Calidad del aire
Introducción.
Ciudad de Hermosillo Sonora
¿Qué es la calidad del aire?
El aire que respiramos todos los días, está conformado principalmente por nitrógeno y oxígeno, y en pequeñas porciones por vapor de agua y dióxido de carbono. Sin embargo, diversas actividades humanas como el uso masivo del transporte viejo e ineficiente, ocasionan la emisión a la atmósfera de gases, polvos, humos y especialmente partículas que alteran su composición y que además tienen serios impactos en el ambiente y en la salud de las personas. De esta manera podemos definir a la calidad del aire como la concentración de contaminantes presentes en mayor o menor medida en la atmosfera.
¿Cómo se mide?
Se establecen índices de calidad del aire que proporcionan valores indicativos del estado de la atmósfera respecto a un contaminante en particular o a un conjunto de ellos. Los índices de calidad del aire se suelen expresar en categorías a partir de los posibles valores de concentración medidos, o pronosticados por un modelo, de un contaminante en concreto, o de un conjunto de ellos. Dichos sistemas de monitoreo permiten suministrar directamente los datos de calidad del aire recogidos al Sistema Mundial de Vigilancia del Medio Ambiente (GEMS). Se crean así registros e inventarios de las diferentes fuentes y tipos de elementos contaminantes del aire.
¿Cuáles son los principales contaminantes del aire?
Los principales contaminantes en el aire han sido creados principalmente por la actividad económica humana, la concentración de estas sustancias es altamente nociva para la salud del ser humano. Estas sustancias las podemos clasificar en dos tipos: 1. Los que se emiten directamente a la atmósfera resultado de un proceso de combustión. Se denominan también contaminantes primarios, como son el dióxido de azufre (SO2), el monóxido de carbono (CO), vapores de combustibles y solventes, plomo (Pb) y las partículas suspendidas (PM). 2. Una vez que estos contaminantes son lanzados a la atmósfera pueden reaccionar con otros contaminantes con igual toxicidad, lo que se conoce como contaminantes secundarios, como el ozono (O3), el dióxido de nitrógeno (NO2) y algunos tipos de partículas.
Principales contaminantes
¿Qué es la troposfera?
La troposfera es la capa más baja de la atmósfera de la Tierra, en esta capa se encuentra el aire que respiramos y la vida como la conocemos. Comienza a nivel del suelo y sube a una altura de 7 a 20 kilómetros sobre el nivel del mar. Aquí se encuentra la a mayor parte de la masa de la atmósfera, donde el aire es más caliente en la parte inferior de la troposfera cerca del nivel del suelo y más arriba, el aire se enfría. La presión y la densidad del aire también son menores en elevadas altitudes.
Troposfera
¿Cómo se genera el oxígeno en la troposfera?
El oxígeno que respiramos es generado por la vegetación terrestre pero el 90% del oxígeno es generado en los mares a través de las algas marinas que son organismos de pequeño tamaño que denominados fitoplancton. Este oxígeno proviene del desecho del metabolismo del fitoplancton, que al igual que el resto de las plantas realizan el proceso de fotosíntesis donde absorben dióxido de carbono de la atmósfera y lo convierten en materia orgánica para expulsar el oxígeno al exterior.
Fitoplancton
Antecedentes
La OMS estima que la contaminación atmosférica exterior en 2012 se produjo 3,7 millones de muertes a causa de fuentes urbanas y rurales en todo el mundo.
La Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos establece que toda persona tiene derecho a un medio ambiente sano para su desarrollo y bienestar. La Ley General de Salud contempla que es materia de salubridad general la prevención y el control de los efectos nocivos de los factores ambientales en la salud del hombre.
Los contaminantes del aire tienen distinto potencial para producir daños sobre la salud humana, dependiendo del tipo de contaminante, de las propiedades físicas y químicas de sus componentes, la frecuencia, duración de exposición y su concentración, entre otros factores. De manera genérica se establece que la capacidad de un contaminante para producir un efecto en la salud depende fundamentalmente de dos factores: 1) la magnitud de la exposición y 2) la vulnerabilidad de las personas expuestas. La magnitud de la exposición está en función de la concentración del contaminante en la atmósfera, de la duración de la exposición y de su frecuencia. La vulnerabilidad de las personas expuestas es significativamente diferente, algunos grupos de población son más sensibles o vulnerables que otros a la contaminación del aire, que obedece a factores intrínsecos, como la genética, etnia, género y edad; y a factores adquiridos como las condiciones médicas, acceso a los servicios de salud y nutrición. Los efectos en la salud pueden clasificarse en efectos agudos y, efectos crónicos sin la inclusión de cáncer y efectos cancerígenos. Según las últimas estimaciones de la OMS sobre la carga mundial de morbilidad, la contaminación del aire exterior e interior provoca unos siete millones de defunciones prematuras. Esto representa actualmente uno de los mayores riesgos sanitarios mundiales, comparable a los riesgos relacionados con el tabaco, y superado únicamente por los riesgos sanitarios relacionados con la hipertensión y la nutrición. La OMS estima que un 80% de las defunciones prematuras relacionadas con la contaminación del aire exterior se deben a cardiopatía isquémica y accidente cerebrovascular, mientras que un 14% se deben a neumopatía obstructiva crónica o infección aguda de las vías respiratorias inferiores, y un 6% a cáncer de pulmón. Una evaluación de 2013 realizada por la Centro Internacional de Investigaciones sobre el Cáncer de la OMS determinó que la contaminación del aire exterior es carcinógena para el ser humano, y que las partículas del aire contaminado están estrechamente relacionadas con la creciente incidencia del cáncer, especialmente el cáncer de pulmón. También se ha observado una relación entre la contaminación del aire exterior y el aumento del cáncer de vías urinarias y vejiga (Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios, 2017).
Datos, procedimietos, análisis y resultados
- Los datos presentados en este analisis fueron obtenidos de gracias a la RED UNIVERSITARIA DE OBSERVATORIOS ATMOSFERICOS datos que comprenden la region de Hermosillo Sonora en las fechas 1 Noviembre de 2020 a 30 de Noviembre de 2020. Datos recogidos con intervalos de 1 hora.
Fuente: https://www.ruoa.unam.mx/index.php?page=estaciones&st=erno&id=6
Datos gráficas y cantidades.
- Ozono
Segun la gráfica en los datos generales del mes de Noviembre, en base al ozono (O3), podemos ver como este gas se ha estado reduciendo (levemente) mientras avanzaban los días, esto se ve gracias a la linea graficada.
Visualizando los datos en números, tenemos:
Donde \[y= -1.232e-06x + 1.998e+03\]
La disminución del ozono en el aire de hermosillo fue a razon de 1.232e-06ppb por hora, este valor lo obtenenmos con la ecuación de la recta.
Dioxido de Azufre.
El Dioxido de Azufre a diferencia del ozono, incrementa conforme pasan los días del mes de Noviembre. Se ve en los datos como en los días del 4 al 12 y del 20 al 27, hay una baja de este componente en el aire de hermosillo, este compuesto se produce en su mayoría por la combustion de productos petroleros, por lo que podemos decir que en esos días no hubo mucho movimiento vehicular en comparación a otros días.
Visualizando los datos en números, tenemos:
Donde \[y=5.064e-08x - 8.089e+01\]
El incremento que tiene este componente en el aire de Hermosillo es de 5.064e-08ppb por hora según la ecuación de la recta obtenida.
Partículas inhalables.
Se puede ver en la grafica que este tipo de particulas, incrementaron en el mes de Noviembre, estas partículas se crean o producen por procesos mecanicos o de evaporación teniendo a los procesos industriales o del tráfico como principales productores. Por lo anterior, se intuye que aumento el movimiento vehicular en hermosillo conforme el mes de noviembre llegaba a su fin.
Visualizando los datos en números, tenemos:
Donde \[y= 4.493e-06x - 7.157e+03\]
- Según la ecuación obtenida, estas partículas incrementan a razon de 4.493e-06 microgramos por metro cúbico.
Correlación
- Con esta gráfica pareciera que el Dioxido de Azufre aumenta, las partículas inhalables también lo hicieran.
Podemos Observar como se concentran los datos referentes al dioxido de azufre, y como e igual manera se ven aumentadas las particulas provendientes de las mismas emisiones.
- Para ver si hay alguna relación:
## concentracionSO2 concentracionPM10
## concentracionSO2 1 NA
## concentracionPM10 NA 1
- Con esto podemos visualizar de mejor manera que lo que especulamos con la relaciones entre SO2 y las PM10, era incorrecto.
Datos y gráficas Movilidad en Sonora, mes de Noviembre 2020
Visualizar datos de movilidad en Sonora
(google mobility)
- Gráficas de la movilidad en Sonora, mes de Noviembre
- ¿Porqué estas gráficas se asocian con la movilidad?
eso es por la razon de que, para llegar a cualquiera de estos lugares, hay que transportarse en con algún medio (carro, camión, bicicleta, patineta, etc.) y eso nos traduce la movilidad que hay en el estado de Sonora.
- la gráfica de hogares es la que nos representa mejor, ya que si la gente se queda en sus casas, podemos asegurar con mayor veracidad de que no hubo desplazos, por la que usaremos esos datos para relacionarlos con la calidad del aire. Las interpretaciones que se haran seran solo supuestos, ya que unos datos son especificos de Hermosillos y otros son de todo Sonora.
Como se aprecia en la gráfica interactiva, hay bajas que nos indican que mas gente salio de sus hogares para hacer algo.
Recordando que :
## Warning: Removed 1 row(s) containing missing values (geom_path).
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Observamos una pequeña relacion entre los contaminantes, elevandose la concentracion de las dos, en un tiempo similar, al comparar esos datos con respecto a la actividad en los hogares, se aprecia poca relacion entre los datos(Nota: los datos de hogares, son para el estado en general y los de contaminantes, para el municipio de hermosillo), si bien la mayoria de la poblacion es comprendida por trabajadores activos, el resto de población comprende a personas mayores de edad y jovenes, los cuales es mas probable esten respetando la cuarentema impartida a razon de la pandemia, esto desemboca a mucha actividad en los hogares y poca movilidad en las calles, no teniendo relacion la actividad de hogar con el aumento en la concetracion de contaminantes del aire.
Esta grafica nos muestra el comportamiento de los principales contaminantes del aire a lo largo del primer dia de noviembre de 2020, la concentracion de las particulas suspendidas (PM10), nos muestra como al inicio del dia se cuenta con una concentracion alta, debido a la movilidad urbana y contaminacion proveniente de un dia anterior, esta misma, disminuye en el trancurso de la madrugada, pero una vez llega la hora en que las personas deben moverse a su trabajo, al rededor de las 8 am, la calidad del aire eleva su concentracion de contaminantes, y va disminuyendo, hasta llegar a la hora en que las personas deben volver a sus hogares, entre las 16 y 19 horas del dia.
Conclusión
A lo largo de este año, la actividad humana se ha venido reduciendo a causas de la pandemia provocada por el COVID-19, es por ello que mediante el uso de analisis de movilidad, podemos ver como ha afectado esta pandemia a la calidad del aire en las ciudades y en los paises, si bien los contaminantes mas comunes han sido reducidos en concentracion, la actividad humana sigue bastante presente a la hora de emitir emisiones de gases contaminantes del aire, con el uso de la estadistica se ha podido observar y detallar como es que se comporta este fenomeno.
Fuentes:
Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios. (2017, 31 diciembre). Antecedentes (aire ambiente). Gobierno de México. https://www.gob.mx/cofepris/acciones-y-programas/antecedentes-aire-ambiente
https://www.ruoa.unam.mx/index.php?page=estaciones&st=erno&id=6