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Tapa

Un invernadero que exporta contaminación

El humo que São Paulo produce llega a ciudades ubicadas a 400 km

EDUARDO CESARNoroeste de la capital paulista y Pico do Jaraguá: la contaminación es detenida por la Sierra da Cantareira, considerada una región de “aire puro”, y se concentra allíEDUARDO CESAR

El clima de la ciudad de São Paulo ha cambiado. Los días de veranos son cada vez más calurosos, y los de invierno son más secos. La temperatura media de la mayor ciudad de Brasil es 1,3ºC (grados Celsius) más alta que hace cuatro décadas. Contrariamente a que se podría imaginar, los efectos de la urbanización, en particular la impermeabilización del suelo y el exceso de vehículos, no son los principales responsables por el humo: éstos responden por alrededor de un 30% de las alteraciones, en tanto que el otro 70% corresponde a las fuerzas naturales, principalmente al calentamiento del Océano Atlántico en el período mencionado.

Más allá de explicar estas alteraciones, las investigaciones coordinadas por Pedro Leite da Silva Dias, del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas de la Universidad de São Paulo (IAG-USP), muestran algo peor: la Región Metropolitana de São Paulo – es decir, la capital y otros 38 municipios vecinos – es un centro exportador de contaminantes. Cercada al sur por la Sierra del Mar, que separa a la llanura costera de la meseta – y al norte por la Sierra da Cantareira, de cerca de 1.200 metros de altura, la región ocupa un cuadrilátero de 200 por 150 km (kilómetros), en el cual viven 17 millones de personas.

Su aire contaminado, principalmente en invierno, puede llegar a ciudades situadas hasta a 100 km de la capital, aunque en concentraciones menores que las registradas en las inmediaciones de las avenidas o plantas industriales en donde éste es producido. Silva Dias estima que, de acuerdo con la época del año, entre un 20% y un 30% de la contaminación de Campinas, Tatuí y Sorocaba, por ejemplo, proviene de São Paulo.

Por lo tanto, la contaminación se convertido en un problema no solamente local, sino también regional. Una mala noticia para los propios paulistanos (los habitantes de la ciudad de São Paulo) que, durante los fines de semana y en las vacaciones se refugian en las sierras en busca de aire puro, uno de los atractivos de las ciudades serranas aledañas. Simulaciones realizados en computadora muestran que el aire puede no ser tan puro como se imagina, por causa de la contaminación llevada disimuladamente por los vientos que soplan desde la capital. Quienes viven más lejos nosiempre escapan al problema. Si ese aire contaminado de la metrópolis es llevado por vientos más intensos, puede llegar hasta Baurú, ciudad situada a casi 400 km de distancia.

Y ha surgido otro problema para los vecinos de São Paulo: existen lugares en los cuales la concentración de ozono (O3) cerca del suelo llega a superar a la de la capital. Ese ozono, formado por los contaminantes emitidos por los coches, es prejudicial, a diferencia de aquel que existe en una capa atmosférica elevada, que protege al planeta contra las radiaciones dañinas. En la alta atmósfera, esta forma de oxígeno filtra los rayos ultravioleta del Sol, pero cerca del suelo puede irritar los ojos y causar rinitis, tos y otros problemas respiratorios. Y es tóxico también para las plantas.

En Barueri, Embu y Jundiaí, por ejemplo, el tenor de este ozono contaminante puede ser hasta un 50% mayor que en la Praça da Sé o en el Vale do Anhangabaú – en esos puntos, en pleno centro de São Paulo, la media horaria de ozono, de 60 ppb (partes por mil millones), oscila según la época del año y a veces excede el limite de seguridad, que es de 80 ppb.

Cuando se piensa en soluciones, surge una complicación. ¿Quién debe asumir la responsabilidad por los problemas de salud causados por la contaminación: el municipio que “exporta” los contaminantes o el que los recibe? Ni siquiera los especialistas en Derecho Ambiental de Europa y Estados Unidos se entienden al respecto.

En la ciudad de São Paulo también existen sorprendentes puntos de formación de ozono, como la Sierra da Cantareira y el Pico do Jaraguá. Aunque son considerados refugios de aire puro, son regiones altas, y por eso mismo impiden el paso del aire y pueden tener las mismas concentraciones de ozono que áreas densamente urbanizadas, de acuerdo con estudios del IAG y del Instituto de Investigaciones Energéticas y Nucleares (Ipen, sigla en portugués).

La situación preocupa, pues el ozono es actualmente el contaminante que más transpone el límite de seguridad, sobre todo en los barrios paulistanos de Ibirapuera y Mooca, así como también en el municipio de Cubatão, en la Bajada Santista. La formación de ozono en lugares distantes a los puntos de origen de los contaminantes es un problema común en los grandes centros. Silva Dias cree que existe mucho ozono en los alrededores de Brasilia y de Curitiba, por ejemplo, ya que el fenómeno suele producirse en ciudades con más de 400 mil habitantes.

El trabajo conjunto de físicos, químicos, meteorólogos y matemáticos muestra por qué actualmente la Tierra de la Garúa no es más que un recuerdo. Ese mote de São Paulo se refiere a una situación que persistió hasta los años 60, cuando la fina llovizna era asidua y se sumaba al clima más frío: en el invierno, los paulistanos echaban mano de abrigos gruesos, guantes y echarpes. Hoy en día la garúa prácticamente no existe, en tanto que son más frecuentes las lluvias torrenciales, que provocan inundaciones en la estación cálida.

Los investigadores analizaron las condiciones meteorológicas – las variaciones de la temperatura y de la humedad, la distribución de las lluvias y la frecuencia de neblinas y vientos – que determinan el transporte de los contaminantes y concluyeron: las fuerzas naturales son decisivas para la transformación de la São Paulo de la Garúa en una ciudad de lluvias torrenciales. “Existe una fuerte correlación entre los cambios climáticos acaecidos en la capital paulista y los cambios en el Atlántico Sur, cuya temperatura media anual se elevó 1,4ºC en 40 años”, explica Silva Dias.

Influencias marinas
Aunque no se pueda asegurar que el recalentamiento del océano sea la causa directa de calentamiento de la capital, la hipótesis es plausible. Mediciones realizadas desde 1933 en la estación meteorológica del IAG de Agua Funda, junto al Jardín Zoológico, apuntan un drástico cambio en el régimen pluviométrico: un incremento de las lluvias intensas en el verano y una disminución de las lluvias leves en el invierno. Esto resultó en una alteración en el tenor de la humedad del ambiente. El aire más seco, que pasó a predominar en el invierno, dificulta la dispersión de los contaminantes generados por los 6 millones de automóviles, 400 mil camiones y ómnibus y cerca de 30 mil instalaciones industriales de la Región Metropolitana.

Apoyados también en mediciones de 1999 y 2000, que se sumaron a las informaciones de rutina recabadas por la Compañía de Tecnología y Saneamiento Ambiental del Estado de São Paulo (Cetesb), los investigadores empezaron a entender mejor no solamente los cambios climáticos, sino también los orígenes y los movimientos de las masas de aire que se deshacen, se estacionan o cambian de ruta al toparse con las sierras y los corredores de edificios.

Los vientos originados más frecuentemente en el mar transportan a la contaminación de la ciudad, principalmente producida por vehículos, en volúmenes nada desdeñables: 1,6 millones de toneladas de monóxido de carbono, 380 mil toneladas de hidrocarburos y 64 mil toneladas de aerosoles (material constituido por partículas en suspensión) por año. Además de demostrar que esos contaminantes afectan a la calidad de vida en la capital paulista y en los municipios vecinos, este estudio es probablemente el primero en medir el origen y el destino del aire respirado en São Paulo.

La Región Metropolitana produce la mayor parte de sus contaminantes: entre un 70 y un 80%. El resto proviene del interior o de otros estados: entre finales de octubre y comienzo de noviembre, alrededor de un 10% de la contaminación de la metrópolis se compone de residuos de quemas, principalmente de caña, realizadas hasta a 300 km de distancia, en las regiones de Piracicaba o Ribeirão Preto. Incluso las cenizas de las quemas efectuadas en el sur de la Amazonia pueden llegar a la mayor ciudad de Brasil, dependiendo de la dirección y de la intensidad de los vientos. El movimiento diario de los vientos puede seguirse en la página www.master.iag.usp.br, construida a partir de los resultados de esta investigación.

El análisis del movimiento y de la calidad del aire se basó en una metrópolis ampliada a un radio de 100 km – incluyendo parte de la Bajada Santista (Santos y Cubatão), del Vale do Paraíba (hasta São José dos Campos) y áreas más planas, como Sorocaba y Campinas. Esa visión abarcativa permitió conocer los puntos y los procesos de formación de ozono. Ya era sabido que hay menos ozono en el centro o en Congonhas, porque los propios contaminantes de esas áreas – especialmente óxidos de nitrógeno – lo consumen. Debido a la falta de esos contaminantes, puede haber más ozono en el parque Ibirapuera que en la vecina avenida 23 de Mayo.

Levados por las masas de aire, los contaminantes emitidos por los coches – formadores de ozono – salen de la capital y participan en reacciones ocasionadas por la luz solar, que demoran entre dos y tres horas para completarse – tiempo suficiente para que lleguen a municipios vecinos o se estacionen en las laderas de las sierras. La situación se agrava en noviembre, cuando hay muchos días soleados y sin nubes.

El detalle del proceso fue un trabajo duro. La vicecoordinadora, Maria de FátimaAndrade, del IAG, estudió la formación y la interacción de los contaminantes. Con los valores del inventario de emisiones, Andrade estudió la formación de ozono a partir de óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y radicales libres (fragmentos de moléculas formadas a partir de oxígeno). El programa de previsión de formación de ozono que Andrade usó tiene cerca de 200 reacciones con 90 contaminantes.

La tapa de la olla
Ha quedado clara la importancia de la brisa marina – corriente de aire de baja intensidad que nace en el océano, como resultado de la diferencia de temperatura entre el mar y el continente. Esta brisa, al circular a 500 metros de la superficie, regula la temperatura de la capital e intensifica la dispersión de contaminantes, especialmente cuando se asocia a los vientos del sudeste, corrientes más intensas también originadas en el mar. El efecto refrescante de estos vientos marinos, según descubrieron los investigadores, puede llegar hasta São Carlos o Pirassununga, a 230 km de la capital. “São Paulo tiene la suerte de estar cerca del mar”, dice el coordinador.

“El clima sería peor, desde el punto de vista del impacto sobre la salud pública, si no existiera esa brisa”. Los días cálidos y sofocantes son aquéllos en los cuales la brisa marina no llega a la ciudad. El equipo trazó también un perfil tridimensional de las masas de aire en la Región Metropolitana: la capa límite planetaria, región baja de la atmósfera en la que los contaminantes reaccionan entre sí.

Esta región, descrita en un artículo publicado en abril de 2001 en Atmospheric Environment, ocupa entre 50 y 100 km alrededor del centro de São Paulo. Su altura depende de la fuerza de los vientos que se mueven en su interior, pero durante el día llega a 1.500 metros del suelo. Por las noches, ese límite cae a 400 metros o menos y, como el volumen ocupado por el aire urbano disminuye, la concentración de contaminantes aumenta.

El aire empeora debido a un fenómeno típico del invierno paulistano: la inversión térmica. Con la llegada de un frente frío, la temperatura sube con la altura, contrariamente a lo habitual: normalmente, la temperatura cae 1ºC por cada 100 metros de altitud. En 1999 y 2000 se realizaron observaciones a través del Sodar – Sounding Detection and Ranging, o sondeador acústico, un aparato que emite señales sonoras como el radar de un submarino, y traza el perfil de la variación térmica hasta a 1.500 metros del suelo. Se verificó que, bajo una fuerte inversión térmica, la capa límite puede caer a 200 metros. La misma funciona como una tapa de olla y, cuanto más baja está, mayor es la concentración de contaminantes. “Para los habitantes de la ciudad, ésa es la peor situación”, dice Fátima.

El Sodar mostró también dos fenómenos que afectan a la calidad del aire. Uno de ellos es el de los “chorros nocturnos”, vientos verticales intensos resultantes de mecanismos atmosféricos de mayor escala, como los frentes fríos – masas de aire provenientes del sur del continente. Los chorros rompen la estabilidad de la capa límite nocturna y pueden arrastrar hacia abajo a los contaminantes como el ozono, aumentando así su concentración cerca de la superficie. Además, la mezcla de aire provocada por los chorros también puede contribuir en la disminución de la concentración de contaminantes producidos en la superficie, como el polvo.

La situación puede mejorar con el segundo fenómeno, el de las olas de gravedad. Más intensas a la noche, éstas seasemejan a las olas de agua que golpean en una barrera: al subir por la Cantareira, el aire origina oscilaciones análogas a las ondas de agua, lo que contribuye para reducir la contaminación. “Fue la primera vez que se estudió el perfil tridimensional de la contaminación en la Región Metropolitana”, comenta Paulo Artaxo, investigador del Instituto de Física de la USP que participó del trabajo.

Para llegar adonde llegaron, los especialistas soltaron globos parecidos a los de cumpleaños, que indican la dirección y la intensidad de los vientos. Se valieron también del Bandeirante del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe). Durante cuatro vuelos, en los inviernos de 1999 y 2000, colectaron muestras de aire de las ciudades de São Paulo, Sorocaba, São José dos Campos, Campinas y Cubatão, volando a 200 metros del suelo, por debajo del tráfico aéreo.

Variación brusca
Los investigadores analizaron la concentración de los gases contaminantes ozono, óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono y dióxido de azufre. La concentración de material en partículas en suspensión fue analizada mediante una técnica que analiza los rayos X generados por una muestra en un acelerador de partículas. Fueron analizados tanto el material fino, de menos de 2 micrones (un micrón es la milésima parte de un milímetro), que entra en el torrente sanguíneo y afecta a los alvéolos pulmonares, como el material grueso, mayor a 2 micrones, que causa rinitis, tos y resfríos.

Primera conclusión: la concentración de contaminantes puede variar bruscamente en un lugar. En una medición efectuada el día 13 de agosto de 1999 en el aeropuerto de Campo de Marte, había 9.000 partículas por centímetro cúbico (cm3) a 1.000 metros de altitud. A 1.500 metros, el tenor de material en partículas caía a 2.000 por cm3. La diferencia también varía mucho según la distribución geográfica: “Midiendo desde las áreas costeras hacia el centro de la ciudad, la concentración de material en partículas en suspensión se incrementó 20 veces”, dice Artaxo. Y las fuentes de esos contaminantes varían durante el año.

En un estudio efectuado durante el invierno, la distribución de material en partículas fino fue la siguiente: vehículos, 28%; polvareda del suelo, 25%; sulfatos de fuentes industriales, 23%, y quema de aceites industriales, 18%. En el verano, la participación de los coches experimenta una reducción del 24% y se destacan más la polvareda del suelo (30%) y la quema de aceite residual (21%).

Quedó claro que la emisión de contaminantes va aparejada a las condiciones meteorológicas, cuando la cuestión es determinar la calidad del aire. El problema reside en una lógica aún misteriosa que rige dicha combinación. “Si redujéramos la emisión de contaminantes a la mitad, podría ser que la contaminación no cayera a la mitad”, dice Artaxo. “Bajo ciertas condiciones meteorológicas, podría caer muy poco.”

Estudios más precisos del Instituto de Física indicaron que el material compuesto por partículas en suspensión afecta al comportamiento de las capas más bajas de la atmósfera. Se ha descubierto que la polvareda, especialmente la más fina, absorbe y refleja la luz, además de caliente el aire en su alrededor – el aire contaminado a 1 km del suelo es más caliente que el aire puro a la misma altura. Las partículas también disminuyen la visibilidad y dificultan la dispersión de contaminantes – y ofrecen esa puesta de sol rojiza típica de la capital.

Ya se conoce la composición de esa polvareda de la ciudad: existen partículas de como mínimo 13 elementos, entre los que se encuentran el azufre, el cloro, el titanio, el hierro, el níquel, el zinc, el bromo y el plomo. Entre las partículas finas predomina el azufre y entre las gruesas, aquellos elementos provenientes del suelo, como el silicio, el calcio y hierro. En esa sopa aérea también circulan esporas de hongos y bacterias.

Solo que no se sabe de dónde sale más material en partículas, si de los automóviles o de las industrias. Por eso, Fátima y el equipo del Instituto de Química de la USP coordinado por Lílian Carvalho pasaron dos incómodos días realizando mediciones y colectas en dos túneles de la ciudad: el Jânio Quadros, por dónde solamente pasan vehículos livianos, y el Maria Maluf, por el cual también pasan camiones. Son laboratorios en los cuales se mezclan los contaminantes que aún no reaccionan entre sí – entre otras razones, porque allí no existe radiación solar. Durante los próximos meses, a medida en que el grupo vaya concluyendo los análisis, se conocerá mejor la contribución hecha por los vehículos.

La profundización de la investigación torna más evidente las posibles soluciones. Estudios similares realizados en Santiago de Chile permitieron reducir a la mitad la concentración de contaminantes, cuya dispersión es trabada por la cordillera. Según Artaxo, eso fue sencillo: después descubierto que la polvareda era el mayor contaminante, se concluyó que era factible invertir en camiones que barren las calles todas las noche que controlar la emisión de contaminantes por parte de las industrias y de los vehículos. “La contaminación del aire tiene solución”, dice Artaxo. “Basta crear un plan de control muy bien fundamentado científicamente, con metas claras y multas para quienes no las cumplan.”

Soluciones al alcance de la mano
Para Artaxo, no se trata de crear, sino de implementar las medidas que ya han sido anunciadas: mayores inversiones en el transporte urbano de pasajeros, control anual de las emisiones de los vehículos y reemplazo de los ómnibus a gasoil por equivalentes a gas. “Si estas medidas hubieran sido aplicadas hace diez años, a contaminación actual sería entre un 30% a un 50% menor”. Pero existen cambios que ya están en marcha. Ya se encuentra en actividad en el pico del Jaraguá una estación móvil de la Cetesb que mide el tenor de material en partículas en suspensión, el dióxido de azufre, monóxido de carbono y ozono a 300 metros del suelo.

Existen otras 23 estaciones fijas y dos móviles en la Región Metropolitana y seis fuera de ella, en Cubatão (dos), Campinas, Paulínia, Sorocaba y São José dos Campos. Atentos al futuro, los investigadores de la USP estudian la contaminación con imágenes de satélites con una resolución de entre 1 y 5 km El satélite Terra, lanzado el año pasado por la Nasa, la agencia espacial de Estados Unidos, muestra que es posible detectar al menos el tenor de partículas en la franja de luz visible y de monóxido de carbono en el infrarrojo.

En diez años, cuando la Región Metropolitana de São Paulo se fusione con Campinas y São José dos Campos, tal como está previsto, quizás sea difícil administrar centenas de sensores para saber cómo está el aire de cada día. Por lo pronto, este estudio permite tener una idea acerca de la calidad del aire solamente echando una mirada hacia el cielo. Si hay nubes, es una buena señal, pues las mismas funcionan como aspiradoras, es decir, succionan el aire contaminado de las capas bajas de la atmósfera y lo expelen hacia arriba.

El Proyecto
Meteorología y Contaminación Atmosférica en São Paulo (96/01403-4); Modalidad: Proyecto temático; Coordinador: Pedro Leite da Silva Dias – Instituto Astronómico y Geofísico – USP; Inversión:
R$ 1.411.210,01

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