Investigación de profesor titular de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín

El cielo que perdimos en Medellín

La calidad del aire en la capital antioqueña es mala, hay peores (pero mejoran) y aunque esta ciudad tiene medidas de corto plazo, si no se hace nada en el largo plazo vamos para una crisis. La contaminación enferma y mata. Propuestas inmediatas y para el futuro.

En Medellín, de 71 días del registro, el 4,4 % del tiempo no se cumple la norma de 24 horas, según el experto Mesa Sánchez.AFP.

Si tuviera que escoger entre respirar y amarte,
usaría mi último suspiro para decirte que te amo

Usé el epígrafe para ilustrar a mis estudiantes la importancia del aire, que hasta compite con lo más sublime. Pero una estudiante, no se si la más inteligente o la más sarcástica de la clase, dijo: “profe, no es amor al ser querido sino a la plata, lo que ilustra su frase. Ya levantaron la restricción a los carros y niegan la existencia de una emergencia ambiental y Trump niega el cambio climático contra toda evidencia científica”. 

El título, que hace homenaje a la novela de Juan José Hoyos, recoge bien la pérdida de un paraíso. En el diccionario, cielo es la esfera aparentemente azul que rodea la tierra, y atmósfera es su segunda acepción. Otra posibilidad era “Angosta”, que como se verá tiene mucho que ver. Lo perdido se puede recuperar, hay que persistir en la esperanza.

La calidad del aire en Medellín es mala, hay peores (pero mejoran) y aunque Medellín tiene medidas de corto plazo, si no se hace nada en el largo plazo vamos para una crisis.  La contaminación enferma y mata. Se proponen medidas de corto y largo plazo.

Mala Calidad del Aire en Medellín

La Figura 1 muestra la serie diaria de concentración material particulado de  2,5 micras, estación Universidad Nacional operada por el Sistema de Alerta Temprana (SIATA). PM2.5 no es el único contaminante, pero PM2.5 es el más crítico por su impacto en la salud. En Colombia, el máximo permisible es 25 mg/m3 para exposición anual y 50 para 24 horas. No se cumple la norma  anual (promedios de 27,3 para el año 2012; 28,0 para 2013; 29,9 para 2014; 31,8 para 2015 y 32,9 para 2016). De 71 días del registro el 4.4% del tiempo no se cumple la norma de 24 horas. La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda 25 para 24 horas, lo que no se cumple en Medellín durante el 70,6% del tiempo. La recomendación anual es 10, que se excede todo el tiempo (99.6%). Sin duda, la calidad del aire es mala, no solo de forma episódica, sino crónica.

Hay otras estaciones más críticas, porque tienen influencia más directa del tráfico automotor. La estación Universidad Nacional es bien representativa de lo que ocurre en todo el Valle, las conclusiones no cambiarían en nada si se usa alguna de las otras estaciones.

Figura 1. Registro diario concentración PM2.5 estación Universidad Nacional

PM2.5 no es el único contaminante, otros son el ozono, los óxidos de nitrógeno y de azufre, monóxido de carbono, benceno y otros compuestos aromáticos y el PM10. Pero PM2.5 es el más crítico, porque registra los valores más altos y los mayores impactos en la salud. Por esta razón nos vamos a concentrar en este contaminante, sin por esto implicar que el resto no sea importante.

Note que no se especifica la clase de material que constituye las partículas de PM2.5, sólo su tamaño. La razón es que por ser tan finas penetran de manera profunda no sólo las vías respiratorias sino que pasan al torrente sanguíneo y afectan los vasos circulatorios, el corazón, el cerebro y en general cualquier órgano. Esto se discute en el apartado sobre impacto en la salud. Sin embargo, uno de los temas en los que se requiere profundizar es en la caracterización de los materiales. Estudios preliminares señalan trozos de caucho, de metal, hollín entre otros. Los efectos específicos en la salud dependen de estos temas.

Una región es de contaminación alta (Decreto 1076 de 2015) si se excede con una frecuencia igual o superior al 75% la norma anual. En estas áreas deberán tomarse medidas de contingencia, se suspenderá́ el establecimiento de nuevas fuentes de emisión y se adoptarán programas de reducción de la contaminación que podrán extenderse hasta por 10 años.

La redacción del Decreto 1076 de 2015 no es clara. A mi juicio se refiere al 75% de los años, porque se habla de la norma anual. Podría también caber la interpretación de 75% del tiempo (días). En el primer caso el Área Metropolitana del Valle de Aburrá debe clasificarse como Clase I, área de contaminación alta. En la segunda interpretación estamos próximos, pues ya se excede la norma anual el 70,6% de los días con registros y estamos ya en Clase II, área de contaminación media, y se deben tomar medidas de contingencia, se restringirá́ el establecimiento de nuevas fuentes de emisión y se adoptarán programas de reducción de la contaminación que podrán, extenderse hasta por cinco (5) años.

Además, la situación está empeorando. La Figura 2 muestra el crecimiento de la concentración promedio anual de PM2.5 que pasó de 27,3 mg/m3 en 2012 a 32,9 en lo que va de 2017.

Figura 2. Promedio Anual de PM2.5 estación Universidad Nacional, cerca Cerro el Volador

Nuestra legislación tiene otras disposiciones. Las autoridades locales y las autoridades ambientales tienen la obligación de prevención, declarar alertas y emergencias, elaborar planes de contingencia para atender episodios. Entre las herramientas que se le da a la autoridad ambiental está el llamado rigor subsidiario, por medio del cual puede decretar normas más estrictas que las nacionales.

El Área Metropolitana del Valle de Aburrá (AMVA) en uso del rigor subsidiario mediante la Resolución 2381 de 2015 adoptó límites más estrictos para los niveles de contaminación episódicos. Con la declaración de alertas naranja y roja fase I, se han tomado medidas restrictivas al tráfico. Las reacciones han sido diversas: por un lado, una creciente ciudadanía sensible reclama medidas más estrictas y por otro, grupos de interés minimizan el problema y han amenazado con paros.

Mi evaluación es que el AMVA ha sido responsable para atender los asuntos episódicos y tiene un conjunto de medidas que han demostrado efectividad, por ejemplo en la coyuntura reciente. Pero considero que además del tema episódico estamos frente a un problema crónico. Además de las medidas de contingencia (según el diccionario, cosa que puede suceder o no suceder) se requiere un programa de reducción de la contaminación que no es contingente sino crónica, programas por 5 ó 10 años y se debe  restringir ó suspender el establecimiento de nuevas fuentes de contaminación, en ambos casos según la interpretación.

El mes pasado el Ministerio del Medio Ambiente anunció que adoptará las recomendaciones de la OMS. De ser realidad este anuncio se superaría el 99,6% del tiempo la norma anual y estaríamos en área de contaminación alta, Clase I,  se debe restringir el establecimiento de nuevas fuentes y el programa de descontaminación debe ser por 10 años. Tal anuncio incorpora una recomendación de la OMS de hace 11 años, más vale tarde.

Causas

Es obvio, la causa son las emisiones. Cierto, geografía y condiciones meteorológicas desfavorables impiden que el viento barra la contaminación y hay acumulación. Pero esta condición sólo hace que la contaminación se acumule y no es la causa.

El Valle de Aburrá es estrecho, algunos dicen que más que un valle es una cañada, lo que es adverso a la circulación horizontal de los vientos. El ascenso de aire sólo ocurre después de mediados de la mañana hasta primeras horas de la noche porque la inversión térmica que ocurre casi todas las noches impide el ascenso. El aire más frío es más denso. En las noches la radiación desde la superficie enfría las capas bajas. En consecuencia la temperatura aumenta con la altura, lo inverso de lo normal, de allí su nombre. En condiciones de cielo despejado o parcialmente nublado la inversión se rompe hacia media mañana, porque el sol calienta las capas bajas de la atmósfera. Pero en días nublados no se rompe y la contaminación que se emite en el fondo del valle se acumula y produce los episodios de alerta roja, típicos de marzo o noviembre. También hay acumulación bajo la influencia de sistemas de alta presión, caracterizados por subsidencia de los vientos, o cuando los vientos alisios que soplan sobre las montañas son débiles. La dinámica vertical de la atmósfera es importante, pero no sobra repetir que no es el origen del problema.

La lluvia tiene en general un efecto de lavado sobre la contaminación, pero en nuestro caso cuando la lluvia se presenta a las horas de media mañana o tarde el efecto de la nubosidad impide la entrada de los rayos del sol, el calentamiento, el ascenso del aire y el barrido por los vientos por encima de la montaña y por tanto puede tener efecto negativo sobre la contaminación.

El inventario realizado por la Universidad Pontifica Bolivariana para el AMVA (2015) indica que el  78% del PM2,5 es emitido por fuentes móviles y el resto, 22%, por fijas. De las móviles los camiones son los que más contaminan 36%, seguidos de volquetas 26%, motos 17%, buses 10% y automóviles 8%. Aunque una moto tiene factor de emisión 6,6 veces menor que un bus, su aporte total es 1,7 veces mayor, por el número. Entre los combustibles, el diésel participa con el 80% de las emisiones de PM2.5, la gasolina con el 19% y el Gas Natural Vehicular con el 1%. (Si quiere profundizar en el tema, consulte la edición web de este texto).

La perspectiva es gris. El parque automotor ha crecido a tasas aceleradas, en 10 años se ha más que duplicado. La tasa de motorización es una moto o carro por cada tres habitantes. En comparación con países de Latinoamérica es baja y se espera que siga aumentando. Otro aspecto negativo es la edad de la flota. 68% de los camiones tiene más de 10 años, 50% de las volquetas más de 20, y el 40%  más de 30.

La Tabla 1 presenta un resumen del cálculo de las emisiones de fuentes móviles. En el cálculo completo se tiene en cuenta la edad del vehículo, el tamaño del motor y su combustible, acá se muestra un valor promedio por tipo de vehículo. Las emisiones de obtienen de multiplicar el número de vehículos por el kilometraje promedio recorrido en el año por el factor de emisión correspondiente.

Respecto a la estimación, puede mejorarse los factores de emisión que corresponden a mediciones del modelo International Vehicle Emissions, IVE (Davis, Lents, Osses, Nikkila, & Bart, 2005) y que podrían adaptarse a condiciones locales. Sin embargo, para la elaboración del inventario se hizo un ajuste del total de combustible que el modelo estima contra lo efectivamente gastado. Este ajuste da una buena confianza en los resultados. También hay que instrumentar mejor la medición del tráfico vehicular, es relativamente económico y sirve además para estudios de movilidad. 

Las emisiones de las fuentes fijas provienen de la industria, concentradas en pocas fuentes, 14% de las instalaciones emiten el 90% de los óxidos de Azufre y el 74% de los de Nitrógeno y el 64% del material particulado. El combustible más empleado el carbón. Las emisiones están concentradas en las ramas textil, cerámica, vidrios y ladrilleras. El combustible más empleado el carbón. Por la concentración el control es más fácil y hay lugar a medidas que pueden ser efectivas pero sobre las cuales no profundizamos en este escrito.

Tabla 1. Resumen emisiones de PM2.5 fuentes móviles, con base a inventario de la UPB, datos de 2015

Las emisiones de óxidos de nitrógeno por las fuentes móviles aunque no superan la norma son significativas, un total de 15 mil ton/año, distribuidas en camiones 31%, automóviles 26%, buses 25% y el resto entre volquetas, taxis y motos. Este contaminante puede ser fuente secundaria de PM2.5 mediante la formación de coloides con participación de agua. Del resto de contaminantes los totales son CO 166.939 ton/año, SOx 322 ton/año y VOC 13.911 ton/año.

Comparación con otras ciudades

Hay mejores y peores. Beijing es más contaminada que Medellín, tiene picos de PM2.5 de 220, con promedios de 100, pero tiene tendencia decreciente, 6,8  mg/m3 por año, que se deben a medias de descontaminación efectivas. Otras ciudades como Madrid, París, Los Ángeles son menos contaminadas que Medellín, a pesar de esto siguen con planes de descontaminación y disminuyen entre 0,5 y 1,0 mg/m3 por año. Lo más grave es que en Medellín crece 2 por año. El pronóstico es que esa tendencia se mantiene por el crecimiento del parque automotor, tasas anual del 14% para motos y 5% para automóviles, taxis y camiones.

Los Ángeles en Estados Unidos tiene fama de contaminada, pero los registros indican picos de 35 y promedios de 15, con tasa de disminución de 0,7 por año. Londres en Inglaterra es otra ciudad con fama, los registros muestran picos de 36 y promedios de 15 con tasa de reducción de 0,66 por año. Madrid también tiene picos del orden de 25, promedios anuales de 10 y tasa de reducción de 0,77 por año. París en Francia tiene picos de 50, promedios de 15 y tasa de reducción de 0,5 por año.

Como se ve de la Tabla 2, no es cierto que tengamos normas más estrictas que el resto del mundo. Sí hay ciudades más contaminadas, pero por otro lado muchas tienen aire más limpio. Lo que es más importante es que todas las reseñadas, incluso Beijing están en proceso de mejorar, mientras que Medellín está en proceso de empeorar, tasa de más de 1 mg/m3 por año de aumento.

Tabla 2. Límites para PM2.5 en varios países para exposición anual y 24 horas

Efecto en Salud

La contaminación por PM2.5 afecta la salud de manera grave. En la revista The Lancet (2017) con datos globales de 25 años concluyen que la contaminación global por PM2.5 es el 5o factor de riesgo de mortalidad. Le atribuyen 4,2 millones de muertes en 2015, el 7,6% del total, más que el SIDA, el paludismo y la influenza combinadas. Con un incremento entre 1990 y 2015 del 30%. La exposición a este contamínate causó 4,2 millones de muertes y 103,1 millones de años ajustados de incapacidad (DALY en Inglés) en 2015, lo que representa el 7,6% de las muertes globales y el 4,2% de los DALYs globales.

Según la OMS por cada 10 µg/m3 de PM2.5 sobre su límite anual recomendado se aumenta 6% el riesgo de mortalidad.  Además, por cada 10 µg/m3 de exposición diaria por encima del límite se aumenta 1% el riesgo de mortalidad. El estudio ESCAPE en Europa hace seguimiento a más de 100 mil personas por 11 años y medio y concluye que un aumento de 5 µg/m3 de PM2.5 sobre el límite anual incrementa 13% riesgo de ataque al corazón. Además la contaminación por ozono causó otro cuarto de millón de víctimas y 4 millones de DALYs. Los impactos van más allá de las enfermedades cardiopulmonares e incluyen diabetes y defectos de nacimiento.

Los efectos adversos en la salud son por estrés oxidativo, mutaciones, toxicidad en genes y respuestas inflamatorias. Por su tamaño, PM2.5 penetra bronquios, pulmones, torrente sanguíneo y células.

Para entender los impactos sobre la salud es importante tener en cuenta hasta dónde penetran los contaminantes, a los bronquios (contaminación inhalable), los bronquiolos (contaminación toráxica), los alveolos (PM2.5 respirable) o las células (tamaño menor de 100 nm). Esa es la razón por la cual la OMS recomienda que se mida el número de partículas, el efecto en la salud depende del área superficial.

La conclusión sobre este tema es clara, la contaminación del aire por PM2.5 es un factor que afecta negativamente la salud de manera grave.

Ruleta rusa

Martha Lucía Ospina Martínez, directora general del Instituto Nacional de Salud (INS), durante el foro “Por un Valle de Aburrá con aire limpio”, organizado por EL COLOMBIANO el pasado 19 de abril dijo: “Uno no puede atribuir, de manera directa, muertes a la mala calidad del aire. No estamos hablando de un evento agudo, estamos hablando de un evento que aporta a producir enfermedad, tal vez aporta a producir muerte, pero no podemos decir: a estas personas las mató la contaminación ambiental.  … Nadie se muere por la contaminación del aire o, al menos, por ahora, no hay manera certera de establecer que esta sea una causa directa de fallecimientos”. 

La señora Ospina recordó que existen diferentes aspectos que aportan a la muerte de las personas, como los hábitos de vida, entre los cuales se destacó el no consumo de frutas y verduras, la falta de ejercicio y el tabaquismo. “Hay muchas cosas que aportan y, dentro de ellas la contaminación ambiental, especialmente en lo que se refiere a enfermedades crónicas no transmisibles. Se aumenta, por supuesto, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (epoc), o el accidente cerebro vascular, pero no son directamente atribuibles a la contaminación. Esto debe ser un ejercicio de política integral y de cuidado en varios frentes”, dijo la directora del INS.

Estas afirmaciones en boca de una funcionaria de ese nivel causan mucha confusión. Yo diría que incluso son irresponsables. Voy a ilustrar con un ejemplo un poco dramático pero que contribuye a clarificar el papel del concepto de riesgo.  Las situaciones en las que hay probabilidades involucradas se prestan a confusión si no hay conceptos claros. Los valores de las probabilidades en el ejemplo que voy a presentar son muy altos y no tienen nada que ver con los valores asociados a los riesgos de mortalidad por contaminación del aire, que son del orden de 0,07%. El ejemplo sólo busca aclarar el papel del riesgo.

El juego de la ruleta rusa es bien conocido. Un revolver que tiene 6 posiciones en el tambor se carga con una sola bala.  El jugador cierra el revolver y gira el tambor, acerca el cañón a su sien y dispara.  La probabilidad de que se mate es 1/6»16,7%. Supongamos que estamos obligados a jugar este juego (no podemos vivir sin respirar), la primera bala representa todos los demás factores de riesgo de muerte si vivimos en una región con aire puro. Ahora,  por contaminación del aire se le agrega una segunda bala al tambor del revolver. La probabilidad de muerte (el riesgo) sube a 2/6=1/3»33,3%. Si un jugador muere en el juego no hay manera de saber si lo mató la bala original (no asociada a la contaminación), o la nueva (asociada a la contaminación). Pero si este juego se repite por un número grande de personas, digamos un millón, sin contaminación (una sola bala) el número esperado de muertos es  167 mil. Mientras que si se repite el caso contaminado el número esperado de muertes es el doble, una s 333 mil. No le podemos atribuir ninguna de las muertes particulares a la contaminación, pero hay 167 mil muertes adicionales que claramente son atribuibles a la contaminación. El ejemplo ilustra bien que las afirmaciones de la directora del INS crean confusión y llevan a la inacción. A mi juicio de manera irresponsable porque es la directora de un organismo con funciones claras de proteger la salud de los colombianos.

Medidas de corto plazo

Los gobiernos no han sido suficientemente atrevido para penalizar los contaminadores y para incentivar el transporte limpio. Una medida de aplicación inmediata y con un balance beneficio costo claro es la obligatoriedad de filtros DPF en los vehículos movidos a diésel, que tienen eficiencia de más del 90%.

Es necesario fortalecer la inspección y vigilancia sobre centros de diagnóstico y sobre vehículos que evaden las normas. Además fortalecer las normas nacionales sobre emisiones para buses, camiones y volquetas, que son muy laxas.

Aunque el tema de movilidad se trata en mayor detalle en las medidas de largo plazo, hay asuntos urgentes, cuyos efectos pueden ser duraderos. La primera es la reglamentación sobre entrada de nuevos vehículos. Nuestras normas son laxas, debemos adoptar exigencias comparables a la norma EURO V. Estas medidas de ingreso son más fáciles de implementar y muy efectivas.  En consecuencia se debe iniciar un proceso importante de modernización de la flota.  Además se de  fomentar la entrada de  vehículos eléctricos nacionales (hay tecnología y se puede consolidar una industria nacional).

Copiar a Ciudad de México la prohibición del diésel a partir de 2015. Plazo prudencial para que se acomoden. El 62,4%  del PM2.5 en el Valle de Aburrá es emitido por vehículos movidos a diésel (78% de fuentes móviles, 80% de ellas diésel). Durante ocho años los actuales propietarios de vehículos a diésel pueden venderlos  para ser usado por fuera de la ciudad, o transformarlos a otro combustible, o chatarrizarlos. Ocho años es un tiempo prudencial. Pero lo más importante, nadie comprará durante ese tiempo un vehículo a diésel, ni nuevo ni usado. Medellín merece medidas como esta. Otras ciudades como Londres, Madrid y Paris están copiando o adoptando medidas semejantes. Entre los detonantes de esta medida está el llamado diésel-gate, el engaño deliberado de los fabricantes de vehículos a las medidas de control de emisiones, y la claridad cada vez mayor sobre su efecto nocivo sobre la salud. Sin duda fue un error grave la política de incentivar el uso del diésel como combustible, mucho más grave en las ciudades y todavía más en un valle estrecho como el nuestro. 

Medidas de largo plazo

Tasa retributiva: Colombia tiene los instrumentos en Art. 338 Constitución, Art. 42 de ley 99 de 1993 para corregir la falencia del sistema económico para el manejo adecuado de los bienes públicos. La contaminación está sujeta al pago de tasas retributivas por las consecuencias nocivas. Los recaudos deben destinarse para compensar los daños, mitigar y prevenir. El monto debe ser proporcional al costo. Sólo se requiere un decreto reglamentario.

El CONPES 3344 de 2005 estima que el costo anual de la contaminación del aire en las ciudades colombianas en $1,5 billones. Teniendo en cuenta el consumo de combustibles en el Valle de Aburrá se estima un recaudo de $130 mil millones al año. De acuerdo a la contribución a la contaminación (80% diésel, 19% gasolina y 1% GNV) esto corresponde a una tasa retributiva de $754 por galón de diésel, $132 de gasolina y $15 por m3 de GNV. Falta contabilizar el recaudo industrial.

La lógica de una tasa retributiva es desestimular el consumo de las sustancias contaminantes. Una señal a dueños de vehículos para que cambien a uno menos contaminante o al Metro, bicicleta, o peatonalidad.

Plan de ordenamiento: Densificación para minimizar movilidad,  plan de espacios verdes con metas muy concretas y medibles a los que la ciudadanía pueda hacer control  (árboles urbanos, parques, techos verdes, jardines verticales). Conservación de la zona periurbana, lo que hemos llamado el Parque Central de Antioquia, que debe incluir el cinturón verde del Valle de Aburrá, donde no se debe hacer ningún desarrollo excepto senderos peatonales. La regulación sobre parqueaderos puede ser un instrumento efectivo (ver artículo de Darío Hidalgo en El Tiempo 18/04/2017).

Movilidad: Dar prioridad a movilidad no motorizada (peatonalidad y bicicletas), también al teletrabajo. Sin un cambio de fondo el crecimiento de la motorización nos ahogará. 

Toda la inversión pública en movilidad debe ser en transporte público. Ante las escasez de recursos públicos no es equitativo hacer inversiones que benefician a quienes tienen vehículo particular,  que no solucionan la movilidad y que empeoran la contaminación.

Hoy 36% de los viajes se hace en vehículos particulares motorizados, el resto en transporte público, bicicleta o a pie. El actual plan de expansión del Metro tiene impacto menor en emisiones (4%) como lo muestra el estudio de Martínez-Jaramillo et al., (2017) en la revista Energy Police. Se requiere plan más ambicioso de transporte público, integración completa y varias líneas nuevas del Metro. La meta es reducir la participación del transporte particular motorizado a la mitad en 15 años. Es decir que el 80% de los viajes no contamine.  La Tabla 3 muestra la distribución de los viajes diarios por modalidad de transporte según la última encuesta de origen-destino. En un estudio reciente muestra que la reducción de emisiones es de apenas el 4%.

Tabla 3. Número de viajes diarios según encuesta origen-destino 2013

Monitoreo e investigación: continuar con el monitoreo y la modelación para tomar medidas preventivas oportunas, Caracterización del material particulado, medición de factores de emisión. La región ha dado un paso muy importante con el SIATA en cuanto a observaciones y capacidad humana. La red de Universidades en Redaire debe mantenerse y fortalecerse.

Factibilidad de aplicación

Las propuestas presentadas en este artículo contribuyen a la solución del problema de contaminación y además al de movilidad. En conjunto hacen más competitiva la región.

Sorprenden algunas posiciones de dirigentes locales, como el Secretario de Gobierno, Santiago Gómez, que quieren ignorar o esconder el problema. Nuestra tradición no es el negacionismo de la evidencia. Las encuestas de percepción ciudadana muestran que el tema ambiental ocupa un papel prioritario. Grave que hagamos realidad la segregación en la novela Angosta de Abad Faciolince, con una casta de privilegiados viviendo en Planalto-Tierra Fría y disfrutando de aire puro, mientras que en Angosta estamos segregados y condenados al infierno Dantesco que inspiró la novela.

Por el contrario, esta es una oportunidad para resolver juntos problemas comunes. Nada fortalece más una sociedad. Eso requiere visión y valentía de parte de los líderes, movimientos ciudadanos que vigilen, exijan, premien y castiguen según el caso en las urnas las política adecuadas o erróneas.