Julián David Castañeda Plazas

Alumno de último semestre del programa de Ingeniería Ambiental de la Universidad Sergio Arboleda y actual practicante del Instituto de Estudios y Servicios Ambientales – IDEASA, en el área de gestión ambiental. Su objetivo es terminar allí su formación profesional, dando el mejor esfuerzo con relación al manejo y gestión de residuos, producción más limpia, investigación, prácticas de sostenibilidad y sistemas de gestión ambiental. Además, desea poner el conocimiento adquirido al servicio de la academia y la sociedad con el fin de divulgar la sostenibilidad y buenas prácticas ambientales en cada campo donde se desenvuelva.

Introducción

La contaminación atmosférica es uno de los problemas actuales más controversiales en la ciudad, ya que está fuertemente ligada con el aumento de enfermedades respiratorias (Ubilla, Yohannessen, 2017). A raíz de esto, la preocupación por parte de las autoridades ambientales y la red de salud pública de Bogotá ha ido incrementando, dado que se comenzó a buscar medidas de mitigación de emisiones atmosféricas, con el fin de reducir la concentración de contaminantes criterio (C.C.) que afectan la salud (Rojano, 2015). Además, no solo se desea reducir el número de personas con patologías respiratorias, sino mejorar la calidad del aire de la ciudad y generar un beneficio ambiental a la misma. A partir de lo anterior se analizan los efectos de una de las medidas tomadas para controlar el problema ya mencionado.
El día sin carro, es una estrategia que busca reducir las emisiones producidas por los vehículos (fuentes de emisión móviles) en 24 horas. Para determinar si es beneficiosa o no, se analiza y se muestra el comportamiento de uno de los C.C. con más afectaciones a la salud y más concentración en el aire; por ejemplo el material particulado de 2.5 micras (PM2.5)

El PM2.5 se define como partículas sólidas suspendidas en la atmósfera, provenientes de diversas fuentes naturales y antropogénicas. Sin embargo, las de interés para el desarrollo de este estudio, son las fuentes móviles correspondientes a la flota vehicular tanto pública como particular (Niño, 2017). Además, debido a las propiedades físicas como la densidad y el tamaño se puede establecer la concentración presente (Arciniegas, 2011), para poder analizar y determinar si la continua implementación del día sin carro, es una buena estrategia de mitigación y reducción en las emisiones, incluyendo sus efectos negativos en la calidad del aire o la salud de la población circundante a la Universidad Sergio Arboleda.

Metodología

Para el desarrollo de esta investigación se dispusieron cuatro grupos, cada uno integrado por tres personas, quienes se encargaron de hacer las mediciones correspondientes en la entrada principal de la Universidad Sergio Arboleda y frente a la estación “Calle 76” de Transmilenio. Una vez designados los grupos, se solicitaron dos sensores de bajo costo diseñados por Daniel Bernal, ingeniero electrónico con alto interés en la calidad del aire de Bogotá, para determinar PM2.5 en las zonas indicadas. Se utilizó, además, la aplicación CanAirON, disponible únicamente para sistema operativo Android, donde se muestra la gráfica con los datos medidos en un intervalo de 5 segundos.

Las mediciones se hicieron en lapsos de 2 horas durante cada día (7:00 am – 9:00 am) el 6, 7 y 8 de febrero de 2019. El viernes 8, cuando finalizó la jornada, se obtuvieron los datos medidos por la Red de Monitoreo de Calidad del Aire de Bogotá (RMCAB) en las mismas fechas y horas, con el fin de poder hacer la comparación entre fuentes de información primaria y secundaria. Al tener estos datos se describió el comportamiento de seis tipos de contaminantes (NOx, NO2, SOx, SO2, PM2.5 y CO); dado que estos son emitidos por fuentes de emisión móviles y fijas. La finalidad de esta investigación es ver el comportamiento al remover las fuentes móviles (Aguilar. J, 2017), además de observar tres variables meteorológicas: magnitud del viento, precipitación y temperatura, medidas por las estaciones más cercas a la zona de estudio (Estación Centro de alto rendimiento y Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible). Para todo esto, el uso de la herramienta Excel fue fundamental, pues se procesaron los datos y se obtuvo un resumen con las condiciones deseadas para poder comenzar con el análisis y comprobar la efectividad del día sin carro como medida de reducción y mejoramiento de la calidad del aire de Bogotá.

Las gráficas que se ven a continuación se realizaron con las condiciones meteorológicas arrojadas por las estaciones del Centro de Alto Rendimiento y Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, incluyendo la concentración de material particulado de tamaño 2.5 micras reportado por las mismas, donde se puede ver el efecto de no tener carros particulares en la ciudad.

Figura 1. Datos recolectados en la estación Centro de Alto Rendimiento (A=Concentración de PM2.5, B = Magnitud del Viento, C = Temperatura, D = Precipitación) Fuente: Autor con los datos de la RMCAB

Análisis de Resultados

El PM2.5 actualmente es el eje de discusión al hablar de contaminación atmosférica y calidad del aire. Los datos usados para llevar a cabo la comparación son tomados de las estaciones más cercanas al área de estudio. No obstante, existen variables que no son posibles comparar entre estaciones dado que no se miden las mismas en ambas. Para esta investigación, la variable más importante es la concentración de PM2.5, ya que con el fin realizar el debido análisis y comparación respecto a los datos obtenidos, ambas estaciones tienen registro del mismo. Por otra parte, se busca identificar si el día sin carro, como estrategia para mejorar la calidad del aire en la ciudad, funciona y en cuál o cuáles de los seis contaminantes se observan reducciones.

El primer contaminante que se analiza es el monóxido de carbono (CO), el cual es un gas incoloro, sin olor, ni sabor, producido por la combustión incompleta del carbón. La presencia de éste en la atmósfera se atribuye a las emisiones producidas por los automóviles (ATSDR, 2012). Este gas, en promedio, presentó una concentración de 1,284 ppm el 6 de febrero. Durante el día sin carro, la concentración fue de 0.79 ppm y 0.94 ppm el día posterior, estando siempre bajo la norma, la cual indica 5000ppm (RMCAB, 2019).

Figura 2. Comportamiento de dióxido de azufre (SO2) (A) y monóxido de carbono (CO) (B) en la jornada de investigación. Fuente: Autor con los datos de la RMCAB

Respecto a la Figura 2 B, se observa que el CO durante la investigación tuvo tendencia a reducir su concentración, dado que este es emitido por procesos de combustión incompleta; el día sin carro frente al día anterior mostró una reducción considerable en el rango de las 7:00 am y las 9:00 am, horas clave debido a la concurrencia de vehículos, dando indicios de que la medida del “día sin carro y sin moto”, tiene influencia directa en la reducción de la concentración de este contaminante. Pero, respecto al 8 de febrero, la tendencia fue seguir disminuyendo las concentraciones de monóxido, mostrando que su presencia no depende únicamente de la flota vehicular particular. Por tal motivo, es posible que las condiciones meteorológicas estén directamente relacionadas con la reducción del contaminante durante los tres días.
Al comparar las gráficas B, C, de la Figura 1, correspondientes a las condiciones meteorológicas de la estación del Centro de Alto Rendimiento, se observa que hubo un aumento progresivo de temperatura, la cual favorece las reacciones químicas en la atmósfera y a partir de la mezcla de gases y de procesos de convección (Griffin. R, 2006), es posible que, durante la investigación, se dé la reducción de este contaminante en la atmósfera.

Se analizó el dióxido de azufre (SO2). Este compuesto tiene una persistencia en la atmósfera de entre 2 y 4 días (Crana, s.f), y como se observa en la Figura 2A, en el día sin carro donde no están las principales fuentes de emisión, se ve una disminución, que acompañada de la temperatura y la estabilidad de la atmósfera, hace que su concentración baje. Finalmente, el último día, la concentración es menor gracias a su persistencia en la atmósfera. Es de suma relevancia controlar la concentración de este gas ya que es precursor de material particulado y de lluvia ácida. (Auria, 2012)

Es importante, por otra parte, la presencia de óxidos de nitrógeno (NOx) dado que son precursores de la formación de Ozono troposférico (Represa. S et al, 2017), debido a su naturaleza, ya que son compuestos secundarios producidos por la combustión de combustibles fósiles, por lo que son emitidos tanto por fuentes móviles como fijas (Aguilar. J, 2017).
Respecto a las mediciones los resultados se muestran en la Tabla 1.

Fuente: Autor con datos de la RMCAB

Observando los datos reportados por la estación del Centro de alto rendimiento, todas las especies nitrogenadas tuvieron el mismo comportamiento que el CO. Esto se atribuye a la dinámica atmosférica, debido a que los NO, al reaccionar con oxígeno, dan paso a la formación de NO2, una de las razones para que este último aumente su concentración (situación que se ve en la Gráfica de la Figura 3); pero, al tener en cuenta la temperatura y la estabilidad atmosférica, se deduce que por procesos de fotolisis, el dióxido de nitrógeno se rompe, por lo tanto la concentración disminuye, como lo muestra la tabla anterior. Dadas estas condiciones se vuelve precursor de la formación de ozono troposférico. (Galán D, Fernández. R, 2006).Ver comportamiento de los NOx en la figura 3. A partir de esto, se logra afirmar que el día sin carro no es una medida asertiva para reducir especies nitrogenadas de la atmósfera, dado que el 8 de febrero no hubo restricción y se presentaron concentraciones aún menores, atribuibles al aumento de temperatura y magnitud del viento.

Figura 3. Comportamiento de NO, NO2 y NOx en la jornada de investigación. Fuente: Autor con los datos de la RMCAB

Finalmente el eje de esta investigación es el material particulado de 2.5 micras de diámetro, de los cuales tenemos información primaria, tomadas con los sensores de bajo costo; y secundaria obtenida de las estaciones de la RMCAB (Centro de alto Rendimiento y MinAmbiente). El comportamiento de este contaminante se muestra en la Figura 1 y Figura 4.

Figura 4. Concentración PM2.5, y magnitud del viento jornada de medición. Estación MinAmbiente Fuente: Autor con los datos de la RMCAB

Según los datos recopilados durante de la investigación, y lo reportado por las estaciones de la RMCAB, el día sin carro no es una estrategia eficiente para mejorar la calidad del aire si hablamos de PM2.5; dado que en esta jornada aumenta el flujo de flota vehicular que funciona con diésel y como se observa en las Figuras 1 y 4 el material particulado tuvo tendencia a aumentar en la jornada del día sin carro. Entonces, partiendo del incremento en vehículos circulando con combustible diésel, el aumento de concentraciones se puede atribuir de la misma forma a la estabilidad de la atmosfera y la temperatura que presentó. En el siguiente diagrama se puede ver dicha estabilidad (Ver Figura 5), lo que permite que los contaminantes se concentren y no existan convecciones ni ascensos de parcelas de aire y por el contrario, se den inversiones térmicas; estas consisten en un cambio en el comportamiento normal de la temperatura en la atmósfera, ya que con la altura aumenta en vez de disminuir (García et al, 2012).

Figura 5. Diagrama termodinámico del día sin carro. Fuente: University of Wyoming Soundings, 2019

A partir de esto se explica el aumento de concentraciones el 7 de febrero (día sin carro) y el 8 de febrero, según lo reportado por la RMCAB. Adicionalmente, los reportes encontrados en esta investigación en los alrededores de la Universidad Sergio Arboleda, muestran un comportamiento distinto. En lo que compete a las mediciones realizadas en la estación calle 76 se muestra que la concentración el 6 de febrero osciló entre los 40µg/m3 y los 120 µg/m3, excediendo en todo momento la resolución 2254 de 2017, la cual establece que el límite máximo permisible son 50 µg/m3 cada 24 horas.

Una vez llega el día sin carro, y durante las horas de mediciones, se obtiene que la concentración sí disminuye al no estar la flota particular sobre las vías principales cercanas a la estación calle 76 (Av. Caracas y Calle 74). Pero, la concentración presente se atribuye en su totalidad a los articulados del sistema de transporte masivo, lo cual muestra que a pesar de existir una reducción en la concentración de material particulado, no es significativa para afirmar que el día sin carro mejora la calidad del aire; además, el 8 de febrero la concentración también disminuyó y posiblemente fue porque en las horas de medición la magnitud del viento aumentó respecto a los días anteriores, provocando un barrido de contaminantes.
(Barreiro, M. D. P. R et al,2015)

Respecto a las mediciones en la entrada principal de la Universidad, se obtuvieron tendencias similares, encontrando una disminución del PM2.5 en el día sin carro y dado que la reducción tampoco fue significativa, también se hace aclaración que las principales fuentes de emisión de este contaminante se atribuye a fumadores y a algunos carros de servicio que no tenían restricción.

Conclusiones

1. Actualmente, la medida del “día sin carro”, es una de las pocas acciones que se toman para mejorar la calidad del aire en Bogotá. Sin embargo, al comparar la concentración promedio de un día normal (antes), ese día y uno después, la variación no fue significativa en los alrededores de la Universidad Sergio Arboleda, por lo cual se corrobora que el sistema de transporte masivo de la ciudad no cuenta con la tecnología adecuada para reducir las emisiones de PM2.5 y que el combustible empleado tampoco es el idóneo.

2. El día sin carro, a pesar de no mostrar reducciones considerables frente a la emisión de PM2.5, es una estrategia importante de carácter educativo, con el fin de concientizar a la población frente a la problemática ambiental y así dar pie a una transición de flota vehicular y movilidad en toda la ciudad.

3. Los factores meteorológicos como la temperatura, la magnitud del viento y la precipitación, esta última no se presentó durante la investigación, contribuyen a que no se genere la dispersión de los contaminantes, incluyendo la estabilidad atmosférica.

4. La calidad del aire de la Universidad se ve afectada también por las emisiones generadas por el humo del cigarrillo, ya que este es un hábito que, con alta frecuencia, se lleva a cabo en el punto de muestreo, lo que produce afectaciones en la salud de personas cercanas a esta zona.

Referencias

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