Universidad de Guanajuato

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1 ESTUDIO DE LA CONTRIBUCIÓN DE PARTICULAS SUSPENDIDAS POR LA QUEMA DE CAÑA EN LA CALIDAD DEL AIRE RESUMEN. M. Ruiz Reyes 1, O. Arroyo Porras 2 mayra_rr@mexico.com, oscar_arroyo@hotmail.com, Instituto Tecnológico de Puebla(1), Univ. Autónoma de Puebla(2) Palabras claves: Contaminación del aire, material particulado, monitoreo La quema de la caña de azúcar que se realiza en Izúcar de Matamoros, Pue. desde la década de los 70 s viene causando impactos ambientales negativos sobre las poblaciones asentadas alrededor de cultivos de caña. El presente trabajo muestra valores de línea base de concentraciones en el aire respecto a partículas PST, PM10 y PM2.5, de forma experimental. En el Centro de Izúcar de Matamoros, punto de monitoreo de mayor interés debido a la concentración de habitantes, se obtuvo una concentración promed io de aproximadamente 75mg/m3 de PST, de 46 mg/m3 de PM10 y de 5 mg/m3 de PM2.5, fuera de la época de zafra la concentración de material particulado respirable descendió un 50%. Los datos registrados por los Centros de Salud de Izúcar de Matamoros respecto a incidencia de enfermedades respiratorias presentan una aparente relación entre la época de zafra y el incremento en la frecuencia de las enfermedades respiratorias. INTRODUCCIÓN La quema de caña antes de la cosecha es una práctica agrícola generalizada en todo el país. Esto genera emisiones a la atmósfera, principalmente de PST y monóxido de carbono, que dependiendo de las condiciones locales y técnicas de quema pueden tener incidencia en la salud humana (M. Echaverria, Ss. Ff.; García R., Espinoza J., Marcano J., s.f.). La inhalación de partículas irritantes puede interferir principalmente el funcionamiento pulmonar, agravando la bronquitis crónica, la enfermedad constrictiva 266

2 ventilatoria crónica, el enfisema pulmonar y el asma bronquial. (Timonen Kl, et. al., 2002 ;Ostro D. B. et. al., 1998; Contraloría del Departamento del Valle del Cauca, 1994 y 1995). El factor determinante en el efecto en salud es el tamaño de las partículas (Servicio Salud del Ambiente Región Metropolitana, ( SESMA), 2002). En el esfuerzo por tratar de medir de alguna manera el impacto de las quemas en la caña de azúcar sobre la salud humana, se realizó un estudio sobre la contaminación atmosférica por partículas PM10 y la incidencia de enfermedades como estimación de una función dosis-respuesta en el Municipio de Izúcar de Matamoros del Estado de Puebla, partiendo de la hipótesis de que esta práctica agrícola sí agrava las enfermedades respiratorias. Este estudio es el primero en su tipo en llevarse a cabo en la región de Izúcar de Matamoros, por lo que los datos obtenidos en el monitoreo son valores de línea base de las concentraciones de material particulado en la época de zafra y no zafra de esta zona. Mediante el monitoreo y la información proporcionada por el Campo Experimental e Ingenio de Atencingo, se obtuvieron los valores de los rangos de concentraciones promedio mensuales del material particulado en el ambiente, la distribución de tamaños de partículas en el material particulado suspendido total, la carga de emisión de partículas por quema de caña y el posible porcentaje de partículas en el ambiente proveniente de la quema de caña. Se realizó un análisis cronológico de la base de datos de las frecuencias respiratorias de los principales Centros de Salud de Izúcar de Matamoros, para identificar la época en la que se presentaban incrementos en los pacientes con afectaciones de tipo respiratorio, para determinar la posible relación de las concentraciones del material particulado y las afectaciones en la salud, METODOLOGÍA: Se realizó un Monitoreo con respecto a material particulado en suspensión para analizar la posible relación entre la concentración del material particulado respirable y la 267

3 incidencia de enfermedades respiratorias en el municipio de Izúcar de Matamoros durante el periodo de zafra del Monitoreo. El monitoreo tiene por objetivo tipificar a las condiciones que presentan muchas fuentes emisoras (cultivos de caña) en el Municipio de Izúcar de Matamoros, para ello se determinó el número adecuado de puntos de muestreo realizando un análisis por superficie (Para una población inferior a un millón ( ) de habitantes se debe contar mínimo con dos estaciones de muestreo de partículas (Fuente: OMS, Diseño de Programas de Vigilancia del Aire para Zonas Urbanas e Industriales, Washington, D.C., 1978 y Introducción al Monitoreo Atmosférico, Ana Patricia Martínez, et. al., 1997), y el Procedimiento Adaptado por EPA para calcular la cantidad adecuada de estaciones de monitoreo. Utilizando un modelo de dispersión para estimar la distribución relativa de las concentraciones de partículas por las principales fuentes emisoras, se determinaron las concentraciones típicas y la zona con las más altas concentraciones. Se localizó las áreas homogéneas en donde la variación de las concentraciones fueron pequeñas y los efectos de fuentes individuales mínimas, se establecieron los siguientes puntos de monitoreo: Universidad de Izúcar de Matamoros (UTIM), Centro del Municipio de Izúcar de Matamoros y Campo experimenta. Los dos primeros nos ayudarán a conocer las condiciones respecto al material particulado en el ambiente del municipio de Izúcar de Matamoros, el último punto de monitoreo nos proporcionará información referente a la concentración de fondo. Posteriormente se procedió a estimar los niveles diarios de partículas en suspensión mediante un monitor de partículas AEROCET 531. Se generó una base de datos secundaria a partir de los promedios diarios de los puntos de monitoreo considerados para cada una de las variables. El análisis inicial de los datos obtenidos en el monitoreo consiste en una 268

4 exploración mensual de las mediciones, para evaluar el comportamiento del material particulado a lo largo del período de muestreo. Para ello se elaboraron diagramas de dispersión, en los que se ilustraron los las concentraciones del material particulado, diagramas de bigotes en los que se ilustran la concentración máxima, mínima y promedio mensual del materia particulado respirable. Frecuencia de enfermedades respiratorias y material particulado. Figura 1. Concentración de MP en los tres puntos de muestreo. La frecuencia de incidencia de enfermedades respiratorias fue proporcionada por los principales centros de salud en Izúcar de Matamoros (IMSS Unidad: , Subsección UMF/H No.24 I. de Matamoros, Puebla, SSA Unidad: , Sc. Hosp. Gral. SSA de I. de Matamoros, Puebla). Se tomó en cuenta el número total de consultas de primera vez y subsecuentes por alguna enfermedad respiratoria de la población total, durante el periodo comprendido entre el 1 abril de 2001 y 1 Abril de Para cada caso se obtuvo en que se solicitó la consulta, información sobre tipo de consulta, edad del paciente y diagnóstico principal. Relación entre enfermedades respiratorias y material particulado. Se realizo un análisis comparativo entre los meses enero-mayo (con zafra) y junio-julio (sin zafra) para determinar la correspondencia entre la frecuencia de enfermedades respiratorias en la población y los niveles del material particulado respirable. En función de las curvas de 269

5 tendencia de ambas variables, se determinó si el material particulado es un factor coadyuvante del aumento de enfermedades respiratorias. RESULTADOS Y DISCUSIÓN El monitoreo de material particulado en los meses posteriores a la época de zafra muestra que en el Centro de Izúcar de Matamoros, las concentraciones son aproximadamente 50% menor al obtenido durante la época de zafra, presentándose en los tres puntos de monitoreo una diferencia que mg/m3 en los dos periodos. En la figura se muestran estas observaciones. Debido a las condiciones climatológicas y las características aerodinámicas de las Figura 2. Concentración de PM10 en la estación de monitoreo Agua Santa de la Ciudad de Puebla. partículas emitidas por la quema de caña, éstas logran viajar largas distancias, por lo que sus concentraciones puede afectar no solo regiones aledañas a la zona cañera. De acuerdo al modelo de dispersión las concentraciones puede permanecen altas hasta distancias de aproximadamente 50 km. En la Figura 2 se muestra la concentración de PM10 en la estación de monitoreo Agua Santa de la Ciudad de Puebla durante el mismo periodo de tiempo en tres años consecutivos. En la Figura 3 se muestra simultáneamente el número de pacientes por mes con enfermedades respiratorias y las concentraciones de PM10, notándose que al 270 Figura 3. Concentración de PM10- Frecuencia de enfermedades

6 disminuir PM10 de mayo a junio decrece también el número de pacientes, sin embargo en los meses más fríos hay otros factores que influyen sobre las enfermedades respiratorias, pareciera ser que la elevación del nivel de PM10 en marzo tuviera relación con este tipo de enfermedades. Los resultados del trabajo confirman los hallazgos de otros estudios (Molina D. E. et al., 2002; Hernández Y., 1995) que demuestran el efecto negativo sobre la salud que, que pueden tener niveles de contaminación que suelen considerarse seguros. CONCLUSIONES La frecuencia de incidencia de enfermedades respiratorias de la población de Izúcar de Matamoros se incrementa durante el periodo de zafra. La máxima concentración de partículas PM10 coinciden con los periodos de incremento de enfermedades respiratorias. La distribución de material particulado con respecto a su tamaño es de 8% de partículas con diámetro menor a 2.5mm, 60 % corresponde a partículas con diámetro menor a 10 mm, el 32% corresponde a partículas con diámetro mayor a 10 mm. La principal fuente de emisión de material particulado en la zona de estudio es la quema de caña. El modelo de dispersión muestra que la zona de impacto de la emisión de partículas por quema de caña afecta una distancia de 50 km de la fuente, llegando el material particulado hasta la Ciudad de Puebla. REFERENCIAS 1. Asistencia Técnica OPS/OMS, Representación en Ecuador. (2001). Diagnóstico del sistema de monitoreo de la calidad del aire en la Ciudad de Cuenca. 2. Echavarria M..El Impacto Ambiental del Comercio Int l del Azúcar 271

7 3. García R., Espinoza J.,Marcano J. (s.f.). La contaminación ambiental causada por la quema de la caña de azúcar, al momento de la cosecha; Investigadores. FONAIAP - Centro de Investigaciones Agropecuarias del Estado Yaracuy. Estación Experimental Yaritagua. 4. Hernández Y. (1995). Efecto de la quema de la caña de azúcar sobre la incidencia de enfermedades respiratorias en dos localidades del Estado Aragua, Venezuela. Revista Venezolana Caña de Azúcar, Vol.13 (02): pp Martínez A.P., Romieu I. Manual de Introducción al Monitoreo Atmosférico / ECO / GTZ / Departamento del Distrito Federal, Molina D. E. et al.(2002) Estudio de Caso Sobre el Manejo Convencional y Agroecológico del Cultivo de la Caña de Azúcar en el Valle del Cauca, Colombia. Reserva Natural El Hatico. 7. Ostro D. B. (1998). Air Pollution and Health Effects: A Study of Respiratory Illness Among Children in Santiago, Chile. California Environmental Protection Agency Office of Environmental Health Hazard Assessment Berkeley, CA. 8. Servicio Salud del Ambiente Región Metropolitana (SESMA). (2003). Contaminación atmosférica y sus consecuencias en salud, Chile. 9. Timonen Kl, Pekkanen J, Tiittanen P, Salonen Ro.(2002) Efectos de la contaminación atmosférica en cambios en la función de pulmón inducida por ejercicio en niños con síntomas respiratorios crónicos. Grupo Británico Del Diario Público De Medicina, Londres, pp