¿Buenos Aires en Buenos Aires?

por , , para Ciencia Hoy el . Publicado en Número 31.

La falta de informacion sistemática sobre la calidad del aire de Buenos Aires impide saber, a ciencia cierta, cuán grave es la contaminación que lo afecta, pero mediciones realizadas a título experimental demuestran que es necesario ocuparse seriamente del asunto.

La contaminación del aire de la ciudad, causada sobre todo por los motores de vehículos, ya parece superar, en ciertos momentos y lugares, los umbrales del peligro.

El nombre de Santa María de los Buenos Aires, la pequeña aldea que fundaron en el siglo XVI los colonizadores españoles en la margen occidental del mar dulce - luego, entre otras cosas, cabeza del virreinato del Río de la Plata, del estado independiente que tomó de ella su denominación y de la nación que se llamó como el río -, ha hecho suponer que, en la entonces inmensidad vacía formada por los pastizales de la pampa y las aguas barrosas del estuario, la bondad del aire fue el rasgo natural que más cautivó la imaginación de los fundadores Sin embargo, los historiadores se inclinan por creer que la toponimia fundacional, que también incluía a la Santísima Trinidad, estaba más relacionada con el culto celestial, que para ellos venía primero, que con la apreciación meteorológica1

1PIÉNSASE QUE EL HOMBRE PUESTO AL PUERTO Y LA CIUDAD EN SU PRIMERA FUNDACIÓN SE PUDO INSPIRAR EN SANTA MARÍA DEL BUEN AIRE,PROTECTORA DE LOS NAVEGANTES, CUYA IMAGEN DE BULTO ESTABA EN LA CASA DE CONTRATACIÓN   DE SEVILLA,E EN SANTA MARÍA DE BONARIA, UNA ANTIGUA VIRGEN DEL S. XV VENERADA EN CERDEÑA, PERTENECIENTE DESDE EL S. XIV  A LA CORONA DE ARAGÓN. LO DE BUEN AIRE ALUDE A LOS VIENTOS FAVORABLES A LOS BARCOS DE VELA. LA SEGUNDA IMAGEN ERA DEL TIPO VIRGEN DE LA CANDELARIA, ES DECIR, ENTRE SUS ATRIBUTOS SE CONTABAN CANDELAS O VELAS, TAL DETALLE HA HECHO PENSAR QUE FUE ELEGIDA, DADO QUE LA CIUDAD SE FUNDÓ POR PRIMERA VEZ EL DÍA DE LA CANDELARÍA, EL 2 DE FEBRERO DE 1536. EN LA SEGUNDA FUNDACIÓN, EN 1580, ESE NOMBRE SE CONSERVÓ PARA EL PUERTO, MIENTRAS LA CIUDAD RECIBIO EL DE LA TRINIDAD, QUE CAYÓ GRADUALMENTE EN EL OLVIDO (NOTA DE LOS EDITORES)

1PIÉNSASE QUE EL HOMBRE PUESTO AL PUERTO Y LA CIUDAD EN SU PRIMERA FUNDACIÓN SE PUDO INSPIRAR EN SANTA MARÍA DEL BUEN AIRE,PROTECTORA DE LOS NAVEGANTES, CUYA IMAGEN DE BULTO ESTABA EN LA CASA DE CONTRATACIÓN DE SEVILLA,E EN SANTA MARÍA DE BONARIA, UNA ANTIGUA VIRGEN DEL S. XV VENERADA EN CERDEÑA, PERTENECIENTE DESDE EL S. XIV A LA CORONA DE ARAGÓN. LO DE BUEN AIRE ALUDE A LOS VIENTOS FAVORABLES A LOS BARCOS DE VELA. LA SEGUNDA IMAGEN ERA DEL TIPO VIRGEN DE LA CANDELARIA, ES DECIR, ENTRE SUS ATRIBUTOS SE CONTABAN CANDELAS O VELAS, TAL DETALLE HA HECHO PENSAR QUE FUE ELEGIDA, DADO QUE LA CIUDAD SE FUNDÓ POR PRIMERA VEZ EL DÍA DE LA CANDELARÍA, EL 2 DE FEBRERO DE 1536. EN LA SEGUNDA FUNDACIÓN, EN 1580, ESE NOMBRE SE CONSERVÓ PARA EL PUERTO, MIENTRAS LA CIUDAD RECIBIO EL DE LA TRINIDAD, QUE CAYÓ GRADUALMENTE EN EL OLVIDO (NOTA DE LOS EDITORES)

Es cierto que en su fantasía también se hallaban presentes los sueños de enriquecimiento, cuyos rastros se advierten en el nombre de un río, en verdad, tan poco argentino. A la larga, con la inexistente plata no sólo fluvialmente entronizada sino, también, en compensación, consagrada para siempre en la denominación nacional, y con la corte celeste - tal vez por su ubicuidad toponímica - olvidada en el nombre urbano, los buenos aires pasaron a designar definitivamente a la ciudad.

Y no sin razón, pues Buenos Aires es una ciudad emplazada en una gran planicie abierta, sin barreras a la circulación del aire, en la cual los vientos de cualquier cuadrante limpian fácilmente la atmósfera, o, para decirlo de modo más preciso, impiden la acumulación de contaminantes en el aire. Por otro lado, el clima se caracteriza por la alternancia de diferentes vientos, que cumplen esa función descontaminante. No cabe duda de que las condiciones naturales de Buenos Aires son, en este sentido, más favorables que las de otras ciudades americanas, como Santiago de Chile o México, cuya topografía y meteorología tienden a dificultar la limpieza de la atmósfera.

En estos tiempos, sin embargo, si se observa la ciudad desde un punto alejado, por ejemplo, volando en un avión o desde el río, se constata que, durante muchos días por año, está cubierta por una apreciable bruma no natural y quizá tóxica (Fig. 1), impresión que concuerda con la de quienes transitan por determinadas calles a ciertas horas, pues perciben la presencia de humos y gases provenientes, al parecer; de vehículos. ¿Debemos concluir que se han perdido los buenos aires? ¿O se trata de una impresión infundada? Si lo primero fuese cierto, ¿cuán grave es la situación?

Para contestar estas preguntas hace falta información sistemática sobre la calidad del aire de la ciudad, de la que no disponemos, pues, con la excepción de un estudio parcial publicado en 1974 (ver Lecturas sugeridas), no se han recogido datos que abarquen períodos prolongados. Sólo tenemos diversos indicios, de los que deducimos que, al presente, los buenos aires no parecen tan buenos; todo indica, más bien, que están muy lejos de ser los deseados.

Fig.1. La Contaminación atmosférica se percibe si se mira a Buenos Aires

Fig.1. La Contaminación atmosférica se percibe si se mira a Buenos Aires

Como se sabe, el fenómeno no es exclusivo del Plata. Desde hace años, en distintos países, se ha hecho necesario controlar la calidad del aire de ciudades densamente pobladas. Casos paradigmáticos fueron los de Londres y Los Angeles: en el primero, su famosa niebla se constituyó en el símbolo de la ciudad, y en el segundo, el smog era una preocupación cotidiana. Era apreciable la relación entre los días de niebla espesa y el aumento de los trastornos respiratorios de los londinenses. En todo el mundo la contaminación atmosférica produce una disminución del bienestar y la capacidad de los ciudadanos y, llegada a ciertos límites, desemboca en padecimientos, más o menos difundidos y graves, de las vías respiratorias. Además del sufrimiento de la gente, lleva a que disminuya la producción (lo cual, en términos económicos, es un costo - llamado técnicamente costo de oportunidad - que paga la sociedad) y ocasiona gastos de tratamiento médico, así como otros efectos económicos. Daña los objetos y materiales expuestos a la atmósfera urbana: los metales se corroen, las construcciones y los monumentos se deterioran, las telas y los papeles se arruinan irreversiblemente. Los gastos de mantenimiento, reparación y reposición que se suscitan son considerables.

Los contaminantes atmosféricos más importantes son gases: monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NO X, denominación genérica que designa al óxido nítrico -NO- y al dióxido de nitrógeno -N02-), dióxido de azufre (S02), ozono (O3) e hidrocarburos volátiles 2, También desempeñan un papel destacado los aerosoles (nombre que, en este contexto, se da a una suspensión de partículas en el aire), como los humos, que pueden contener substancias tóxicas del tipo del plomo.

2 El término hidrocarburos volátiles designa al conjunto de alcanos (C2H2n+2), alquenos (C2H2n) con n<7, benceno y tolueno. Las fuentes de estas substancias son los motores de explosión y, excepto el metano (CH4), no existen en la atmósfera limpia. Debido a las técnicas de análisis, sus concentraciones se expresan globalmente en partes por millón (ppm) de carbono.

Estos contaminantes provienen, en su mayoría, de la acción humana: dícese que son antropogénicos. Sus fuentes más importantes son el tránsito vehicular y las actividades industriales, especialmente las que usan combustibles fósiles para generar energía. En ambientes naturales con reducida presencia del hombre se registran niveles muy bajos de estas substancias (véase recuadro "¿Qué es una atmósfera limpia?").

¿QUÉ ES UNA ATMOSFERA LIMPIA?

Ciertas instituciones especializadas han establecido las concentraciones de varias substancias que, a su juicio, caracterizan una atmósfera prístina o limpia. Como se advierte en la tabla, contiene gases potencialmente perjudiciales para la salud pero en cantidades muy pequeñas.

CONCENTRACIÓN DE ALGUNOS GASES MINORITARIOS EN EL AIRE LIMPIO

GAS ppb
SO2 *1-10
CO *120
NO *0,01-0,05
NO2 *0,1-0,5
O3 *20-80
HNO3 *0,02-0,3
NH3 *1
Formaldehído *0,4

ppb: partes por millones en volumen, o mm3 del gas por m3 de aire; una ppb es la milésima parte de una ppm.

Las concentraciones de contaminantes halladas en los estudios que dieron lugar a este artículo superan los valores precedentes y no dan lugar a dudas sobre el estado del aire que respiramos. De ahí que se hable con frecuencia de la necesidad de implantar controles, un concepto que significa tres cosas: en una primera etapa, determinar la concentración de substancias nocivas en el aire, para conocer la calidad de este y estar alerta cuando se alcancen niveles críticos de uno o más contaminantes; en una segunda etapa, conocer las fuentes contaminantes que pueden ocasionar esos niveles de alarma, y, como tercer paso, determinar las acciones correctivas, para lo que se necesitan modelos predictivos adecuados. Se tiene un control completo de la contaminación atmosférica en un área cuando se realizan mediciones de la calidad del aire, se pueden identificar las fuentes que causan su deterioro y se llevan a cabo acciones para corregirlo.

Interesante es el caso del ozono, que resulta de una serie de complejas reacciones químicas a partir de óxidos de nitrógeno expuestos a la radiación solar ultravioleta: en presencia de hidrocarburos volátiles, produce otros compuestos oxidantes agresivos. La bruma tóxica o smog de Los Angeles contiene nitrato de peroxiacetilo, generado en los ciclos químicos que vinculan los óxidos de nitrógeno, la luz solar y los hidrocarburos volátiles con el ozono; se trata de un compuesto con fuerte poder oxidante, efecto lacrimógeno, muy irritativo para las mucosas y dañino para los animales y las plantas.

El ozono producido en la troposfera (primera capa de la atmósfera, ubicada entre la superficie de la Tierra y los 15 km de altura) permanece o es consumido allí y no llega a la estratosfera (región de la atmósfera situada encima de la troposfera), donde tiene lugar otro fenómeno: el ozono estratosférico, producto de la acción de la luz ultravioleta sobre el oxígeno, es descompuesto por efecto de esa misma radiación, de substancias químicas naturales y de contaminantes antropogénicos, como los compuestos clorofluorcarbonados, lo cual dio origen al conocido agujero de ozono (ver "Radiación ultravioleta y ozono atmosférico", CIENCIA HOY, 9:40-48,1990).

Es paradójico que haya carencia de ozono en la estratosfera y exceso en las capas bajas de la atmósfera:la contaminación causa ese efecto doblemente perjudicial, pues reduce su concentración donde es beneficioso y la aumenta donde no lo es. La figura 2 muestra una estimación de cómo varía la concentración relativa de ozono en función de la altura, y permite advertir las dos perturbaciones antropogénicas: la destrucción del ozono estratosférico por los compuestos clorofluorcarbonados y su generación en la troposfera por el uso de combustibles fósiles.

La agresividad de los contaminantes depende de su concentración en el aire, la que es función de la cantidad emitida por las fuentes y de la acumulación que permitan las condiciones climáticas locales o estacionales. A veces el efecto tiene lugar lejos de las fuentes: el del ozono superficial generalmente acontece con mayor intensidad a más de 50km de aquellas. Por ejemplo, el perjuicio que el ozono troposférico originado en las ciudades causa a la producción agrícola, que tiene lugar alejada de ellas, equivale a la disminución de entre 5% y 10% del rendimiento de algunos cultivos, como la soja y el trigo.

Una importante fuente de contaminantes es el automóvil. El mal funcionamiento de los motores de combustión interna - o motores de explosión - produce NOx, CO y aerosoles con partículas de hollín, constituidas por compuestos carbonosos que transportan el plomo originado en la acción del agente contra el pistoneo (antiknocking) habitualmente adicionado a las naftas (ver "Plomo en la atmósfera", CIENCIA HOY, 1:8, 1989). Los motores Diesel son emisores particularmente prolíficos de hollines.

Con excepción del CO, las emisiones anteriores irritan las vías respiratorias y afectan ante todo a personas que sufren de enfermedades relacionadas con ellas, por ejemplo, asma; sus consecuencias agresivas son mayores si son respiradas en ocasión de realizar actividad física enérgica, del tipo de la de los atletas. En Londres, el efecto de los aerosoles no es tan marcado hoy como lo fue hasta fines de la década de los sesenta, cuando la correlación entre niebla espesa e ingresos con cuadros respiratorios en hospitales era marcada. Sin embargo, se calcula que provoca actualmente unas 10.000 muertes por año en Gran Bretaña (y unas 60.000 en los Estados Unidos). Si bien es poco lo que se sabe sobre su acción en el organismo - y se han dado explicaciones diversas -, la opinión mayoritaria lo señala como la causa más importante del incremento de la mortalidad por contaminación del aire urbano.

Cuando las partículas mayores, más obvias por su tamaño, desaparecieron de los humos y nieblas londinenses, se advirtió que los aerosoles con partículas más pequeñas, que no se notan a simple vista, también constituyen un peligro para la salud. Se han realizado, en distintas ciudades, estudios que demuestran una correlación entre la cantidad de partículas en suspensión menores de 10 mm, y la mortalidad por causas respiratorias. La Environmental Protection Agency (EPA) de los Estados Unidos fijó el límite de tolerancia para esas partículas en 150 mg/m3.

En la actualidad, los países que controlan la calidad del aire realizan mediciones sistemáticas - que, en muchos casos. son continuas - de los contaminantes más importantes. Los controles se hacen en un conjunto de Sitios, de suerte que se pueda apreciar el estado de la atmósfera, en cierta área, a lo largo del tiempo y de ser necesario, tomar medidas sin demora.

En Buenos Aires no se realizan esos controles sistemáticos de la calidad del aire; hacerlo requeriría considerables recursos, si se apuntara a tener un panorama completo de la situación atmosférica, y seguramente, no habría suficiente personal con las capacidades técnica y científica necesarias para llevar a cabo la tarea. En 1992, el Instituto de Química Física de Materiales, Medio Ambiente y Energía (INQUIMAE), con el apoyo de la fundación Argentina Siglo Veintiuno, decidió que era importante realizar un primer estudio sistemático para apreciar el estado de contaminación del aire urbano. Por varias razones, sólo pudo encarar una iniciativa de tipo promocional, que ayudara a los porteños a tomar conciencia del flagelo. Así, inició una determinación continua de CO en una única estación ubicada en el microcentro. Desde entonces, el INQUIMAE ha complementado ese trabajo con otros, pero aún se está lejos de realizar un control riguroso de la calidad del aire de la ciudad. Los estudios adicionales consistieron en analizar; con métodos sencillos y de bajo costo, el aire en distintos sitios del conurbano para determinar sus contenidos de S02 y NOx, con el asesoramiento de las universidad de Estocolmo y la chilena de Concepción, que realizan rutinariamente ése tipo de análisis, y de las cuales se pudo adquirir rápidamente la capacidad de llevarlos a cabo independientemente.

La atmósfera limpia contiene una muy pequeña proporción de CO, del orden de una parte en diez millones (o 0,1 ppm, que equivale a 0,1 cm3 por m3). Si tiene más, el aire debe considerarse contaminado con esa substancia, la que a veces alcanza concentraciones de varias decenas de partes por millón; es decir; cientos de veces más que en una atmósfera limpia. La producción antropogénica de CO supera a la de todos los otros contaminantes, sin contar el dióxido de carbono (C02), que, en rigor; no es tal, aunque el crecimiento de su concentración en la atmósfera lleve a incrementar el llamado efecto invernadero. En áreas urbanas, el principal origen del CO son los motores de vehículos; a igualdad de otros factores, el nivel de este contaminante en la atmósfera constituye un buen índice del caudal de transito.

El CO que entra en los pulmones y, con la hemoglobina de los glóbulos rojos, forma carboxihemoglobina; bloquea así el transporte de oxígeno a los tejidos. Los efectos del CO sobre la salud provienen de la disminución de la capacidad de oxigenación de la sangre; según sea la cantidad de CO en el aire y el tiempo de exposición, puede producir dolor de cabeza, reducción temporaria de la capacidad mental, vómitos, coma y muerte (vèase recuadro "Trastornos biológicos producidos por la contaminación del aire"). Puesto que la formación de carboxihemoglobina se estabiliza luego de unas ocho horas de exposición a cierta concentración de CO, es importante el nivel promedio de contaminación en ocho horas.

TRASTORNOS BIOLOGICOS PRODUCIDOS POR LA CONTAMINACIÓN

Los efectos del aire contaminado de las ciudades sobre la salud resultan de la acción combinada de las distintas substancias nocivas que aquel pudiese contener. Se dispone de datos epidemiológicos que vinculan aumentos súbitos de la contaminación atmosférica con incrementos en la mortalidad y morbilidad de la población afectada. Los más dañados suelen ser los ancianos y quienes padecen de trastornos respiratorios o cardiovasculares. En lo que sigue se resumen los efectos tóxicos más importantes de los principales contaminantes químicos de la atmósfera.

MONÓXIDO DE CARBONO

La hemoglobina es la proteína de los glóbulos rojos que transporta el oxígeno (02) desde los pulmones a los tejidos. Cada molécula de hemoglobina posee cuatro grupos químicos denominados hemo, que son capaces de combinarse con sendas moléculas de 02. El monóxido de carbono (CO) también se combina con el hemo, y lo hace en el mismo sitio de su estructura química en el que se ubIca el 02, lo cual impide que ambos gases se unan simultáneamente al mismo hemo. Como resultado, cuando la concentración de CO en el aire aumenta, también lo hace el porcentaje de hemoglobina que, por tener sus hemos ocupados por CO, es incapaz de transportar 02. La afinidad de la hemoglobina por el CO es unas 220 veces mayor que por el 02, lo que convierte a ese gas en peligroso, aun en concentraciones muy bajas. Así, la presencia de 0,1% (1000 partes por millón) de CO en el aire resultaría en que aproximadamente la mitad de la hemoglobina se combinaría con CO, con la consiguiente reducción a la mitad de su capacidad de transportar oxigeno. Por el mismo motivo, 1% de CO en el aire produce efectos mortales en las personas en unos diez a veinte minutos. Tales valores tienen considerable importancia práctica, pues la concentración de CO en los gases de escape de un automóvil es del 7%, lo que explica el peligro de mantener el motor de un coche encendido en un ambiente pequeño y poco ventilado, como el típico garaje individual. El CO es inodoro e incoloro, es decir, de imposible detección antes de que se adviertan sus efectos.

La combinación del CO con el hemo no sólo impide la unión del 02 con este; reduce, también, la capacidad de los grupos hemo todavía disponibles de liberar el 02 unido a ellos; así disminuye adicionalmente la disponibilidad tisular de 02. Por tal razón, una persona anémica, con su hemoglobina reducida a la mitad, estará en mejores condiciones que otra cuyos niveles de hemoglobina sean normales pero con la mitad de ella bloqueada por CO, a pesar de que ambas tienen afectada del mismo modo su capacidad de transportar 02.

El CO también se vincula con la mioglobina y los citocormos, componentes celulares que participan en la respiración y que sufren un efecto tóxico del CO análogo, por sus mecanismos, al que actúa en la hemoglobina.

Los síntomas y signos de la intoxicación por CO son los típicos de la anoxia (o privación de oxígeno en las células). Según sea la intensidad de la anoxia, sus consecuencias pueden ser ligeras o muy graves, incluso producir la muerte. La magnitud de la intoxicación con CO depende de la concentración del gas en el aire y la duración de la exposición; es más seria en individuos anémicos y cuando los requerimientos de 02 son mayores (por ejemplo, al realizar esfuerzos físicos intensos: no hay que ponerse a correr en calles con mucho tráfico). En todos los casos, el tratamiento consiste en el suministro de suficiente oxígeno para desplazar al CO de su combinación con la hemoglobina, la mioglobina y los citocromos; en casos muy graves, el O2 se debe proporcionar a presión superior a la atmosférica, en recintos especiales llamados cámaras hiperbáricas.

Poco se sabe sobre los efectos tóxicos de la exposición prolongada a concentraciones bajas de CO, que serían frecuentes en circunstancias como las que trata este artículo. Se ha advertido que afecta el nivel de alerta del individuo, y que en embarazadas esa clase de intoxicación crónica puede ser peligrosa para el feto. En general, el ser humano dispone de mecanismos para compensar anoxias moderadas, los cuales, sin embargo, pierden su eficacia en ancianos y en personas con enfermedades cardiovasculares o pulmonares, quienes, por lo tanto, son más susceptibles a la intoxicación.

DIÓXIDO DE AZUFRE

La consecuencia principal de su inhalación es la constricción de los bronquios, con las consiguientes dificultades para la respiración. Los asmáticos son más sensibles a este efecto, pues en ellos la broncoconstricción puede ocurrir con concentraciones mucho menores del gas. La información epidemiológica disponible indica que se produce un aumento de la morbilidad y mortalidad por enfermedades pulmonares cuando tienen lugar incrementos transitorios de la concentración atmosférica de dióxido de azufre y de partículas.

OZONO

El principal efecto del ozono es una irritación pulmonar que conduce a dificultades respiratorias. La exposición crónica a concentraciones de este gas superiores a las admisibles produce bronquitis, enfisema y fibrosis pulmonar.

DIÓXIDO DE NITRÓGENO

Produce alteraciones pulmonares similares a las que genera el ozono.

CIENCIA HOY Según Goodman & Gilman, 1990, The Pharmacological Basis of Therapeutics, Pergamon

FIG. 3. CONTAMINACIÓN DEL AIRE POR MONÓXIDO DE CARBONO (CO). REGISTROS TOMADOS EN TALCAHUANO 369 EL 30 OCTUBRE DE 1994, DE LAS 13 A LAS 14, A RAZÓN DE UNA LECTURA CADA MEDIO MINUTO.PROMEDIO: 20,8 PARTES POR MILLÓN (PPM).

FIG. 3. CONTAMINACIÓN DEL AIRE POR MONÓXIDO DE CARBONO (CO). REGISTROS TOMADOS EN TALCAHUANO 369 EL 30 OCTUBRE DE 1994, DE LAS 13 A LAS 14, A RAZÓN DE UNA LECTURA CADA MEDIO MINUTO.PROMEDIO: 20,8 PARTES POR MILLÓN (PPM).

Las mediciones porteñas se realizaron, entre abril y diciembre de 1992, en la cuadra del 300 de la calle Maipú, y entre diciembre de 1992 y el presente, en la del 400 de Talcahuano. Se tomó el aire a 80 cm del suelo. La primera estación estaba entonces en zona vedada, los días laborales de 10 a 19, al tránsito de vehículos particulares. No hay semáforo al final de la cuadra en que se hicieron las mediciones, factor de gran influencia, pues la marcha lenta o los vehículos detenidos favorecen la acumulación de gases de escape.

La segunda ubicación corresponde a una cuadra con edificación alta, en la que la calle y la vereda son angostas, y con tránsito intenso de autos particulares, taxis y transporte público. En este caso hay un semáforo al final de la cuadra.

FIG. 4. CONTAMINACIÓN DEL AIRE POR MOMÓXIDO DE CARBONO (CO). VALORES MEDIOS HORARIOS REGISTRADOS EN TALCAHUANO 369 EL 30DE NOVIEMBRE DE 1994.

FIG. 4. CONTAMINACIÓN DEL AIRE POR MOMÓXIDO DE CARBONO (CO). VALORES MEDIOS HORARIOS REGISTRADOS EN TALCAHUANO 369 EL 30DE NOVIEMBRE DE 1994.

Las figuras 3,4 y 5 muestran la concentración de CO en tres lapsos diferentes; en la primera, que registra un dato tomado cada medio minuto durante una hora, se advierten las rápidas oscilaciones de la concentración de CO, con alarmantes picos cercanos a las 40ppm, que los vientos o corrientes locales hacen disminuir rápidamente; en la figura 4, que presenta la variación a lo largo de un día de los valores promedio horarios, la concentración de CO acompaña los cambios de densidad del tránsito a lo largo de las horas, y en la figura 5, que describe lo ocurrido durante una semana, se advierte que cada noche disminuye la contaminación, para retornar con el nuevo día y alcanzar o, frecuentemente, sobrepasar los niveles peligrosos en las horas pico de las jornadas laborales. Si sopla viento, no se alcanzan altos niveles de CO, y las más altas concentraciones promedio en ocho horas se producen en días húmedos y calmos.

FIG. 5. CONTAMINACIÓN DEL AIRE POR MONÓXIDO DE CARBONO (CO) VALORES MEDIOS HORARIOS REGISTRADOS EN  (A)TALCAHUANO AL TRESCIENTOS DEL 4 AL 10 DE NOVIEMBRE DE 1994

FIG. 5. CONTAMINACIÓN DEL AIRE POR MONÓXIDO DE CARBONO (CO) VALORES MEDIOS HORARIOS REGISTRADOS EN (A)TALCAHUANO AL TRESCIENTOS DEL 4 AL 10 DE NOVIEMBRE DE 1994

Comparando los resultados de las mediciones realizadas en los dos sitios, se constató que, si bien los picos máximos tuvieron una intensidad similar; los promedios fueron consistentemente más altos en el que tiene mayor intensidad de tránsito, donde a menudo se superaba un primer limite de alarma (9ppm como promedio de ocho horas). A menudo los picos se producían los viernes y sábados por la noche, cuando había gran afluencia de vehículos particulares, debida, seguramente, a la proximidad de cines y teatros.

Un episodio que vale la pena señalar es un incremento del CO atmosférico (que llegó a 1 8ppm como promedio de ocho horas) cuando se produjo una interrupción del tránsito en una avenida cercana y su desvío por la calle en que estaba emplazado el instrumento de registro. Ello, naturalmente, era de esperar y coincide con la experiencia de ciudades en las que se realiza un control ambiental completo.

FIG. 5. CONTAMINACIÓN DEL AIRE POR MONÓXIDO DE CARBONO (CO) VALORES MEDIOS HORARIOS REGISTRADOS EN (B) MAIPÚ AL CUATRCIENTOS DEL 15 AL 21 DE MAYO DE 1992.

FIG. 5. CONTAMINACIÓN DEL AIRE POR MONÓXIDO DE CARBONO (CO) VALORES MEDIOS HORARIOS REGISTRADOS EN (B) MAIPÚ AL CUATRCIENTOS DEL 15 AL 21 DE MAYO DE 1992.

Por sus efectos sobre la salud y sobre ciertos objetos o materiales, así como por su incidencia en la química atmosférica, los óxidos de nitrógeno (NOx) y de azufre (S02) se encuentran entre los contaminantes más importantes de las ciudades modernas, en muchas de las cuales se determina periódicamente su concentración en el aire; ello no sólo permite conocer el nivel de contaminación sino, también, identificar las fuentes responsables de causarla y establecer una política de prevención que indique cómo actuar cuando llegan a niveles críticos. Con la excepción señalada antes, no hay datos sobre la contaminación por estos óxidos en Buenos Aires: los estudios que relata este artículo proporcionaron los primeros índices, obtenidos por el método de tubos pasivos de muestreo o tubos de difusión, que - por su simplicidad y bajo costo permite cubrir en forma simultánea amplias áreas geográficas (ver recuadro "Métodos para medir la contaminación atmosférica"). Los valores a que se llegó no son alarmantes, pero tampoco bajos.

MÉTODOS PARA MEDIR LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Las mediciones del contenido de monóxido de carbono en el aire que se comentan en esta nota se realizaron utilizando un aparato de detección infrarroja no dispersiva que toma datos en forma continua y los transmite, para su registro, a una PC (Fíg. I); el instrumento se puede comprar a un proveedor comercial y su empleo ha sido adoptado por la EPA como referencia para mediciones menores que 50ppm. La calibración inicial del instrumento y sus recalibraciones periódicas, para ajustarlo a las normas EPA, se llevaron a cabo con patrones preparados en el INQUIMAE diluyendo CO y N2 de alta pureza.

FIG.I  ESQUEMA DEL APARATO PARA TOMAR MEDICIONES CONTNUAS DEL CO ATMÓSERICO. (A)COMPUTADORA PERSONAL PARA EL REGISTRO.  (B)APARATO DE MEDICIÓN. (C)TUBOS PARA CALIBRACION.

FIG.I ESQUEMA DEL APARATO PARA TOMAR MEDICIONES CONTNUAS DEL CO ATMÓSERICO. (A)COMPUTADORA PERSONAL PARA EL REGISTRO. (B)APARATO DE MEDICIÓN. (C)TUBOS PARA CALIBRACION.

Los tubos de difusión utilizados para tomar muestras de óxidos de nitrógeno y de dióxido de azufre consisten, en esencia, en un cilindro que tiene un extremo abierto a la atmósfera y, en el otro, una solución capaz de absorber el contaminante cuya concentración se desea determinar (Fig. II).

FIG.II   ESQUEMA DE TUBO DE DIFUSION

FIG.II ESQUEMA DE TUBO DE DIFUSION

Los gases se difunden en el tubo y alcanzan el absorbente. Conociendo los coeficientes de difusión de los contaminantes y aplicando la primera ley de Fick, se obtiene una relación lineal entre la concentración media de aquellos en la atmósfera y la cantidad absorbida en un tiempo de exposición conocido. La técnica es simple, eficiente, de bajo costo, de rápida preparación y usa un dispositivo de fácil transporte. Tomar las muestras no requiere energía externa ni mantenimiento, y se puede instalar un gran número de tubos pasivos, con una sencilla protección del viento, de las lluvias y del sol, en una amplia área geográfica, lo que permite obtener un mapa de la distribución de NOx y S02. Las medidas que se obtienen necesariamente se refieren a períodos que se extienden entre algunas horas y varias semanas.

Si bien la actividad microbiológica del suelo libera pequeñas cantidades de NOx a la atmósfera, su presencia en las ciudades proviene de los combustibles fósiles, principalmente los utilizados en motores. Existen dos reacciones principales por las que el NO, oxidándose, se transforma en N02; una es con ozono, de la que resultan oxígeno y N02; la otra es con radicales peróxido, que se producen a partir de los hidrocarburos presentes en la atmósfera, por efecto de la luz ultravioleta. La acción de la luz da lugar al efecto inverso: disocia el N02, con lo que regenera el NO y el ozono (cuando se igualan la formación y destrucción del NO2, se alcanza un estado fotoestacionario). Hay otro proceso, no reversible, de remoción del NO2 durante el día por reacción con radicales hidnoxilo, para formar ácido nítrico (HNO3) que es luego lavado por la lluvia (véase "Lluvia ácida", CIENCIA HOY, 9:34-39,1990). El NO2 irrita las vías respiratorias; la Organización Mundial de la Salud recomendó, en 1987, que el promedio de este gas en una hora no excediese las 0,2 1 ppm, y que el de veinticuatro horas fuese menor de 0,08ppm.

Las fuentes de S02 son también los combustibles fósiles, pero no los quemados en motores cerrados sino al aire, en usinas de generación eléctrica, fábricas o casas que utilizan hogares abiertos de carbón para su calefacción (situación, esta. casi inexistente en Buenos Aires). La reacción más importante del S02 en su fase gaseosa es su combinación con radicales hidroxilo para formar ácido sulfúrico (H2504). El dióxido de azufre es unas setenta veces más soluble en agua que el C02, por lo que es absorbido en el tracto respiratorio y produce broncoconstricción.

El INQUIMAE realizó dos campañas de medición de NOx y S02, una en otoño-invierno y otra en primavera, en diecinueve estaciones de muestreo en la capital, una en Avellaneda y otra en Valentín Alsina. Los resultados arrojaron valores entre 0,027ppm y 0,047ppm para el primer gas, y entre 0,002ppm y 0,008ppm para el segundo (Fig. 6). Para ambos, los registros más elevados corresponden al microcentro, pero están por debajo de los límites máximos establecidos por las normas de la EPA (0,053ppm y 0,030ppm respectivamente). No se advirtieron variaciones estacionales significativas. Téngase en cuenta que los tubos pasivos sólo dan valores promedio de contaminantes a lo largo del período de su exposición, que fue de entre treinta y cuarenta días. Los resultados obtenidos, pues, disimulan la presencia de picos de contaminación.

Fig.6 CONCENTRACIONES MEDIAS DE NOX (NEGRO) Y S0 2 (VERDE) EN LA ATMÓSFERA, EN DIECINUEVE ESTACIONES DE MUESTREO EN LA CAPITAL, UNA EN AVELLANEDA Y OTRA EN VALENTÍN ALSINA, MEDIDAS ENTRE EL 25 DE MAYO Y EL 13 DE JULIO DE 1994.

Fig.6 CONCENTRACIONES MEDIAS DE NOX (NEGRO) Y S0 2 (VERDE) EN LA ATMÓSFERA, EN DIECINUEVE ESTACIONES DE MUESTREO EN LA CAPITAL, UNA EN AVELLANEDA Y OTRA EN VALENTÍN ALSINA, MEDIDAS ENTRE EL 25 DE MAYO Y EL 13 DE JULIO DE 1994.

También se han recogido datos, en el microcentro, sobre aerosoles. Las licenciadas V Tafuri (del Servicio Meteorológico Nacional) y R. Plá (de la Comisión Nacional de Energía Atómica), pesando filtros por los que hicieron circular aire durante diez horas, determinaron la cantidad de partículas (sin separarlas por tamaño) que se encuentran en suspensión en el aire. En tres semanas - una en otoño, otra en invierno y la tercera en primavera - midieron valores de entre 35mg/m3 y 70mg/m3, que en dos ocasiones alcanzaron los 160mg/m3. Los valores constatados en las grandes ciudades de Gran Bretaña resultan cercanos a 30mg/m3, y el límite establecido por la EPA es de 150mg/m3.

Los resultados de los análisis comentados no describen con exactitud la contaminación que padece la ciudad, pero dejan en claro que no seria prudente descuidar los controles. En el 30% de los días, y en el 40% de los laborables, el nivel promedio de CO, medido a lo largo de ocho horas, Superó los límites aconsejados por la EPA. En otras palabras, en dos días de cada semana, hay en el aire del microcentro más monóxido de carbono que el admisible. En el 15% de las pocas muestras recogidas, los aerosoles resultaron más abundantes que lo aceptable. Y los tubos pasivos mostraron que, en varios puntos de la ciudad, los NOx están peligrosamente cerca de lo máximo tolerable. A la luz de estas conclusiones someras, se deduce que ya es tiempo de implantar un control efectivo y continuo, como existe en otras grandes ciudades, de los parámetros químicos de la calidad del aire urbano.

Los datos proporcionados por un buen control permitirían tomar, sobre bases firmes, medidas orientadas a disminuir la contaminación del aire, aplicadas principalmente a los vehículos automotores. Eliminar el plomo del combustible y lograr que la combustión de los motores sea lo más perfecta posible son disposición de probada efectividad para disminuir la emisión de contaminantes. Un exitoso ejemplo de medidas de este tipo fue la eliminación de los incineradores domiciliarios de residuos, que contribuyó sin duda a disminución del contenido de partículas en suspensión.

En un futuro más lejano, es posible que haya que considerar soluciones de más compleja ejecución, como el uso de formas inusuales de energía para la propulsión vehícular - por ejemplo, la electricidad -, o, según lo proponen algunos estudios, dotar a los motores Diesel de catalizadores que purifiquenl os gases de escape, o modificar con aditivos los combustible, para provocar una significativa disminución de aerosoles carbonosos, óxidos de nitrógeno y CO.

HUMOR

HUMOR

En una palabra, sí se quisiera evaluar globalmente la calidad del aire de Buenos Aires, convendría consignar ante todo, que la ciudad - en especial su tránsito automotor constituye una enorme fuente de contaminación de la atmósfera. Sólo el favorable emplazamiento geográfico y los vientos que predominan evitan la situación muy crítica que sobrevendría en pocos días si se acumularan los desechos. También debe señalarse que el monóxido de carbono que se registra en el área céntrica durante la jornada laboral, cuyo nivel promedio casi invariable oscila alrededor de las 9ppm, expone en forma continua al transeúnte, así como a quien ocupe locales abiertos a la calle, a los peligros de un aire contaminado en grado alarmante, con las esperables consecuencias para su bienestar; su salud y su rendimiento en el trabajo.

El agujero de la capa de ozono de la alta atmósfera hace pensar que la emisión de contaminantes, aun de los que se creían más inocuos, puede tener consecuencias insospechadas en algún lugar del planeta. Al presente no estamos en condiciones de precisar los alcances de la contaminación atmosférica originada en Buenos Aires, pero no podemos dudar de que habría que disminuirla, para lo que hay diversas medidas que se pueden tomar; empezando por conocer y controlar los parámetros químicos que se discutieron en este artículo.

NUEVOS INSTRUMENTOS PARA ESTUDIAR LA QUÍMICA ATMOSFÉRICA

Las mediciones de los diferentes parámetros químicos y fisicoquímicos de la atmósfera en los lugares de control se solían realizar. por lo general, con un conjunto de instrumentos autónomos, es decir, cada uno específicamente dedicado a determinado parámetro; a ellos se agregaba una pequeña estación meteorológica, para medir las características físicas locales de la atmósfera, o parámetros micrometeorológicos. Los equipos utilizados para establecer parámetros químicos constaban de bombas dosificadoras de precisión que determinaban el volumen del aire analizado, a las cuales estaba acoplado el instrumento que medía alguna propiedad fisicoquímica del contaminante en cuestión. El proceso requería, en algunos casos (como los NOx o hidrocarburos volátiles), que se procesara químicamente la muestra, cosa que realizaba el propio instrumento.

La tendencia más actualizada de la química atmosférica, sin embargo, es emplear técnicas - generalmente de tipo óptico - capaces de determinar simultáneamente y en forma continua varios parámetros químicos. Dado que las moléculas de cada substancia tienen características espectrales distintivas, análogas a una impresión digital, la espectroscopia óptica es, en principio, capaz de distinguir y cuantificar los diversos componentes de la atmósfera, incluso los contaminantes. Utiliza métodos que hacen uso de la absorción, emisión o dispersión de la luz en diferentes zonas del espectro electromagnético, tanto infrarroja como visible y ultravioleta. Las inferencias espectrales se valen de refinados procesamientos electrónicos, los que pueden distinguir las señales de los contaminantes en estudio de las demás, sean de componentes naturales de la atmósfera o de otros contaminantes.

Existen dos técnicas de medición a distancia (o sensada remoto) que utilizan espectroscopia óptica; si bien no son aún corrientes y tienen alto costo, resultan irreemplazables para realizar ese tipo de medición rápidamente. Comentaremos en forma breve cada una y luego señalaremos otra que no opera a distancia:

LIDAR

(Light Detection and Ranging): basada en el mismo principio del radar, consiste en dirigir un haz de luz láser - con una longitud de onda correspondiente. por lo general, a la franja visible o ultravioleta - al aire que contendría las moléculas cuya presencia y cantidades se desea determinar. Se mide la radiación que disperse la substancia buscada, la cual está relacionada con su concentración en el aire. Se trabaja en condición de resonancia, o sea, en aquella en que la luz del láser es absorbida por dicha substancia, El láser de excitación emite pulsos de pocos nanosegundos (o mil millonésimas partes de un segundo) y se mide el tiempo entre la salida del pulso y la llegada de la señal dispersada, el que permite conocer la concentración del compuesto dispersante a diferentes alturas. Pero es necesario tener en cuenta la capacidad de dispersar la luz que tienen distintas zonas de la atmósfera, variable de acuerdo con las propiedades físicas locales de esta (así, la dispersión que produce una nube es diferente de la producida por el aire sin nubes). La atmósfera origina un fondo de dispersión que nada tiene que ver con la señal de la especie química que se desea analizar; su presencia es particularmente importante si se estudia la emisión de una chimenea o de otra fuente substancial de contaminación, que emite también cantidades apreciables de humos. Para substraer el efecto del fondo de dispersión de la señal del contaminante buscado se usa un segundo láser, que opera fuera de la zona de resonancia. LIDAR es una técnica muy poderosa y selectiva, cuya principal desventaja es su costo, pues se necesita una fuente de excitación diferente para cada substancia. Es particularmente apropiada para estudiar el sistema NO/N02, por la facilidad con que se puede realizar la excitación simultánea de estos dos gases.

DOAS

(Differential Optical Absorption Spectroscopy): se basa en la absorción de luz visible y ultravioleta emitida por una lámpara de xenón de gran potencia y recibida, luego de atravesar cierta porción de la atmósfera, por un espectrofotómetro de alta velocidad de barrido. La fracción de luz absorbida está relacionada con la concentración de contaminantes, los que absorben radiación de cada longitud de onda de un modo diferencial. El método no permite obtener un perfil de concentraciones en función de la altura pero sí medir en forma simultánea, con alta fidelidad, las de varias substancias.

FTIR

(Fourier Transform Infrared): técnica que requiere introducir una muestra en un espectrofotómetro. en una celda para gases de unos 50 cm de longitud. con un sistema de espejos que provoca la reflexión múltiple del haz infrarrojo. El recorrido efectivo del haz es de algunas centenas de metros. La señal llegada al detector se procesa mediante el método de transformada de Fourier, cada vez más empleado en equipos de laboratorio, que permite mejorar notablemente la relación señal/ruido y facilita la utilización de bibliotecas de espectros para descontar el efecto de interferencias. El FTIR también se usa, con una versión telescópica del instrumento que requiere de una fuente más intensa de radiación infrarroja, para determinar la composición de los gases de una chimenea; es decir, para analizar gases con alta concentración de contaminantes.

Lecturas Sugeridas

MARSICO, A.D, 1974 , Estudio de las condiciones de higiene del aire de la ciudad de Buenos Aires.

WAYNE, R.P, 1985, Chemistry of Atmospheres, Clarendon Press, Oxford.

SEINFELD, J.H, 1986, Atmospheric Chemistry and Physic of Air Pollution, John Wiley & Sons, New York.

Pedro F. Aramendía

Pedro F. Aramendía

INQUIMAE, FCEyN (UBA)
Roberto Fernández Prini

Roberto Fernández Prini

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Gabriel Gordillo

Gabriel Gordillo

INQUIMAE, FCEyN (UBA)