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INFORME ANUAL DE MONITOREO DEL AIRE
EN MORELIA, MICHOACÁN: AÑO 2016
H. Ayuntamiento de Morelia
Secretaría de Desarrollo Metropolitano e Infraestructura
Dirección de Medio Ambiente y Sustentabilidad
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Caída de nieve al oeste de la ciudad de Morelia, jueves 10 de marzo del año 2016. Imagen Armando Correa García.
2
Directorio
Ayuntamiento de Morelia
Secretaría de Desarrollo Metropolitano e Infraestructura
M.A. Juan Fernando Sosa Tapia
Dirección de Medio Ambiente y Sustentabilidad
Lic. Marco Tulio Campos Vargas
Dirección del Centro de Apoyo y Servicios Informáticos
Departamento de Infraestructura y Mantenimiento Técnico
T.P.A. Moramay de Lourdes Barriga Miguel
Oficina de Monitoreo del Aire
Morelia, Centro Palacio Municipal
Responsable de la caseta de monitoreo: Armando Correa García
3
Índice Página
Resumen………………………………………………………………………………………...6
Introducción…………………………………………………………………………………….7
Objetivo…………………………………………………………………………………………8
Metodología……………..……………………………………………………………………8-9
Resultados y discusión……………………………………………………………………..10-24
Conclusiones…………………………………………………………………………………..25
Bibliografía………………………………………………………………………………...26-29
4
Índice de Tablas Página
Tabla 1. Categorías de desempeño anual de un equipo de monitoreo atmosférico……………..7
Tabla 2. Intervalos, categorías e interpretación del Índice Metropolitano de la
Calidad del Aire (IMECA) utilizado en México………………………………………8
Tabla 3. Algoritmo de conversión de concentraciones en partes por millón (ppm) y
microgramos metro cúbico (µg/m3) a puntaje IMECA de los contaminantes
normados en México…………………………………………………………………...9
Tabla 4. Resumen estadístico de los datos colectados en la caseta de monitoreo atmosférico
de la Ciudad de Morelia. Año 2015/2016…………………………………………….10
Tabla 5. Resumen del cumplimiento de las Normas Oficiales Mexicanas en Salud Ambiental,
según la información colectada en la caseta de monitoreo atmosférico del centro de
Morelia. Año 2016…………………………………………………………………….11
Tabla 6. Tendencia anual de los contaminantes atmosféricos y la variable temperatura,
en unidades partes por millón (ppm); en µg/m3 de partículas ≤ 10 (PM10) obtenidos
en la caseta de monitoreo atmosférico del centro de la Ciudad de Morelia
Periodo 2008/2016…………………………………………………………………...19
Tabla 7. Tendencia mensual de los contaminantes atmosféricos y temperatura, en
unidades partes por millón (ppm); en µg/m3 de partículas ≤ 10 (PM10) obtenidos
en la caseta de monitoreo atmosférico del centro de la Ciudad de Morelia.
Periodo 2008/2016……………………………………………………………….19-20
Tabla 8. Criterio de evaluación, características, fuentes y efectos sobre la salud de
los principales contaminantes atmosféricos……………………………………...22-23
5
Índice de Figuras Página
Figura 1. Caseta de monitoreo atmosférico de Morelia, ubicada en Palacio Municipal
en el centro de la ciudad………………………………………………………………7
Figura 2. Días que se rebasó la norma de ozono en el año 2016. Caseta de monitoreo
atmosférico ubicada en palacio municipal de la ciudad de Morelia…………………12
Figura 3. Modelos de regresión no linear, que explican los cambios de las concentraciones
de O3 en la ciudad de Morelia………………………………………………………13
Figura 4. Días en que se rebasó la norma oficial mexicana del promedio diario
de 45µg/m3 de las PM2.5 en el año 2016, en la caseta de monitoreo atmosférico
ubicada en palacio municipal de la ciudad de Morelia……………………………...15
Figura 5. Modelo de regresión no linear, que explican los cambios en las
concentraciones de partículas suspendidas ≤ a 2.5 µg/m3 de la ciudad de
Morelia………………………………………………………………………………16
Figura 6. Modelo de regresión no linear, que explica el cambio en las
concentraciones de partículas suspendidas ≤ 2.5 µg/m3 de la ciudad de
Morelia………………………………………………………………………………17
Figura 7. Panorama de varios incendios y quemas agrícolas, acontecidas en los
alrededores de la Ciudad de Morelia. Año 2016……………………………………18
Figura 8. Parque vehicular registrado en Morelia. Periodo 1980/2015……………………….21
Figura 9. Tendencia del promedio anual de O3 y NO2 en la ciudad de Morelia.
Proyección para el año 2017………………………………………………………...21
Figura 10. Tendencia y estimación al periodo 2015/2016 de la mortalidad por todas
las causas en la ciudad de Morelia. Periodo 1994/2014…………………………...24
Figura 11. Tendencia y estimación al periodo 2015/2016 de la mortalidad por todas
las causas en la ciudad de Morelia, asociado al promedio anual en ppm de O3.
Periodo 2009/2016………………………………………………………………...25
6
Resumen
La administración actual de la Dirección de Medio Ambiente y Sustentabilidad, adscrita a la
Secretaría de Desarrollo Metropolitano e Infraestructura del H. Ayuntamiento de Morelia, viene
realizando un esfuerzo conjunto con el Departamento de Infraestructura y Mantenimiento
Técnico, que pertenece a la Dirección del Centro de Apoyo y Servicios Informáticos, para
mantener informado al público en general sobre los niveles de contaminación del aire que se
registran en la ciudad de Morelia, desde el año 2008. Con la renovación de varios equipos y la
nueva caseta de monitoreo atmosférico, la información, que actualmente reciben los residentes de
esta área urbana es más completa; incluso los datos, se pueden consultar en tiempo real a nivel
nacional e internacional, debido a esto la Dirección de Medio Ambiente y Sustentabilidad,
presenta una síntesis del estado actual de la calidad del aire en Morelia, con la finalidad de
aportar elementos que apoyen al planteamiento de Políticas de Conservación del Medio
Ambiente Urbano.
La tendencia actual de la contaminación atmosférica del periodo 2008/2016 en la capital del
estado de Michoacán es decreciente; sin embargo, el O3 subió 17% con respecto del año 2015;
siendo mayo del 2016, el mes más afectado con un incremento de 45% en comparación con el
año anterior; la expectativa, del promedio anual para el 2017 indica que el O3 seguirá subiendo
por arriba de los 0.030ppm. Igualmente, las partículas de polvo ≤ a 10 micras (PM10) mostraron
un aumento en febrero de 55% en comparación con el año 2015, lo cual tuvo como efecto la
inversión de la tendencia descendente a ascendente en 6%. No obstante la descripción anterior, en
el 2016 el criterio oficial mexicano en salud ambiental para ozono (O3) y partículas de polvo ≤ a
2.5 micras (PM2.5) fue rebasado en 3 y 5 días respectivamente, mientras que el monóxido de
carbono (CO) y dióxido de nitrógeno (NO2) se encuentran muy por debajo de los valores
permitidos por sus respectivas normas.
Las partículas de polvo menores o iguales a 10 y 2.5 micras (PM10/PM2.5), podrían representar un
problema porque superan los valores permitidos por las respectivas normas mexicanas; este
riesgo, quizás tiene su mayor influencia en algunas fuentes fijas de emisión de contaminantes;
como son la industria química y del papel, los incendios forestales y quemas agrícolas que se
realizan con fines de preparación de las tierras de cultivo. Por lo tanto, es urgente detener esta
práctica y convencer a la población para cambiar gradualmente a la técnica roza-tumba-tritura, y
aplicar en mayor medida los conocimientos de la agricultura orgánica.
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Introducción
La caseta de monitoreo atmosférico de la ciudad de Morelia se localiza en la azotea del inmueble
de Palacio Municipal (Figura, 1), desde mayo 2015 mide en forma automática los contaminantes:
Monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NO, NO2, NOX), ozono (O3), partículas de
polvo ≤ a 2.5 micras (PM2.5), los parámetros meteorológicos de temperatura, humedad relativa,
velocidad-dirección del viento, radiación, precipitación pluvial y presión atmosférica.
Figura 1. Caseta de monitoreo atmosférico de Morelia, ubicada en Palacio Municipal en el centro de la
ciudad. Imagen capturada el 10 de enero del 2017 a las 13:00hrs. Armando Correa García.
Estos equipos de monitoreo, succionan y cuantifican cerca de un litro de una muestra de aire del
medio ambiente cada minuto; al minuto 59, se determina un promedio horario de cada uno de los
contaminantes gaseosos, partículas de polvo y parámetros meteorológicos citados previamente;
con el fin de asegurar el ingreso de la muestra a cada equipo, la caseta de monitoreo tiene un
extractor de aire, que esta funcionando relativamente las 24 horas de los 365 días del año, en
donde el producto de 365*24 = 8,760 datos que debe colectar un equipo, en condiciones óptimas
de trabajo (Tabla,1) lo cual no sucede en la realidad, debido al efecto de diversos factores como
son los procesos de operación-mantenimiento y fallas de los aparatos entre otros por mencionar.
Tabla 1. Categorías de desempeño anual de un equipo de monitoreo atmosférico. Fuente: (INE, S/F).
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Objetivo general
Este trabajo tiene como objetivo principal describir y cuantificar el cumplimiento de las normas
oficiales mexicanas en materia de salud ambiental, para la ciudad de Morelia del año 2016. Esto
es con la finalidad de contribuir en el diseño de Políticas de Protección al Medio Ambiente.
Metodología
Un primer paso para realizar este trabajo, fue la validación de los datos utilizando como guía la
metodología señalada en (Márquez-Estrada et al., 2006), luego se determinó la estadística
descriptiva de los contaminantes, así como los lineamientos para la evaluación del cumplimiento
de los valores permisibles, según las normas oficiales mexicanas en salud ambiental del
monóxido de carbono (CO), dióxido de nitrógeno (NO2), ozono (O3) y partículas de polvo ≤ a 2.5
micras (PM2.5). En seguida, se propusieron modelos de regresión no lineal para identificar los
factores que propiciaron la infracción a la norma de los contaminantes criterios antes citados, así
como el diagnóstico del 2008 al 2016.
Por otra parte, conviene señalar que el Índice Oficial de Contaminación del Aire en México,
denominado Índice Metropolitano de Calidad del Aire (IMECA) queda sin efecto, debido a la
actualización del SINAICA, pero se sigue empleando las categorías y descripciones señaladas en
la Tabla, 2. Hoy en día, se denomina Índice de Calidad del Aire (ICA) y utiliza como referencia
los intervalos indicados en unidades universalmente aceptadas en ppm y µg/m3 (Tabla, 3).
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Tabla 2. Intervalos, categorías e interpretación del Índice Metropolitano de la Calidad del Aire (IMECA)
utilizado en México. Fuente Gaceta Oficial del Distrito Federal (GODF, 2006). En desuso desde
noviembre 2016.
Tabla 3. Algoritmo de conversión de concentraciones en partes por millón (ppm) y microgramos metro
cúbico µg/m3 a puntaje IMECA para cada uno de los contaminantes normados en México. Nota: IMECA
en desuso: Fuente Gaceta Oficial del Distrito Federal (GODF, 2006).
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Resultados y discusión
El desempeño de los equipos de la caseta de monitoreo atmosférico en el año 2015 fue suficiente
con un porcentaje del 51% al 81%, mientras que para el 2016 el porcentaje de muestreo oscilo
entre 67% y 96%. El mayor y menor muestreo fue para las PM2.5 con 96% y 67% para O3.
Actualmente, no se mide dióxido de azufre (SO2) ni partículas ≤ a PM10 (Tabla, 4). Tabla 4. Resumen estadístico de los datos colectados en la caseta de monitoreo atmosférico de la Ciudad
de Morelia. Año 2015/2016.
No obstante que la información obtenida para el caso de O3 en los dos años, PM2.5 en 2015 y NO2
en 2016 podrían ser insuficiente, por no cubrir el 75% de suficiencia por año, según los criterios
del Instituto Nacional de Ecología (INE, S/F) (Tabla 1), los datos colectados cumplen con el
requisito de suficiencia de información diaria del 75%. Por otra parte, los valores registrados en
este año para el monóxido de carbono (CO) y dióxido de nitrógeno (NO2) caen por debajo de la
normatividad vigente; en cambio, el O3 representa el 5% del 67% del muestreo total, donde las
concentraciones horarias se acercan o rebasan la norma establecida de 0.095ppm como promedio
de 1 hora., (Tabla 5). Esta proporción del 5%, fue mayor en términos relativos al 4% observado
en el año 2015, pero con un muestreo mayor que el obtenido en el 2016.
Igualmente, las partículas PM2.5 representan el 50% del 96% del muestreo total, donde las
concentraciones horarias se acercan o superan la norma establecida de 45µg/m3 como promedio
de 24 hrs. Esta razón del 50%, fue mayor en términos relativos al 24% observado en el año 2015,
pero con un muestreo menor que el conseguido en 2016.
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Tabla 5. Resumen del cumplimiento de las Normas Oficiales Mexicanas en Salud Ambiental, según la
información colectada en la caseta de monitoreo atmosférico del centro de Morelia. Año 2016.
En el 2016 la norma oficial del promedio horario de 0.095pp para O3 fue rebasada en dos días de
mayo y 1 día octubre (Tabla, 5); sin embargo, los eventos de mayo se dieron en condiciones
extraordinarias de valores inesperados en la noche-madrugada (Figura, 2AB); en cambio, para el
mes de octubre el criterio oficial de O3 se rebasó en ausencia de valores atípicos durante el
régimen nocturno (Figura, 2C).
Igualmente, la norma del promedio móvil de 8 horas del mismo O3 quedó fuera del limite
señalado (Tabla, 5); sin embargo, este dato debe tomarse con cierta reserva, debido a que este
promedio, altera significativamente los valores originales del conjunto de datos, teniendo como
consecuencia una sobreestimación de las concentraciones de O3.
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Gráfica (A) lunes 02 de Mayo Gráfica (B) martes 03 de Mayo
Gráfica (C) lunes 17 de Octubre
Figura 2. Días que se rebasó la norma de ozono en el año 2016. Caseta de monitoreo atmosférico ubicada
en palacio municipal de la ciudad de Morelia.
La evaluación de la semana del 01 al 05 de mayo 2016, mostró que los cambios observados del
ozono en los primeros días de mayo, se debieron al efecto combinado del descenso de los óxidos
de nitrógeno, incremento de la temperatura y radiación solar en 91% con coeficiente de
correlación aceptable R = 0.95. No obstante que el modelo, se aproxima bien a los valores de O3
observado, el modelo no alcanza a explicar las concentraciones por arriba de 0.100ppm (Figura,
3A). El segundo modelo, confirma la influencia de los óxidos de nitrógeno, la radiación solar y
monóxido de carbono, sobre las variaciones del O3 en 93% con factor de correlación R = 0.97;
incluso, la recta de ajuste es más estrecha y logra aproximarse bien con los valores observados de
O3 (Figura, 3B).
Otro factor, que influyó necesariamente sobre el exceso del valor permisible a la norma de O3,
fue la propia modificación a la misma que pasó de 0.11ppm a 0.095ppm en agosto del año 2014
(Tabla, 5). Teniendo como consecuencia, un aumento en la probabilidad de que este valor vigente
de O3 sea superado con más frecuencia en la ciudad de Morelia; suponga el lector que la norma
no es derogada, entonces para el año 2016 la capital del estado de Michoacán habría exentado el
criterio oficial anterior de 0.11 ppm (Figura, 2).
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Gráfica (A) Gráfica (B)
Figura 3. Modelos de regresión no linear, que explican los cambios de las concentraciones de O3 en la
ciudad de Morelia.
Con relación al régimen noche-madrugada mencionado previamente (Figura, 1AB); el ozono
superficial es un contaminante secundario de origen fotoquímico, que se forma por la reacción
entre óxidos de nitrógeno (NOX) e hidrocarburos, en presencia de radiación solar (Finlayson-Pitts
& Pitts, 2000). La producción fotoquímica de ozono en la troposfera se basa en el ciclo natural de
la fotolisis del NO2, que incluye al monóxido de nitrógeno (NO), dióxido de nitrógeno (NO2) y
ozono (Guerra & Crespillo 2003; Figueruelo & Dávila 2004; Finlayson-Pitts & Pitts 2000), este
ciclo se resume en las siguientes expresiones:
NO2 + hλ → NO + O (3P); (λ < 420nm) (1)
O (3P) + O2 + M → O3 + M; [M = (O2, N2)] (2)
NO + O3 → NO2 + O2 (3)
M: es el cuerpo que absorbe la energía resultante del enlace químico O (3P) e indica que el átomo
de oxígeno se halla en su estado base. Las ecuaciones anteriores no pueden explicar por sí solas
la producción fotoquímica de ozono en la troposfera puesto que el NO y O3 se forman y se
destruyen sin que tenga lugar producción neta de ninguno de ellos. La producción fotoquímica de
ozono se produce cuando el NO es oxidado a NO2 sin intervención del O3 (Ec. 3). Tal oxidación
la producen radicales libres, cuya presencia se deriva fundamentalmente de la participación de
hidrocarburos en la química atmosférica. En la troposfera libre, la formación fotoquímica de
ozono se debe principalmente a la oxidación del CO y CH4 por radicales en presencia de NO y
luz solar de onda corta (para λ < 420nm) (Guerra et al., 2003):
CO + OH + O2 → HO2 + CO2 (4)
HO2 + NO → NO2 + OH (5)
NO2 + hλ → NO + O;(λ < 420nm) (6)
O + O2 + M → O3 + M; [M = (O2, N2)] (7)
− − − − − − − − − − − − − − − − − − − − −−
CO + 2O2 → O3 + CO2 (8)
14
Similarmente la oxidación de CH4 también lleva a la producción de O3 cuando la concentración
de NO es alta (Guerra et al., 2003):
CH4 + OH + O2 → CH3O2 + H2O (9)
CH3O2 + NO → CH3O + NO2 (10)
CH3O + O2 → CH2O + HO2 (11)
HO2 + NO → OH + NO2 (12)
NO2 + hλ → NO + O (×2)(λ < 420nm) (13)
O + O2 + M → O3 + M (×2) (14)
− − − − − − − − − − − − − − − − − − − − −−
CH4 + 4O2 → CH2O + H2O + 2O3 (15)
Estas reacciones químicas, son las que predominan en la formación de ozono durante el día, por
la presencia de la radiación solar y los NOX. En cambio, en el régimen de madrugada (00:00hrs a
06:00hrs), no hay producción de O3, debido a la ausencia de fotones solares. En tal caso, su
presencia en este régimen debería estar relacionada a una dinámica de transporte y destrucción de
O3, producido en el día a través de reacciones químicas con NOX y CO. Estos mecanismos,
dependen en gran medida de las condiciones meteorológicas locales.
Cuando el medio es pobre en NO, la oxidación de CO da lugar a la destrucción neta de O3, esta
destrucción viene dada por las siguientes ecuaciones (Guerra et al., 2003).
CO + OH + O2 → CO2 + HO2 (16)
HO2 + O3 → 2O2 + OH (17)
− − − − − − − − − − − − − − −
CO + O3 → CO2 + O2 (18)
Análogamente, cuando el medio tiene exceso de NO, la destrucción asociada con el NO se debe a
la Ec. (3). En donde el periodo de semireacción, que es el tiempo necesario para que la
concentración del NO, se reduzca a la mitad, es del orden del minuto para las mezclas de
composición inicial situadas en la gama de 10ppbv y del orden de la decena de segundos en la
gama de 100ppbv (Toupance, 1988). Por lo que se trata de una reacción muy rápida que puede
considerarse como instantánea a escala de medio ambiente.
En la reacción expresada por la Ec. (3) se produce una perfecta regulación de un reactivo por
otro: si existe O3 en exceso, el NO es totalmente oxidado a NO2 y queda un residuo de O3, si por
el contrario el NO esta presente en exceso, el O3 es totalmente consumido, se forma NO2 y queda
un resto de NO (Velásquez, 1997). De esta manera, la producción o pérdida de O3 depende del
nivel de las concentraciones de NO y CO.
15
Con base en estas referencias, los modelos propuestos podrían quedar bien respaldados (Figura,
3AB); sin embargo, los niveles de O3 observados en este régimen son con mucho más altos que
los reportados en la paz Bolivia por (Wilmer-Tapia y Marcos, 2011). Otros investigadores
mencionan que en la noche el O3 presenta una concentración de fondo (Márquez-Estrada et al.,
2006); pero los autores no dan un concepto de concentración de fondo, ni aportan una cantidad
especifica para este contaminante en la noche.
Por otra parte, la norma oficial mexicana del promedio diario de 45µg/m3 para las partículas ≤ a
2.5 micras (PM2.5) fue rebasada el 01 de enero 2016 con 51µg/m3; el 30 de abril con 49µg/m3; los
días 02, 03 y 04 de mayo con 53µg/m3, 68µg/m3 y 59µg/m3 (Figura, 4).
Gráfica (A) viernes 01 de enero Gráfica (B) sábado 30 de abril
Gráfica (C) lunes 02 al miércoles 04 de mayo
Figura 4. Días en que se rebasó la norma oficial mexicana del promedio diario de 45µg/m3 de las PM2.5 en
el año 2016, en la caseta de monitoreo atmosférico ubicada en palacio municipal de la ciudad de Morelia.
La incorporación de la serie de tiempo del 30 de diciembre al 02 de enero 2016, propone que los
cambios en los niveles de PM2.5 podrían atribuirse en 91% al efecto combinado del incremento
del NO2, CO, PM10 y el descenso de O3 con coeficiente de correlación R = .95 (Figura, 5).
16
Figura 5. Modelo de regresión no linear, que explican los cambios en las concentraciones de partículas
suspendidas ≤ a 2.5 µg/m3 de la ciudad de Morelia.
Las emisiones contaminantes en áreas urbanas producen partículas finas ≤ a 10 micras (PM10); en
particular, las originarias de la combustión vehicular contienen partículas magnéticas (Strzyszcz
et al., 2006; Petrovský and Ellwood, 1999), debido a impurezas de Fe en los combustibles
(Abdul-Razzaq and Gautam, 2001) y al desgaste de la carrocería (Maher et al, 2008).
Análogamente, las partículas magnéticas alojan en su estructura metales pesados como Pb, Zn,
Ba, Cd and Cr (Harrison and Jones, 1995; Maher et al., 2008; Muxworthy et al., 2003). Así la
concentración de minerales magnéticos refleja de manera indirecta el nivel de metales tóxicos
que se hallan en muestras ambientales como suelos y polvo urbano (Bityukova et al., 1999;
Magiera et al., 2006, Maher et al., 2008).
En Morelia Aguilar-Reyes et al., (2011) realizaron el muestreo de 98 puntos en un área
delimitada por el periférico, de acuerdo con el uso de suelo; residencial (24); equipamiento (16);
industrial (8); mixto (28); áreas verdes (6); reserva ecológica (5), y polvo urbano (11). Las
muestras de suelo forman los 8 cm de suelo superficial y fueron extraídas con cilindros de PVC
(polyvinyl-chloride) de 100 cm3. Los polvos urbanos se colectaron en un área de 1 m2 sobre el
asfalto; las muestras se secaron a la sombra, fueron tamizadas a malla de 2-mm y se tomaron
muestras discretas en cubos de plástico estándar de 11 cm3 apropiados para las mediciones
magnéticas.
En las muestras analizadas de polvo urbano se identificó magnetita asociada a S, Zn, Cr, Cu y Pb;
este tipo de agregados comenta Aguilar-Reyes et al., (2011) esta documentado en (Maher et al.,
2008; Moreno et al., 2003; Shilton et al., 2005) y la magnetita probablemente es el portador
magnético que esta presente en las muestras mas contaminadas de la ciudad de Morelia y tiene su
origen de la combustión vehicular. Un estudio reciente sobre exposición personal por partículas
en usuarios del transporte público en Morelia, reportó partículas de potasio (K), calcio (Ca), sodio
(Na) y aluminio (Al) las cuales tienen su origen de suelos, así como la presencia de hollín (carbón
negro) que es un derivado de la combustión del carbón, diesel, biocombustible y biomasa
(Gonce-Rangel, 2014).
17
Con base en estas referencias, el primer modelo podría ser correcto debido a que incluye varios
contaminantes de origen vehicular NO2, CO, y PM10 (Figura, 5). Sin embargo, los altos niveles
de PM2.5 alcanzados en la madrugada del 01 de enero, también podrían atribuirse a la quema de
leña, como fogatas que es una actividad tradicional por la víspera del año nuevo, que festejan los
residentes de Morelia; esta última descripción, es aceptable porque en la quema de especies
vegetales se ha reportado un incremento en la concentración de partículas (Nance et al., 1993).
El segundo modelo asume que las variaciones de las PM2.5, se deben en 81% al efecto combinado
del aumento del NO2, CO, SO2, dirección del viento, humedad relativa, descenso de O3,
velocidad del viento, temperatura y radiación solar con factor de correlación admisible R = 0.90
(Figura, 6).
Figura 6. Modelo de regresión no linear, que explica el cambio en las concentraciones de partículas
suspendidas ≤ 2.5 µg/m3 de la ciudad de Morelia.
Este modelo es poco más complejo, porque incluye variables del estado del tiempo y del clima,
por ejemplo la formación de pátinas se debe a que las partículas transportadas por el viento
causan depósitos en las fachadas de los monumentos; la mayoría de éstas, tienen origen
antropogénico; el microanálisis químico mostró evidencia de composición en S, Fe, crecimiento
de cianobacterias, líquenes y biota, lo cual se debe a la porosidad y precipitación de la ignimbrita
Alonso et al., (2007) explican que la calidad del aire por partículas totales suspendidas, podría
reflexionarse como el inicio de un problema en materia de preservación de edificios históricos.
Por otra parte, los incendios forestales son una fuente de emisión significativa de partículas a la
atmósfera (Lighty et al., 2000) porque son procesos de combustión, que consume los diferentes
estados, tamaños y tipo de flora que crece al aire libre en un área geográfica determinada. Como
resultado de esto, los contaminantes que se incorporan a la atmósfera son; monóxido de carbono,
óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y dióxido de azufre (Chow, 1995). Estas partículas, también
pueden trasladarse a grandes distancias, por ejemplo las altas concentraciones de polvo
observadas en verano de 1998, al oeste de los Estados Unidos se debieron a los incendios
forestales ocurridos en México (Husart et al., 2000).
18
Análogamente, el aumento de las partículas sólidas totales (PST) y PM10 observadas en la Zona
Metropolitana del Valle de México fue atribuido a la influencia de las emisiones de los incendios
forestales ocurridos en 1998 (Bravo et al., 2002). De esta forma, los valores altos de PM2.5
alcanzados al final de abril e inicios de mayo del 2016 podrían atribuirse también a la influencia
de las quemas agrícolas, incendios forestales, quema de basura, los cuales son muy comunes que
ocurran en esta época calurosa del año, en los alrededores de Morelia (Figura, 7).
Imagen (A) Marzo, 31 Imagen (B) Abril, 01
Imagen (C) Marzo, 28 Imagen (D) Abril, 04
Figura 7. Panorama de varios incendios y quemas agrícolas, acontecidas en los alrededores de la Ciudad
de Morelia. Año 2016. Imágenes Armando Correa García.
Por otra parte, y con excepción de los NOX, SO2 y temperatura, los otros contaminantes tienden a
descender; sin embargo, en los dos últimos años el promedio anual del ozono (O3) y partículas ≤
a 10 micras (PM10) tiende a subir (Tabla, 6); esta tendencia es parecida con el promedio mensual
de los mismos contaminantes; incluso, se puede observar el aumento generalizado del O3 en el
primer semestre de 2016, siendo mayo el mes más afectado al pasar del valor 0.031 ppm a 0.045
ppm de O3 con respecto del 2015 (Tabla, 7).
19
Tabla 6. Tendencia anual de los contaminantes atmosféricos y la variable temperatura, en unidades partes
por millón (ppm); en µg/m3 de partículas ≤ 10 (PM10) obtenidos en la caseta de monitoreo atmosférico del
centro de la Ciudad de Morelia. Periodo 2008/2016.
Tabla 7. Tendencia mensual de los contaminantes atmosféricos y temperatura, en unidades partes por
millón (ppm); en µg/m3 de partículas ≤ 10 (PM10) obtenidos en la caseta de monitoreo atmosférico del
centro de la Ciudad de Morelia. Periodo 2008/2016.
20
Tabla 7. Continúa… Tendencia mensual de los contaminantes atmosféricos y la variable temperatura, en
unidades partes por millón (ppm); en µg/m3 de partículas ≤ 10 (PM10) y grados centígrados (ºC) obtenidos
en la caseta de monitoreo atmosférico del centro de la Ciudad de Morelia. Periodo 2008/2016.
Este aumento podría atribuirse al efecto combinado del progresivo ascenso del parque vehicular
desde 1980 de 23,736 unidades, al menos hasta el año 2014 en 521,367 automotores ( INEGI,
2015) que transita en los alrededores de la caseta (Figura, 8), el uso de combustibles como
carbón, gas natural, aceites y gas licuado de petróleo LP para la calefacción de viviendas y
unidades habitacionales, así como de servicios públicos; hoteles, restaurantes, hospitales, cocinas,
etc., que se localizan en el centro de la ciudad, cerca del sitio de monitoreo.
21
Figura 8. Parque vehicular registrado en Morelia. Periodo 1980/2015. Fuente: INEGI, (2014/2016)
Note el lector, que el censo vehicular se redujo 13% al pasar de 521,367 a 453,258 automotores
en el 2015 (INEGI, 2016); este descenso, se combinó con la baja del NO2 y el aumento de O3 en
varios meses del año 2015 con respecto al 2014 (Figura, 8). Sin embargo, desde el punto de vista
del promedio anual, la tendencia ascendente de O3 y NO2 podría extenderse al menos hasta el año
2017, según los polinomios de orden n propuestos en este trabajo (Figura, 9).
Figura 9. Tendencia del promedio anual de O3 y NO2 en la ciudad de Morelia; proyección para el año
2017.
Por otra parte, el material particulado es de interés porque varios estudios confirman que pueden
inducir efectos adversos en la salud pública (Dockery & Pope III, 1994; Pope et al., 1995; Borja-
Aburto et al., 1997; Watson, 1997; EPA, 1996), mientras que los estudios toxicológicos muestran
que debido a la composición química y tamaño de las partículas ≤ a 10 micras (PM10); éstas
podrían ser inhaladas, penetrando en los pulmones ocasionando reacciones inflamatorias en el
22
sistema respiratorio (De Lora & Miro, 1978 en Mujica et al., 2002). Sin embargo, los estudios
sobre los efectos de la contaminación del aire realizados en Morelia, son todavía incipientes.
No obstante esta última descripción, se acepta que la contaminación del aire afecta la distribución
y abundancia de los líquenes (Gómez-Peralta, 2007), o bien que el aislamiento de bacterias
contenidas en el polvo precipitado del aire como Staphylococcus albus, podría considerarse un
problema de salud pública, debido a que esta bacteria esta asociada con enfermedades de la piel e
infecciones en la vías respiratorias (Sánchez-Yañez et al., 2007). La tabla 8 presenta los criterios
de evaluación de los contaminantes del aire, características, fuentes y efectos sobre la salud
pública; desde entonces, los criterios de evaluación descritos hace poco más de 25 años, se han
venido modificando (Tabla, 8) en comparación con los indicados hoy en día (Tabla, 5).
Tabla 8. Criterio de evaluación, características, fuentes y efectos sobre la salud de los principales
contaminantes atmosféricos. Fuente: Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología, (SEDUE, 1986, en
Correa-García, 2004).
Simbología mg = miligramos; ppm = partes por millón; µg/m3 = microgramos/m3
23
Tabla 8. Continúa… Criterio de evaluación, características, fuentes y efectos sobre la salud de los
principales contaminantes atmosféricos. Fuente: Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología, (SEDUE,
1986, en Correa-García, 2004)).
Simbología mg = miligramos; ppm = partes por millón; µg/m3 = microgramos/m3
Aún cuando los estudios sobre los efectos de la contaminación del aire realizados en Morelia, son
todavía incipientes; se necesita conocer, el censo de fallecimientos, nacimientos y los fenómenos
de migración, los cuales determinan el aumento o descenso de las poblaciones humanas. Por
ejemplo, un primer modelo de regresión linear, propone que la mortalidad por todas las causas en
Morelia aumenta conforme pasa el tiempo, y en ausencia de nacimientos con factor de relación R
= 0.96 p<0.0001 y un error estándar estimado de ±121 decesos (Figura, 10). Análogamente, el
segundo supone el ascenso de la mortandad en el tiempo, ausencia de nacimientos y al descenso
de la contaminación por O3 con coeficiente de correlación R = 0.94 p<0.39464 y error estándar
estimado de ±21 fallecimientos (Figura, 11).
En ambos modelos, los nacimientos y la contaminación por O3 no fueron significativos, lo cual
podría atribuirse a la nula relación de la mortandad en -0.27 principalmente con el O3 (Figura,
11). No obstante esta última descripción, la anexión de estas variables aportaron rectas de ajuste
muy estrechas, que indican una estimación adecuada con los valores de mortandad observados; el
aumento de la mortalidad por todas las causas, en relación al descenso del O3, sugiere que este
contaminante podría no participar en los fallecimientos, debido a que los niveles de O3 en áreas
urbanas tienen una incidencia imperceptible sobre la salud pública (Filleul et al., 2003); también
es un gas altamente oxidante, y es parcialmente eliminado en las vías respiratorias superiores
cuando es exhalado (Rosales-Castillo et al., 2001). En el caso de las partículas, algunos estudios,
reconocen la falta de un mecanismo biológico bien establecido, por el cual las partículas puedan
actuar sobre la mortalidad (Rosales Castillo et al., 2001)
24
Figura 10. Tendencia y estimación al periodo 2015/2016 de la mortalidad por todas las causas en la ciudad
de Morelia. Periodo 1994/2014.
Figura 11. Tendencia y estimación al periodo 2015/2016 de la mortalidad por todas las causas en la ciudad
de Morelia, asociado al promedio anual en ppm de O3. Periodo 2009/2016
25
Conclusiones
Del periodo 2008 al 2016, la contaminación del aire en la ciudad de Morelia tiende a bajar; sin
embargo, en los dos últimos años el ozono (O3) subió 17% en el 2016 con respecto del año 2015,
siendo mayo del 2016, el mes más afectado con un incremento de 45% en comparación con el
año anterior; la expectativa del promedio anual para el 2017 indica que el O3 continuará esta
tendencia por arriba de los 0.030ppm.
En el año 2016 el criterio oficial mexicano en salud ambiental para ozono (O3) y partículas de
polvo ≤ a 2.5 micras (PM2.5) fue rebasado en 3 y 5 días respectivamente en el centro de la ciudad
de Morelia; estos eventos, se presentaron al final e inicios de abril y mayo, en plena temporada de
calor.
El evento de O3 ocurrido en mayo, se debió al efecto combinado en los cambios de emisiones de
los óxidos de nitrógeno, la temperatura y radiación solar, mientras que octubre mostró el mismo
efecto de los óxidos de nitrógeno, además del monóxido de carbono; sin embargo, en ambos
casos la modificación a la norma de 0.11ppm a 0.095ppm fue un factor importante, que influyó
para que se rebasará con mas frecuencia el criterio oficial mexicano.
Los eventos de las partículas de polvo menores a 2.5 micras (PM2.5), sucedieron en la madrugada
al inicio del año nuevo 2016, el último día de abril e inicios del mes de mayo; el primero, podría
atribuirse a cambios en las emisiones de contaminantes de origen vehicular, y probablemente a la
emisión de contaminantes derivados de la quema de especies vegetales como fogatas, por motivo
de fiestas de fin de año que celebran los residentes de la capital del Estado de Michoacán.
El segundo evento en que se rebasó la norma de PM2.5, se debió al efecto combinado de cambios
en la emisión de gases contaminantes de origen vehicular, y de especies vegetales que transporta
el viento y deposita las partículas en el centro de la ciudad de Morelia; estas especies vegetales,
también podrían tener su origen en los incendios forestales y quemas agrícolas que se realizan en
esta época del año.
Del periodo 2008 al 2016, el monóxido de carbono (CO) y dióxido de nitrógeno (NO2) se
encuentran muy por debajo de los valores permitidos por sus respectivas normas.
Actualmente no se monitorea las partículas de polvo menores a 10 micras (PM10); sin embargo, la
información reciente señala un aumento en febrero de 55% en comparación con el año 2015, lo
cual tuvo como efecto la inversión de la tendencia decreciente a ascendente en 6%.
El actual aumento de las partículas de polvo menores o iguales a 10 y 2.5 micras (PM10/PM2.5),
podrían representar un riesgo en potencia para superar los valores permitidos por las respectivas
normas mexicanas; este riesgo, quizás tiene su mayor influencia en algunas fuentes fijas de
emisión de contaminantes que se localizan en los alrededores de esta área urbana; como son la
industria química y del papel, los incendios forestales y quemas agrícolas, que ocurren en la
periferia de la ciudad, con fines de preparación de las tierras de cultivo.
La contaminación del aire por O3 no mostró correlación con el incremento de la mortalidad por
todas las causas en la ciudad de Morelia.
26
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