Por qué es esencial la vigilancia de la calidad del aire
El punto de partida del control de la calidad del aire es estudiar primero si una zona tiene un problema de contaminación atmosférica. El control ayuda a evaluar el nivel de contaminación en relación con las normas de calidad del aire ambiente. Las normas son una medida reguladora para fijar el objetivo de reducción de la contaminación y conseguir un aire limpio. Un control riguroso ayuda a protegerse de los fenómenos extremos alertando a la población e iniciando la acción. Regulamos un total de 12 contaminantes, entre ellos SO2, NO2, PM10, PM2,5 (partículas de hasta 10 micras y de hasta 2,5 micras), ozono, plomo, arsénico, níquel, CO, NH3, benceno y BaP (fase de partículas). En todas las ciudades, sólo se controlan regularmente el SO2, el NO2 y las NRMF / PM10. Otros contaminantes, como las PM2,5, el O3, el CO, el BTX y los metales pesados, se controlan en ciudades seleccionadas, ya que la capacidad aún se está construyendo. La India ha fijado el objetivo de que los estados cumplan las Normas Nacionales de Calidad del Aire Ambiente (NAAQS) en las zonas urbanas para 2017.
¿Cuál es la precisión y el grado de detalle de los datos sobre la calidad del aire?
La actual red nacional de control de la calidad del aire tiene un alcance limitado, ya que los valores registrados son indicativos y hay un enorme retraso en la comunicación de los datos. Por tanto, no es posible actuar en tiempo real. Además, la participación de varios organismos de control, personal y equipos en el muestreo, los análisis químicos y la comunicación de datos conlleva incertidumbre y sesgos. Pero incluso con el sistema existente, el incumplimiento de las normas en las ciudades es enorme. Hasta 131 ciudades superan el límite permitido de PM 10 y 18 ciudades superan el límite permitido de NO2. Por lo tanto, lo que importa es la acción, incluso cuando mejoramos nuestros sistemas de control.
Quién realiza el control en la India
La calidad del aire ambiente en la India es supervisada colectivamente por la CPCB, las juntas estatales de control de la contaminación (SPCB), los comités de control de la contaminación (PCC) y el Instituto Nacional de Investigación de Ingeniería Ambiental (NEERI) en las ciudades, y abarca 215 ciudades y pueblos. En todos los estados hay un total de 523 estaciones de control manual. Algunos estados han creado estaciones de control adicionales en las ciudades. Sin embargo, hay un déficit en el funcionamiento, ya que se necesitan unas 1.000 estaciones de control continuo de la calidad del aire ambiente (CAAQM) adicionales, que informan de los datos en tiempo real. Según el censo de 2011, 46 ciudades tienen más de un millón de habitantes y en 16 de ellas ya se han instalado y puesto en marcha los CAAQM. Las estaciones CAAQM recogen los datos de 8 contaminantes, excepto los metales y el BaP.
Los resultados de la vigilancia en tiempo real ayudarán a calcular el índice de calidad del aire para emitir avisos sanitarios, así como para la formulación de un plan de acción para cumplir las normas.
Lo que plaga el actual método manual
Para garantizar la calidad de los datos, es necesario realizar un control de calidad analítico y seguir las directrices de control y calibración, reparar los instrumentos y evaluar las estaciones de control de la calidad del aire ambiente. Pero el control manual tiene ciertas limitaciones. Las distintas técnicas e instrumentos de medición dan resultados diferentes sobre la concentración ambiental en el mismo lugar. Los estudios han revelado que el error medio oscila entre el 10% y el 26% en la vigilancia de las PM, principalmente a causa de una medición y calibración incorrectas del flujo. Además, el suministro de energía inconsistente y la fluctuación del voltaje afectan a la monitorización. En el caso de los contaminantes gaseosos, la duración del muestreo, la dilución de la muestra y los controles de temperatura son esenciales para garantizar que las pruebas se realicen correctamente. El control del benceno y el O3 mediante el método manual ha resultado ser muy difícil.
La sofisticación de los CAAQM hace frente a estos problemas, ya que se trata de un conjunto compacto de diferentes analizadores de contaminantes e incluso de unidades de calibración. Los CAAQMS están equipados con SAI junto con capacidad de reserva. Pero su coste es bastante elevado. El conjunto de analizadores, sistemas de calibración, instrumentación meteorológica, sensores, líneas de muestreo y sistemas de visualización, entre otros, cuesta alrededor de 90 lakh. Los gastos generales y de mantenimiento ascienden a 10 lakh al año.
¿Cuántas estaciones son suficientes?
Las opiniones difieren en cuanto a la densidad de la red adecuada para captar el perfil de la calidad del aire. La mayoría de los expertos coinciden en que la densidad de la red actual es inadecuada. Los criterios seguidos en India exigen que las ciudades de clase I (ciudades con 100.000 habitantes o más) tengan un mínimo de tres estaciones cada una; las megaciudades, nueve; las zonas industriales, unas seis, y las capitales, seis. Un análisis de los datos del Programa Nacional de Vigilancia de la Calidad del Aire Ambiente (NAMP) muestra que 82 ciudades sólo tienen una estación y 66 tienen dos estaciones, y que unas 80 ciudades de clase I no cumplen los criterios de las estaciones de vigilancia. A las grandes ciudades les va mejor. Pero, ¿se puede aumentar el número con grandes inversiones? Dada la escasez de recursos y las limitadas competencias técnicas en este campo, muchos expertos desaconsejan la creación de sistemas de vigilancia elaborados. Sugieren, en cambio, actuar con la información disponible en la red actual. Habría que estudiar la posibilidad de instalar más estaciones en función de los lugares donde vive la mayoría de la población, los contaminantes a los que está expuesta y la necesidad de un sistema de alerta diaria.
Los eslabones más débiles de la gestión de la calidad del aire
La mayoría de los SPCB mantienen sus esfuerzos especiales de control y vigilancia limitados a las zonas industriales. Muy pocos dirigen su atención hacia la calidad del aire urbano de las ciudades. En principio, lo más importante es la capacidad de las autoridades para comprender el perfil de las fuentes de contaminación atmosférica de una ciudad y sus índices y tendencias de emisión; las ciudades también deben ir más allá de la vigilancia rutinaria para generar datos especializados. Desgraciadamente, las ciudades indias no puntúan en estos aspectos.
¿Qué eficacia tiene el uso de satélites?
Los datos de los satélites pueden suplir las carencias de cobertura de la red existente para apoyar la vigilancia rutinaria. También podrían utilizarse para identificar posibles puntos conflictivos de la calidad del aire. Se ha comprobado que el uso de los datos de los satélites es más económico que la creación y el funcionamiento de varias estaciones fijas. Por ejemplo, la mayor parte del NO2 de la atmósfera se encuentra a menos de 1 km de la superficie de la tierra. Esto hace que las mediciones por satélite sean una representación útil de las concentraciones de NO2 en la superficie. También para la evaluación de las PM se utiliza la evaluación por satélite de la profundidad óptica de los aerosoles. En resumen, tanto la magnitud como la extensión espacial de las fuentes pueden determinarse y la exposición puede evaluarse con la ayuda de los satélites.
Las observaciones por satélite pueden cambiar lo que se sabe sobre las emisiones y las concentraciones observadas a través de las mediciones en tierra. En un estudio realizado en Sudáfrica, se constató una gran diferencia entre los valores estimados de las emisiones y los valores reales de los satélites, especialmente en lo que respecta a la localización y la intensidad de las emisiones de las fuentes.
En la India, un estudio reciente basado en satélites indicó que, contrariamente a la tendencia a la disminución de las concentraciones de SO2 notificada por los monitores terrestres en todas las ciudades, las concentraciones de SO2 en las regiones de las centrales eléctricas de carbón aumentaron en realidad en más de un 60% durante 2005-2012, lo que implica que la red de vigilancia de la calidad del aire debe optimizarse para reflejar la verdadera situación del SO2 en la India.
Inter-annual Increases in SO2 Emissions from Indian Coal-Fired Power Plants during 2005-2012. (Environ. Sci. Technol., 2013, 47 (24), pp 13993-14000)
Pero también hay limitaciones. Por ejemplo, para evaluar los niveles de PM, la recuperación de datos por satélite queda oscurecida debido a la nubosidad. Por lo tanto, los datos de los monitores en tierra también son esenciales para validar los resultados. Pero el futuro es prometedor si la información de los satélites y los datos de los monitores en tierra se utilizan como sistemas complementarios. El uso de modelos de transporte atmosférico puede incluso permitir la fusión de las mediciones de PM2,5 en superficie y las concentraciones de PM2,5 estimadas por satélite para proporcionar información adicional sobre la calidad del aire en zonas que no disponen de monitores en tierra.
Determinación de la calidad del aire
La calidad del aire que respiramos se conoce a través de la monitorización y la interpretación de los datos con respecto a las normas. En la mayoría de las estaciones de la India, la vigilancia de la calidad del aire ambiente se lleva a cabo manualmente mediante muestreadores de gran volumen y muestreadores de polvo respirable con accesorios gaseosos, principalmente para controlar las PM, el SO2 y el NO2. El control de los contaminantes debe realizarse durante 24 horas (muestreo de 4 horas para los contaminantes gaseosos y de 8 horas para las partículas). El muestreador utiliza un soplador para aspirar el aire. El clasificador de tamaño de partículas separa las partículas de tamaño superior a 10µm de la corriente de aire, que luego se hace pasar por un papel de filtro para recoger las partículas de tamaño inferior a 10µm y obtener las PM10. El papel de filtro puede utilizarse para determinar los niveles de metales, sulfatos y nitratos. El muestreador también está equipado con burbujeadores para evaluar los contaminantes gaseosos. Los operarios del lugar tienen que registrar manualmente los caudales, cambiar el papel de filtro y los reactivos y conservar las muestras y llevarlas al laboratorio para su análisis. Para controlar las PM2,5 se utilizan monitores automáticos. Observe dos papeles de filtro que representan los papeles de filtro de PM2,5 expuestos y no expuestos.
Papel de filtro de PM2,5 expuesto y no expuesto
Las estaciones automáticas o de control continuo de la calidad del aire ambiente (CAAQMS) pueden controlar los contaminantes utilizando diferentes analizadores, reduciendo así las posibilidades de error manual, generar datos en intervalos de tiempo de minutos y transmitir los datos. Los datos generados se difunden en línea a través de un tablero digital al público. Estos sistemas se utilizan actualmente en las ciudades. Algunos países utilizan la interpolación matemática de las lecturas para estimar las concentraciones en las zonas circundantes. Las ciudades indias están mejorando gradualmente la capacidad de monitorización y varias ciudades metropolitanas, incluidas las capitales de los estados, han comenzado a establecer CAAQMS.
En el caso de la monitorización manual, el criterio de un mínimo de 104 observaciones en un año no se cumple en muchas estaciones y ahora incluso 50 días de monitorización se consideran adecuados para la estimación de la media anual. Los cortes de electricidad, los fallos en el instrumental y la escasez de mano de obra capacitada afectan a la frecuencia.
Varias ciudades cumplen el requisito del número mínimo de días y algunas ciudades como Guwahati, Agra, Chandigarh y Parwanoo obtienen buenos resultados en el control manual con respecto al número de días controlados, que llega a 280 días en algunas estaciones. Sin embargo, la falta de datos significativos impide establecer relaciones precisas entre la exposición y la respuesta para evaluar los impactos en la salud.
Buenas prácticas
Bengaluru destaca por su iniciativa para generar datos sobre el impacto de las medidas políticas o los acontecimientos especiales en la calidad del aire. El paso más significativo ha sido el escaneo de los efectos del "día del autobús", organizado cada mes en la ciudad por la Corporación de Transporte Metropolitano de Bangalore. El seguimiento especializado indica que estas medidas ejercen un impacto positivo. También ha mostrado cómo en los días en que se convoca un bandh, algunos contaminantes pueden aumentar; esto se debe a que, en ausencia de transporte público, circulan más vehículos personales por las carreteras de la ciudad.
La SPCB de Karnataka ha dado un paso importante al generar datos sobre la calidad del aire en la zona de respiración de las personas a una altura de 1,5 m. Esto es diferente al control de la calidad del aire ambiente a seis m de altura, que no capta la exposición directa a la contaminación tóxica y nociva.
La única otra ciudad conocida por tomar medidas importantes para evaluar la calidad del aire urbano es Calcuta. Aquí, la SPCB de Bengala Occidental ha realizado estudios para generar datos e información especializados sobre contaminantes no regulados, como las toxinas del aire; la junta también ha llevado a cabo su propia evaluación del inventario.
Delhi ha creado un sistema de vigilancia basado en el sistema "Open Path" (técnica de espectroscopia de absorción óptica diferencial) y también ha establecido un sistema de previsión de la calidad del aire basado en el sistema LIDAR (técnica de detección y medición de la luz) durante los Juegos de la Common Wealth de 2010. La previsión de la calidad del aire también se lleva a cabo mediante la vigilancia meteorológica y el uso de un modelo de previsión del transporte químico atmosférico que proporciona una previsión de los niveles de contaminantes del aire con 24 horas de antelación.
REFERENCIAS:
Ibiza 
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