El primer intento de elaborar un diagnóstico sobre el problema de la contaminación del aire en nuestra captal se inició en 1971, con el apoyo de la Organización Panamericana de la Salud, y se interrumpió en 1973. En 1979 se coordinó un estudio que permitió valorar la presencia de algunos contaminantes en el aire, estimándose que las concentraciones ya llegaban a superar las registradas en 1971. En 1989, un estudio parcial estableció el serio daño causado por la contaminación del aire sobre el Teatro Nacional, y en 1993, con el apoyo de Swisscontact, el Programa de Contaminantes del Aire de la Universidad Nacional inició el monitoreo del aire en San José –con seis puntos de muestreo-, indicando los primeros datos que los valores promedio de plomo en el aire llegaban a 1,75 µg/m3, con niveles mínimos por punto de muestreo de 0,89 µg/m3 anual [Aguilar A. y R. Alfaro. 1989. Efectos de la contaminación de San José sobre el Teatro Nacional. Informe Técnico. UNA. Costa Rica. Alfaro, María del Rosario. 1999. Informe Técnico sobre Calidad del Aire en Costa Rica. Convenio UNA-SwissContact. Costa Rica. Alfaro, Ma. Rosario y G. Ferrer. 2000. Concentración de monóxido de carbono en San José, Costa Rica. Informe Técnico. UNA. Costa Rica]. Desde entonces quedó establecido que los principales contaminantes del aire son las emisiones vehiculares, las cuales son el objeto de estudio de la investigación de cuyos resultados se da cuenta en este documento.

En el Gran Area Metropolitana de Costa Rica se centra la circulación del 70% del parque vehicular nacional, el 60% de la población y el 85% de la industria, teniéndose como principales fuentes de contaminación del aire el transporte, con un 75%, y la industria, con un 23% -un 2% corresponde a otros-. Un informe de investiación de la GTZ, de 1999, indicó que en la ciudad de San José ocurren, en promedio, 1,1 millón de viajes públicos diarios, con una velocidad promedio de 10 km/h, siendo éste el elemento principal del deterioro de la calidad del aire de la ciudad.

Pese a que desde 1994 existe una normativa especial para el control de emisiones (Decreto Ejecutivo Nº 23831-MOPT-MIRENEM-S) y a que la Ley de Tránsito impone la obligación de usar catalizador en los vehículos ingresados al país desde 1995, las emisiones al aire siguen dándose muy visiblemente. La falta de un programa claro de control de emisiones denota la ausencia de voluntad política para cumplir con la normativa indicada.

Contaminantes del aire

Los contaminantes del aire emitidos por vehículos que mayor impacto tienen en el ambiente, y que están siendo evaluados por el Programa de Monitoreo del Aire en Centroamérica en asocio con Swisscontact, son los siguientes:

Monóxido de carbono (CO): Es un gas incoloro, inodoro e insípido, con moléculas homogéneas y densidad ligeramente menor que el aire, producido por la combustión incompleta de los combustibles carbónicos que se da cuando no hay ni suficiente tiempo ni oxígeno para que se convierta completamente en dióxido de carbono, siendo las emisiones vehiculares las responsables del 98,5% del CO presente en la atmósfera. Otras fuentes de monóxido de carbono son la industria (responsable del 1,5%), por carbonización del combustible e incineración de desechos, la oxidación del metano en la atmósfera, las emisiones de los océanos, las erupciones volcánicas, los incendios forestales y las reacciones de terpenos. En la naturaleza, las plantas producen cantidades mínimas como producto de la descomposición de las moléculas de clorofila. El CO está clasificado como peligroso por sus efectos en la salud humana, combinándose preferentemente con la hemoglobina de la sangre bloqueando el sistema de transporte de oxígeno del cuerpo. El tiempo de vida del monóxido de carbono en la atmósfera es de unos cuatro meses y es removido de ella al reaccionar con radicales hidroxilo. Se ha establecido un estándar primario y secundario para el monóxido de carbono de 10.000 µg/m3 (9 ppm como valor máximo aceptable para 8 horas), concentración que no debe exceder más de una vez al año. 

Dióxido de nitrógeno (NO2): La principal fuente de emisiones de dióxido de nitrógeno es los procesos de combustión tanto de fuentes móviles como estacionarias. Es considerado uno de los principales precursores de la precipitación ácida en las zonas urbanas e industrializadas. Llas emisiones provenientes de vehículos y otras fuentes producen una variedad de efectos adversos en la salud y el ambiente. Se ha recomendado 100 µg/m3 como media aritmética anual.

Dióxido de azufre (SO2): El dióxido de azufre es un gas muy soluble que reacciona con el agua para formar ácido sulfuroso. La principal fuente es la combustión de materiales fósiles, que al ser quemados se libera el dióxido de azufre. Los  efectos de los óxidos de azufre se manifiestan en presencia de material particulado.

Ozono (O3): El ozono es uno de los constituyentes menores en la atmósfera de la tierra y su concentración es variable según la altitud. En la estratosfera es formado por los procesos fotoquímicos y actúa como filtro de las radiaciones ultravioleta permitiendo prevenir el ingreso de los rayos más peligrosos para el medio y el humano. Además de tener una función protectora juega un papel muy importante respecto de la temperatura de la Tierra, por lo que es considerado como uno de los gases de efecto invernadero. En la troposfera es formado por el ciclo fotoquímico, donde los precursores son dióxido de nitrógeno e hidrocarburos provenientes principalmente de las emisiones vehiculares.

Material particulado (TPS y PM10): El material particulado en la atmósfera representa una compleja  mezcla de sustancias orgánicas e inorgánicas que tienen su origen en las emisiones naturales y artificiales en el medio, y su impacto en éste está directamente relacionado con la composición química del material particulado. Puede ser encontrado en el aire ambiental, polvo, humos y otros aerosoles. Fuentes directas de TPS son la combustión de materiales fósiles para la generación de energía, calefacción y transporte, la construcción y las actividades industriales, la erosión de suelos, los incendios forestales, las erupciones volcánicas y el polen. Las TPS pueden aparecer como aerosoles secundarios producto de las transformaciones de contaminantes gaseosos emitidos por fuentes de combustión (por ejemplo, plantas energéticas y automóviles), fuentes naturales como el bosque o el  resultado de la condensación de elementos volátiles y de ciertas especies en la atmósfera. De acuerdo a la masa y la composición, éstas [.1]se dividen en dos principales grupos: partículas mayores de 2,5 m y partículas menores de 2,5 m. La composición química de estas últimas consiste en gran parte en sulfatos, que contienen una gran cantidad de iones H+, de ahí su acidez y que sean de gran interés en relación con la salud. Ellas son producto de la combustión, de la condensación de sustancias orgánicas, de vapores metálicos, etcétera. El otro tipo de partículas (mayores de 2,5 m) por lo general se encuentran en: materiales de la corteza terrestre, así como en el polvo de los caminos y las emisiones de industrias y automóviles. Las partículas varían en términos de composición, morfología, parámetros ópticos y características eléctricas (carga, resistencia). Las partículas no esféricas son clasificadas en términos de su diámetro aerodinámico y primariamente se depositan en el bajo tracto respiratorio, aunque no sólo.

Plomo: El plomo es uno de los tóxicos más generalizados con efectos adversos sobre la salud, particularmente la de los niños. La intoxicación por plomo es uno de los padecimientos de origen ambiental y ocupacional más graves y con mayor prevalencia, que debe ser estudiado en zonas donde se registren valores superiores a la norma de la OMS (0,5 µg/m3).

Precipitacion ácida: La  precipitación ácida se origina de emisiones, naturales y artificiales, de una gran cantidad de compuestos químicos en forma de gases y partículas que conducen a la formación  en la atmósfera de compuestos ácidos que posteriormente se precipitan como lluvia ácida. Los ácidos sulfúrico y nítrico son los principales agentes causantes de precipitación ácida, y no sólo son  originados por emisiones antropogénicas sino también, como es el caso de muchas regiones de  Centroamérica, por emisiones biogénicas, particulamente volcánicas. Se tiene que tomar en cuenta que el nivel natural de acidez de la lluvia corresponde a un valor de pH de 5,6, a raíz del equilibrio de la disolución del dióxido de carbono en el agua.

Metodología del estudio

Existe una diversidad de métodos aplicables al estudio de los diferentes contaminantes del aire, pero aquí se presentan únicamente los que se han puesto en práctica en el Programa de Monitoreo del Aire de Centroamérica, que con recursos económicos adicionales podrían ser mejorados.

Para la evaluación de la contaminación del aire es necesario el reconocimiento técnico del problema, la recolección de datos constante, precisa y de calidad -información que debe referirse a partículas y contaminantes gaseosos y fluctuaciones de éstos en el tiempo y en el espacio.

Selección de los puntos de muestreo: Para conocer los principales elementos que condicionan las emisiones vehiculares y su impacto en la calidad del aire, se identificaron las vías de alto tránsito vehicular y las de media y baja actividad, buscando representatividad respecto del resto de la ciudad, tomando en consideración que reunieran las condiciones de una unidad de muestreo (ubicación geográfica, tipo de construcción, actividades y otros factores influyentes en el ambiente a evaluar). En cada punto (véase figura 1) se aplicó una lista de chequeo que permite aproximar la definición de los principales factores que alteran la calidad del aire, orientándose a la definición de la contribución de las emisiones vehiculares en el ambiente.   

La toma de muestras –según el parámetro a medir- y los procedimientos de análisis se determinaron siguiendo la normativa de EPA y WHO (véase tabla 1).

Las mediciones se realizan tres veces por semana desde 1993, y a partir de 1999 la evaluación registró cambios en el procedimiento de muestreo, definiéndose dos mediciones mensuales para los diferentes parámetros, o las establecidas por EPA (tabla 1).  

Resultados

En 1998, las concentraciones registradas de CO oscilaron entre un máximo de 12 ppm y un mínimo de 2,3 ppm; en 1999, entre un máximo de 13 ppm y  un mínimo de 1,8 ppm; pero en el 2000 superaron los valores de los años anteriores, poniéndose de manifiesto el nivel crítico de este contaminante en la Gran Área Metropolitana (figura 2). Un estudio puntual del CO, desarrollado durante ocho meses en este último año, permitió determinar que su concentración en ciertas horas tiene una cobertura e impacto mayor que el apreciado en la figura 2 y que se dan concentraciones que representan hasta tres veces la normativa recomendada para un promedio de ocho horas (para interpretar los valores registrados, desde 1993 se aplica los 10 mg/m3 -9 ppm- para un promedio de ocho horas en ambientes externos). Se detectaron varios puntos con valores promedio entre 15,0 y 38,9 ppm (figura 3).  

 Del dióxido de nitrógeno se observó una ligera baja en sus niveles de concentración anual. Desde 1994 este contaminante tendía a incrementarse, registrándose en 1998 valores mensuales de hasta 154,2 µg/m3 y mínimos de entre 6 y 8 µg/m3. Pero los registros de 1999 y del 2000 indican un comportamiento ligeramente diferente en dos de los puntos muestreados. En el 2000, el mes con mayores concentraciones fue abril, cuado, coincidentemente, la lluvia registra los valores más altos de acidez, con valores de 4,28 en San José y 5,4 en Heredia -hay que recordar que el Nox, conjuntamente con el SO2, son precursores de lluvia ácida-.

La concentración de partículas totales suspendidas y PM10 refleja la  presencia de un contaminante peligroso en el aire. Una comparación entre los valores registrados en los períodos 93-94 y 99-00 revela una baja en la concentración promedio mensual de estos contaminantes, pero, aun así, las concentraciones que se detectan superan de manera considerable la norma recomendada (figura 5). En relación con las partículas PM10 se nota que en el punto de monitoreo E1 se produce un aumento considerable en la concentración de ellas, es decir, hay una mayor concentración de material respirable en el aire.

La concentración de dióxido de azufre subió mucho en todos los puntos de muestreo a partir del mes de febrero del 2000 (figura 6), lo que explica la baja en la acidez de las precipitaciones húmedas. Tal alza acaso obedezca a un bajo nivel de mantenimiento vehicular, al incumplimiento de la ley de control de emisiones y a alguna variación en los combustiblea. Incluso en la estación E2 (Museo del Niño), sitio con muy baja influencia vehicular, los registros superaron la norma en febrero y marzo del 2000.    

Finalmente, está el ozono superficial, cuyos niveles (figura 7) son relativamente bajos respecto de la norma; pero los valores en los puntos de formación de ozono no se conocen porque los datos manejados son de los puntos de emisión de contaminantes primarios. En el 2000 se registra un leve aumento, sin embargo la norma recomendada (60 µg/m3 como promedio anual) no es sobrepasada.

La acidez ambiental se dio a un más alto nivel en junio y julio. Es probable que las precipitaciones secas en los meses de abril y mayo tuvieran un valor de mayor acidez, en virtud de que no se dio una precipitación lluviosa constante que favoreciera el efecto de dilución de los contaminantes del aire, particularmente los precursores de acidez (lluvia ácida) como SO2 y NO2.

 Recomendaciones

Es necesario establecer controles reales de las emisiones vehiculares, incentivar el uso de tecnologías limpias y desarrollar un programa que promueva la educación ciudadana sobre los beneficios del buen conducir y del mantenimiento preventivo del vehículo: en función del ahorro de combustible, de la eficiencia de la máquina, de la reducción de la contaminación y, entonces, de los efectos sanitarios y ambientales.

La contaminación del aire en San José (disparo de los valores de azufre y de las concentraciones de material particulado y de monóxido de carbono) continúa siendo tan seria que es urgente darle atención interministerial y que la Municipalidad de San José en asocio con la empresa privada se incorporen a la acción de combate.

Debiera establecerse documentadamente la relación entre la situación ambiental y los cuadros de salud de las zonas críticas, en especial cuando los habitantes sufren dolencias respiratorias, alergias, náuseas, dolores de cabeza y falta de concentración, entre otros. Los estudios debieran ser ampliados a metales pesados y otros contaminantes asociados a enfermedades como el cáncer.

Las concentraciones de monóxido de carbono detectadas en cantidades muy por encima de la normativa recomendada a nivel mundial, y que obedecen a mal estado de los vehículos, alto flujo vehicular, gran congestión vehicular producto de la falta de planificación urbana y diseño inadecuado de la red vial, hacen necesario y urgente un plan de reubicación de paradas de autobuses y taxis acorde con la capacidad de carga de la ciudad; similarmente debe procederse en relación con semáforos y otras señales de tránsito que debieran modificarse para facilitar un mayor flujo vehicular a efecto de no provocar el congestionamiento de ciertas rutas.

La ciudad capital se caracteriza por una centralización excesiva de las actividades en un área muy reducida (aproximadamente en 15 km2 confluyen y transitan alrededor de 1,1 millón de personas diariamente), lo cual ha llevado al caos. Las instancias competentes deben seguir fuertemente el proceso de descentralización de las actividades de manera que los flujos se distribuyan a nuevos sectores de la ciudad. La ampliación o creación de nuevos polos de actividad debiera darse tomando en consideración las más recientes normas urbano-espaciales.

Un sistema de circulación con bloques más grandes, donde los semáforos o señales de tránsito no estén cada 100 m, sino formando una “isla urbana”, o sea, un espacio sano, libre de tráfico vehicular, permitiría: (a) disminuir el tránsito a través del casco urbano central de San José, orientándolo sobre una cantidad limitada de vías estratégicamente seleccionadas; (b) crear una nueva relación entre la ciudad y el ciudadano por medio de un espacio agradable y sano que favorezca el recorrido peatonal y las actividades callejeras, y (c) simplificar la excesiva segmentación del sistema vial de tránsito, reduciendo la alta cantidad de semáforos e intersecciones, identificadas como puntos críticos por los altos niveles de CO. Esto consecuentaría reducciones del tiempo de desplazamiento y de las emisiones al aire de contaminantes. Para esto último es asimismo importante un buen mantenimiento de la red vial.  


La autora, bióloga, es coordinadora del Laboratorio de Contaminantes del Aire de la Universidad Nacional.

 

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