Monitoreo de la calidad del aire

La contaminación atmosférica tiene como consecuencia inevitable un daño a salud de la población. La Cuenca de México, sobre la que se asienta el Valle de México a 2,240 msnm, en promedio, lo cual provoca que la concentración de oxígeno sea 23% menor a la que se encuentra a nivel del mar, lo que tiene como consecuencia una mayor radiación solar y una menor eficiencia en la combustión de los motores, lo que a su vez provoca mayores emisiones de monóxido de carbono, hidrocarburos y ozono. Un contaminante del aire es cualquier compuesto o energía que agregado al aire cambia su naturaleza, y van desde gases y partículas sólidas hasta calor, radioactividad o ruido, lo que genera contaminación atmosférica cuando se acumulan en cantidades perjudiciales para la salud, el clima o que afecten estructuras y sistemas (Vallejo, 2003).

La Zona Metropolitana del Valle de México cuenta con el Sistema de Monitoreo Atmosférico (SIMAT) que tiene en funcionamiento 43 estaciones de monitoreo que miden diferentes contaminantes en función de la tecnología de los equipos instalados el ellas (varias estaciones cuentan con más de un equipo). El SIMAT está compuesto por cuatro subsistemas (RAMA, REDMA, REDMET y REDDA), así como con un laboratorio para el análisis fisicoquímico (LAA) para análisis elemental, cromatografía de gases, gravimetría y estudio de aerosoles de las muestras recolectadas por el SIMAT. Finalmente está el centro de procesamiento y difusión de datos (CICA) que es el responsable de almacenar, validar, procesar y difundir la información generada. En el siguiente mapa se muestra la ubicación de las estaciones de monitoreo de calidad del aire y el tipo de tecnologías de los equipos con los que cuentan:

  1. RAMA (Red Automática de Monitoreo Atmosférico) utiliza equipos continuos para la medición de dióxido de azufre, monóxido de carbono, dióxido de nitrógeno, ozono, partículas PM10 y partículas PM2.5. Está integrada por 29 estaciones de monitoreo y cuenta con un laboratorio para el mantenimiento y calibración de los equipos de monitoreo.

  2. REDMA (Red Manual de Monitoreo Atmosférico) es responsable de la recolección de muestras de partículas suspendidas para su análisis gravimétrico y la determinación de metales pesados, principalmente plomo. Esta red está integrada por 11 sitios y utiliza equipos manuales para el muestreo que se realiza una vez cada seis días.

  3. REDMET (Red de Meteorología y Radiación Solar) está integrada por 19 sitios con equipos continuos para la medición de las principales variables meteorológicas de superficie: temperatura, humedad relativa, dirección y velocidad de viento, radiación solar y presión barométrica.

  4. REDDA (Red de Depósito Atmosférico) utiliza equipos semiautomáticos para la recolección de muestras de depósito seco (polvo sedimentable) y deposito húmedo (lluvia, granizo, nieve, rocío) en los 16 sitios de muestreo. En las muestras de depósito húmedo se realiza un análisis fisicoquímico para conocer las características físicas de la precipitación, su composición iónica y acidez. El muestreo se realiza una vez cada siete días.

Mapa de estaciones y zonas de monitoreo de la calidad del aire en el Valle de México

Fuente: elaboración propia con datos de la SEDEMA, 2019.

El sistema para la calidad del aire (CA) está distribuido en solo 16 demarcaciones de la Ciudad de México y 18 municipios del estado de México, es decir, solo 34 de las 76 demarcaciones que conforman la Zona Metropolitana del Valle de México, las cuales se agrupan a su vez en cinco zonas (SEDEMA, 2016):

  • Zona centro: conformada por las demarcaciones territoriales de: Benito Juárez, Cuauhtémoc, Iztacalco y Venustiano Carranza.

  • Zona noreste: conformada por la demarcación territorial de Gustavo A. Madero y los Municipios de: Coacalco de Berriozábal, Chicoloapan, Chimalhuacán, Ecatepec de Morelos, Ixtapaluca, La Paz, Nezahualcóyotl y Tecámac.

  • Zona noroeste: conformada por las demarcaciones territoriales de: Azcapotzalco y Miguel Hidalgo y los municipios de Atizapán de Zaragoza, Cuautitlán, Cuautitlán Izcalli, Naucalpan de Juárez, Nicolás Romero, Tlalnepantla de Baz y Tultitlán.

  • Zona sureste: conformada por las demarcaciones territoriales de: Iztapalapa, Milpa Alta, Tláhuac, Xochimilco y los municipios de Chalco y Valle de Chalco.

  • Zona suroeste: conformada por las demarcaciones territoriales de: Álvaro Obregón, Coyoacán, Cuajimalpa, Magdalena Contreras, Tlalpan y el municipio de Huixquilucan.

Índice Metropolitanos de la Calidad del Aire (IMECA)

Para pode hacer accesible al público la compleja información sobre las concentraciones de cada contaminante monitoreado y sus peligros potenciales sobre la salud, el gobierno desarrolló el Índice Metropolitano de Calidad del Aire (IMECA).1 El índice monitorea cinco contaminantes criterio: dióxido de azufre, monóxido de carbono, dióxido de nitrógeno, ozono y partículas suspendidas. La escala va del 0 al 500 para cada contaminante, siendo el 100 el límite seguro con un bajo riesgo para la salud.

El reporte se realiza todos los días del año con la información de las estaciones de monitoreo. Se publica un valor por hora por contaminante para toda la zona metropolitana y para cada una de las cinco zonas que lo conforman, así como los valores de cada estación de monitoreo para determinar el nivel de peligrosidad en forma más precisa.

Índice de Calidad del Aire (IMECA)

Fuente: SEDEMA, 2019.

Calidad del aire en el Valle de México

Desde la década de los ochenta se ha disminuido paulatinamente la concentración de la mayoría de los contaminantes en la cuenca. Por ejemplo, el ozono, que es un contaminante particularmente difícil de controlar debido a la altitud y a las condiciones atmosféricas de la cuenca en donde se encuentra el Valle de México, muestra una disminución desde 1990. La siguiente figura muestra cómo han venido disminuyendo los días con concentraciones peligrosas de ozono en este periodo (cada cuadro representa la concentración horaria máxima por día).

Mosaico de las concentraciones máximas diarias de ozono entre 1990 y 2018

Fuente: SEDEMA, 2019.

Concentraciones contaminantes en el aire del Valle de México

Los contaminantes tienen una estacionalidad en la que se manifiestan con diferentes grados de concentración, las cuales están marcadas por las épocas del año (más calor o menos humedad), que propician o dificultan procesos químicos en la atmósfera a partir de compuestos precursores o contaminantes directos que emiten los generados. Los principales generadores de los contaminantes, o sus precursores, en el Valle de México, son el sector transporte, industrial y habitacional, en diferentes grados de acuerdo con cada compuesto.

Para el monóxido de carbono, la principal fuente de emisiones son los automóviles. El dióxido de azufre es principalmente generado por las industrias que usan combustibles fósiles, así como los vehículos a diesel. Los óxidos de nitrógeno se generan principalmente por los procesos de combustión a altas temperaturas, siendo los automóviles la principal fuente, seguido por la industria. El plomo se genera principalmente en los procesos industriales metalúrgicos y de fabricación de pintura y soldadura, así como, en menor grado, por los incendios forestales. Las partículas suspendidas son generadas principalmente por los vehículos de carga a diesel, así como por la industria del concreto, vidrio y cerámica (presentes en la ciudad), y por la industria alimentaria.

Los principales contaminantes del aire de la ciudad de México que se monitorean son los denominados contaminantes criterio:

  • Dióxido de azufre (SO2)
  • Monóxido de carbono (CO)
  • Dióxido de nitrógeno (NO2)
  • Ozono (O3)
  • Partículas suspendidas PM10
  • Partículas suspendidas PM2.5

Y otros tales como:

  • Plomo (Pb)
  • BETEX (benceno, tolueno, etilbenceno y xileno)

Histórico de las concentraciones máximas diarias de contamiantes en el Valle de México normalizadas en IMECAS (promedio mensual 1995 a 2018)

Fuente: elaboración propia con datos de la SEDEMA, 2019.

Histórico de las concentraciones máximas diarias de contaminantes por zonas normalizadas en IMECAS (promedio mensual 1995 a 2018)

Fuente: elaboración propia con datos de la SEDEMA, 2019.

Concentraciones máximas diarias de contaminantes por día de la semana normalizadas en IMECAS (promedio 1995 a 2018)

Fuente: elaboración propia con datos de la SEDEMA, 2019.

Concentraciones máximas diarias de contaminantes por semana del año normalizadas en IMECAS (promedio 1995 a 2018)

Fuente: elaboración propia con datos de la SEDEMA, 2019.

En las gráficas anteriores observamos, en general, una disminución en las concentraciones máximas diarias de los cinco contaminantes monitoreados, particularmente el ozono, a través del IMECA para efecto de poderlos comparar. Solamente la concentración de partículas suspendidas PM10, si bien entre los años 2002 y 2012 presentó una disminución, en años recientes se ha incrementado a sus máximos históricos. Cuando se analiza en cada una de las cinco zonas de monitoreo (segunda figura) se observan algunas diferencias que nos dan indicios de dónde podrían existir mayores riesgos para las personas más vulnerables. Y cuando se analiza por día de la semana (tercera gráfica), se observa que los fines de semana, especialmente los domingos, tiende a haber una disminución en todos los contaminantes.

Con base en lo anterior, se observa que en la última década ha habido una mayor estabilidad en las concentraciones contaminantes después de una baja más acelerada (excepto para PM10 que incluso ha subido). Los siguientes mapas muestran la calidad del aire por zona para cada contaminante, normalizado en IMECAS, de 2007 a 2018. El primero es el promedio horario de las concentraciones, es decir, el promedio de las concentraciones de todas las horas del periodo de los doce años analizados. El segundo, por otro lado, es el promedio solamente de las concentraciones máximas diarias, es decir, de la hora de mayor concentración por día en los últimos doce años.

Promedio de las concentraciones horarias por contaminante normalizado en IMECAS por zona de monitoreo (2007-2018)

Buena de 0 a 50, Regular de 51 a 100, Mala de 101 a 150, Muy Mala de 151 a 200, Extremadamente mala de 201 a 300, Peligrosa de 301 a 500.

Fuente: elaboración propia con datos de la SEDEMA, 2019.

Promedio de las concentraciones máximas diarias por contaminante normalizado en IMECAS por zona de monitoreo (2007-2018)

Buena de 0 a 50, Regular de 51 a 100, Mala de 101 a 150, Muy Mala de 151 a 200, Extremadamente mala de 201 a 300, Peligrosa de 301 a 500.

Destaca la zona centro con una calidad regular en monóxido de carbono, la noreste con calidad regular en concentraciones de ozono, y la zona noroeste, sureste, centro y noreste en concentraciones de partículas suspendidas PM10. El resto de los contaminantes en el resto de las zonas tienen una calidad definida como buena. Lo anterior debe ser evaluado como una condición de riesgo para las personas que viven en dichas zonas de acuerdo con su nivel de vulnerabilidad ante diferentes contaminantes.

Fuente: elaboración propia con datos de la SEDEMA, 2019.

Pronóstico de la calidad del aire e índice de riesgo de la Ciudad de México

Sistema de Pronóstico de la calidad del aire

El monitoreo se complementa con el Sistema de Pronóstico de la calidad del aire que modela la contaminación atmosférica de las siguientes 24 horas en una resolución espacial de 1 km2, generando un reporte cada hora de los contaminantes criterio. El modelo se fue desarrollado por la SEDEMA en colaboración con el Centro de Supercómputo de Barcelona (CSB), y está conformado por tres submodelos:

  1. Modelo meteorológico: pronostica las condiciones de temperatura, viento, radiación solar, precipitación, altura de la mezcla de contaminantes, entre otras, por medio de un modelo mesoescalar2.

  2. Modelo de emisiones: estima a partir de los inventarios de contaminantes del SIMAT la cantidad y distribución espacial que tendrán en la atmósfera.

  3. Modelo de transporte químico: modela las condiciones y mecanismos físico-químicos de la atmósfera para simular las transformaciones de los contaminantes a partir de la información que generan los modelos meteorológico y de emisiones3 (SEDEMA, 2019).

Índice de Riesgo para Personas Susceptibles (IRPS)

Como se mencionó al principio, la Ciudad de México desarrolló, en conjunto con el Instituto Marron de la Universidad de Nueva York, el Índice de Riesgo para Personas Susceptibles (IRPS), el cual publica junto con el Índice de Calidad del Aire diariamente. Este índice está dirigido a los grupos de población más susceptibles, como niños y personas mayores o con enfermedades crónicas, pero también es referencia para el público en general. El concepto del índice pretende que las personas autodefinan su propio nivel de susceptibilidad ante diferentes valores del índice y se protejan, en consecuencia, de acuerdo con las recomendaciones dadas.

El índice se publica con base en los datos del sistema de pronóstico de la calidad del aire con un día de antelación para que las personas tomen las medidas necesarias. Se publica un solo valor para todo el Valle de México en una escala del 1 al 10+, en cuatro niveles de riesgo que pueden variar en función de la sensibilidad de cada persona. Por ejemplo, se considera que las personas más vulnerables son sensibles a los efectos negativos de la calidad del aire desde el nivel 4, pero para las personas sanas podría no representar mayor riesgo dicho nivel. En la siguiente figura se muestra la escala y su nivel de riesgo asociado.

Índice de Riesgo para Personas Susceptibles (IRPS)

Riesgo Bajo: actividades normales al aire libre para toda la población.

Riesgo Moderado: considerar reducir las actividades que requieran esfuerzo físico al aire libre si se presentan síntomas.

Riesgo Alto: mantenerse en interiores o considerar reducir las actividades que requieran esfuerzo físico al aire libre si se presentan síntomas.

Muy alto: evitar actividades al aire libre.

Síntomas: flujo nasal, obstrucción nasal (siente la nariz tapada), dolor de garganta o al tragar, irritación, comezón en la piel, dolor de cabeza, dificultad para respirar, ojos llorosos, entre otros.

Fuente: SEDEMA, 2019.

Referencias

Munguía Castro, M.E.; Pérez Neria, J. (2003). La contaminación atmosférica en el sur de la Zona Metropolitana del Valle de México. Revista del Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias México, 16 (1), pp. 48-53.

NADF-009-AIRE-2006. Norma Ambiental para el Distrito Federal que establece los requisitos para elaborar el Índice Metropolitano de la Calidad del Aire. Secretaría del Medio Ambiente. Gaceta Oficial del Distrito Federal (29 de noviembre de 2006), México.

SEDEMA (2016). Programa para Contingencias Ambientales Atmosféricas. (27 de diciembre de 2016). Secretaría del Medio Ambiente de la Ciudad de México. Gaceta Oficial de la Ciudad de México.

SEDEMA (2017). Índice de riesgo para personas susceptibles de la Ciudad de México. Secretaría del Medio Ambiente y Morron Institute of Urban Management, Universidad de Nueva York. Gobierno de la Ciudad de México.

SEDEMA (2019). Secretaría del Medio Ambiente. (Enero 2019). Dirección General de Calidad del Aire. Secretaría del Medio Ambiente de la Ciudad de México.

Vallejo, M.; Jáuregui-Renaud, K.; Hermosillo, A.g.; Márquez, M.f.; Cárdenas, M. (2003). Efectos de la contaminación atmosférica en la salud y su importancia en la ciudad de México. Gaceta Médica de México. 139 (1), pp. 57-63.

▄

  1. Norma local NADF-009-AIRE-2006.↩

  2. Modelo Weather Research and Forecasting Model-Advanced Research (WRF-ARW) que se usa en el pronóstico del tiempo y en la investigación atmosférica.↩

  3. Modelo Community Multi-scale Air Quality (CMAQ) de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos.↩