El
aire en la ciudad de México
Para
los pieles rojas el aire es de un valor incalculable,
ya
que todos los seres compartimos el mismo aliento,
todos:
los árboles, los animales, los humanos.
Los
caras pálidas no tienen conciencia del aire que
respiran,
son moribundos insensibles a lo pestilente.
Si
les vendiéramos nuestras tierras deben saber que
el
aire tiene un inmenso valor, deben entender que
el
aire comparte su espíritu con la vida que sostiene.
El
primer soplo de vida que recibieron
nuestros
abuelos vino de ese aliento.
Jefe
Seattle
Humberto
Bravo Álvarez
Ricardo
Torres Jardón
Introducción
La
contaminación atmosférica fotoquímica en la zona
metropolitana de la ciudad de México (zmcm),
causada por el ozono, es uno de los más grandes
problemas de impacto social. La solución ha sido
retrasada por la aplicación de una serie de acciones
desordenadas de tipo prueba
y error, en las que el conocimiento científico de
las causas, formación, transporte y transformación del
ozono en la atmósfera no ha sido aplicado con el rigor
y seriedad que se requiere para las condiciones
naturales y tecnosociales de México.
De
acuerdo a datos oficiales respecto a las medidas
enfocadas a enfrentar el problema de la contaminación
por ozono en la zmcm,
hasta junio de 1994 se habían invertido poco más de
mil 400 millones de dólares en diez medidas dirigidas
hacia el control de la emisión de precursores de ozono,
sin que a la fecha se observen mejoras sustanciales en
la calidad del aire de la cuenca de México.
Por
otro lado, el crecimiento desordenado de las zonas
metropolitanas de Guadalajara y Monterrey ha sido acompañado
del correspondiente deterioro de la calidad del aire,
habiéndose ya informado en los diferentes medios de
comunicación oficiales y públicos la ocurrencia
creciente de niveles de ozono por arriba de sus
respectivas normas de calidad del aire. Por eso es
importante asimilar la experiencia de la zmcm,
tanto en los errores como en los aciertos, para plantear
lineamientos que lleven a un mejor aprovechamiento de
los recursos invertidos en el compromiso social de
asegurar una calidad del aire satisfactoria para los
mexicanos.
Objetivo
La
experiencia nacional en la falta de ordenamiento,
objetivos y planeación adecuada de acciones tendientes
a controlar el problema de la contaminación atmosférica
por ozono y partículas suspendidas respirables en la
zmcm, así como en otras áreas urbanas de México,
plantea la necesidad de establecer esquemas de
desarrollo efectivos para prevenir problemáticas
similares en todo el país. En la presente propuesta, se
ofrece a la sociedad mexicana una serie de acciones para
mejorar la calidad del aire por ozono y partículas
respirables, basadas en la experiencia científica y técnica
de los autores en más de 20 años de trabajo aplicado
al conocimiento del origen, la dinámica y el control de
la contaminación atmosférica.
Antecedentes
El
ozono, como contaminante atmosférico, es el producto de
una serie de complicadas reacciones fotoquímicas
presentes en la atmósfera.
Los
precursores del ozono son básicamente los óxidos de
nitrógeno (nox) y los hidrocarburos volátiles
reactivos (hcr). Ambos precursores son emitidos
principalmente por la actividad humana ya que algunos
hidrocarburos pueden también ser emitidos por ciertos
tipos de vegetación.
No
obstante, los mecanismos de formación, transporte y
distribución del ozono y de las partículas secundarias
en las atmósferas urbanas contaminadas, depende de una
combinación de los siguientes factores físicos:
topografía, meteorología, clima y posición geográfica
asociados con emisiones de precursores. La zmcm se
localiza en la parte suroeste de una cuenca mal llamada
valle de México y presenta, como consecuencia del
crecimiento en los pasados 15 años tanto de vehículos
automotores, zonas habitacionales y en menor grado de
industrias, todos los requerimientos básicos para
fungir como un gran reactor químico virtual, en el que
todas las condiciones de alimentación de reactivos están
perfectamente dadas para que los fenómenos físicos
naturales locales funcionen como agitadores de esa
mezcla reaccionante y la radiación solar como activador
energético de la misma.
Situación
La
calidad del aire por efecto de la contaminación por
ozono (o3)
es un problema actual de áreas metropolitanas alrededor
del mundo cuyas causas son un tanto diferentes, aunque
el proceso fotoquímico de su formación es el mismo, y
en donde las consecuencias y efectos en la salud
representan a la fecha problemas de salud muy
importantes (wmo,
1992).
Muchas
veces, los responsables directos del control y prevención
de la contaminación atmosférica en México han usado,
como pretexto de su poca capacidad y habilidad para
enfrentar la problemática del ozono, la comparación de
la situación de la ciudad de Los Ángeles en el estado
de California, Estados Unidos con el caso de la zona
metropolitana de la ciudad de México. Esta comparación
se apoya en el número de ocasiones en que se rebasa la
norma de calidad del aire de ambos países y en el
costo, tiempo y estrategias de control que en las dos
metrópolis se han presentado, en lugar de estudiar las
medidas ya aplicadas en Los Ángeles y aprender de los
errores y dificultades que ha tenido el gobierno de
California para resolver el problema.
El
antecedente histórico del problema del ozono en Los Ángeles
se remonta a los años cincuenta. La población de esa
zona metropolitana casi se triplicó de 4.8 millones en
1950 a 14 millones para 1990 y el número de automóviles
pasó de 2.3 millones a 10.6 millones en el mismo
periodo (Lents y Kelly, 1993). El problema del ozono en
México surge en la segunda mitad de los años ochenta
teniendo la zmcm
una población de 18.0 millones y 2.3 millones de vehículos.
En
la zmcm,
en los años anteriores a 1986,
aún cuando se registraba la presencia de ozono,
los niveles eran cifras que no rebasaban un dígito. Es
en ese año cuando se empiezan a llevar a cabo las
acciones para disminuir el plomo en las gasolinas y
eliminar el uso de combustibles con alto contenido de
azufre.
Estas
dos estrategias de control fueron acertadas ya que el
plomo en las partículas suspendidas totales era varias
veces el nivel recomendado (1.5 mg/m3/promedio
aritmético trimestral) y se presentaban efectos en la
salud de la población joven. El principal emisor de
plomo era el uso de gasolinas con concentraciones muy
altas de tetraetilo de plomo. También los niveles de bióxido
de azufre eran superiores a los
máximos aceptados en la norma de calidad de aire
mexicana, por lo que se decreta la reducción del uso de
combustibles ricos en azufre y el uso de gas natural
como combustible alterno.
El
problema en Los Ángeles surge en los cincuenta por un
desconocimiento del efecto combinado de la contaminación
de emisiones vehiculares, el estancamiento atmosférico
y la
radiación solar. En la zmcm
surge en los ochenta por la falta de atención a la
experiencia internacional y por la irresponsabilidad de
funcionarios al no aceptar recomendaciones, sugerencias
e incluso llamadas de atención respecto al problema de
la contaminación fotoquímica en la cuenca de México,
y no como consecuencia de un desarrollo industrial
inusitado, ni un crecimiento vehicular inmediato fuera
de control ya que, incluso, el país soportaba una de
sus varias crisis económicas en esa década.
Sin
embargo, en la aplicación de la reducción del
tetraetilo de plomo en las gasolinas, se pasa por alto
la experiencia de otros países de programar a corto y
mediano plazos la sustitución de combustibles con plomo
acompañada de la introducción paulatina de vehículos
con convertidor catalítico y del cambio gradual de los
procesos de producción de gasolinas sin tetraetilo de
plomo con nuevas formulaciones (Dimitríades, B., 1970;
Technical Advisory Committee, 1971; us
Department of Commerce, 1971; Altshuller, 1972).
Como
consecuencia inmediata de estas acciones se emiten
hidrocarburos reactivos a la atmósfera y más óxidos
de nitrógeno, debido a que la nueva gasolina, con
niveles de plomo más bajos tiene un mayor contenido de
isómeros para restituir el octanaje perdido (Pemex,
1987). A pesar de que en la Memoria
de labores de Pemex de ese año literalmente aparecía
dicha acción como parte de la política de cambio de
combustibles con menor plomo para la zmcm,
los funcionarios de Pemex responsables del cuidado del
ambiente e incluso asesores científicos oficiales
negaron sistemáticamente este hecho, así como la
responsabilidad de la paraestatal en el nuevo problema
ambiental.
Obviamente
que los niveles de plomo en la atmósfera bajaron, pero
el precio fue la aparición de niveles de ozono a una
magnitud y frecuencia antes no conocidos.
La
evolución histórica de los niveles de ozono por arriba
de la norma mexicana de calidad del aire (0.11 ppm máximo
en una hora) antes del cambio de la gasolina y después
hasta 1995, se documenta en los trabajos de monitoreo
efectuados por la sección de Contaminación Ambiental
del Centro de Ciencias de la Atmósfera de la unam
(cca/unam).
La
detección de este problema por el cca/unam
llevó a que esta institución notificara y
pusiera sobre aviso a las autoridades responsables en
ese momento sobre el peligro potencial que se avecinaba
si no se tomaban las medidas adecuadas, basadas en
instrumentar un control estricto de los niveles de
tetraetilo de plomo y de las olefinas en las gasolinas,
ya que se tenían suficientes evidencias de que, al no
contar la flota vehicular de la zmcm
de ese entonces con ningún dispositivo para reducir las
emisiones de precursores de ozono, los productos de
combustión y los vapores de esta nueva formulación
estaban generando hidrocarburos con mayor potencial
reactivo. Esta recomendación fue acompañada incluso de
otra relacionada con el control de las emisiones
evaporativas de gasolinas tanto en terminales de
distribución y almacenamiento como en las estaciones de
servicio (Bravo 1987; Bravo et
al, 1987; Bravo et al, 1988a; Bravo et al,
1988b). No obstante, poca atención se dio a dichas
recomendaciones.
Asimismo,
a finales de 1986, se anunció que las termoeléctricas
de la cfe
en el valle de México cambiarían su combustible de
combustóleo por gas natural con el fin de reducir los
niveles de SO2 observados en la zmcm.
Esta medida dio el resultado previsto en cuanto al
problema de SO2 pero, nuevamente, la falta de
un estudio adecuado de las consecuencias de un simple
cambio de combustible en las emisiones, producto de una
combustión a alta temperatura, provocó un incremento
sensible en las emisiones de nox.
La combinación de hidrocarburos reactivos con los
nuevos niveles de nox,
favoreció una mayor frecuencia de más niveles altos de
ozono y de aerosoles (nitratos) (Bravo et
al, 1986).
En
el verano de 1988 se implanta el programa de verificación
vehicular (i/m)
cuya primera etapa se vio rodeada de falta de
conocimientos técnicos de los verificadores y una gran
corrupción, que lo hizo inefectivo, al menos hasta
1990. A partir de esta fecha se procura sistematizar las
verificaciones y controlar más a los responsables, sin
que hasta la fecha se hayan podido erradicar la corrupción
en muchos de los centros de verificación y las prácticas
de trampa como lo es el ajuste de la entrada de aire al
carburador.
En
el invierno de 1988 se anuncia con un gran despliegue
publicitario la introducción de un nuevo aditivo
llamado metil-ter-butil-éter en las gasolinas de la zmcm.
De acuerdo a los principios técnicos de la adición del
mtbe,
cuya estructura molecular incluye un átomo de oxígeno,
este oxígeno favorecería la combustión, especialmente
para el caso de los vehículos de la zmcm
ubicada a más de dos mil metros sobre el nivel del mar
y donde, por razones termodinámicas, hay menor proporción
de oxígeno que a ese nivel de referencia. En efecto, el
mtbe
ha sido recomendado en otros países para el control de
las emisiones de monóxido de carbono, pero su uso en
vehículos sin catalizadores puede acarrear la emisión
de mayores niveles de nox
y de un contaminante altamente reactivo, el formaldehído
(epa,
1988; Hayes et al,
1989). Dado que en los Estados Unidos la flota vehicular
de automóviles anteriores a 1975 cada vez es menor, se
recomendó para ser utilizada en este tipo de automóviles
sin convertidor catalítico con uso de gasolina con
niveles bajos de plomo (Gallanger, 1990).
Nuevamente,
la falta de previsión de las consecuencias colaterales
de utilizar un aditivo oxigenado en una flota vehicular
sin catalizadores y relativamente antigua, dio por
resultado un nuevo problema que además favorecía a la
ocurrencia del ozono. Esto es, se incrementaron
sensiblemente los niveles de formaldehído en la zmcm
así como los registros de ozono por arriba de la norma
respectiva (Bravo et
al, 1990).
Este
hecho demostró que no hubo una suficiente atención en
revisar bibliografía al respecto y que quizás sólo se
buscaba justificar la compra de un compuesto de
exportación, dado que antes de la introducción ya se
tenían reportes del problema potencial que involucraba
el uso indiscriminado del mtbe,
lo que fue posteriormente confirmado por fabricantes de
automóviles de los Estados Unidos (aplqa,
1985; Kalabokas et
al, 1988; Gorce et al, 1991).
En
ese mismo invierno de 1989-90 se declara como definitivo
el programa Hoy no
circula con el supuesto ideal de disminuir de la
“noche a la mañana” la emisión del 20% de
contaminantes de la flota vehicular de la zmcm.
Las recomendaciones y llamadas de atención, tanto de
especialistas en contaminación atmosférica del cca/unam
como de otros sectores de la sociedad, de que el
programa se aplicara sólo temporalmente, fueron inútiles
dando por resultado un incremento notable de vehículos
anteriores a1990, en su mayoría en circulación, dado
que las condiciones de vialidad y transporte público no
ofrecieron una alternativa mejor para dejar el automóvil
como medio de transporte familiar en la zmcm
(The World Bank, 1992; Comisión Metropolitana para la
Prevención y Control de la Contaminación Ambiental en
el Valle de México, 1994a).
Posteriormente,
en 1990, el gobierno reconoce la existencia del problema
y se conforma un Programa
integral de control de la contaminación atmosférica
en el cual se establecen, en una primera fase, 41
compromisos entre los diversos sectores de la sociedad
(Comisión Metropolitana para la Prevención y Control
de la Contaminación Ambiental en el Valle de México,
1994a). Del conjunto de medidas inscritas dentro de
dicho programa la más importante en su efecto directo
en relación al control del problema del ozono fueron
los compromisos de Pemex respecto al suministro de
combustibles limpios (¿poco reactivos?) con
especificaciones para ser utilizados en automóviles con
convertidor catalítico, lo cual a la vez implicaba que,
a partir de 1991, los vehículos saldrían de fábrica
con el equipo ya instalado. Asimismo, se continuaría
con el suministro de gasolina con mtbe
con bajo contenido de plomo y se iniciaría la
instalación de recuperadores de vapores de
hidrocarburos en terminales de almacenamiento y
distribución de combustibles.
Sin
embargo, la gasolina magna
sin sólo podría consumirse en vehículos equipados
con catalizadores. Al inicio del programa de la
introducción de este combustible se enfrentaron las
siguientes situaciones. Primero, la flota vehicular
equipada con catalizador consistió en su primer año de
una cantidad relativamente pequeña de autos
particulares contra un número varias veces mayor de
taxis y microbuses denominados ecológicos.
Segundo, a pesar de que se conocía por las autoridades
y por Pemex que estos transportes públicos
representaban un promedio de recorrido de hasta 150 km/día
y por lo mismo un requerimiento de combustible constante
y mayor, se descuidó significativamente el abasto de
magna sin en la zmcm,
lo que obligó a que una gran mayoría tuviese que
consumir gasolina con plomo en más de una ocasión (que
envenena el convertidor catalítico), lo que fue dado a
conocer a la opinión pública por los diferentes
medios. Por otro lado, se detectó que un porcentaje
importante de operadores de transporte público con vehículos
con catalizador cargaban gasolina con plomo en lugar de
magna sin en sus unidades por dos razones: la primera el
costo; resultaba más económico cargar gasolina sin
plomo y segunda, no existe ninguna acción legal hacia
quien realizase esta acción, fuese el operador del vehículo
o el despachador del combustible.
La
combinación de estas circunstancias ocasionó que un
buen número de los vehículos equipados con catalizador
a partir de 1990, funcione con una eficiencia baja, ya
que el plomo de la gasolina que por necesidad tuvieron
que cargar en algún momento de ese año envenenó los
metales nobles del dispositivo. La consecuencia
ambiental fue la emisión sin control de nox
e hidrocarburos reactivos.
Cabe
mencionar que en ese año las ventas promedio de
gasolina con plomo (entre 0.5 y 1.0 ml de tetraetilo de
plomo por galón y 5% de mtbe)
alcanzaron un pico máximo del orden de 475 x 106
litros/mes. Coincidencialmente, el número promedio de
eventos de ozono por arriba de la norma de calidad del
aire respectiva presentaron un pico de 130 eventos
horarios por mes.
En
1992 se presenta un incremento en los vehículos en
circulación, un incremento en las ventas de la gasolina
magna sin y un decremento importante en la venta de
gasolina nova con plomo y mtbe.
Asimismo, se presenta una anomalía meteorológica
natural de ocurrencia extraordinaria de lluvia en la
cuenca de México (Bravo et
al, 1993). Como consecuencia, los niveles de ozono
registrados disminuyen a valores similares a los de
1989. También se inicia por parte de Pemex a finales de
1992, el control de varias especificaciones de la
gasolina magna sin como el contenido de aromáticos y
olefinas y presión de vapor Reid.
En
1993 prácticamente se duplica el consumo de magna sin
en la zmcm
reduciéndose la venta de nova en poco más del 20% en
relación al año 1992. Asimismo, se incrementó el número
de vehículos nuevos con catalizador y ya casi se ha
terminado la instalación de membranas internas
flotantes en los tanques de almacenamiento de las
terminales de Pemex, en la zmcm.
Como resultado, la ocurrencia de niveles de ozono fue
similar a la de 1992 a pesar de ser un año normal
respecto a lluvias.
En
1994 el consumo de magna sin continúa incrementándose;
la reducción en el consumo de nova ya no se presenta a
la tasa de 1993 pero continúa a la baja; ya no hay la
tasa de ventas de vehículos nuevos de los años
anteriores y se complica el tráfico vehicular como
consecuencia de la ineficiencia operativa del programa
hoy no circula (Comisión Metropolitana para la Prevención
y Control de la Contaminación Ambiental en el Valle de
México, 1994b).
No
obstante, técnicamente se espera que los catalizadores
de los vehículos 1991-92 empiecen a perder efectividad
por acumulación de kilometraje, lo cual combinado con
el escenario descrito en el párrafo anterior lleva a
que los niveles de ozono vuelvan presentar un aumento
progresivo a niveles mayores que 1992 y 1993.
Con
objeto de eliminar la posible influencia de eventos de
lluvia en la ocurrencia de violaciones a la norma de
calidad de ozono en base anual, se analizaron datos de
eventos de ozono registrados en Ciudad Universitaria
para los cuatrimestres octubre-noviembre-diciembre-enero
de los años 1990 a 1995. De acuerdo a los resultados,
es obvio que el número de violaciones a la norma
presenta un nivel invariable en esos cuatrimestres,
aunque los niveles pico tienden a bajar en Ciudad
Universitaria pero
el problema de violaciones es distribuido en toda la zmcm.
Finalmente,
en 1995 vuelven a ocurrir niveles sumamente alarmantes
de ozono que incluso llevan a declarar el plan de
contingencias en su fase 1, aunque estudios
independientes de monitoreo (diferentes a la Red Oficial
de Monitoreo) indican que esos niveles deberían haber
llevado a una atención más estricta.
De
la tendencia, obtenida aplicando un análisis estadístico
simple, resulta que ésta es positiva y creciente
tomando como base el número promedio de eventos por mes
registrados al suroeste de la zmcm.
Una
revisión rápida de la situación indica que los mil
400 millones de dólares invertidos hasta la fecha en
medidas directas para el control del problema del ozono
sólo han sido efectivos para bajar temporalmente la
frecuencia de ocurrencias de picos de este contaminante,
(que ahora está presente en toda la zmcm)
y no han resultado en mejor calidad del aire para un
amplio sector de la población de la zmcm.
Esto es, algo está fallando.
Aunado
a la ocurrencia de altos niveles de ozono, se enfrenta
la problemática de las partículas suspendidas en su
fracción respirable e identificadas como pm-10
en la cuenca de México. Un análisis correcto de
los reportes de calidad del aire de la Comisión
Metropolitana para la Prevención y Control de la
Contaminación Ambiental en el Valle de México (1993,
1994a) indican que todavía se exceden las normas de
calidad anuales tanto de partículas suspendidas totales
como de partículas pm-10
en las diferentes zonas de la zmcm,
a pesar de que algunos funcionarios aún pretenden
manipular la información para hacer creer a la población
que se está cumpliendo con las respectivas normas. Las
principales fuentes primarias de emisión de partículas
son la combustión y los aerosoles formados por la
combustión en vehículos y fuentes estacionarias,
aunque se ha insistido equivocadamente en que las
tolvaneras contribuyen en forma muy importante al
problema (90% según el ddf,
1991). Otras fuentes son la quema de basuras y varios
procesos industriales. Se maneja erróneamente el
concepto de considerar las tolvaneras como
contribuyentes al problema de la contaminación por partículas,
ya que hay conocimiento técnico suficiente para
entender que, primero, el tamaño de las partículas de
origen natural por erosión las clasifica como polvos
sedimentables (Fenelly, 1975); segundo estudios
efectuados en la zmcm
sobre la composición y posible origen de las partículas,
en especial de tamaño pm-10
(menores a diez micras) indican claramente que su origen
es consecuencia de transformaciones atmosféricas fotoquímicas
en aerosoles (Bravo et
al, 1988d, 1989; Barbiaux, 1990; Miranda et
al, 1992; Miranda et
al, 1994).
Todos
los investigadores señalados en la última referencia
encuentran que el contenido de carbón de origen orgánico
y el de sulfatos y nitratos ¾los
tres producto de reacciones fotoquímicas¾
son los más importantes dentro de las pm-10,
y que la contribución por material de origen natural es
menor en relación al material de origen antropogénico.
Sin embargo, esa afirmación de que el 90% de las partículas
suspendidas son generadas por las zonas desforestadas de
la cuenca de México, ha sido motivo de la implantación
de una medida de reforestación en el Programa
integral contra la contaminación atmosférica en la
zona metropolitana de la ciudad de México, medida
que para junio de 1994 había ejercido un presupuesto de
52.87 millones de dólares de 236.5 millones asignados,
habiéndose plantado a esa fecha 42 millones de árboles,
aunque al presente no se observe ningún aumento
sustancial en las áreas verdes de la zmcm
(Comisión Metropolitana para la Prevención y Control
de la Contaminación Ambiental en el Valle de México,
1994a).
Discusión
Integrando
y analizando la evolución del problema de la
contaminación fotoquímica, representada por el ozono y
por la presencia de sulfatos y nitratos en partículas pm-10
en la zmcm,
es claro que las tendencias siguen siendo hacia el
crecimiento paulatino del problema aunque a una tasa
menor a la de años anteriores. También es claro que, a
pesar de la gran cantidad de dinero invertido, se siguen
cometiendo errores que pudieron evitarse si se hubieran
seguido las experiencias en el mundo sobre acciones
efectuadas para controlar esta problemática y que aún
persisten una serie de contradicciones irracionales en
la asignación de recursos para el control de la
contaminación atmosférica en la zmcm.
Tomando
como base los conocimientos existentes a la fecha
respecto al origen, las transformaciones y el destino de
la contaminación fotoquímica, es posible establecer
los siguientes razonamientos aplicados al caso de la zmcm.
La
relación de la concentración de hidrocarburos
reactivos con la concentración de óxidos de nitrógeno
(hcr/nox),
ha sido reconocida finalmente en México, como
herramienta para definir y entender la problemática de
la producción de ozono en la atmósfera, especialmente
cuando se emplea el modelo fotoquímico ekma
(epa,
1977; Gipson et al,
1981; Demedian, 1984). Bajo este modelo, la producción
de ozono depende de las concentraciones de hcr
y nox
medidas en un sitio localizado viento arriba del lugar
en donde se presenta el pico máximo de ozono después
del mediodía. Este modelo ha sido incluso empleado por
el Instituto Mexicano del Petróleo para justificar
varias de sus medidas aplicadas al control de la
contaminación por ozono y de hecho la epa
lo recomienda como criterio en una primera etapa para
definir políticas de control (Demerjían, 1984; Comisión
Metropolitana para la Prevención y Control de la
Contaminación Ambiental en el Valle de México, 1994b).
Siguiendo
el concepto del ekma,
la reducción de niveles de ozono podrá efectuarse
disminuyendo tanto hcr
y nox,
o bien reduciendo uno de ellos en mayor proporción con
respecto al otro, dependiendo de las condiciones
iniciales de concentración de estos compuestos.
Además,
se sabe que el control de emisiones hcr
es preferido para abatir los niveles de ozono debido a
que técnica y económicamente es más factible optar
por esta medida que controlar los nox.
Sin embargo, decidir en términos de hasta dónde se
plantea la reducción, requiere de un análisis muy
profundo. Por ejemplo, las emisiones de nox
pueden suprimir la formación rápida de ozono en la
cercanía de las fuentes, pero favorece la formación de
ozono viento abajo. Por otro lado, se debe mantener en
mente que el costo en reducir cualquiera de las
emisiones de ambos precursores va a estar en función de
alcanzar la norma de calidad del aire para el ozono de
0.11 ppm. Como efecto secundario de esta reducción se
tendrá una disminución en la concentración de partículas
finas de aerosoles de nitratos y orgánicos lo cual
mejorará la calidad del aire en términos de pm-10.
A
la fecha se sabe que la relación [hcr]/[nox]
en la zmcm
es del orden de 20, lo cual significa que en la atmósfera
urbana se tienen concentraciones importantes de
hidrocarburos reactivos del orden de 3 ppm. Según el
modelo ekma,
para reducir una concentración de ozono de 0.331 ppm al
nivel de la norma, se requiere bajar la concentración
de nox
en un 75% sin controlar hcr,
o bien bajar la concentración de hcr
en un 60% sin controlar nox.
No obstante pueden hacerse combinaciones de
reducciones en ambos precursores hasta llegar al óptimo.
Pemex
ha enfocado sus medidas en controlar las emisiones de
hidrocarburos volátiles (terminales de almacenamiento y
distribución) y en el control de la volatilidad (rvp)
de la gasolina magna sin. Otra medida importante es el
uso de catalizadores en automóviles modelos 1991 y
posteriores, que controla tanto hcr
como nox
con una emisión equivalente aproximada de un 5% de toda
las fuentes en la zmcm,
además de que las fuentes de emisión se ubican
precisamente viento arriba de la zmcm.
Esto es, la situación actual indica que la mayor
reducción en ambos precursores sólo podrá enfocarse a
dos sectores: transportación y producción de energía,
considerando que, aparte de las termoeléctricas, las
estaciones de servicio o gasolinerías estan
relacionadas con el sector energía debido a que forman
parte de las actividades de distribución del
combustible de Pemex.
Sin
embargo, es necesario establecer el panorama social y técnico-económico
de la población en México en los próximos años para
proponer un marco de referencia real. Primero, la
situación económica actual obliga a dos
consideraciones: no se espera una tasa de renovación de
vehículos antiguos sin catalizador por vehículos
nuevos mayor al 2% y no hay disponibilidad económica en
la sociedad para requerir a los propietarios de vehículos
anteriores a 1991 la reconversión de sus vehículos con
la instalación de convertidores catalíticos, por su
alto costo (cerca de dos mil dólares).
Segundo,
el consumo de combustibles en las grandes zonas urbanas
y en especial la zmcm
tendrá un ligero estancamiento, manteniéndose el
consumo de gasolinas con plomo en la misma proporción
que en 1994 como consecuencia de que no habrá renovación
vehicular, lo cual, a su vez, obliga a consumir gasolina
magna sin. Adicionalmente, Pemex ha reconocido problemas
para mejorar la calidad de los combustibles, lo que
dificulta cualquier estrategia que se base en gasolinas ecológicas
(Camarena, 1984).
Tercero,
el kilometraje acumulado en los vehículos anteriores a
1991 (casi 700 mil vehículos en la
zmcm) es cada vez mayor y, por consecuencia, el
deterioro del convertidor es paulatino, surgiendo la
necesidad de renovar el dispositivo que, en las
condiciones económicas actuales, estará fuera del
alcance de muchos propietarios.
Cuarto,
la implementación de sistemas de control de
hidrocarburos en el sector industrial no podrá ser
inmediato, ya que los altos costos que representan y la
recesión de producción actual lo impiden.
Bajo
estas condiciones, la política ambiental en los próximos
años debe centrarse en medidas factibles basadas más
en controlar las emisiones del parque vehicular actual,
el cual tiene la distribución siguiente:
|
Modelos
%
|
|
1970
y anteriores
4.4
|
|
1971
a 1975
7.0
|
|
1976
a 1980
11.8
|
|
1981
a 1985
18.3
|
|
1986
a 990
26.6
|
|
1991
y posteriores
31.9
|
Esto
es, casi el 70 % son vehículos sin catalizador que
mantendrán una tasa de consumo de gasolina con plomo de
aproximadamente 350 mil litros por día, la cual es
aproximadamente 1.75 veces el consumo de la gasolina
magna sin.
El
programa propuesto de control de la contaminación
atmosférica por oxidantes fotoquímicos (o3)
y partículas pm-10
debe enfocarse a reforzar y adecuar las medidas
ya implementadas o bien que están en un avance mínimo
pero que sean efectivas en controlar las causas de esta
problemática bajo un concepto técnico-científico
riguroso. Asimismo, dado que los actuales programas
estaban dirigidos a un cambio en el tipo y estado de los
vehículos automotores por renovación de la flota y
esto no será posible, las medidas para controlar la
volatilidad de la gasolina magna sin y el contenido de
olefinas y aromáticos (esto es, control de emisiones de
hcr),
deberán extenderse, con el respectivo análisis técnico-científico,
hacia la gasolina nova plus. Además de que se deben
instalar dispositivos de mejoramiento de inyección y
combustión en los vehículos para asegurar una reducción
en la emisión de los contaminantes y una optimización
en el consumo de la gasolina. Adicionalmente, algunas
medidas como el uso de gas natural en termoeléctricas sólo
garantizarán la reducción en bióxido de azufre y no
en nox,
por ello se deben monitorear y controlar estas emisiones
en dichas instalaciones.
No
obstante, se deberá tener cuidado en no incorporar
indiscriminadamente mtbe,
tame
o manganeso (mmt)
como aditivos en gasolinas sin plomo, e incluso se debe
re-estudiar el porcentaje óptimo a adicionar para no
seguir contribuyendo con emisiones de formaldehído a la
atmósfera, ya que es un compuesto orgánico con uno de
los mayores potenciales de formación de ozono.
Sumando
las acciones de reducción de hcr
y nox
propuestas y aplicando el concepto básico del
modelo ekma
será posible aproximarse a un nivel de ozono que, a
pesar de estar aún por arriba de la norma de calidad
del aire respectiva, se minimizará el número o
porcentaje de población expuesta, ya que se producirá
un efecto de alargamiento de la pluma de oxidantes cuyo
máximo tardará más tiempo en presentarse y los
niveles de pm-10
se reducirán en un cierto porcentaje, que aunque
no equivalente al del ozono, sí será definitivo.
Es
importante señalar que establecer medidas de control
simultáneas y equivalentes en eficiencia para hcr
y nox
de ninguna manera garantizan una reducción en ozono ni pm-10,
por lo que se debe tener cuidado en no dictar medidas de
la noche a la mañana que lleven a que la química
atmosférica caiga en otra situación problemática.
Enfocar las estrategias a controlar el ozono por abajo
de la norma queda fuera del marco económico nacional
actual, en especial si se busca reducir al máximo los nox.
Finalmente,
la sociedad mexicana ha sido obligada a aceptar tanto
las decisiones de dirección tecnológica ambiental del
gobierno como la de las paraestatales (Pemex y cfe)
sin tener acceso a los datos que llevaron a esa dirección
ni a la información probatoria de que las medidas
aplicadas hayan sido efectivas. Por tal motivo se deben
incluir en el plan de desarrollo mecanismos que
garanticen a la ciudadanía el derecho a la información
y que se instituya en la legislación el concepto de crimen
ambiental para castigar a todos aquellos
funcionarios responsables de tomar decisiones y de
asignación de recursos, que utilicen en forma indebida
el conocimiento científico para obtener algún
beneficio particular, para liberarse de alguna
responsabilidad, o bien, tomen decisiones a la ligera.
Conclusiones
y recomendaciones
Con
objeto de proponer acciones dentro del Plan
nacional de desarrollo 1995-2000, así como del
Distrito Federal, que tengan por meta prevenir y
controlar la contaminación atmosférica por ozono y
partículas pm-10 se efectuó un análisis detallado de las causas, la
evolución, las acciones de control y la situación
actual de esta problemática en la zmcm,
situación fácilmente extrapolable a otros centros
urbanos del país.
Para
el análisis se aplicó el conocimiento científico
disponible y la experiencia de los autores en este campo
en México. La base de las propuestas surgen de combinar
un modelo recomendado por la epa
(agencia norteamericana para el medio ambiente)
usado por el imp
para las primeras etapas de control del ozono y el
concepto técnico-económico de la efectividad
involucrada con las actuales medidas de control
propuestas, algunas de ellas con avances sustanciales, y
con el panorama para los próximos años en términos de
disponibilidad de recursos para la aplicación de
medidas adicionales del control de las emisiones de los
precursores del ozono: los óxidos de nitrógeno (nox)
y los hidrocarburos reactivos (hcr).
Las
recomendaciones propuestas son las siguientes:
Existe
un problema ambiental grave y creciente respecto a la
contaminación atmosférica por ozono y partículas
suspendidas respirables (pm-10)
en la cuenca de México y en Guadalajara y Monterrey.
El
problema de la contaminación fotoquímica afecta a casi
el 80% de la población localizada en la zmcm
y cuya tendencia, a pesar del alto costo que ha
representado las medidas a la fecha implementadas, sólo
han llevado a que los niveles pico de ozono por arriba
de 0.30 ppm disminuyan en su frecuencia de ocurrencia,
manteniéndose un promedio anual mayor de mil horas
(violaciones a la norma de calidad para ozono, 0.11 ppm
en una hora) desde 1989. Adicionalmente, las partículas
pm-10,
consecuencia secundaria de las reacciones fotoquímicas,
aún están por arriba de su norma de calidad anual de
50 mg/m3.
Se
deben aplicar medidas para el control de emisiones de
los precursores de la contaminación fotoquímica (nox
y hcr)
acordes a la situación económica actual y futura a
corto plazo, tomando como base, tanto las condiciones de
la química atmosférica presente en las zonas
metropolitanas como la disponibilidad de recursos económicos
por parte de la población para acatar las normas
dictadas por las autoridades de reacondicionamiento de
los vehículos.
Se
debe fortalecer y aplicar en el tiempo más corto
posible la reformulación de las gasolinas nova plus,
magna y premium en términos de menor reactividad ya
que, al no ser posible en los próximos años la
renovación de autos sin convertidor catalítico a una
tasa óptima, esta gasolina será consumida a la
proporción actual de casi dos veces mayor a la magna
sin por esta flota vehicular antigua, siendo necesario
asegurar que su potencial de formación de contaminantes
fotoquímicos sea el menor posible.
El
uso indiscrimado de los aditivos mtbe y tames ha
sido causa de la emisión de formaldehído a la atmósfera
en la zmcm,
el cual es un orgánico precursor de ozono muy potente,
por lo que debe establecerse un porcentaje óptimo de
adición a las gasolinas ponderando no tanto la reducción
en la emisión de co,
que es el principal objetivo, y el cual, según las
autoridades, se mantiene muy por abajo de la norma
respectiva, sino buscando que la emisión de nox
y de aldehídos sea la mínima factible sin sacrificar
el nivel de octanaje. Vigilar el posible uso de
manganeso (mmt)
como aditivo.
Es
necesario crear mecanismos de vigilancia de la
eficiencia de los convertidores catalíticos en los vehículos
que ya lo tienen, así como establecer programas de crédito
para la reposición de aquellos dispositivos ya
inoperantes, en virtud de que el kilometraje acumulado
hasta la fecha y los problemas de suministro de gasolina
sin plomo del pasado en vehículos con alta circulación,
pueden ya ser problemáticos por la ineficacia para
controlar nox
y hcr.
Al
no haber posibilidades de renovación del parque
vehicular, se debe buscar y promover la instalación de
dispositivos mecánicos de bajo costo en la flota
anterior y posterior a 1991 que aseguren una combustión
más eficiente y, como consecuencia, una menor emisión
de contaminantes, además de un ahorro en el costo del
combustible. Dispositivos de este tipo como los
mejoradores de flujo de inyección de combustible, han
demostrado su bondad en estudios realizados por el imp, por lo que representan una opción para satisfacer esta
necesidad. Deben dejarse para un futuro otras opciones
como el retro-acondicionamiento de vehículos anteriores
a 1991 con catalizadores o cambiar a glp,
ya que el costo asociado prácticamente prohibe su
aplicación.
Se
debe acelerar la instalación de controles de vapores de
combustibles en las gasolineras, ya que esta medida por
sí sola garantiza una reducción cercana al 10% en las
emisiones de hcr.
Además de que no se justifican más estudios sobre cuál
tecnología es mejor, dado que son tecnologías probadas
ya en otros países.
Se
deben controlar a la brevedad posible las emisiones de
los nox
de las termoeléctricas localizadas en la zmcm
ya que ésta es una alternativa segura de bajar las
emisiones de nox
con impacto en la atmósfera urbana, con lo que se
favorecen las condiciones de reducción de ozono y de pm-10
en la química atmosférica.
Se
deben establecer mecanismos y comités de vigilancia de
la calidad de las gasolinas (magna sin, nova y premium),
externos a Pemex para asegurar que los combustibles en
verdad estén cumpliendo con los requisitos de poca
reactividad, recomendados y comprometidos por la
paraestatal.
Las
gasolinas Pemex magna y premium, deben ajustarse a una rvp
baja óptima a las condiciones de altitud de las
ciudades mexicanas, recordando que este factor físico
puede hacer que, aun con una rvp
baja, a una altitud mayor a dos mil msnm puede ser
inefectivo para controlar la volatilidad. Además, puede
lograrse un abatimiento importante de olefinas,
adicional al recomendado como óptimo, con la ayuda de
una mezcla de aromáticos menos reactivos y mtbe,
siempre y cuando sea para uso exclusivo de vehículos
equipados con convertidores catalíticos.
Por
otro lado, debe disminuirse el contenido de benceno en
las gasolinas por su potencial tóxico.
Es
importante establecer que cada región tiene unas
características de temperatura ambiente, presión
atmosférica y ventilación natural diferente, por lo
que definir un estándar único de composición de
gasolina reformulada sin plomo para todo el país no
asegurará una reducción en la problemática fotoquímica
y sí puede acarrear problemas adicionales.
Se
recomienda continuar con el programa i/m
estableciendo mecanismos de vigilancia más
estrictos, tales como la verificación externa de los
macrocentros y de las unidades de verificación.
Debe
reforzarse el monitoreo de hcr en las zonas metropolitanas, en especial la zmcm
por ser vital esta información para el desarrollo y
vigilancia de estrategias de control.
Es
necesario determinar la responsabilidad penal jurídica
correspondiente para funcionarios de los sectores público
y paraestatal, y para todo aquel que realice un
ocultamiento, engaño, desvío de fondos o beneficio
personal, utilizando, manipulando o comprometiendo la
administración de la calidad del aire y, como
consecuencia, la salud de la población.
Con
esta serie de recomendaciones, se optimizaría la
infraestructura existente y económicamente disponible,
asegurando una disminución de los niveles de ozono con
una cobertura de exposición poblacional menor. Debe
subrayarse que es criminal hacer declaraciones tales
como “se requieren 20 años para resolver el
problema” o “la población debe aprender a vivir con
el problema del ozono” o “las áreas desforestadas
son las responsables de la existencia de partículas pm-10”,
que sólo enmascaran la ineficiencia de los responsables
y que desfavorecen cualquier acción tendiente a mejorar
la calidad de vida de los mexicanos.
Mejorar
la calidad del aire que respiramos es uno de los desafíos
que más convoca el interés y la preocupación de
quienes habitamos en la zona metropolitana del valle de
México. Este no es un reto sencillo, ya que los
problemas de contaminación atmosférica que afectan
dicha calidad son el reflejo de profundas implicaciones
estructurales, funcionales y territoriales, viculadas
con la forma
en que usamos y manejamos la cuenca atmosférica en
donde se ubica nuestra urbe.
La
calidad del aire de una cuenca atmosférica depende, en
primer lugar, del volumen de contaminantes emitidos, del
comportamiento fisicoquímico de éstos y de la dinámica
meterorológica que determina su dispersión,
transformación y remoción en la atmósfera.
El
ozono y las partículas suspendidas representan los
principales problemas de contaminación atmosférica en
el valle de México. El bióxido de nitrógeno y el monóxido
de carbono también llegan a sobrepasar las normas.
Acerca
de los autores
Humerto
Bravo Álvarez es
egresado de la Facultad de Ciencias Químicas de la unam,
hizo estudios de maestría en Química nuclear (unam)
y de doctorado en la Universidad de West Virginia,
Estados Unidos. Inició los estudios en Ciencias Atmosféricas
e Higiene Industrial en el Laboratorio Kettering en la
Universidad de Cincinnati, donde se especializó en
Higiene Industrial. Realizó estudios de Ingeniería
Ambiental (aguas residuales) en el Centro de Ingeniería
Robert A. Taft de Cincinnati. Trabajó como investigador
del Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas (ncar) en Boulder, Colonia y recibió el diploma de
especialización en el Instituto de Física Atmosférica
de Budapest, Hungría.
Fue
el primer presidente y miembro fundador de la Asociación
Mexicana contra la Contaminación del Agua y Aire en
1965. Fundador del comité binacional México-eua
para estudios de los problemas ambientales fronterizos
en 1985. Fundador del Centro Nacional de Investigación
en Calidad Ambiental,
ac, en 1986.
Ha
sido miembro activo de Air Quality Committee of the
American Foundyme’s Society; s-10
Committee of the International Affairs of
apca; del tt-8
Acid Precipitation Committee apca;
del Programa nacional indicativo de Ecología del Conacyt;
del Comité técnico consultivo de la Red Automática de
Monitoreo del Aire, Sedue;
Coordinador del Comité técnico de control de la
contaminación del aire de la Sociedad Mexicana de
Ingeniería Sanitaria y Ambiental, México de 1989 a
1992; miembro del sub-comité de Normas de Calidad del
Aire, en la Secretaría de Salud de 1992 a la fecha;
miembro y asesor de la Comisión Metropolitana para el
Control de la Contaminación Ambiental en la Zona
Metropolitana de la Ciudad de México, de 1992 a la
fecha.
Participó
en el desarrollo de la ley federal para prevenir y
controlar la contaminación ambiental en México, así
como en el reglamento para la prevención y control de
la contaminación del aire, originada por polvos y
humos, del reglamento para la prevención y control de
la contaminación de aguas y el reglamento para la
prevención y control de la contaminación ambiental
originada por la emisión de ruidos.
Fue
director general de contaminación ambiental de la Sedue.
Es investigador titular y jefe de la sección de
contaminación ambiental del Centro de Ciencias de la
Atmósfera desde 1977. Es autor de más de 80
publicaciones en contaminación ambiental. Fue
presidente del capítulo México de la Air & Waste
Management Association, de 1989 a 1991. Es miembro del
Sistema Nacional de Investigadores.
Recibió
el Premio Nacional del Medio Ambiente serfin
en 1988; premio Ingeniero Pedro J. Caballero, otorgado
por la Sociedad Mexicana de Ingeniería Sanitaria y
Ambiental, Oaxaca en 1990; el premio Frank A. Chambers
de la Air & Wastle Management Association en
Cincinnati, Ohio, por su labor de desarrollo de la
ingeniería ambiental en México.
Ricardo
Torres Jardón hizo
estudios de Ingeniería Química en la Facultad de Química
y de maestría en Ingeniería Ambiental en la División
de Estudios de Posgrado, de la unam. Cursó estudios técnicos de especialización en
instrumentación analítica, administración de
proyectos de ingeniería, análisis de riesgo, modelos
de dispersión de contaminantes atmosféricos y tóxicos
y tratamiento y restauración de sitios contaminados en
el ipn, la unam, el
pnuma y la Air & Waste Management
Association.
Miembro
del grupo de investigación de la sección de
contaminación ambiental de
