253 Análisis de la tendencia del comportamiento de material particulado en microambientes de colegios distritales en Bogotá 3-Zapata-Colombia-1 Elizabeth ZAPATA, * Olga Lucía SARMIENTO y Néstor ROJAS Palabras clave: contaminación atmosférica, microambientes, método de Loess, material particulado, colegios distritales. Introducción y objetivos La contaminación atmosférica es una de las principales preocupaciones de la salud pública en Bogotá. Entre los efectos a la exposición prolongada a material particulado (PM) se destacan el efecto agudo en la mortalidad y la morbilidad debido a enfermedades respiratorias y cardiovasculares (OPS, 2005), el incremento en síntomas de enfermedades respiratorias, la disminución en la función pulmonar y aumento en los días de actividad restringida, entre otros (Rosales, 2001). La exposición diaria de una persona a la contaminación del aire es la sumatoria de su exposición en varios ambientes a lo largo del tiempo, lo cual lleva a la acumulación de contaminantes inhalados. Cada espacio particular en el que sucede la exposición se conoce como microambiente. * Egresada del Programa de Pregrado en Ingeniería Química, Departamento de Ingeniería Química y Ambiental, dirección: carrera 30 núm. 45-03. Laboratorio de Ingeniería Química, oficina 206. Universidad Nacional de Colombia. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental. Bogotá, Colombia, tel: +(57-1) 3165000, ext. 14304, fax: +(57-1) 3165000, ext.: 14304. Profesor asistente. Facultad de Medicina, Universidad de los Andes. Bogotá, Colombia. Profesor asociado. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá, Colombia, correo electrónico: nyrojasr@unal.edu.co.
254 Elizabeth ZAPATA, Olga Lucía SARMIENTO y Néstor ROJAS El lugar de residencia, la calle, el paradero de bus, la cabina del vehículo de transporte, el salón de clase, son ejemplos de microambientes en los cuales transcurre un día de la vida de un niño en edad escolar. Por lo tanto, mientras mayor sea el número de microambientes en los cuales se midan las concentraciones de contaminantes del aire, mejor será la valoración de la exposición diaria de los individuos. En Bogotá, la contaminación en microambientes puede ser más severa que la contaminación del aire urbano (Behrentz, 2007) considerando que la población bogotana permanece aproximadamente el 85% del tiempo diario en microambientes interiores: 50% del tiempo en la vivienda, 30% en el lugar de trabajo o estudio y el 5% restante en otros microambientes como almacenes y restaurantes (Espinosa, 2007). Lo anterior evidencia la necesidad de desarrollar estudios orientados a medir los niveles de contaminación a los que están expuestos los menores en edad escolar dentro y fuera de lugares que ellos visitan con frecuencia. En este trabajo se presentan los resultados del análisis del comportamiento del material particulado en cuatro microambientes de colegios distritales (tabla 1) ubicados en Bogotá. Este análisis hace parte de un estudio de mayor alcance que pretende comparar los efectos de dos sistemas de transporte en calidad del aire, salud respiratoria, acondicionamiento cardiopulmonar, actividad física y calidad de vida en niños de Bogotá. Se diseñó una campaña de campo con el fin de identificar eventos especiales en cada microambiente, los cuales podrían generar un incremento en la concentración de los diferentes contaminantes. Se registraron manualmente eventos claramente diferenciables que pudieran causar un cambio en la concentración de material particulado. Esta información permitió explicar gran parte de los picos de concentración registrados con los equipos de medición continua.
Análisis de la tendencia del comportamiento de material particulado 255 Tabla 1. Microambientes evaluados Metodología Se elaboró la base de datos estratificada por colegio distrital, contaminante y microambiente. La base de datos creada cuenta con mediciones realizadas entre los meses de febrero a mayo de 2008. Las mediciones se realizaron en períodos de seis a ocho horas dependiendo del microambiente y del colegio a evaluar, y se hicieron durante días hábiles en que los niños asistieron a clase. Después de crear y validar la base de datos, se realizaron los gráficos de series de tiempo para cada microambiente en cada colegio distrital. En estos gráficos, se asociaron los picos de contaminación con los eventos especiales que se registraron y se identificaron durante la campaña de medición. Debido a la importancia del análisis de las tendencias de los datos mostrados por los equipos de medición continua, se realizó un procedimiento de suavización de datos aplicando el método de Loess en cada uno de los microambientes estudiados. Este método estadístico permite observar la tendencia en el comportamiento de la concentración de material particulado e identificar eventos especiales y patrones que ayuden a caracterizar los microambientes en estudio.
256 Elizabeth ZAPATA, Olga Lucía SARMIENTO y Néstor ROJAS FIG. 1. Concentración de PM 10 en microambientes exteriores. Serie de tiempo suavizada por el método de Loess Resultados y conclusiones La tendencia encontrada por el método de Loess es afectada por eventos especiales que ocurren dentro y en cercanías a los microambientes estudiados, por ejemplo: actividades de aseo, movimiento continuo de los alumnos, movimiento de tierra en áreas de cultivo, arranque de vehículos cerca de los equipos de medición, hacinamiento de los alumnos en las canchas y en salones, personas fumando, entre otros. Utilizando el método de Loess se encontró que los microambientes exteriores (calzada, PMCAV y cancha) presentan la misma tendencia general del comportamiento de material particulado. En horas de la mañana se presenta un pico de contaminación pronunciado cuya duración máxima aproximada es de cuatro horas y en la tarde se presenta otro pico de contaminación menos pronunciado al presentado en la mañana y de menor duración (fig. 1). Las concentraciones de contaminantes dependen tanto de las condiciones meteorológicas como de las emisiones que se generan en un
Análisis de la tendencia del comportamiento de material particulado 257 sector específico. La principal fuente de contaminación en los cuatro colegios distritales es el tipo de transporte público y la cantidad de vehículos que circulan sobre la vía de estudio. En Bogotá la mayoría de las vías presentan sus máximos volúmenes de vehículos en horas de la mañana y en horas de la tarde, lo que explicaría los picos de contaminación que se presentan a lo largo de la jornada diaria de medición. La diferencia en la duración y en los niveles de contaminación alcanzados entre los dos picos de contaminación registrados se explica desde el punto de vista meteorológico. El nivel de contaminación en la mañana está afectado por la inversión térmica, lo que significa que hay una condición limitante para la dispersión de contaminantes. Cuando se presenta inversión térmica hay una reducción del volumen efectivo de aire en que los contaminantes se emiten y hay bajas velocidades del viento, lo que representa limitada dispersión horizontal y vertical de los contaminantes. Es decir, la altura de la capa de mezcla y las velocidades del viento son más elevadas en horas de la tarde que en horas de la mañana, lo que permite mayor transporte y dispersión de los contaminantes (Ideam, 2005). Para el microambiente salón no se encontró una tendencia general y repetitiva. Para cada colegio evaluado, la tendencia encontrada por el método de Loess es diferente y depende principalmente de tasas de ventilación y hacinamiento de los alumnos. Bibliografía BEHRENTZ, E. (2007), Contaminación en interiores: El nuevo reto para las autoridades ambientales. Cambio Climático y su Impacto en la Servicios Públicos, Andesco, Universidad de los Andes. ESPINOSA, M. (2007), Caracterización de los rangos de exposición a contaminantes atmosféricos en Bogotá: estudio piloto, Bogotá, Universidad de los Andes.
258 Elizabeth ZAPATA, Olga Lucía SARMIENTO y Néstor ROJAS INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES (IDEAM), (2005), Contaminación atmosférica caso Bogotá. ORGANIZACIÓN PANAMERICANA DE LA SALUD (OPS), (2005), Área de Desarrollo Sostenible y Salud Ambiental, Evaluación de los Efectos de la Contaminación del Aire en la Salud de América Latina y el Caribe. ROSALES, A.; TORRES, M.; FERNÁNDEZ, G.; BORJA, V. (2001), Los efectos agudos de la contaminación del aire en la salud de la población: evidencias de estudios epidemiológicos. Salud Pública de México, v. 43, núm. 6. SABIN, L. D.; KOZAWA, K.; BEHRENTZ, E. et ál. (2005), Analysis of real-time variables affecting children s exposureto diesel-related pollutants during school bus commutes in Los Angeles, Atmospheric Environment 39: 5243 5254. SOLARTE, I.; CAICEDO, M.; RESTREPO, S. (1999), Contaminación atmosférica y enfermedad respiratoria en niños menores de 14 años en Santafé de Bogotá, Bogotá Pontificia Universidad Javeriana. ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD (OMS), (2005), Guías de calidad del aire de la OMS relativas al material particulado, el ozono, el dióxido de nitrógeno y dióxido de azufre.