¿Qué aire respiramos?

Desde el grupo de trabajo de salud y medioambiente de Conbici, nuestro compañero de Kalapie Carlos Pérez Olozaga escribe un interesantísimo artículo sobre la medición de PM2,5 desde nuestras bicicletas. Y es que con el avance de las tecnologías y personas expertas dispuestas a explicar y colaborar resulta muy fácil saber y comunicar porque defendemos tantísimo a nuestra amiga la bicicleta. 

El estudio trata de conocer los niveles de partículas PM2.5 que realmente respiramos en tiempo real al movernos en bicicleta por la ciudad, y su correlación con los obtenidos de las estaciones fijas de control de la contaminación atmosférica.

Las mediciones se han llevado a cabo con monitores portátiles  AirBeam2 que miden ópticamente las partículas inferiores a las 2.5 micras.

Una conclusión clara y contundente del estudio es que el sistema actual de medición de la contaminación atmosférica en estaciones fijas no recoge la calidad del aire que realmente respira el ciudadano al desplazarse en bicicleta por las vías ciclistas.

Desde Kalapie animamos e invitamos al resto de AACC del estado español, a la puesta en marcha de iniciativas similares de ciencia ciudadana, a fin de conocer la calidad del aire que respiran en sus ciudades, para así desde ConBici poder reivindicar a las autoridades competentes una movilidad más saludable, con vías ciclistas exentas de humos.

LA APUESTA DE KALAPIE POR UNA MOVILIDAD SALUDABLE.

¿Qué respiramos realmente al movernos en bici por la ciudad?

¿Podemos confiar en los datos que aportan las estaciones fijas?¿Es posible conocer, de primera mano, cuáles son los niveles de contaminación que inhalamos al pedalear, correr o simplemente pasear por la ciudad?

Estas interrogantes se las planteó la asociación ciclista donostiarra Kalapie, y para encontrar una respuesta puso en marcha en enero de 2017 un ambicioso estudio de medición en tiempo real de la calidad del aire en Donostia-San Sebastián que, por sus características, es perfectamente extrapolable al resto de ciudades españolas.

Principales contaminantes.

El vehículo motorizado constituye el factor más determinante del deterioro de la calidad del aire en las ciudades. Y, aunque la Agencia Europea de Medio Ambiente ha manifestado que se han reducido las emisiones de diversas fuentes en el período 2002-2011, principalmente de dióxido de azufre (SO2), monóxido de carbono (CO), plomo y benceno, una parte importante de los ciudadanos europeos todavía está expuesta a concentraciones de óxidos de nitrógeno (NO2), ozono (O3) y partículas finas de diámetro menor de 2,5 µm (PM2,5), por encima de los valores guía recomendados por la Organización Mundial de la Salud (OMS).  

Estos tres contaminantes: óxidos de nitrógeno, ozono y partículas PM2.5 son, con diferencia, los más dañinos para la salud. Y, además, existen notables diferencias entre los valores establecidos por la UE y la OMS. Las recomendaciones que hace esta última no son baladíes: la contaminación atmosférica genera a corto y largo plazo un aumento del riesgo de padecer enfermedades respiratorias agudas, como la neumonía y, crónicas, como el cáncer del pulmón, además de enfermedades cardiovasculares.

 Para colmo, hay grupos más vulnerables: los niños, los ancianos y las familias de pocos ingresos y con un acceso limitado a la asistencia médica. 

La razón de nuestro estudio. 

 Aunque la calidad del aire de Donostia-San Sebastián, según los datos aportados por las estaciones fijas, es francamente buena en relación a los límites establecidos por la Unión Europea, algunos contaminantes como las partículas PM2.5, no siempre cumplen con las recomendaciones dadas por la OMS.

 Tradicionalmente se viene midiendo el nivel de contaminación del aire urbano mediante sensores colocados en cabinas fijas en determinados puntos de la ciudad.

 Su mayor inconveniente es que no refleja la calidad del aire real que se respira al pedalear por las vías ciclistas, caminar, correr o estar parados en la acera o cruzando la calzada, ya que las referidas cabinas están colocadas en lugares alejados de aquellos por los que habitualmente nos movemos los ciclistas y ciudadanos en general, a pocos metros de los tubos de escape de los vehículos motorizados.

 Sin olvidarnos que en estos casos estamos respirando hasta 2-3 veces más aire (en función del esfuerzo realizado) que permaneciendo quietos y, consecuentemente, inhalando más partículas y gases tóxicos.

 Cuando se habla de la promoción de la salud de la población, una de las recomendaciones saludables es la de hacer ejercicio físico que, por otra parte, está muy extendido afortunadamente en nuestra ciudad, pero ni siquiera conocemos la calidad del aire en tiempo real que respiramos al desplazarnos en bici o simplemente caminando.

 Otros se preguntan, si no sería mejor no pedalear que hacerlo inhalando humos tóxicos junto a los vehículos motorizados.

 Para salir de dudas, qué mejor que empezar a medir con las nuevas tecnologías, la calidad del aire que respiramos cuando pedaleamos por los bidegorris (vías ciclistas) de la ciudad.

¿Qué son las partículas PM2,5?

 El material particulado respirable presente en el medio ambiente de las  ciudades en forma sólida o líquida (polvo, hollín, humos metálicos, polen…) se suele dividir, según su tamaño, en dos grupos:

• Las de diámetro aerodinámico igual o inferior a los 10 µm o 10 micrómetros (1 µm corresponde a la milésima parte de un milímetro), se las denomina PM10 y suelen tener en su composición un importante componente de tipo natural, como partículas de polvo procedente del viento del norte de África (polvo sahariano), frecuente en nuestras latitudes.
• Y las partículas en suspensión inferiores a 2.5 micras (fracción respirable más pequeña) PM2,5, de origen principalmente antropogénico: las emisiones de los vehículos diésel en las ciudades.
• Por esta razón, las partículas en suspensión de menos de 2,5 micras (PM2,5) parecen ser un mejor indicador de la contaminación urbana que las que se venían utilizando hasta ahora, las PM10.
• Además las partículas PM2,5 incluyen otros contaminantes que se adhieren a ellas, como los sulfatos, nitratos y el hollín, que penetran profundamente en los pulmones y en el sistema cardiovascular, lo que representa un riesgo grave para la salud humana.

Correlación de los sensores PM2,5 con las estaciones fijas.

Las mediciones se han llevado a cabo con el monitor portátil AirBeam2 de bajo coste y tamaño y peso  reducido, que mide ópticamente las partículas inferiores a las 2.5 micras.    

Con la colocación en la bicicleta de sensores de medida de partículas finas PM2.5 (inferiores a 2.5 micras), Kalapie ha empezado a conocer la calidad del aire en tiempo real que los ciclistas respiran al desplazarse por la ciudad.

Para dar con los sensores de partículas finas PM2.5 más adecuados existentes en el mercado, nos pusimos en contacto con personal de CSIC (Centro Superior de Investigaciones Científicas) que nos indicó que había equipos de bajo coste y tamaño reducido, aptos para llevarlos en la bici en un periodo de tiempo razonable.

Y que ellos acababan de realizar un estudio cuyo objetivo consistió en evaluar el funcionamiento de varios sensores existentes en el mercado, para la medida de la calidad del aire en condiciones reales.

Entre los monitores estudiados y con mejores resultados de correlación con los sensores de las estaciones fijas (de referencia) se encontraba el medidor óptico para partículas AirBeam, que es el sensor por el que finalmente se decantó Kalapie.

Por otra parte, estos monitores AirBeam2 de procedencia norteamericana, han sido testados por la South Coast AQMD de la EPA, (Agencias de Protección Ambiental), responsable de mejorar la calidad del aire en grandes áreas del estado de California, que ha desarrollado el programa AQ-SPEC que evalúa el rendimiento de sensores de bajo coste existentes en el mercado.

Para ello realizan ensayos de campo de estos monitores tomando como referencia las estaciones fijas oficiales de control de la contaminación atmosférica. Y luego con pruebas más detalladas en entornos controlados de laboratorio.

Los resultados de correlación de los sensores AirBeam2 con las estaciones fijas han sido satisfactorios, como se deduce del coeficiente de determinación (R2), parámetro estadístico que mide el grado de relación entre dos variables.

Un R2 próximo a 1 refleja una correlación casi perfecta, mientras que un valor de 0 indica una completa falta de correlación entre las variables.

En nuestro caso, el coeficiente R2 era del orden de 0,90. Y al proporcionar al público información sobre el rendimiento de estos sensores, este sabe qué sensores son los mejores existentes en el mercado.

 Las nuevas tecnologías (sensores, internet y apps) ponen hoy día en nuestras manos herramientas para obtener datos de la calidad del aire urbano que inhalamos.

Los sensores se comunican con el smartphone, vía  bluetooh, en el que se geolocalizan y visualizan. Estos pequeños detectores con sus smartphones asociados para nuestras medidas, han sido costeados por Medio Ambiente del Ayuntamiento de Donostia-San Sebastián y Kalapie.

Mientras uno pedalea puede ir viendo en cada momento en el smartphone el nivel de partículas finas PM2.5, así como el valor pico y promedio del recorrido realizado.

Al terminar las mediciones de un trayecto, los datos se envían a una página web http://aircasting.org/, en la que se almacenan y pueden verse y analizarse, siendo de libre acceso para el público.

  Las diferentes medidas realizadas se van superponiendo para darnos una visión de conjunto de la ciudad. Podemos desglosarlas por horas, fines de semana, calles…

  Estos sensores PM2.5 permiten también medir la calidad del aire en puntos fijos de áreas urbanas en tiempo real, como un complemento de las redes de medida de calidad del aire existentes en las ciudades (estaciones fijas).

Vemos pues que las nuevas  tecnologías puede jugar un papel esencial para medir la calidad del aire en tiempo real y, en consecuencia, mejorar nuestra salud y concienciar sobre la necesidad de una movilidad más sostenible y saludable.

Legislación europea.

La calidad del aire en España se viene analizando desde hace casi 50 años. La derogada Ley 38/1972 de Protección del Ambiente Atmosférico ya avisaba de la necesidad de establecer una red nacional de estaciones para la vigilancia y prevención de la contaminación atmosférica. 

Actualmente, y en lo que a la calidad del aire se refiere, las ciudades deben cumplir el Real Decreto 102/2011, que traspone la legislación de la Unión Europea al derecho español. Desde entonces las redes de medida no han dejado de ampliarse, tanto en número de estaciones como en contaminantes analizados, siguiendo una normativa europea que aún está muy lejos de garantizar la salud de los ciudadanos.

Las redes de calidad del aire ambiente de España, gestionadas por las comunidades autónomas y, en algunos casos, por entidades locales, cuentan con más de 600 estaciones de medición fijas distribuidas por todo el país. 

Pero, desde nuestro modesto punto de vista, tienen un problema: la evaluación de la calidad del aire se basa en modelos de simulación que, aunque están cada vez más desarrollados, no suelen reflejar fielmente la realidad.

Otro inconveniente importante: las estaciones fijas no dan resultados en tiempo real, lo que resulta muy peligroso en el caso de contaminantes como el ozono. Cuando se dan situaciones de niveles de alarma, cada vez más frecuentes y duraderas, es necesario actuar con inmediatez, en cuestión de minutos, y no de días.  

Riesgos de las partículas PM2,5. Recomendaciones de la OMS.

Según la OMS son muchos los efectos a corto y a largo plazo que la contaminación atmosférica ejerce sobre la salud de las personas. Así aumenta el riesgo de padecer enfermedades respiratorias agudas, como la neumonía, y crónicas, como el cáncer del pulmón y enfermedades cardiovasculares.
La contaminación atmosférica afecta de distintas formas a diferentes grupos de personas. Los efectos más graves se producen en las personas que ya están enfermas. Además, los grupos más vulnerables, como los niños, los ancianos y las familias de pocos ingresos y con un acceso limitado a la asistencia médica, son más susceptibles a los efectos nocivos de dicho fenómeno.
Las guías de calidad del aire siguen siendo el documento autorizado por excelencia de la OMS sobre el tema de la calidad del aire y la salud, y en ellas se realiza un examen completo de los datos científicos.
“Se recomiendan concentraciones de partículas finas PM2.5 que protegerían a la gran mayoría de las personas de los efectos nocivos de la polución del aire sobre la salud.

Según la OMS y estudios científicos recientes, las PM2,5  es uno de los contaminantes urbanos con efectos más dañinos para la salud.
La OMS nos indica que el 90% de la población mundial vive en lugares en los que el aire excede los límites anuales fijados para las partículas con un tamaño medio inferior a 2,5 micras (PM2,5).
La OMS propone unos valores guía atendiendo estrictamente a criterios de salud, que indican la cantidad máxima deseable de exposición a contaminantes. Existen notables diferencias entre los valores establecidos por la Unión Europea (UE) y las directrices de la OMS:

Cabe destacar que la recomendación anual de la OMS para PM2,5 de 10 μg/m3 es menos de la mitad que el valor límite de la UE actual de 25 μg/m3, mientras que Estados Unidos reguló un valor límite de 12 μg/m3.
En cuanto a exposiciones diarias de PM2,5, la OMS recomienda valores inferiores a 25 μg/m3, mientras que la UE no tiene legislado ningún valor límite.
Según una publicación reciente de una investigación de la Universidad norteamericana de Harvard realizada entre 2000 y 2012, la contaminación por partículas inferiores a 2.5 micras (PM2,5), que tienen su origen principalmente en las emisiones contaminantes de los vehículos diésel, daña la salud incluso en niveles bajos y a corto plazo. 

Mediciones de PM2.5 con los monitores AirBeam2.

El estudio de Kalapie se centró en esclarecer cómo afecta la polución de los vehículos motorizados a los ciclistas mientras estos se desplazan por la red de vías ciclistas (bidegorris) de la ciudad, tanto en condiciones meteorológicas habituales como en situaciones anticiclónicas (cada vez más frecuentes y largas en el tiempo).

Fruto de las más de 3000 mediciones realizadas durante más de tres años, también se han medido los niveles de PM2,5 en eventos concretos, como la noche de las hogueras de San Juan o la Semana de Fuegos Artificiales, los incendios forestales de Portugal, Galicia y Asturias, cuyos humos llegaron a detectarse a concentraciones muy elevadas en toda la ciudad, y el nivel de contaminación en el interior de los metros de Madrid y Lisboa.

Resultados.

1.- Habitualmente buena calidad del aire (<12 μg/m3).

2.- Tráfico intenso (predomina >12 μg/m3).

3.- Inversión térmica (permanentemente entre 15-25 μg/m3).

4.- Rotura capa inversión térmica 2 horas después (<12 μg/m3).

Conclusiones.

• En el caso de Donostia-San Sebastián, las conclusiones del estudio de Kalapie fueron claras: la concentración media anual de partículas PM2,5 en tiempo real está por debajo del valor límite de 25 μg/m3 establecido por la UE, pero en ciertas ocasiones es superior al valor guía diario de 25 μg/m3 recomendado por la OMS, especialmente en situación anticiclónica, en la que en invierno en la Península ibérica las inversiones térmicas se dan cada vez con mayor frecuencia y con una duración de hasta varias semanas.
  
• También encontramos concentraciones superiores a los 25 μg/m3 de PM2.5 en el centro de la ciudad en momentos de tráfico intenso, especialmente en verano, concentraciones que se diluyen habitualmente por efecto de la brisa marina.
  
• Una conclusiónclara y contundente del estudio es que el sistema actual de medición de la contaminación atmosférica en estaciones fijas no recoge la calidad del aire que realmente respira el ciudadano mientras se desplaza en bicicleta por las vías ciclistas de la ciudad.
  
• Por otro lado, en relación con la pandemia sanitaria que nos asola, según un estudio reciente de la Universidad de Harvard, la mortalidad por coronavirus ha sido superior en zonas con mayores concentraciones de partículas PM2.5.
  Así que, como en el resto de Europa, la pandemia nos tiene que ayudar a ser más ecologistas, midiendo y denunciando los altos niveles de PM2.5, para ir sustituyendo calzadas de coches por carriles bici para uso exclusivo de los cada vez más numerosos y animosos ciclistas.
  
• Para finalizar, señalar que con esta iniciativa ciudadana de medida de partículas PM2.5 iniciada en Donostia-San Sebastián, dentro de lo que se conoce como ciencia ciudadana, Kalapie anima e invita al resto de Asociaciones Ciclistas del estado español, a que se unan a la misma, al objeto de conocer la calidad del aire que respiran en sus ciudades.
  
• Y como la unión hace la fuerza, desde ConBici estaríamos en mejores condiciones para afrontar y reivindicar a las autoridades competentes una movilidad sostenible y saludable, con vías ciclistas exentas de humos.