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Ciencia

Peligro en el cielo de São Paulo

En los últimos 30 años se redujo la contaminación atmosférica, pero los niveles de algunos compuestos todavía son superiores a lo aceptable

Vista aérea del Parque Ibirapuera, una región de tránsito intenso en la zona sur de la capital paulista

Léo Ramos Chaves

Los científicos que analizaron la calidad del aire en la Región Metropolitana de São Paulo (RMSP) en el transcurso de las últimas tres décadas afirman que la concentración total de contaminantes emitidos por automóviles, camiones e industrias ha disminuido y en la actualidad los paulistanos respiran un aire más limpio que el de la década de 1980. La calidad del aire mejoró porque se redujeron las concentraciones de los principales componentes de la polución, tanto los gases como las partículas microscópicas. La mala noticia es que, pese a esa merma, los niveles de algunos contaminantes aún son casi dos veces más altos que los aceptados por la Organización Mundial de la Salud, la OMS (observe el gráfico).

Los niveles de sustancias contaminantes vertidas en la atmósfera descendieron como consecuencia de la implementación de políticas públicas de control de la polución emitida por vehículos automotores, que condujo al desarrollo de motores más eficientes y menos contaminantes (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 224). Parte de esa reducción también obedeció al efecto combinado del agregado de etanol en la gasolina y al incremento del número de coches flex, que ya componen más de la mitad del parque automotor de vehículos livianos de la Región Metropolitana de São Paulo. El etanol emite menos monóxido de carbono (CO), hidrocarburos (HC) y óxidos de nitrógeno (NOx) que la gasolina y, a partir de 1993, se lo agrega al derivado del petróleo en proporciones crecientes. Actualmente, cada litro de gasolina contiene un 27% de etanol. También contribuyeron a la mejora de la calidad del aire de los paulistanos la adopción de procesos de producción más limpios en la industria, tales como la sustitución de calderas alimentadas a gasoil por calderas eléctricas, así como el traslado en los años 1980 y 1990 de muchas fábricas hacia otras ciudades.

Entre 1988 y 2015, los autos que circulan por la ciudad de São Paulo pasaron a emitir 20 veces menos CO, NOx y material en partículas, y 40 veces menos HC. En tanto, las emisiones de esos mismos contaminantes por vehículos pesados (camiones y ómnibus), para los cuales la reglamentación se implementó más tarde, se redujeron tres veces, según indican estudios efectuados por investigadores del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas de la Universidad de São Paulo (IAG-USP), presentados en tres artículos publicados este año en las revistas Atmospheric Environment, Atmospheric Chemistry and Physics  y Journal of Transport & Health. Datos aportados por la Compañía Ambiental del Estado de São Paulo (Cetesb), que monitorea la calidad del aire en la RMSP (Región Metropolitana de São Paulo), revelan sin embargo que, a pesar de la evolución de los motores y del uso de etanol puro o mezclado con gasolina, los vehículos livianos (automóviles y motocicletas) y los pesados siguen siendo las principales fuentes de contaminantes de la atmósfera en la metrópolis.

La razón principal de que la calidad del aire no haya mejorado aún más en los últimos años fue el aumento sustancial del número de vehículos en la región, que saltó de 1 millón en el año 2000 hasta casi 7 millones en 2014. “Pese a que los vehículos son más eficientes y contaminan menos, el parque automotor creció demasiado”, recuerda la física Maria de Fátima Andrade, del IAG-USP, coordinadora de los tres estudios. Con más autos en las calles, el volumen de combustible consumido aumentó un 25% en menos de una década: pasó de 5.500 millones de litros por año en 2007 hasta casi 7 mil millones en 2014, según datos de la Agencia Nacional del Petróleo.

Los vapores de combustible liberados durante la carga pueden contribuir en forma relevante para la formación de ozono y otros contaminantes secundarios

Entre los principales contaminantes analizados por el grupo del IAG-USP, sólo uno no disminuyó en forma consistente: el ozono, un contaminante secundario, resultado de reacciones entre los compuestos producidos por los motores con sustancias de la atmósfera y la radiación solar. Las concentraciones de este gas, que causa irritación en las vías respiratorias y eleva el riesgo de infecciones, descendieron hasta mediados de la década pasada, pero inmediatamente volvieron a crecer, aunque no llegaron a niveles tan elevados como los de mediados de los años 1990. Además de los gases liberados en la atmósfera por el escape de los vehículos, los vapores de combustible liberados durante las recargas parecen contribuir de manera crucial para la formación de ozono y otros contaminantes secundarios. Eso ocurre porque por cada litro cargado en los tanques, algunos mililitros se evaporan difundiéndose en la atmósfera. Eso puede parecer poco, pero según la investigadora del IAG, el impacto final puede ser importante –superior al de los gases liberados por el escape de autos y camiones–, dado el volumen total del surtido de combustibles en la RMSP. “Los procesos evaporadores no están dimensionados en forma adecuada”, dice Andrade. “Puede que el impacto de esos vapores se esté subestimando”.

Hoy en día, el componente de la polución atmosférica que más preocupa a los peritos, porque representa un riesgo mayor para la salud humana, es lo que se denomina material en partículas o MP: una mezcla de partículas sólidas o líquidas muy pequeñas en suspensión en el aire. Las mismas son producidas en forma directa por los motores durante la quema del combustible o se forman en la atmósfera a partir de ciertos gases. Su tamaño es inversamente proporcional a su capacidad para causar problemas en la salud: cuanto menores son sus dimensiones, más tiempo permanecen en suspensión en el aire y mayores son los  potenciales efectos perniciosos. Al ser tan pequeñas, ellas penetran fácilmente en el tracto respiratorio y se acumulan allí, pudiendo provocar inflamaciones pulmonares, agravar dolencias tales como el asma e incluso causar problemas en otros órganos.

En la RMSP, la Cetesb monitorea tanto la concentración de las mayores, las partículas inhalables de hasta 10 micrones de diámetro (MP10), como la de las partículas inhalables finas, de hasta 2,5 micrones (MP2,5). Las concentraciones de ambas están disminuyendo, si bien siguen siendo superiores a las recomendadas por la OMS. Pero la Cetesb no mide los niveles de partículas aún menores –aquellas denominadas ultrafinas, cuyo diámetro se ubica en el rango de nanómetros– que son producidas en mayor cantidad por los vehículos impulsados a gasolina en comparación con los que usan alcohol.

Léo Ramos Chaves La avenida Marginal Pinheiros, una de las autovías más transitadas de la ciudad de São PauloLéo Ramos Chaves

Un estudio realizado con la colaboración de investigadores del Instituto de Física (IF) de la USP que fue publicado en julio de este año en la revista Nature Communications informó un aumento del 30% en la concentración de partículas ultrafinas (menos de 50 nanómetros de diámetro) en la ciudad de São Paulo entre enero y mayo de 2011. En ese período, se produjo un alza considerable en el precio del etanol y los conductores de autos alimentados con este biocombustible pasaron a consumir más gasolina que alcohol. Los datos de la contaminación fueron tomados en la estación del Instituto de Física y se usaron para alimentar modelos estadísticos que consideraron el tráfico, los informes meteorológicos y el comportamiento del consumidor. “Esos modelos registraron que, cuando los precios del etanol volvieron a bajar, el consumo de gasolina disminuyó y la concentración de aquellas partículas medidas en la atmósfera también se redujo”, comenta el físico Paulo Artaxo, docente del IF-USP y uno de los autores del estudio.

De la gestación a la vejez
Para el patólogo Paulo Saldiva, de la Facultad de Medicina (FM) de la USP, la reducción de la concentración de partículas finas y ultrafinas contaminantes del aire es, literalmente, una cuestión de vida o muerte. “Existen varios niveles de vulnerabilidad de la gente ante la contaminación del aire y una parte de ellas muere a causa de los problemas de salud causados por la contaminación, especialmente por aquellos provocados por partículas tan pequeñas”, comenta Saldiva, quien coordinó un estudio que estimó que cada año fallecen en la ciudad de São Paulo alrededor de 3.500 personas a causa de la contaminación (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 129). “Estas partículas se acumulan en los alvéolos pulmonares y desde ahí, llegan fácilmente al sistema nervioso central y a otras partes del organismo”, dice Saldiva, líder de un equipo en la FM-USP que actualmente estudia si existe una conexión entre la exposición prolongada a la contaminación y el desarrollo del alzhéimer en los seres humanos. Tiempo atrás, su grupo había observado que las crías de roedores expuestas a la contaminación ambiental de la ciudad nacían con bajo peso debido a inconvenientes en la placenta, que dificultarían el paso de los nutrientes. Los investigadores también detectaron indicios de que una exposición prolongada a los contaminantes –especialmente a las partículas finas y ultrafinas– afecta el desarrollo de los pulmones.

Para Saldiva se deberían adoptar con urgencia iniciativas para mejorar el transporte público, tales como el uso de combustibles más limpios y la aplicación de nuevas tecnologías para reducir el tiempo de viaje, con el objetivo de reducir los niveles de contaminantes hasta los valores recomendados por la OMS. “Una exposición prolongada a la contaminación nos inflige un riesgo difícil de evitar, porque la misma reproduce en el organismo lo que el cigarrillo le produce a un fumador”, sostiene. “Yo decido si fumo o no, pero no tengo manera de realizar esa misma elección al respirar el aire de São Paulo”.

Proyectos
1. Narrowing the uncertainties on aerosol and climate changes in São Paulo State: NUANCES-SPS (nº 08/58104-8); Modalidad Proyecto Temático; Programa Cambios Climáticos (PFPMCG); Investigadora responsable Maria de Fátima Andrade (USP); Inversión R$ 3.297.909,37
2. GoAmazon: Interacción de la pluma urbana de Manaos con las emisiones biogénicas de la Selva Amazónica (nº 13/05014-0); Modalidad Proyecto Temático; Programa Cambios Climáticos (PFPMCG); Investigador responsable Paulo Eduardo Artaxo Neto (USP); Inversión R$ 4.290.930,31

Artículos científicos
ANDRADE, M. F. et al. Air quality in the megacity of São Paulo: Evolution over the last 30 years and future perspectives. Atmospheric Environment. v. 159, p. 66-82. jun. 2017.
PACHECO, M. T. et al. A review of emissions and concentrations of particulate matter in the three major metropolitan areas of Brazil. Journal of Transport & Health. v. 4, p. 53-72. mar. 2017.
VARA-VELA, A. et al. Impact of vehicular emissions on the formation of fine particles in the Sao Paulo Metropolitan Area: A numerical study with the WRF-Chem model. Atmospheric Chemistry and Physics. v. 16 (2), p. 777-97. ene. 2017.
SALVO, A. et al. Reduced ultrafine particle levels in São Paulo’s atmosphere during shifts from gasoline to ethanol use. Nature Communications. jul. 2017.