados con la proliferación de superficies de asfalto y concreto, pueden crear efectos de isla de calor urbano, que también pueden influir en las concentraciones de contaminantes y otras condiciones ambientales (MIRANDA, 2011). En lo que se refiere a las características del cuadro natural de Salvador, la mayor parte de la región presenta como relieve una figura topográfica marcada por vastas superficies planas, intercaladas por cerros redondeados en forma de "medias naranjas" o por elevaciones más acentuadas con cima en forma de mesa. La altitud media es de 24 m. El relieve de la región favorece una mayor disipación de los contaminantes atmosféricos, lo que no necesariamente reduce el riesgo de picos en la concentración de contaminantes (Figura 3). Figura 03 - Topografía de Salvador. Fuente: topographic-map.com 33 Los edificios situados cerca de las fuentes puntuales de emisiones de contaminantes atmosféricos pueden interferir en su dispersión, a través del impacto de la pluma de contaminantes en las estructuras, que puede causar un cambio en su curso normal, causando la caída de la pluma en el suelo. Este efecto se denomina building downwash. Si el contaminante sólo sube a una altura menor que la altura del edificio (u obstáculo), y consecuentemente no lo sobrepasa, eso causa el aumento de su concentración en el vórtice cerca del suelo de aquel obstáculo. 5.3 Red de monitoreo El acto de monitoreo de contaminantes del aire puede entenderse como un proceso de muestreo y análisis continuo de contaminantes en el aire. En este contexto, es importante definir las ubicaciones, así como considerar el período de tiempo en el que se inserta el monitoreo. La medición continua de la calidad del aire a través de estaciones de monitoreo es una de las herramientas adoptadas para la gestión de los recursos atmosféricos, cuyo objetivo principal es garantizar la salud y el bienestar de la población con respecto al cumplimiento de los estándares actuales. Esta actividad debe ser llevada a cabo por la Institución Pública a través de mediciones efectivas de los diversos contaminantes en áreas urbanizadas e industrializadas. Sin embargo, la operación sistemática de una red de monitoreo de la calidad del aire es compleja y costosa, especialmente si el foco de las fuentes de emisión de contaminantes no se concentra en la misma región. Por lo tanto, el monitoreo de la calidad del aire a menudo es realizado por compañías privadas, a pedido de las agencias ambientales, como condiciones en los procesos de adjudicación de licencias. Salvador es la primera ciudad del Norte-Nordeste en tener una Red de Monitoreo del Aire. Administrada por CETREL, una empresa privada del estado de Bahía, el sistema de monitoreo del aire está compuesto por torres meteorológicas capaces de medir dirección y velocidad del viento, temperatura, humedad y precipitación, además de medir contaminantes atmosféricos. El equipo tiene un software responsable por la recolección, almacenamiento y tratamiento de datos. Sus estaciones están interconectadas por un sistema de telemetría que permite la disponibilidad en línea y en tiempo real de los datos obtenidos (Figura 04). 34 Figura 04 - Proceso de monitoreo del aire. Fuente: CETREL A través de este servicio, es posible identificar y entender detalles del comportamiento de los contaminantes en el área monitoreada, generando subsidios para el perfeccionamiento continuo de la estructura de protección ambiental de la región. También se tomaron en cuenta parámetros meteorológicos como la temperatura, la velocidad del viento, lluvia y la humedad relativa, ya que afectan la forma en que los contaminantes se comportan en el aire, ya que estos parámetros pueden o no favorecer la dispersión de contaminantes en una región determinada. El viento, por ejemplo, lleva los contaminantes del aire lejos de su fuente, haciendo que se dispersen. En general, cuanto mayor es la velocidad del viento, más contaminantes se dispersan y menor es su concentración. Cuando no llueve, las concentraciones de contaminantes en la atmósfera aumentan continuamente (SHUKLA e col, 2008). Por lo tanto, es importante tomar como parámetro la lluvia de la región al analizar contaminantes, especialmente el PM10 que se eliminan por el proceso de impactación. De las ocho estaciones, cinco midieron las precipitaciones de la región: Av. ACM, Av. Paralela, Dique do Tororó, Pirajá y Rio Vermelho. Los valores de las mediciones diarias de temperatura, velocidad del viento y humedad en la ciudad de Salvador se obtuvieron a través de las ocho estaciones de monitoreo de aire de la Cetrel. La empresa también hace previsiones meteorológicas para anticipar y alertar a las empresas sobre las condiciones climáticas desfavorables a la dispersión de los contaminantes, visando la protección de las comunidades vecinas. La red automática tiene ocho estaciones de medición de la calidad del aire ubicadas en Campo Grande, Dique do Tororó, Rio Vermelho, Itaigara, Pirajá y en las avenidas Barros Reis, Antônio Carlos Magalhães (ACM) y Paralela. Las 35 estaciones de monitoreo ubicadas en Av. ACM, Barros Reis e Itaigara solo comenzaron a operar en 2013, mientras que las otras comenzaron sus actividades en 2011. La red de monitoreo funcionó hasta 2015. Figura 05 - Ubicación de las estaciones de monitoreo de calidad del aire en la región. Fuente: Google Maps (2019) De las ocho estaciones, la única ubicada en un punto alto de la ciudad es Pirajá (Tabla 05), un parámetro que facilita la dispersión de contaminantes. La ciudad en sí no tiene muchos puntos altos. La altitud máxima de Salvador es de 359 metros, según Topographic-map.com, pero la altitud promedio es de 24 metros. Tabla 05 - Coordenadas y altitudes de las estaciones de monitoreo. Fuente: CETREL Estaciones Coordenadas UTM X Y Altitud (m) Av. Paralela 562.002 8.567.902 40 Rio Vermelho 555.661 8.562.198 12 Campo Grande 552.044 8.563.951 71 Dique do Tororó 553.467 8.564.614 39 Pirajá 558.816 8.573.982 104 Av. ACM 557.615 8.565.234 41 Itaigara 556.896 8.563.356 27 Av. Barros Reis 556.476 8.566.758 20 El monitoreo fue un requisito de la Federación Internacional de Fútbol (FIFA) para las ciudades anfitrionas de la Copa del Mundo de 2014. Según el periódico "Bahia no ar", en junio de 2019, el gobernador del estado y el jefe de operaciones de la CETREL se asociaron para la rehabilitación de 10 estaciones de monitoreo, nueve fijas y una móvil, para analizar la calidad del aire en Salvador. Los contaminantes monitoreados son los gases NO2, CO, SO2, O3 y PM10. Los datos obtenidos se transmiten en tiempo real a la central y componen la base de datos del Instituto. 36 5.4 Analizadores y métodos de detección La elección de los monitores de contaminación debe tener en cuenta, además de las normas legales, los recursos necesarios para la adquisición, operación y mantenimiento de los equipos. Se desarrollaron varias metodologías y equipos para detectar la cantidad de partículas y gases presentes en el aire atmosférico. Estos equipos tienen sensores electroquímicos que son responsables del monitoreo de estos gases. Al igual que cualquier equipo de medición, la confiabilidad de los valores obtenidos depende de la sensibilidad y precisión del equipo. Se debe respetar el intervalo de calibración. Además, el operador del equipo debe ser consciente de su funcionamiento y ser capaz de comprender cuándo el instrumento tiene problemas. La Tabla 6 muestra el método de detección para cada contaminante utilizado por la CETREL. Tabla 06 - Analizadores y métodos de detección. Fuente: CETREL Analizadores Método de detección Dióxido de Azufre (SO2) Fluorescencia Ultravioleta Material Particulado Inhalable (PM10) Radioactividad Beta Óxidos de Nitrógeno (NO, NO2, NOX) Quimioluminiscencia Monóxido de Carbono (CO) Infrarrojo Ozono (O3) Fotometría Ultravioleta • Fluorescencia Ultravioleta El método de fluorescencia ultravioleta se basa en el hecho de que las moléculas de SO2 presentes en una muestra de aire, cuando son bombardeadas con radiación de luz ultravioleta, son excitadas a SO2, mostrando fluorescencia característica al regresar al estado no excitado (SO2). La concentración de SO2 en la muestra se mide por los cambios de fluorescencia capturados por los sensores. • Radioactividad Beta La absorción de los rayos beta que atraviesan la materia depende principalmente de la masa analizada. Una muestra de aire que contiene partículas suspendidas totales se ve obligada a pasar durante un cierto tiempo a través de un filtro limpio a un caudal controlado. La lectura de absorción de rayos beta se toma al 37 principio y al final de cada ciclo de medición, siendo la diferencia de lectura proporcional a la masa de partículas atrapadas en el material del filtro. El monitor de partículas inhalables tiene una unidad de fraccionamiento de partículas instalada antes del filtro, que elimina las partículas de más de 10 µm, permitiendo que solo se mida la fracción para alcanzar el filtro. • Quimioluminiscencia Este principio de medición se basa en la luminiscencia generada por la reacción química de NO (monóxido de nitrógeno) con O3 inyectado (ozono) junto con la muestra, lo que resulta en NO2 + O2. Una porción de NO2 (dióxido de nitrógeno) generado en esta reacción alcanza el estado excitado NO2* (dióxido de nitrógeno + energía). Estas moléculas de NO2 vuelven a su estado básico, liberando energía luminosa. La intensidad de la luz generada es proporcional a la concentración de moléculas de NO contenidas en la muestra. Después del análisis de NO, la muestra se pasa a un dispositivo que promueve la desoxidación de NO2 nuevamente a NO y la muestra se vuelve a analizar. La concentración de NO2 se obtiene por diferencia entre las 2 lecturas. • Infrarrojo La medición del monóxido de carbono por absorción infrarroja se basa en el hecho de que el CO absorbe energía de luz de cierta longitud de onda en el rango infrarrojo. Entonces es posible medir la concentración de CO presente en una muestra de aire ambiente por la diferencia entre la cantidad de energía de luz específica emitida por una fuente y recibida por un sensor ubicado opuesto al camino óptico cruzado que contiene la muestra de aire. • Fotometría Ultravioleta La concentración de ozono se mide mediante a fotometría ultravioleta. Un haz de alta energía de una lámpara UV se dirige a través de un tubo lleno con la muestra. Se utiliza la propiedad de las moléculas de ozono de absorber parte de la radiación ultravioleta y al final es posible estimar la concentración ambiente en función de la atenuación de la misma. 38 6 RESULTADOS Y DISCUSIÓN 6.1 Calidad del aire en Salvador • Avenida Antonio Carlos Magalhães La avenida Antonio Carlos Magalhães (ACM) tiene en su extensión pocos edificios residenciales, centros de negocios y empresas comerciales. Debido a su ubicación estratégica y características comerciales, los embotellamientos son constantes en la región, y la falta de espacios de estacionamiento también se ha convertido en un problema para los conductores. Es una de las avenidas más concurridas de la ciudad donde pasan diariamente cientos de automóviles. Figura 06 - Estación de monitoreo del aire en la avenida ACM. Fuente: Jornal A tarde Fue en las Avenidas ACM y Paralela donde hubo los índices más altos de NO2 (Figura 08). Dado que la fuente principal de NO2 en la atmósfera es el tráfico, ya se esperaba obtener las mayores concentraciones de NO2 en las avenidas principales de Salvador. Aunque tenía valores altos, los niveles de concentración de dióxido de nitrógeno (NO2) permanecieron dentro del límite establecido por la Resolución CONAMA 03/1990 y por la OMS que recomiendan un límite máximo de 320 µg/m3 y 200 µg/m3, respectivamente, durante un período de 24h. En el día 15 de agosto de 2015 a las 17:00, el nivel de PM10 alcanzó 148,6 µg/m3, la concentración más alta observada de este contaminante en la región durante todos los años. Aunque es un valor alto, no excedió los límites establecidos por el CONAMA 03/1990, que es de 150 µg/m3 por un período de 24 horas. 39 En la Figura 08, puede verse claramente que el nivel de CO ha ido disminuyendo con los años. La tendencia actual es reducir aún más las tasas de contaminantes, ya que las personas de hoy son más conscientes y hay sustitutos para los vehículos contaminantes. Lamentablemente, esto no ocurre en todas las situaciones. Según datos de CETREL, la mayor concentración de lluvia en Av. ACM se observó en abril, con valores de hasta 64.8 mm, considerada lluvia torrencial, según la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET). De acuerdo con el Instituto Nacional de Meteorología (INMET), la precipitación promedio en abril de Salvador es de 309.7mm de lluvia, pero en 2015, Salvador registró 329.8mm. Como se ve en las Figuras 07, 08 y 09, durante abril de 2015 disminuyó la concentración de todos los contaminantes monitoreados, que puede haber sido influenciada por las fuertes lluvias del mes. La temperatura más alta registrada en la Av. ACM fue de 35,1 ºC en abril de 2015 y el promedio anual fue de 27,1 ºC, siendo que Salvador tiene una temperatura promedio anual de 25 ºC y es una de las ciudades más soleadas del mundo, con unas 2.466 h de sol al año, según Portella (2008). La alta temperatura en este punto puede haber sido influenciada por la gran cantidad de asfalto y cemento que refleja mucho calor, aumentando la temperatura de la avenida. Las temperaturas más altas conducen a la formación de movimientos verticales ascendentes (convección) más pronunciados, generando un arrastre eficiente de contaminantes localizados desde los niveles más bajos hasta los más altos. Estas altas temperaturas favorecen la dispersión vertical ascendente de contaminantes pero también contribuyen a la conversión de NO2 en ozono. La velocidad máxima del viento por hora medida en Av. ACM fue de 11 m/s durante junio de 2015, la velocidad más alta registrada entre todos los puntos. Mientras que la velocidad media anual en Av. ACM fue de 2,76 m/s. Los vientos a esta velocidad, según la escala de Beaufort, se clasifican como aire ligero. Por lo tanto, se puede suponer que los valores de contaminación podrían ser aún mayores en la Av. Paralela, pero la velocidad del viento, las altas temperaturas, las fuertes lluvias y la falta de edificios altos en la región facilitan la dispersión de contaminantes. 40 Figura 07 - Niveles medios de inmisión de SO2 (ppb) y de PM10 (µg/m3) en la Av. ACM. Fuente: Elaboración personal Figura 08 - Niveles medios de inmisión de NO2 (ppb) y de CO (ppm) en la Av. ACM. Fuente: Elaboración personal Figura 09 - Niveles medios de inmisión de O3 (ppb) en la Av. ACM. Fuente: Elaboración personal 41 • Avenida Barros Reis La región es muy comercial, los embotellamientos son frecuentes y la cantidad de vegetación es mínima. La medición en Av. Barros Reis comenzó el 8 de octubre de 2013. Fue en esta avenida donde se observaron los niveles medios más altos de PM10 y CO (Figuras 10 y 11). Los valores promedio de CO alcanzaron 1,25 ppm y el máximo monitoreado fue 4,77 ppm en marzo de 2014. Los valores más altos de PM10 medidos (hasta 229,9 µg/m3) fueron durante el 23 y 24 de junio de 2015. El nivel promedio de PM10 de estos días fue, respectivamente, 49,6 µg/m3 y 57,4 µg/m3, permaneciendo dentro del límite del promedio diario de la resolución CONAMA (240 µg/m3) pero el nivel del día 24 fue superior al establecido por la OMS (50 µg/m3). Estas fechas son tradicionalmente atribuidas al nacimiento de San Juan y son vacaciones en Bahía. Los salvadoreños generalmente viajan fuera de la región metropolitana para disfrutar de las festividades de San Juan y siempre hay mucho embotellamiento saliendo de la ciudad en estas fechas. En 2015, el CO tuvo sus valores máximos en los mismos días, alcanzando 2,77 ppm en 24 de junio a las 1:00. La humedad alcanzó un mínimo de 36% en 2013 y un máximo de 91% en 2015. El promedio durante los 3 años fue de 69,7%. Un valor por debajo del promedio anual de la ciudad que es de 81%, según Portella (2008). Esta humedad puede favorecer el desarrollo de nubes y la precipitación, lo que hace que el escenario sea favorable a la dispersión. Sin embargo ella también puede favorecer la formación de lluvia ácida y empeorar la contaminación por partículas. Son aerosoles y la humedad agregará un poco de agua, haciéndolos más pesados y más cerca del nivel del suelo. En cuanto a la temperatura promedio anual para el período de estudio, se observó una variación entre 25 ºC en 2015 y 26,3 ºC en 2013, alcanzando un promedio durante los 3 años de 25,5 ºC, valor inferior al medido en Av. ACM. La velocidad del viento no excedió los valores medidos en Av. ACM, con un máximo de 9,8 m/s y un promedio de 2,1 m/s. Como la velocidad del viento aumenta con la altitud, este es un resultado esperado ya que la Av. Barros Reis, junto con Río Vermelho, tienen las altitudes más bajas de los ocho puntos monitoreados, 20 m y 12 m, respectivamente. 48 Figura 14 - Niveles medios de inmisión de SO2 (ppb) y de PM10 (µg/m3) en el Campo Grande. Fuente: Elaboración personal Figura 15 - Niveles medios de inmisión de NO2 (ppb) y de CO (ppm) en el Campo Grande. Fuente: Elaboración personal Figura 16 - Niveles medios de inmisión de O3 (ppb) en el Campo Grande. Fuente: Elaboración personal 49 • Dique do Tororó En la región del Dique do Tororó se encuentra el estadio de fútbol utilizado en los juegos de la Copa del Mundo de 2014, la Fonte Nova Arena. Además de los partidos de fútbol, Fonte Nova Arena permite otros eventos como actuaciones musicales, congresos y reuniones de negocios. El Dique de Tororó tiene un estanque de 110 mil metros cuadrados que no es apto para bañarse, además de estar contaminado. Para dar la vuelta al Dique, puedes caminar, montar en bicicleta o recorrer 2,5 km en coche. Actualmente es la única fuente natural de Salvador que figura en el Instituto del Patrimonio Histórico y Artístico Nacional y es de gran importancia para las religiones de origen africano. Los niveles de contaminantes en esta región fueron predominantemente bajos. Solo hubo aumentos leves en los niveles durante los días de partido y durante la Copa del Mundo (junio a julio de 2014). Todos los contaminantes tuvieron valores altos durante la Copa del Mundo, excepto el CO (Figura 18). Durante este tiempo, los embotellamientos eran constantes en la región, debido a partidos de fútbol. En los últimos años, China ha acogido muchos eventos internacionales importantes. El gobierno local ha implementado numerosas normas de emisiones locales estrictas, que redujeron significativamente las emisiones y concentraciones de contaminantes atmosféricos en la ciudad (ZHAO y col, 2017). Durante los Juegos Olímpicos de Beijing 2008, la concentración media de SO2, PM2.5 y NO2 se redujo en 51,0%, 43,7% y 13% en comparación con el período anterior a los Juegos Olímpicos en Beijing y sus alrededores (XIN y col, 2010). El gobierno brasileño también debería haber tomado medidas para reducir la contaminación del aire sabiendo que sería el anfitrión de un evento tan importante. En cuanto a las precipitaciones, en la región de Dique do Tororó el máximo fue de 48,6 mm, ligeramente por debajo de la Av. Paralela. La velocidad del viento fue baja con un promedio de 1,66 m/s. Excepcionalmente, algunos días en junio el máximo fue de 49,9 m/s. En general, esta región tiene buena calidad del aire, solo durante el evento deportivo, ya que había mucho tráfico, los valores de contaminantes aumentaron un poco. Pero nada que exceda los valores recomendados por la ley brasileña. 50 Figura 17 - Niveles medios de inmisión de SO2 (ppb) y de PM10 (µg/m3) en el Dique do Tororó. Fuente: Elaboración personal Figura 18 - Niveles medios de inmisión de NO2 (ppb) y de CO (ppm) en el Dique do Tororó. Fuente: Elaboración personal Figura 19 - Niveles medios de inmisión de O3 (ppb) en el Dique do Tororó. Fuente: Elaboración personal 51 • Itaigara Itaigara se encuentra en una región de clase alta de la capital bahiana, habitada principalmente por personas con alto poder adquisitivo. En 2004, presentó el Índice de Desarrollo Humano (IDH) más alto que Noruega, líder entre los países, según Wanderley (2011). El barrio es predominantemente residencial y de servicios, rodeado de plazas y edificios modernos. Los contaminantes en esta región solo se monitorearon entre 2013 y 2015, y los niveles fueron bajos. Solo 3 días durante los tres años, el valor de PM10 excedió el recomendado por la OMS. El 24 de octubre de 2014, el nivel de PM10 alcanzó 969,4 µg/m3 a las 16:00, el valor por hora más alto de PM10 registrado en Salvador. El promedio durante el período de 24 horas fue de 205,9 µg/m3, superando niveles de la OMS y también los límites de CONAMA para el estándar primario. En los otros dos días, los valores promedio de 24 horas fueron: 77,95 µg/m3 en 2015 y 93,1 µg/m3 en 2013. Aun así, el promedio mensual de PM10 fue bajo (Figura 20). 52 Figura 20 - Niveles medios de inmisión de SO2 (ppb) y de PM10 (µg/m3) en el Itaigara. Fuente: Elaboración personal Figura 21 - Niveles medios de inmisión de NO2 (ppb) y de CO (ppm) en el Itaigara. Fuente: Elaboración personal Figura 22 - Niveles medios de inmisión de O3 (ppb) en el Itaigara. Fuente: Elaboración personal 53 • Pirajá Pirajá es un barrio ubicado en el suburbio ferroviario de Salvador, a orillas de la carretera federal BR 324. La región está densamente poblada y la situación económica en la región es desfavorable. En este barrio se encuentra una de las mayores reservas de bosque atlántico en área urbana de Brasil, llamada Parque São Bartolomeu, un espacio importante para la protección del medio ambiente y donde se proclamó la Independencia de Bahía. Hoy, a pesar de todo su potencial turístico, el vecindario sufre el despliegue agresivo de industrias en la región y el crecimiento desenfrenado que ocurre por toda la ciudad. El 24 de junio de 2015, hubo un aumento en la concentración de PM10 con valores que alcanzaron 184,2 µg/m3. Esta situación puntual puede haber sido causada por la temporada de vacaciones de San Juan. El 13 de enero de 2013, el valor de PM10 también aumentó considerablemente, llegando a 389,6 µg/m3. Su promedio durante el período de 24 horas fue de 73,3 µg/m3, superando lo recomendado por la OMS. En la Figura podemos notar el aumento de PM10 en enero de 2013, llegando a casi 55 µg/m3 el promedio del mes. Durante los otros días las tasas de contaminantes no fueron altas y la calidad del aire entre 2011 y 2015 se consideró buena. Pirajá es la región más alta entre los lugares monitoreados, y por lo tanto bien ventilada. La velocidad media del viento alcanzó los 3.5 m/s, promedio más alto registrado, situación que facilita la dispersión de contaminantes. 54 Figura 26 - Niveles medios de inmisión de SO2 (ppb) y de PM10 (µg/m3) en Pirajá. Fuente: Elaboración personal Figura 27 - Niveles medios de inmisión de NO2 (ppb) y de CO (ppm) en Pirajá. Fuente: Elaboración personal Figura 28 - Niveles medios de inmisión de O3 (ppb) en Pirajá. Fuente: Elaboración personal 55 • Río Vermelho El barrio más bohemio de Salvador es el Río Vermelho, ubicado en el paseo marítimo de la ciudad. En este barrio se ubican hoteles y posadas de lujo, siendo intensa su vida nocturna. Debido a sus calles estrechas, incluso las carreteras principales, calles Oswaldo Cruz y Odilon Santos, tiene tráfico de vehículos difícil. En las avenidas Cardeal da Silva y Rua João Gomes, el tráfico entra en un estrechamiento que en ciertos momentos lo deja prácticamente estancado, especialmente durante la noche. Fue en esta región donde hubo las tasas más altas de SO2, promediando casi 3 ppb. Los valores más altos de contaminantes se encontraron durante la noche, ya que la región recibe una gran cantidad de personas. Este es el punto de monitoreo más cercano al mar y la proximidad al océano es un factor determinante para el comportamiento del mecanismo de brisa observado en el municipio. Salvador presenta un patrón de vientos influenciado por la topografía local y por la proximidad al océano. Aunque es un punto bajo de la ciudad de Salvador, su proximidad al mar facilita la circulación del viento. Entonces, como se esperaba, la velocidad del viento promedio fue alta (3,2 m/s) y alcanzó valores máximos de 10,5 m/s. Situación que ayuda en la dispersión de contaminantes. Sin embargo fueron encontrados valores puntuales altos en algunos días de PM10 y SO2. El valor máximo de SO2 fue de 18,2 ppb en el día 24 de diciembre de 2014 (día de la cena de navidad) a las 13:00 horas. Un valor inusual ya que en otros días la mayoría de los valores estaban por debajo de 4ppb. Aun así, los valores no excedieron los límites recomendados por la OMS o CONAMA. Para el PM10 fue ligeramente diferente, varios días el nivel del contaminante durante 24 horas excedió el recomendado por la OMS (50 µg/m3). En octubre de 2013, el nivel de PM10 durante un período de 24 horas alcanzó 152,5 µg/m3, valor que también excede el límite de CONAMA para el estándar secundario (150 µg/m3). Se puede ver en la Figura 29 que hubo un aumento de PM10 en el mes de octubre de 2013. 56 Figura 29 - Niveles medios de inmisión de SO2 (ppb) y de PM10 (µg/m3) en el Rio Vermelho. Fuente: Elaboración personal Figura 30 - Niveles medios de inmisión de NO2 (ppb) y de CO (ppm) en el Rio Vermelho. Fuente: Elaboración personal Figura 31 - Niveles medios de inmisión de O3 (ppb) en el Rio Vermelho. Fuente: Elaboración personal 57 El ozono formado en la atmósfera a través de reacciones fotoquímicas que dependen de la radiación solar, entre otros factores, ocurre con mayor frecuencia en primavera y verano, cuando los meses son más cálidos y con una mayor incidencia de radiación solar en la parte superior de la atmósfera. Sin embargo, es en invierno que este contaminante permanece estacionario cerca de la superficie. Se observó en las Figuras 09, 12, 25, 16, 19, 22, 28 y 31 que en todos los puntos monitoreados el ozono (O3) presentó un comportamiento estacional, con valores más altos de julio a octubre que corresponden al período de invierno. Esto se debe a que en invierno el suelo se enfría más rápido, el aire caliente continúa subiendo pero el aire más frío (más denso) que está cerca del suelo permanece estático. Por lo tanto, el ozono y otros contaminantes quedan atrapados cerca de la superficie. Este fenómeno se llama inversión térmica. Así, es natural que la mayor incidencia de enfermedades respiratorias ocurra en el período invernal donde las bajas temperaturas perjudican la dispersión de contaminantes, lo que resulta en un aumento de las concentraciones de contaminantes. Los puntos de monitoreo ubicados en Campo Grande e Itaigara tienen los niveles más bajos de contaminación atmosférica y en consecuencia tiene una mejor calidad del aire. En ambas regiones, los niveles de CO no excedieron 0.45ppm y en Itaigara, los valores de NO2 y ozono no superaron los 11,25 ppb. En estas regiones hay mucha vegetación que puede haber contribuido a tales resultados. Los árboles eliminan la contaminación del aire mediante la intercepción de partículas en las superficies de las plantas y la absorción de contaminantes gaseosos a través de los estomas de las hojas. En general, de todos los contaminantes, solo el PM10 tenía concentraciones puntuales altas que a veces excedían los límites presentados por CONAMA y la OMS. Así mismo, todas las regiones monitoreadas tenían niveles de contaminantes con valores cercanos, nada muy atípico y dentro de la legislación brasileña. La calidad del aire de Salvador se considera buena la mayor parte del día, de acuerdo con las tasas medidas por las estaciones de monitoreo de aire instaladas en lugares estratégicos de la ciudad. Salvador tiene la ventaja de estar rodeado por el mar por 3 lados. Las ubicaciones costeras y las áreas abiertas a menudo experimentan un clima más ventoso y, por lo tanto, es probable que experimenten una mejor calidad del aire, además de ser ideal para la atracción turística. La calidad del aire se reduce solo en las horas punta cuando aumenta el 64 Tabla 07 - Normas nacionales para la calidad del aire en países de América y guías globales de la OMS y Unión Europea (en µg/m3). Fuente: Elaboración personal Contaminantes PM10 Ozono SO2 NO2 CO 24h Anual 1h 8h 24h Anual 1h Anual 1h 8h Unión Europea 50 40 - 120 125 - 200 40 - 10 OMS 50 20 - 100 20 - 200 40 - - Argentina - - 196 - 365 80 - - 58 12 Bolivia 150 50 236 - 365 80 400 - 40 10 Brasil 150 50 160 - 365 80 320 100 40 10 Colombia 100 50 120 80 250 80 200 100 40 10 Chile 150 50 - 120 250 80 400 100 30 10 Costa Rica 150 50 160 - 365 80 400 100 40 10 Ecuador 150 50 160 120 350 80 - 100 40 10 El Salvador 150 50 235 120 365 80 - 100 40 10 Jamaica 150 50 235 - 365 80 100 - 40 10 México 120 50 216 157 288 66 395 100 - 13 Nicaragua 150 50 235 160 365 80 400 100 40 10 Panamá 150 50 235 157 365 80 - 100 30 10 Perú 150 50 - 120 80 - 200 100 30 10 Puerto Rico 150 - 235 147 367 79 188 100 40 10 Rep. Dominicana 150 50 250 160 150 100 400 100 40 10 Venezuela 150 50 200 160 365 80 367 100 35 10 Todos los países que tienen estándares tienen un estándar para el PM10, excepto Argentina. Sin embargo, casi todos los países mencionados en la Tabla 07 tienen sus estándares más altos que los sugeridos por la OMS. Solo Puerto Rico y Jamaica tuvieron sus límites de NO2 con una exposición de 1 hora por debajo de lo sugerido por la OMS y la Unión Europea. Los efectos del NO2 son más significativos con la exposición a corto plazo, por lo que los estándares a corto plazo son de 65 particular importancia y debería ser más restringido. Perú y Colombia tienen estándares iguales a los límites de las directrices de la OMS, pero los otros países tienen estándares mucho más altos o no tienen estándares. Los estándares para SO2 por 24 horas en casi todos los países son significativamente más altos que las pautas de la OMS. Esto es motivo de preocupación debido a los efectos directos del SO2 en la salud que se observa a concentraciones considerablemente más bajas (tan bajas como 5 µg/m3) (OMS, 2006). La directriz de la OMS sugiere los estándares de 10 minutos para SO2, pero ningún país latinoamericano lo tienen. Es probable que esto esté asociado con el equipo raro y costoso requerido para permitir que se obtengan tales mediciones. Los países latinoamericanos han establecido estándares anuales que no son sugeridos por la OMS. 6.3 Comparación con la calidad del aire en China Durante mucho tiempo, China ha puesto el crecimiento económico por delante del medio ambiente. Como resultado, se convirtió en uno de los mayores poderes planetarios, mientras que la población de sus grandes ciudades vivía en el humo. Eso es hasta 2014, cuando en el 4 de marzo, el primer ministro Li Keqiang anunció un cambio en la dirección del país: "Declararemos la guerra a la contaminación tal como declaramos la guerra a la pobreza". El problema de la contaminación del aire hoy está afectando prácticamente a todos los centros industriales más importantes de China porque detrás de cada producto "hecho en China" hay una industria fuertemente dependiente del carbón. China es hoy la chimenea de nuestro planeta, según CNN, el 75% de toda la electricidad generada en el país proviene de la quema de carbón. En el mundo, es el mayor productor y consumidor de este mineral. Según la Figura 42, es digno de mención que varios puntos del país no son saludables para vivir. 66 Figura 42 - Rede de monitoreo en China. Fuente: http://aqicn.org/map/china De acuerdo con CNN, el país realizó un estudio de calidad del aire que mostró la necesidad de reducir la concentración de contaminación de partículas en un 10%, más aún en algunas ciudades. Solo en Beijing, donde la contaminación debía reducirse en un 25%, se destinaron 120 mil millones de dólares para este propósito. Para haber este cambio, el primer paso fue reducir el uso de carbón. Las nuevas plantas termoeléctricas que usarían carbón como combustible fueron prohibidas y las existentes tuvieron que reducir las emisiones. Los que fallaron en reducir las emisiones tuvieron el carbón reemplazado por gas natural como su matriz energética. China parece estar transformándose gradualmente. En menos de una década, el país se ha convertido en un líder mundial en energía solar, eólica e hidroeléctrica, produciendo más GW de energía renovable que la potencia total de todos los demás países del mundo, excepto Estados Unidos. El gobierno también proporciona subsidios masivos para crear un entorno más propicio para la producción de energía renovable, así como formas de transporte menos contaminantes y un diseño urbano sostenible. Aunque los datos apuntan a una mejora en la calidad del aire, la contaminación del aire en China es aún mayor de lo que la OMS considera segura. 67 7 CONCLUSIONES El examen periódico de la calidad del aire, es decir, su monitoreo, proporciona un conjunto de datos esenciales para guiar las políticas públicas para el control y el reemplazo de las tecnologías utilizadas en las actividades antrópicas. También señala la necesidad de introducir nuevos procesos menos contaminantes. La mala calidad del aire está teniendo serios impactos en la salud, el bienestar social y el desarrollo económico en todo el mundo. Sin embargo, la diferencia significativa entre los patrones de comportamiento y los límites legales de concentración entre los principales contaminantes crea la necesidad de medios simplificados para la difusión de información, que permitan orientar las decisiones para el bienestar de la población. El monitoreo atmosférico constituye una necesidad urgente para la realización de diagnóstico de la situación ambiental, ya que el crecimiento de las fuentes emisoras en las ciudades se encuentran en plena expansión. La ley brasileña también necesita ser actualizada. Como se trata de una resolución de 1990, las autoridades brasileñas deben analizar y mejorar los estándares de calidad del aire para O3, NO2, CO, PM10 y SO2, e incluir estándares para PM2,5. Como toda gran ciudad, en Salvador, la expansión industrial y circulación de vehículos constituyen fuentes importantes de contaminantes atmosféricos y la proximidad de las emisiones generadas de la población se convierte en un problema de salud pública. Los resultados obtenidos por la red de monitoreo muestran que los límites de calidad del aire previstos en la Resolución 03/90 de CONAMA no se han excedido y que la calidad del aire en la capital de Bahía es buena: esto porque Salvador presenta condiciones geográficas que facilitan la dispersión de los contaminantes en la atmósfera. Incluso con este resultado, se deben realizar actividades para reducir aún más la concentración de contaminantes en Salvador. No se puede olvidar que, la emisión generada por el intenso tráfico de vehículos y por sus grandes centros industriales pueden exponer directamente a las personas que circulan o residen cerca de estas vías. 68 La generación local de datos en Brasil es crucial para proporcionar información que respalde la toma de decisiones de políticas públicas, así como la revisión para su implementación en las regulaciones locales. La adopción de políticas públicas para la mejora de la calidad del aire debe contemplar acciones continuas de monitoreo y requiere la efectividad de medidas específicas para minimizar los efectos adversos producidos por la contaminación vehicular y industrial. 69 8 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS A TARDE. Monitoramento do ar detecta poluição maior em Salvador. 15 de Septiembre de 2014. Disponible en: <http://atarde.uol.com.br/bahia/salvador/noticias/monitoramentodo-ar-detecta-poluicao-maior-em-salvador-1622742>. A TARDE. Poluição do ar excede limites no Carnaval. 12 de Febrero de 2008. Disponible en: <https://atarde.uol.com.br/bahia/salvador/noticias/1275157-poluicao-doar-excede-limites-no-carnaval>. BAHIA NO AR. Cetrel e Estado assinam protocolo de intenções para monitoramento da qualidade do ar em Salvador. 5 de Junio de 2019. Disponible en: <https://bahianoar.com/cetrel-e-estado-assinam-protocolo-de-intencoes-paramonitoramento-da-qualidade-do-ar-em-salvador/>. BAKONYI, S. M. 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