Determinación de material particulado fino en escuelas públicas

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UNIVERSIDAD DEL TURABO
DETERMINACIÓN DE MATERIAL PARTICULADO FINO EN ESCUELAS PÚBLICAS
ELEMENTALES DEL DISTRITO DE CAGUAS II
Por
Lourdes Ramírez Torres
BS, Química, Universidad de Puerto Rico, Río Piedras
TESIS
Escuela de Ciencias y Tecnología
Universidad del Turabo
Requisito parcial para el grado de
Maestría en Ciencias Ambientales
Especialidad en Análisis Ambiental
(Opción en Química)
Gurabo, Puerto Rico
diciembre, 2008
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UNIVERSIDAD DEL TURABO
Una tesis sometida como requisito parcial para el grado de
Maestría en Ciencias
Determinación de Material Particulado Fino en Escuelas Públicas Elementales del
Distrito de Caguas II
Lourdes Ramírez Torres, REM
Aprobado:
_______________________________
Teresa Lipsett, PhD
Asesora de Investigación
___________________________________
Agustín Ríos, PhD
Miembro
___________________________________
Pedro A. Modesto, MPE
Miembro
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ii
© Copyright 2008
Lourdes Ramírez Torres. All Rights Reserved.
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Dedicatoria
Este trabajo de investigación se lo dedico primeramente a Dios. A ti que me
diste salud, fuerza y sabiduría para salir hacia delante, que me diste la oportunidad de
vivir y de regalarme una familia maravillosa. Con mucho cariño principalmente a mis
padres, Miguel y Gladys, que me dieron la vida y han estado conmigo en todo momento.
Gracias por todo, papá y mamá por darme una carrera para mi futuro, por creer en mí,
por su apoyo incondicional y por brindarme todo su amor. A mis hermanos Eduardo y
Manuel, gracias por estar conmigo y apoyarme siempre, los quiero mucho.
sobrinos Manuel Alejandro, Marcos Andrés y Eduardo Andrés; son mi tesoro.
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A mis
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Agradecimientos
Le doy gracias a Dios por permitirme alcanzar este logro. A todas las personas
que me apoyaron en el transcurso de este trabajo y contribuyeron de una manera u otra
a la culminación del mismo. Agradezco de una manera especial a todas las escuelas
públicas participantes del Distrito de Caguas II quienes contribuyeron generosamente
en el estudio y en el suministro de información actualizada sobre todos aquellos factores
relacionados al estudio.
Gracias a la Dra. Teresa Lipsett Ruíz por su apoyo
incondicional, por su compromiso, por sus consejos y sugerencias útiles que fueron
claves en el desarrollo y logro de esta investigación. Gracias por creer en mi capacidad
y estar dispuesta en cada momento que la necesité. Y de forma especial al Dr. Agustín
Ríos y al Ingeniero Pedro Modesto por haber tenido siempre un minuto disponible para
comentar los resultados, me gustaría darle las gracias por sus comentarios y
explicaciones, que han contribuido en gran medida al resultado final. Agradezco a la
Escuela de Asuntos Ambientales de la Universidad Metropolitana por prestarme el
instrumento Aerocet 531 para poder llevar a cabo el estudio. También quiero agradecer
a mis compañeros de trabajo y estudio Nadya y Jaime. Gracias por su apoyo y por
acompañarme durante todo el proceso. Gracias a mi familia por ser siempre mi más
grande apoyo. ¡Que Dios les bendiga siempre!
iv
v
Tabla de Contenido
página
Lista de Tablas.………………………………………………………………………………….viii
Lista de Figuras.…………………………………………………………………..…………...…ix
Lista de Apéndices.………………………………………………………………………..…….xi
Abstract.…………………………………………………………………………………………..xii
Capítulo Uno. Introducción.……………………………………………………………………...1
Antecedentes.…………………………………………………………………………….1
Fuentes de Contaminación del Aire.…………………………………………………...2
Naturaleza y Procedencia de los Contaminantes del Aire.………………………….3
Contaminación del Aire Interior.………………………………………………..………5
Presentación y Justificación del Problema.…………………………………………...9
Preguntas de Investigación.....………………………………………………………..14
Hipótesis..…………………………………………...…………………………………..14
Capítulo Dos. Revisión de Literatura…………………………………………………………15
Trasfondo de Puerto Rico.....………………………………………………………….15
Indicadores de Salud de Puerto Rico..………….…………………………………...16
Localización y Límites Municipales de Caguas......…………………………………16
Conceptos Básicos de la Anatomía y Funcionamiento del Sistema
Respiratorio...........................................................................................................19
Problemas Respiratorios.……………………………………………………………...20
Asma.…………………………………………………………………………………….22
El Asma y la Calidad de Vida.…………………………………………………………23
Calidad del Aire.………………………………………..……………………………….24
v
vi
página
ĺndice de la Calidad del Aire..………...……………………………………………….28
Efectos sobre la Salud.………………………………………………………………...31
Regulaciones Federales.………………………………………………………………33
Material Particulado Atmosférico. ....…………………………………………………34
Principales Tipos de Partículas Atmosféricas.………………………………………36
Material Particulado Respirable.………………………………………………………39
Estudios Anteriores.…………………………………………………………………….43
Capítulo Tres. Metodología.. ……….………………………………………………………….45
Introducción.…………………………………………………………………………….45
Diseño de Investigación........................................................................................46
Selección de la Población y Participantes.............................................................47
Composición del Departamento de Educación del Estado Libre Asociado de
Puerto Rico............................................................................................................49
Descripción del Instrumento de Investigación.………………………………………50
Validación del Instrumento.……………………………………………………………52
Procedimiento para la Recolección de Datos.………………………………………53
Introducción...............................................................................................53
Primera Fase.............................................................................................54
Segunda Fase...........................................................................................55
Procedimiento para el Análisis de Datos.……………………………………………56
Capítulo Cuatro. Resultados.…………………………………………………………………..58
Introducción.…………………………………………………………………………….58
Resultados de la Investigación: Primera Fase. …………………………………….59
Escuela 001.…......…………………………………………………………….59
vi
vii
página
Escuela 002..…...………………………………………………………………63
Escuela 003...............………………………………………………………….66
Escuela 004.....……………………..………………………………………….68
Resultados Generales.…………………………………………………………………72
Resultados de la Investigación: Segunda Fase....................................................78
Hallazgos Adicionales....……………………………………………………………….83
Escuela 001..…..……………………………………………………………….83
Escuela 002....………………………………………………………………….84
Escuela 003................……..………………………………………………....84
Escuela 004...….......…………………………………………………………..85
Capítulo Cinco. Discusión.……………………………………………………………………..87
Introducción.…………………………………………………………………………….87
Discusión de Resultados.…………………………………………..................……...89
Conclusiones………………………….....................................................................97
Recomendaciones.…………………………………......................................……....99
Literatura Citada………………………………………………………………………………..100
Apéndices……………………………………………………………………………………….110
vii
viii
Lista de Tablas
página
Tabla 2.01.
Escalas del Índice Ambiental............. ...........................................30
Tabla 2.02.
Posibles Efectos a la Salud...........................................................32
Tabla 2.03.
Normas para PM10.........................................................................40
Tabla 2.04.
Normas para PM2.5........................................................................42
Tabla 3.01.
Escuelas Elementales del Municipio de Caguas...........................50
Tabla 4.01.
Valores máximos y mínimos para el material particulado
PM2.5 en la escuela 001....................………………………………..61
Tabla 4.02.
Valores máximos y mínimos para el material particulado
PM2.5 para la escuela 002………………………...……………….…64
Tabla 4.03.
Valores máximos y mínimos para el material particulado
PM2.5 en la escuela 003.…..………………………..…………….….67
Tabla 4.04.
Valores máximos y mínimos para el material particulado
PM2.5 en la escuela 004…………………………………….............70
Tabla 4.05.
Promedio de los valores máximos y mínimos para el
material particulado PM2.5 en las escuelas…………………...........73
Tabla 4.06.
Concentración promedio de material particulado, PM2.5,
para cada día de estudio en la escuela 003..................................79
Tabla 4.07.
Concentración promedio y desviación estándar
para los diferentes diámetros de material
particulado en la escuela 001........................................................83
Tabla 4.08.
Concentración promedio y desviación estándar
para los diferentes diámetros de material
particulado en la escuela 002........................................................84
Tabla 4.09.
Concentración promedio y desviación estándar
para los diferentes diámetros de material
particulado en la escuela 003..………….......................................85
Tabla 4.10.
Concentración promedio y desviación estándar
para los diferentes diámetros de material
particulado en la escuela 004………….........................................85
viii
ix
Lista de Figuras
página
Figura 2.01.
Mapa de Puerto Rico...................................................................15
Figura 2.02.
Mapa del Municipio de Caguas...................................................17
Figura 2.03.
Anatomía del Sistema Respiratorio.............................................19
Figura 4.01.
Ubicación de la Escuela 001…………………………………….…60
Figura 4.02.
Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la
Escuela 001.................................................................................62
Figura 4.03.
Ubicación de la Escuela 002……………………………………….63
Figura 4.04.
Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la
Escuela 002.................................................................................65
Figura 4.05.
Ubicación de la Escuela 003……………………………………….66
Figura 4.06.
Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la
Escuela 003.................................................................................68
Figura 4.07.
Ubicación de la Escuela 004……………………………………….69
Figura 4.08.
Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la
Escuela 004.................................................................................71
Figura 4.09.
Concentración de Material Particulado, PM2.5, Interior
en Escuelas Rurales…................................................................74
Figura 4.10.
Concentración de Material Particulado, PM2.5, Interior
en Escuelas Urbanas……………………………...........................75
Figura 4.11.
Concentración de Material Particulado, PM2.5, Exterior
en Escuelas Rurales…………………………...............................76
Figura 4.12.
Concentración de Material Particulado, PM2.5, Exterior
en Escuelas Urbanas…………………….....................................77
Figura 4.13.
Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la
Escuela 003 el Primer día de la Segunda Fase..........................80
Figura 4.14
Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la
Escuela 003 el Segundo día de la Segunda Fase......................80
ix
x
página
Figura 4.15.
Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la
Escuela 003 el Tercer día de la Segunda Fase..........................81
Figura 4.16
Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la
Escuela 003 el Cuarto día de la Segunda Fase..........................82
Figura 4.17.
Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la
Escuela 003 el Quinto día de la Segunda Fase..........................82
x
xi
Lista de Apéndices
página
Apéndice Uno.
Certificación de Autorización............................................110
Apéndice Dos.
Datos Meteorológicos ……………………………..............111
Apéndice Tres.
Figuras para PM1, PM7, PM10 y TSP………………….......115
Apéndice Cuatro.
Glosario………………………………………………...…….138
Apéndice Cinco.
Lista de Símbolos o Abreviaturas………...............….......142
xi
xii
Abstract
Lourdes Ramírez Torres (Master of Science, Environmental Science)
Determination of fine particle matter in elementary schools of the district of Caguas II.
(May/2008)
Abstract of Master’s thesis at the Universidad del Turabo.
M.S. thesis supervised by Teresa Lipsett, Ph.D. and Agustín Ríos, Ph.D.
No. of pages in the text 99
In the last years, environmental contamination has become one of the most
important problems worldwide, and Puerto Rico is not the exception. One aspect of this
problem is air pollution. Epidemiological research has shown an increase in adverse
respiratory and cardiovascular conditions related to particulate matter, especially the fine
fraction particulate matter, PM2.5.
The main reason and purpose of this study is to
determine if the concentration of fine particulate matter is one of the possible agents of
indoor and outdoor air pollution of elementary public schools of Caguas II District in the
Municipality of Caguas, Puerto Rico. The study was conducted in two phases. In first
stage, a preliminary study was conducted to determine the exposition of the first-grade
children at the levels of fine particulate matter in the inside as in the outside of the
classroom. The results obtained in this phase were used as a reference to identify the
school with greater exposition to fine particulate matter within those randomly selected in
the sample. In the second phase of the study, the concentration of fine particulate
matter was determined, PM2.5, in the school that showed a greater exposition of the
children to this polluting agent in the first stage of the study. The second phase of the
study was carried out in order to determine if the season of the year affects the
concentrations of fine particulate matter.
xii
xiii
Sampling took place in a first grade classroom of a representative sample of
urban and rural schools. To assess indoor and outdoor air quality, fine particle matter,
relative humidity, temperature and wind direction were monitored during school hours for
a period of approximately eight (8) hours with a three (3) minutes intervals
measurement. Real-time measurements of mass particle were obtained using an optical
laser aerosol particulate monitor, AEROCET 531. The averages found in this study
showed that in the first phase the concentrations indoor (5 µg/m3) and outdoor (6 µg/m3)
and in the second phase the concentrations indoor (7 µg/m3) and outdoor (8 µg/m3) did
not exceed the limits established by the Environmental Protection Agency and the
Occupational Safety and Health Administration.
xiii
xiv
1
Capítulo Uno
Introducción
Antecedentes
En los últimos años, la contaminación ambiental se ha convertido en uno de los
problemas más importantes en el ámbito mundial, y Puerto Rico no es la excepción.
Según la Junta de Calidad Ambiental de Puerto Rico (JCA), una de las vertientes de
este problema es la contaminación del aire (JCA 2005). La contaminación atmosférica
se define como la presencia en la atmósfera de uno o más contaminantes o
combinaciones de éstos.
Los contaminantes tienen que estar en
cantidades y
duraciones tales que puedan afectar a los seres humanos, los animales, la vegetación,
las estructuras o que interfieran con el libre disfrute de la vida y la propiedad (Wark et al.
1998).
La contaminación atmosférica puede ocurrir de dos maneras por gases o
material particulado, liberados o generados en la atmósfera y esto es lo que reduce la
calidad del aire tanto interior como exterior.
Con anterioridad a que el hombre comenzara el desarrollo industrial y agrícola
existente, la atmósfera nunca estuvo absolutamente limpia.
Desde antes, el aire
arrastraba polvos orgánicos, materia particulada (generada por volcanes activos y por la
erosión del viento), metano, polen y bacterias, lo que causaba cierto grado de
contaminación (Wark et al. 1998). Hoy en día la contaminación del aire puede tener su
causa en ciertos eventos o fenómenos de la naturaleza o en los diferentes procesos
inducidos por el hombre.
Los contaminantes de aire se clasifican como: primarios o secundarios
dependiendo de su origen (Wark et al. 1998).
Los contaminantes primarios son
aquellos que se encuentran en la atmósfera en forma idéntica a como fueron emitidos, o
sea, que no han sufrido ninguna alteración fundamental en su estructura molecular
1
2
original. Estos afectan la salud de los seres humanos y son generados directamente
desde su origen en forma de gas o sólido.
Los contaminantes secundarios son
producto de reacciones químicas ocurridas en la atmósfera entre contaminantes
primarios.
Fuentes de Contaminación del Aire
Existen diversas fuentes de contaminantes que afectan la calidad del aire tanto
interior como exterior. Algunas de las fuentes más comunes de contaminantes lo son:
la humedad; materiales tales como pintura, alfombras, textiles, paneles, muebles,
losetas de vinil; maquinarias de oficinas; el humo del cigarrillo; componentes químicos
tales como pesticidas y productos de limpieza; enseres de gas; animales y las mismas
personas (Wark et al. 1998).
Cuando se discuten las fuentes de contaminación del aire, comúnmente se usan
cuatro términos: móvil, estacionaria, puntual y de área.
Las fuentes móviles de
contaminación del aire incluyen a los automóviles, autobuses, camiones y aviones.
Estas fuentes emiten ciertos contaminantes denominados como contaminantes criterio,
como por ejemplo monóxido de carbono, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, ozono,
material particulado y plomo, y otros contaminantes peligrosos (Wark et al. 1998). La
principal fuente móvil de contaminación del aire son los automóviles, pues produce
grandes cantidades de monóxido de carbono y menores cantidades de óxidos de
nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles (Wark et al. 1998).
Existen cientos de
fuentes estacionarias de contaminación del aire, incluidas las plantas de energía,
industrias químicas, refinerías de petróleo, imprentas, lavanderías, restaurantes o
viviendas que usan leña o carbón para cocinar. Las fuentes estacionarias producen una
amplia variedad de contaminantes del aire. Según el proceso especifico de la industria,
las fuentes estacionarias pueden emitir uno o varios contaminantes. Los contaminantes
de fuentes estacionarias provienen principalmente de dos actividades: la combustión de
3
carbón y petróleo en plantas de generación de energía y la pérdida de contaminantes
en procesos industriales (Wark et al. 1998).
Los procesos industriales incluyen
refinerías, industrias químicas y fundiciones. Las industrias químicas son responsables
de muchos contaminantes peligrosos y también de grandes cantidades de compuestos
orgánicos volátiles. Las fuentes de contaminación pueden ser puntuales o del área.
Una fuente puntual se refiere a una fuente en un punto fijo, tal como una chimenea o
tanque de almacenamiento que emite contaminantes. Una fuente del área se refiere a
una serie de fuentes pequeñas que en conjunto pueden afectar la calidad del aire en
una región (Wark et al. 1998).
Naturaleza y Procedencia de los Contaminantes del Aire
Los contaminantes principales del aire que afectan la calidad del mismo son:
bióxido de carbono, material particulado, monóxido de carbono, bióxido de nitrógeno,
bióxido de azufre, oxidantes fotoquímicos, compuestos orgánicos volátiles, ozono y
radón (JCA 2005).
El bióxido de carbono es el principal causante del efecto
invernadero. Se origina de la combustión de carbón, petróleo y gas natural.
La
inhalación es tóxica si se encuentra en altas concentraciones, lo que puede causar
aumento del ritmo respiratorio, desmayo e incluso la muerte. Es un gas inodoro e
incoloro (JCA 2005). El monóxido de carbono se produce como consecuencia de la
combustión incompleta de combustibles a base de carbono, tales como la gasolina, el
petróleo y la leña, y de productos naturales y sintéticos, como por ejemplo el humo de
cigarrillos. Cuando se inhala, sus moléculas ingresan al torrente sanguíneo, donde
inhiben la distribución del oxígeno. En bajas concentraciones producen: mareo, jaqueca
y fatiga, mientras que en concentraciones mayores puede ser fatal (JCA 2005).
El bióxido de nitrógeno es un gas color marrón claro que se produce directa e
indirectamente en la quema de combustibles fósiles a altas temperaturas. Es una de las
principales causas del “smog” y la lluvia ácida.
Las principales fuentes son los
4
vehículos de motor y las plantas de energía eléctrica (JCA 2005). El bióxido de azufre
es un gas ácido, corrosivo y venenoso que se produce mayormente mediante la quema
de combustible con alto contenido de azufre. Se produce por la combustión de carbón y
combustibles fósiles para la producción de energía.
Al igual que los óxidos de
nitrógeno, el bióxido de azufre es uno de los principales causantes del “smog” y la lluvia
ácida.
Puede causar: daños a la vegetación, a los metales, ocasionar trastornos
pulmonares permanentes y problemas respiratorios recurrentes (JCA 2005).
Los oxidantes fotoquímicos se forman mediante la acción de la luz solar sobre
los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos. Los compuestos orgánicos volátiles (VOC)
son substancias químicas orgánicas.
Todos los compuestos orgánicos contienen
carbono e hidrógeno y constituyen los componentes básicos de la materia viviente y de
todo derivado de la misma. Los compuestos orgánicos en su mayoría no se encuentran
en la naturaleza, si no que se obtienen sintéticamente. Estos incluyen la gasolina,
compuestos industriales como el benceno, solventes como el tolueno, los xilenos y los
percloroetilenos. Los VOC emanan de la combustión de gasolina, carbón y gas natural,
y de disolventes, pinturas, pegas y otros productos que se utilizan en el hogar o en la
industria (JCA 2005). Los vehículos constituyen la fuente de emisión más importante de
los VOC.
El ozono es un gas oxidante fuerte y altamente reactivo.
Este es un
subproducto de una serie de reacciones fotoquímicas complicadas que ocurren en la
atmósfera donde intervienen el óxido de nitrógeno, los hidrocarburos y el monóxido de
carbono (JCA 2005).
El radón es un gas radiactivo que no tiene color ni olor y es un elemento
radiactivo natural.
El radón proviene de la descomposición natural del uranio, un
elemento que se encuentra en casi todos los tipos de suelo, incluso en la roca y el agua.
También se encuentra en materiales de construcción que contienen sustancias que
emiten radón, como el yeso. Se sabe que el radón causa diversas formas de cáncer y
5
es un contaminante importante del aire de interiores. También la exposición a niveles
altos de radón puede producir un aumento en la incidencia de enfermedades del
pulmón, tales como enfisema y fibrosis pulmonar. Hasta ahora, se han establecido
normas para controlar la emisión de radón en las minas subterráneas de uranio,
canteras de yeso fosfórico y en procesos donde se utiliza el uranio (por ejemplo las
centrales nucleares para hacer energía eléctrica) (JCA 2005).
La materia particulada incluye todo tipo de partículas sólidas y aerosoles,
(partículas líquidas) suspendidas en el aire en forma de humo, polvo y vapores (JCA
2005).
Las partículas de la atmósfera provienen de diversas fuentes, como la
combustión de diesel en camiones y autobuses, los combustibles fósiles y la
construcción de caminos y carreteras (JCA 2005). Además, de reducir la visibilidad y la
superficie del suelo, la inhalación de éstas puede causar diversas enfermedades
respiratorias. También, las partículas en suspensión son las principales causantes de la
neblina, la cual reduce la visibilidad (JCA 2005).
Contaminación del Aire Interior
La contaminación del aire interior (Rose 2006) puede ser causada por los
principales contaminantes del aire, anteriormente discutidos y por otras fuentes. Estas
incluyen: polvo, saliva de gato, polen, desechos de roedores, cucarachas, estufas de
gas, chimeneas que queman madera, calentadores de kerosén, vapores de disolventes,
productos de limpieza, purificadores de aire, cosméticos y perfumes, limpiadores de
horno y alfombras, terminados para madera, pinturas, polvo de la pintura con plomo,
vapores de productos de consumo nuevos tales como alfombrados y tapicerías,
bacterias y virus, pesticidas; humo del cigarrillo y el moho.
Además de los contaminantes químicos, cabe también considerar a los
microorganismos presentes en el aire interior.
Los contaminantes ambientales de
procedencia biológica (bioaerosoles) están constituidos por las partículas, las moléculas
6
de tamaño grande, o los compuestos orgánicos volátiles que proceden de un organismo
vivo (Brussels 1993). En los bioaerosoles se pueden encontrar los microorganismos y
los fragmentos, toxinas y partículas producto de los desechos de todo tipo, cuyo origen
es la materia viva (Brussels 1993). La supervivencia, reproducción y dispersión al aire
de los contaminantes biológicos dependen, en gran medida, de las condiciones del
entorno en que se encuentran.
Factores tales como la temperatura, la humedad
relativa, el movimiento del aire, la luz, las fuentes de alimento y su presencia, van a
determinar el grado en que los contaminantes biológicos se encontrarán en un
ambiente.
En general, las temperaturas bajas inhiben el crecimiento de muchos
microorganismos; no obstante, algunos de ellos (por ejemplo, mohos y levaduras) se
desarrollan bien en ambientes fríos.
Otras especies microbianas (por ejemplo,
Aspergillus, Legionella pneumophila o Thermoactinomyces vulgaris), alcanzan su
desarrollo óptimo a temperaturas elevadas. Los ambientes muy húmedos favorecen el
desarrollo de los hongos, las bacterias y los ácaros presentes en el polvo doméstico. El
movimiento del aire contribuye al transporte, mantenimiento y paso al aire de los
contaminantes biológicos procedentes del exterior o contenidos en un substrato del
interior (Brussels 1993). Una vez que los microorganismos se han asentado en un
substrato e iniciado su desarrollo, su paso al aire, estará condicionado por varios
factores, como pueden ser: su arrastre provocado por el movimiento del aire, de las
personas o de la maquinaria (Brussels 1993).
Los contaminantes biológicos, por otro lado, se clasifican básicamente como
agentes infecciosos, antígenos y toxinas por ser éstas sus formas más usuales (Morey
1990). Las enfermedades infecciosas se transmiten más fácilmente en los ambientes
cerrados que en el exterior, ya que el volumen de aire en el cual se diluyen los
microorganismos es más bajo, el contacto directo es mayor y las personas pasan más
tiempo en ambientes cerrados que en el exterior (Morey 1990). Por otra parte, los
7
hongos patógenos contaminan los suelos. Cuando éstos son alterados por el viento o
por
excavaciones,
los
hongos
pueden
introducirse
en
ambientes
interiores.
Generalmente las enfermedades infecciosas transmitidas a través del aire pueden
afectar el sistema respiratorio, al menos inicialmente, y los síntomas se manifiestan
tanto en el tracto superior (nariz, cavidad nasal, boca, faringe y laringe) como en el
inferior (bronquíolos, conductos alveolares y alvéolos). Los agentes infecciosos pueden
causar enfermedad en cualquiera de las personas expuestas, aunque el grupo de
mayor riesgo corresponde a las que tienen problemas de salud y/o con un sistema
inmunológico comprometido, especialmente niños y ancianos (Morey 1990).
El antígeno es una sustancia que induce la formación de anticuerpos, debido a
que el sistema inmunológico lo reconoce como una amenaza (Morey 1990).
En
general, cualquier proteína, glicoproteína o carbohidrato con un peso molecular superior
a 10.000 daltons puede actuar como un antígeno. La mayor parte de los antígenos que
pueden
encontrarse
en
el
aire
de
microorganismos, artrópodos o animales.
los
ambientes
cerrados
proceden
de
Los presentes en el aire pueden causar
enfermedades tales como neumonitis hipersensitiva, rinitis alérgica y asma alérgico,
entre otras. Las toxinas son sustancias segregadas por algunos microorganismos que
producen efectos nocivos en los organismos vivos atacados. La mayor parte de las
toxinas microbianas presentes en el aire de un ambiente interior están constituidas por
endotoxinas bacterianas y micotoxinas procedentes de los hongos. Cuando la bacteria
productora de la endotoxina crece, libera toxinas solubles dentro del agua, a partir de la
cual pasan al aire (Morey 1990).
A pesar que los contaminantes biológicos no son objeto de investigación en este
estudio el material particulado puede estar siendo ocasionado por esporas de hongos
las cuales pueden generar toxinas y endotoxinas. Algunos ejemplos de hongos que se
encuentran en muestras colectadas en el aire de exteriores e interiores en casas y
8
edificios lo son las ascosporas, Acremonium sp., basidiosporas, Cladosporium sp.,
Aspergillus y Penicillium (Ortega 2005). Las ascosporas se encuentran a menudo en el
aire en substratos con elevada humedad. Estas son un grupo muy grande de esporas
que incluye varios géneros y especies.
La mayoría de las ascosporas no causan
padecimientos patogénicos, aunque existen algunas con esta capacidad. Se sabe que
son alergénicas y estos efectos pueden variar ampliamente entre géneros y especies de
cada ascospora. Los efectos toxigénicos también varían ampliamente dentro de este
grupo (Ortega 2005).
El Acremonium puede existir en una amplia variedad de substratos, desde
alfombras y marcos de ventanas hasta suelo y plantas. Se sabe que es un alergénico y
que puede causar alergias de tipo I y pneumonitis hipersensitiva tipo III. También se ha
asociado con la condición conocida como “pulmón deshumidificador”. Se sabe que
produce cefalosporina, una toxina que se usa en la producción de antibióticos del tipo
de cefalosporinas (Ortega 2005).
Las basidiosporas agrupan una comunidad diversa de esporas de hongos.
Estas se presentan en una extensa variedad de formas, tamaños y colores. Son causas
comunes de efectos alergénicos incluyendo: alergias de tipo I, pneumonitis
hipersensitiva de tipo III.
Se ha encontrado algunas basidiosporas que producen
toxinas, aunque los efectos de estas toxinas en la salud humana no han sido
suficientemente estudiados (Ortega 2005).
El Cladosporium sp. ocurre en muchos substratos incluyendo textiles, lana y
cornisas de ventanas. También puede crecer en comidas refrigeradas. Es el hongo
que se encuentra con más frecuencia en el aire exterior. El Cladosporium es una causa
común de efectos alergénicos, como alergias de tipo I y pneumonitis hipersensitiva de
tipo III. Generalmente no es un hongo patogénico, pero puede causar cromoblastosis
en climas tropicales y sub tropicales. Se ha encontrado que el Cladosporium produce
9
algunas toxinas, sin embargo los efectos de estas toxinas en la salud humana no han
sido bien estudiados (Ortega 2005).
Es muy difícil distinguir entre las esporas de Aspergillus y Penicillium bajo el
microscopio. Por lo tanto, éstas se clasifican como esporas de tipo Pen/Asp. Estos
tipos de esporas son muy comunes y pueden ocurrir en una gran cantidad de
substratos, como celulosa, suelo, alfombras, pintura, y comida. Los requerimientos de
agua son muy variables dependiendo de la especie. Las esporas que pertenecen al
género Aspergillus tienden a ocasionar efectos en la salud más serios que los que se
observan con las esporas de Penicillium. Los efectos alergénicos que estas esporas
pueden causar incluyen: Alergias de Tipo I; pneumonitis hipersensible de Tipo III y
otros.
Se sabe que algunas especies producen toxinas muy potentes llamadas
aflatoxinas. Se sabe que Penicillium causa keratitis e infecciones del tracto respiratorio
y urinario. Este género produce muchas toxinas, sin embargo los efectos en salud han
sido poco investigados a la fecha (Ortega 2005).
Es importante conocer los principales contaminantes del aire y sus fuentes
debido a que la mayoría de la gente pasa al menos la mitad de sus vidas dentro de sus
casas. El aire en interiores puede ser más dañino para la salud que el aire en exteriores
(Parrott 2002). Esto puede ser debido a las actividades realizadas en el interior y al
intercambio no adecuado del aire interior con el aire exterior provocando así la
acumulación de los contaminantes.
Presentación y Justificación del Problema
El aire es un elemento indispensable para la supervivencia del hombre, los
animales y la vegetación. La calidad del aire interior de nuestras casas, escuelas y
guarderías puede tener efectos dañinos en la salud y la comodidad de los infantes y
niños (Rose 2006). Los niños pequeños son más vulnerables a los efectos de la pobre
calidad del aire que los adultos porque ellos están creciendo y desarrollándose (Rose
10
2006). Ellos respiran más aire en proporción al peso de su cuerpo y pasan gran parte
de su tiempo jugando en el piso donde los contaminantes se acumulan y son llevados
por el aire (Rose 2006). Se ha demostrado que el mínimo de tiempo que se pasa en el
interior es de 85% y un máximo de 95% si son niños entre 1 y 6 años o envejecientes.
(Guardino 2002).
El aire del interior de un edificio no debe contener contaminantes en
concentraciones superiores a aquellas que pueden perjudicar la salud o causar
incomodidad a sus ocupantes (Martí 1990).
Estos contaminantes incluyen los que
pueden estar presentes en el aire exterior que se introduce en el edificio y los originados
por las actividades interiores, el mobiliario, los materiales de construcción, los
recubrimientos de superficies y los reactivos químicos utilizados para los tratamientos
del aire.
Investigaciones epidemiológicas han demostrado un aumento en los resultados
adversos en condiciones de salud respiratorias y cardiovasculares relacionados con el
material particulado, especialmente en la fracción fina (PM2.5) y ultrafina (PM1) de dicho
material (Borja 1998, Laden 2000, Lippman 2002). Existen algunos estudios similares,
como el de Fromm et al. (2006), sobre la calidad del aire en escuelas, residencias y en
lugares públicos que demuestran que la exposición al material particulado en estos
ambientes es alta. En el estudio de Fromm et al., encontraron que la mediana para
PM10 y PM2.5 en los salones de clase durante el invierno fluctuó entre 16.3 µg/m3 a 313
µg/m3 y 2.7 µg/m3 a 81 µg/m3 respectivamente. Este estudio no tomó en consideración
las posibles fuentes aledañas a los lugares bajo estudio por lo que concluye que las
causas principales de esta situación parecen ser una pobre ventilación así como la baja
frecuencia y la calidad de la limpieza.
11
La exposición continua a una baja calidad de aire interior puede conllevar
algunos efectos adversos a la salud. Algunos riesgos a la salud a corto plazo que
pueden resultar de los contaminantes del aire interior son: dolor de cabeza, nausea,
mareos, infección e irritación de los ojos, el tracto respiratorio superior y rinitis. A largo
plazo incluyen asma, alergias, enfermedad de los pulmones, cáncer y daño neurológico
(Parrott 2002).
Una gran cantidad de estudios han demostrado la asociación entre mortalidad y
morbilidad diaria y contaminación por partículas suspendidas en la atmósfera (Borja
1998, Laden 2000, Lippman 2002, Moolgavkar 2000, Sarnat 2001, Sunyer 2000),
incluyendo exacerbaciones de asma, incremento en los síntomas respiratorios,
decremento en la función pulmonar, incremento en el uso de medicamentos e
incremento en la admisión hospitalaria (Anderson 2001, Panella 2000, Utell 2000).
Steinberg (2007), utilizando un estudio realizado en el 2003 por el Centro para el
Control y Prevención de Enfermedades confirma, que Puerto Rico tiene la tasa de
mortalidad más alta por causa del asma en todo Estados Unidos (EPA 2007). Además,
el asma es la condición número uno en hospitalizaciones para el año 2003 y en
morbilidad en personas de 0 a 17 años, según el Estudio Continuo de Salud (2003)
realizado para los Municipios de Puerto Rico. Este estudio presenta que la prevalencia
de asma para el municipio de Caguas en el año 2003 fue de 10.1%.
Debido a los efectos adversos a la salud que ocasiona el material particulado en
los niños y adultos, Estados Unidos, Alemania e Italia son algunos de los países donde
se han realizado estudios de material particulado en el interior de escuelas, viviendas y
hospitales con el fin de determinar la exposición de las personas a dicho contaminante
(Ligman 2004, Fromm 2006, Nardini 2004). En Puerto Rico no se ha realizado ningún
tipo de investigación en el interior de las escuelas del país. Además la Junta de Calidad
Ambiental y la Agencia de Protección Ambiental no poseen datos de las
12
concentraciones de material particulado en el interior y exterior de las escuelas de
Puerto Rico.
Debido a que investigaciones epidemiológicas han demostrado un
aumento en los resultados adversos en condiciones de salud respiratorias y
cardiovasculares relacionados con el material particulado (Borja 1998, Laden 2000,
Lippman 2002) a la falta de datos y de conocimiento sobre este contaminante
atmosférico el propósito de esta investigación es realizar un estudio investigativo para
determinar los niveles de material particulado fino (PM2.5) en el aire interior y exterior de
las escuelas públicas elementales bajo estudio en el municipio de Caguas, Puerto Rico.
Con este estudio se proveerá la primera data sobre material particulado fino presente en
el interior y exterior de los salones de clases.
En Puerto Rico se han llevado a cabo algunos estudios de material particulado
en el exterior. Figueroa et al. (2006), estudiaron trazas de metales y carbono elemental
orgánico e inorgánico en material particulado fino, PM2.5, en el área de Guaynabo y
Fajardo. En dicho estudio encontraron trazas de todos los metales analizados, estos
metales son: arsénico, cadmio, cobre, hierro, níquel, plomo, vanadio y zinc.
La
concentración encontrada de todos estos metales excepto el hierro fue más alta en
Guaynabo que en Fajardo.
La concentración promedio encontrada de PM2.5 en
Guaynabo y Fajardo es 11.6 µg/m3 y 8.5 µg/m3 respectivamente. Otro estudio similar al
anterior realizado por Gioda et al. (2006), donde se evaluaron los niveles de PM10 en
Salinas específicamente en la Bahía de Jobos y en Fajardo encontrando una
concentración promedio de PM10 en Salinas y Fajardo de 22.9 µg/m3 y 20.7 µg/m3
respectivamente. Por otro lado en un estudio realizado en exteriores de once (11)
barrios de Caguas por Suro et al. (2006), se encontró que la concentración promedio de
PM2.5 para el área urbana y rural es de 5.18 µg/m3 y 4.93 µg/m3 respectivamente. En
13
este estudio también estudiaron la concentración de PM10 la cual fue de 21.59 µg/m3 en
el área urbana y 19.92 µg/m3 en el área rural.
El asma es una enfermedad en la cual las vías aéreas y los bronquios, se
estrechan a causa de una reacción alérgica que provoca una inflamación de sus
paredes y una contracción de su capa muscular. A consecuencia de ello, el diámetro
del tubo bronquial se reduce.
La relación del asma con la escuela determina dos
situaciones muy interesantes y bien diferentes (Bonilla 2005). El asma, es la cuarta
causa de ausentismo laboral y la primera en ausentismo escolar. Los niños con asma
pierden de 2 a 5 días más de clase que aquellos que no la presentan, sobre todo en los
grupos poblacionales más jóvenes y en el sexo femenino. La segunda relación entre
escuela y asma viene determinada por el contacto de estos niños asmáticos con sus
compañeros.
El asma afecta a la calidad de vida y contribuye al desarrollo de
perturbaciones del autoconcepto. Ésta es una perspectiva reciente y global del yo con
relación a las capacidades, autoimagen y autoestima. Bonilla (2005), compara un grupo
de 97 niños que presentan síntomas de asma recurrente. En este se encontró una
relación estadísticamente significativa entre la presencia de asma y ausentismo.
Además, en relación con la escala de autoconcepto, es posible encontrar una relación
entre la presencia de asma y el éxito escolar, el aspecto físico, el comportamiento y la
autoestima.
Para el estudio investigativo se escogió las escuelas debido a que el ambiente
interior de éstas son de preocupación pública debido a tres factores principales (Heath
2002). Primero las escuelas, en relación a otros edificios poseen más limitaciones en
cuanto a presupuesto y esto contribuye a la operación inadecuada del mantenimiento
de las facilidades (Heath 2002). Segundo los niños respiran mayor volumen de aire en
relación con el peso de su cuerpo y están en constante desarrollo. Por lo tanto tienen
14
mayor susceptibilidad a contaminantes ambientales que los adultos (Heath 2002). Por
último los niños pasan la mayor parte del tiempo que están en las escuelas dentro del
salón de clases que en otro tipo de ambiente interior fuera de su casa (Heath 2002).
Los impactos ambientales adversos en el aprendizaje y en el desempeño de los
estudiantes en las escuelas puede tener un efecto inmediato importante y un efecto a
largo plazo para los estudiantes y la sociedad (Heath 2002).
Preguntas de Investigación
1. ¿Están los niños de las escuelas investigadas expuestos a problemas de calidad
de aire asociados a material particulado, PM2.5?
2. ¿ Es mayor en el interior que en el exterior la concentración encontrada de
material particulado?
3. ¿Están los niños de las escuelas investigadas ubicadas en la zona urbana más
expuestos a concentraciones de material particulado fino que los niños de las
escuelas investigadas en la zona rural?
4. ¿ Se verá afectada por la temporada del año la escuela seleccionada para la
segunda fase del estudio investigativo?
Hipótesis
La concentración de material particulado fino (PM2.5), en las escuelas públicas
de la zona rural y urbana del distrito escolar de Caguas II en el municipio de Caguas, no
exceden los límites establecidos por la Agencia de Salud y Seguridad Ocupacional
(OSHA, por sus siglas en inglés) ni por la Agencia de Protección Ambiental (EPA, por
sus siglas en inglés).
En este capítulo se introdujo el tema de estudio de esta investigación.
Se
presentaron los antecedentes relacionados al tema de estudio. También se incluye la
justificación del estudio y las preguntas de investigación. El próximo capítulo presenta
la revisión de la literatura sobre el tema bajo estudio.
15
Capítulo Dos
Revisión de Literatura
Trasfondo de Puerto Rico
Puerto Rico es geográficamente el centro del Caribe al constituir en tamaño la
isla más pequeña de las Antillas Mayores y la más grande del conjunto de islas que
componen las Antillas Menores (Cruz 1992). Ubica entre el Océano Atlántico y el Mar
Caribe al este de la República Dominicana y al noroeste de las Antillas Menores en las
coordenadas 18.15 norte, 66.30 oeste (Cruz 1992). El territorio de la isla de Puerto Rico
abarca unos 9 mil kilómetros cuadrados, con una longitud máxima de este a oeste de
178 kilómetros y consta de 78 municipios. De acuerdo al Censo del 2000, la población
de Puerto Rico es de 3,808,610 habitantes (Ramos 2005).
Figura 2.01. Mapa de Puerto Rico (Cruz 1992).
15
16
Indicadores de Salud de Puerto Rico
El estudio continuo de Salud para los municipios de Puerto Rico es una
encuesta que se realiza para mantener un perfil actualizado del estado de salud de los
municipios en Puerto Rico con el fin de facilitar a los gerenciales del Departamento de
Salud la planificación de los servicios y la toma de decisiones (Ramos 2003). Además,
el estudio provee datos sobre el estado de salud de la población de cada municipio que
pueden ser utilizados para generar recomendaciones sobre políticas de salud pública.
Los datos del estudio realizado en el 2003 evidenciaron que las condiciones de salud
con mayor prevalencia para la población general de Puerto Rico son (Ramos 2003):
hipertensión, asma, diabetes, artritis, sinusitis crónica, rinitis alérgica, trastornos de las
lipoproteínas, migraña, problemas circulatorios, miopía y astigmatismo, trastorno discos
intervertebrales, episodio depresivo, rinofaringitis aguda, gastritis e impedimento de
espalda de origen desconocido.
De estas quince condiciones de salud cuatro son
condiciones respiratorias. En personas de 0 a 17 años de las primeras diez condiciones
de salud cuatro son condiciones de salud respiratorias, estas son (Ramos 2003): asma,
sinusitis crónica, rinofaringitis aguda y rinitis alérgica.
Localización y Límites Municipales de Caguas
Según el Censo del 2000, la población total de Caguas es de 140,502
habitantes, de los cuales 47.3% es del sexo masculino y 52.7% es del sexo femenino.
El municipio de Caguas se encuentra localizado en un valle en la parte centro-oriental
de Puerto Rico, a menos de 20 millas de la ciudad capital, San Juan. Colinda con los
municipios de Guaynabo, San Juan y Trujillo Alto al norte, Aguas Buenas y Cidra al
oeste, Cayey al oeste y el sur, San Lorenzo al este y sur (Figura 2.02). Su extensión
territorial abarca un área de superficie de 58.6 millas cuadradas y está constituido por
11 barrios: Caguas Pueblo, Bairoa, Río Cañas, Cañabón, Cañaboncito, Tomás de
Castro, Beatriz, San Antonio, Turabo, Borinquen y San Salvador (Cruz 1992).
17
Figura 2.02. Mapa del Municipio de Caguas
(Puerto Rico Planning Board 2007).
El municipio de Caguas se ubica topográficamente en un llano en el amplio valle
de Caguas, pero por el sur contiene estribaciones de la Sierra de Cayey, como el cerro
Lucero, en el barrio San Salvador, de 2,296 pies de altura (PRPB 2007).
Otras
elevaciones de menos importancia son los Altos de la Mesa (1,210 pies de altura) y los
Altos de San Luis (886 pies de altura), ambos ubicados en el barrio Bairoa. El clima
varía entre húmedo (mayo a septiembre) y seco (octubre a abril). Según el Servicio
Nacional de Meteorología (NWS, por sus siglas en inglés) la precipitación anual es de
62.08 pulgadas y el promedio de las temperaturas altas y bajas son 31.0 oC y 18.7 oC
respectivamente (NWS 2007). La dirección del viento es mayormente del este, lo cual
puede ser un factor en los niveles de material particulado en el ambiente de esta región
debido al impacto de otras fuentes de emisión como lo son las cenizas de los volcanes
activos en las islas vecinas de Guadalupe y Monserrate, así como el polvo del desierto
del Sahara.
18
El municipio de Caguas por su condición de valle es afectado por el fenómeno
de inversión térmica. La inversión térmica es un fenómeno atmosférico completamente
natural que puede producirse en cualquier época del año, pero ocurre con mucha más
frecuencia en los valles y en el invierno, cuando la temperatura baja en las noches
(Martín 2004). Surge cuando el suelo pierde calor y las capas de aire cercanas a él se
enfrían más rápido que las superiores, lo que provoca que se genere aumento de calor
con la altitud (Martín 2004). Esto es contrario a lo que se presenta normalmente, ya que
la temperatura de las capas superiores disminuye en la medida en que se acomodan
hacia arriba; el cambio de posición entre las capas de aire frío y caliente es lo que
significa inversión térmica. Lo que sucede, entonces, es que la franja de aire caliente
queda atrapada entre las dos capas de aire frío sin poder circular (Martín 2004). En sí
mismo esto no conlleva ningún riesgo para la salud humana, pero en condiciones de
alta contaminación puede tener consecuencias gravísimas, ya que la inversión térmica
hace que el aire se comprima, como ya se indicó, y como resultado sus componentes
(partículas contaminantes, polvo y polen) se concentren a pocos metros del suelo
durante horas o incluso días (Martín 2004). Es de destacar que precisamente en zonas
geográficas como el Valle de Caguas es donde este fenómeno se presenta con más
frecuencia, ya que las serranías (montañas) que circundan la ciudad reducen la
ventilación que se necesita para que la contaminación se disperse. Cuando existen
condiciones de inversión térmica y se emiten contaminantes al aire, estos se acumulan
(aumenta su concentración) debido a que los fenómenos de transporte y difusión de los
contaminantes ocurren demasiado lentos y permanecen retenidos, en esos momentos
la circulación atmosférica queda paralizada, con lo que no se renueva el aire de las
capas bajas provocando una contaminación atmosférica de consecuencias graves para
la salud de los seres vivos (Martín 2004).
19
Conceptos Básicos de la Anatomía y Funcionamiento del Sistema Respiratorio
El oxígeno del aire penetra en nuestro organismo a través de la respiración. Sin
él, nuestro cuerpo no podría utilizar la energía que aportan los alimentos y cesaría la
vida en todas las células del cuerpo. El sistema respiratorio se divide en dos porciones,
según se encarguen de transportar el aire, o de realizar el intercambio gaseoso
(Martínez 2002). La primera porción es la porción conductora, esta se compone de la
nariz, cavidad oral, laringe, traquea, bronquios principales, secundarios y terciarios,
bronquíolos y bronquíolos termales. La segunda porción es la porción respiratoria, esta
está compuesta de los bronquíolos respiratorios, conductos alveolares y los alvéolos
(Martínez 2002).
Figura 2.03. Anatomía del Sistema Respiratorio (Rosales 2000).
La función esencial del aparato respiratorio es tomar del aire el oxígeno
necesario para la vida, y a la vez eliminar del cuerpo el dióxido de carbono, un gas
toxico que se forma tras la combustión de los alimentos por el metabolismo del
organismo humano. Este proceso se hace de 12 a 20 veces por minuto (Rosales 2000).
Hace tan solo dos siglos que se descubrió que de los gases del aire que respiramos, el
más importante para la vida es el oxígeno. La mayor parte del aire (un 78%) está
20
compuesto por nitrógeno, mientras que el 21% del aire es oxígeno. El 1% restante se
compone de una decena de gases diversos (Martínez 2002). El aire no siempre es puro
y limpio, sino que contiene partículas que lo ensucian, como el polvo y el humo que
también respiramos. Algunas de esas partículas pueden ser muy nocivas para la salud.
El oxígeno es un gas esencial para que funcione correctamente el metabolismo de
todas y cada una de las células que componen el cuerpo humano. Mientras el cuerpo
puede subsistir por días o semanas sin alimento, no puede mantenerse vivo más de
unos pocos minutos sin el oxígeno (Rosales 2000).
Problemas Respiratorios
A pesar de que el sistema respiratorio tiene diversos mecanismos para su
protección este está propenso a contraer enfermedades.
Los pulmones tienen la
tendencia de padecer una amplia variedad de trastornos causados por los
contaminantes del aire. Los problemas más frecuentes del sistema respiratorio son:
bronquiolitis, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, resfriado común, fibrosis
quística, cáncer del pulmón, neumonía, hipertensión pulmonar y asma (Wayne 2004).
La bronquiolitis afecta principalmente a bebés y niños pequeños, y puede causar graves
dificultades respiratorias.
La suelen causar virus específicos durante el invierno,
incluido el virus respiratorio sincitial (Wayne 2004).
La enfermedad pulmonar
obstructiva crónica es un término que describe dos enfermedades pulmonares la
bronquitis y el enfisema (Wayne 2004). La bronquitis es una infección viral o bacteriana
en los bronquios. Los síntomas de la bronquitis son la tos, el dolor de cabeza, el catarro
y la fiebre alta. Esta es una de las infecciones más frecuentes en el adulto y en el niño.
Los pulmones pasan cada día más de 10,000 litros de aire y en éste se encuentran
suspendidos numerosos virus y bacterias (Martínez 2002).
Fumar durante muchos
años suele causar enfisema, y aunque rara vez afecta a niños y adolescentes, esta
condición puede tener sus raíces en los años de la adolescencia y la infancia (Wayne
21
2004).
El enfisema ocurre cuando los pulmones pierden su elasticidad y ya no
absorben o expelen aire. Por lo general el tabaco y la vejez son la principal causa del
enfisema.
Por otro lado el resfriado común es causado por más de 200 virus diferentes que
provocan la inflamación del tracto respiratorio superior, el resfriado común es la
infección respiratoria más frecuente. Algunos síntomas pueden ser: fiebre leve, tos,
dolor de cabeza, mucosidad, estornudos y dolor de garganta (Wayne 2004). La fibrosis
quística afecta a más de 30,000 niños y adolescentes en Estados Unidos, y es la más
común de las enfermedades hereditarias que afectan los pulmones.
Afecta
principalmente los sistemas respiratorio y digestivo, y hace que la mucosidad corporal
sea anormalmente seca y pegajosa. La mucosidad puede obstruir las vías respiratorias
de los pulmones y hacer que la persona sea más vulnerable a las infecciones
bacterianas (Wayne 2004).
El cáncer del pulmón es causado por un crecimiento
anormal de las células pulmonares.
Este tipo de cáncer es una de las principales
causas de mortalidad en los Estados Unidos y suele ser causado por el consumo de
tabaco.
Se origina en el revestimiento bronquial y tarda mucho en desarrollarse.
Algunos síntomas son: tos persistente, dolor en el pecho, carraspeo y falta de aire
(Wayne 2004). La neumonía también conocida como pulmonía es una infección de los
pulmones que afecta a los alvéolos y al tejido pulmonar que los rodea. La neumonía
causa fiebre e inflamación del tejido pulmonar y dificulta la respiración por que los
pulmones tienen que realizar un mayor esfuerzo para transferir oxígeno al flujo
sanguíneo y eliminar el dióxido de carbono de la sangre. Las causas más comunes son
la gripe y la infección por la bacteria Steptococcus pneumoniae (Wayne 2004).
La condición de hipertensión pulmonar aparece cuando la presión arterial en los
pulmones es anormalmente alta, lo que significa que el corazón tiene que realizar un
mayor esfuerzo para bombear la sangre y contrarrestar la alta presión.
Los niños
22
pueden padecer hipertensión pulmonar debido a un defecto cardiaco congénito o a una
condición medica (Wayne 2004).
Asma
Cada vez más personas padecen de asma y la mayoría de ellas son niños. Las
enfermedades alérgicas, y el asma en particular, son uno de los problemas de salud
que más ha aumentado en las últimas décadas, sobre todo en las ciudades de los
países más industrializados (Lehrer 1998).
El asma es una de las enfermedades
crónicas infantiles mas frecuentes y constituye una causa importante de ausentismo
escolar y limitación funcional (Carter 1993). En Puerto Rico 31 de cada 100 niños son
diagnosticados con asma, de estos el 26.9% son féminas y el 34.7% son varones
(Bartolomei et al. 2008). El 54% de los niños diagnosticados en algún momento con
asma continúan padeciendo dicha condición (Bartolomei et al. 2008). Además, el asma
es la condición número uno en hospitalizaciones para el año 2003, en donde 31 féminas
de cada 10,000 habitantes fueron hospitalizadas por asma. Al igual que en morbilidad
en personas de 0 a 17 años según el Estudio Continuo de Salud (2003) para los
Municipios de Puerto Rico.
Según la Agencia de Protección Ambiental (2007)
aproximadamente 2 millones de hispanos en los Estados Unidos tienen asma y el efecto
en los puertorriqueños es desproporcionado. La cifra de asma entre los puertorriqueños
es 80% más elevado que entre los hispanos no blancos y la prevalencia de ataques de
asma es la más alta entre los puertorriqueños. Los doctores Mannino, Rose y Leaderer
(2006), explican que la prevalencia de asma es mucho más alta entre los
puertorriqueños (17%) que entre otros grupos raciales. La prevalencia del asma es de
9.6% entre los negros no hispanos; 9.2% entre los blancos no hispanos y 3.9% entre los
mejicanos. Según la Coalición de Asma de Puerto Rico la incidencia de asma durante
el año 2006 fue mayor entre los boricuas (9.2%) que entre los negros no hispanos
(3.6%), blancos no hispanos (3.5%) y mejicanos (1.3%). Se estima que para el año
23
2007 el 15.5% de la población de Puerto Rico ha padecido de asma en alguna ocasión
y que 188,084 individuos para el mismo año padecen de esta condición (Bartolomei et
al. 2008). Para el año 2003 según el Estudio Continuo de Salud la morbilidad para el
municipio de Caguas es de 10.1%.
El Asma y la Calidad de Vida
El asma es una enfermedad del sistema respiratorio que causa dificultad para
respirar, silbidos o tos frecuente (Santos 2007). Es un trastorno grave que puede influir
notablemente en la calidad de vida de una persona y ocasionar ausencias en el trabajo
y la escuela, además de visitas no programadas al médico o al hospital (Santos 2007).
Cuando una persona se encuentra atravesando por un ataque de asma siente el pecho
presionado y una obstrucción en la garganta (Santos 2007). Los síntomas del asma
pueden ser provocados cuando agentes de alergia u otros irritantes ocasionan que las
paredes de las vías respiratorias se inflamen y se obstruyan. Los músculos de estas
vías respiratorias sufren espasmos, causando que las vías se hagan todavía más
estrechas. Cuando las vías del aire están inflamadas, se produce más mucosidad.
Esta mucosidad impide el flujo de aire (Santos 2007).
La causa exacta del asma no se conoce, pero aparentemente tiene un
componente hereditario (Prieto 1994). Se ha determinado que los siguientes factores
causan ataques de asma: sustancias suspendidas en el aire, incluyendo polen, polvo,
caspa de animales, humo, escapes de los automóviles y ciertas sustancias químicas.
Otros factores que causan asma son infecciones respiratorias, cambios ambientales en
temperatura o humedad (Prieto 1994). Para algunas personas, hacer ejercicio físico es
lo único que les provoca el asma. Este tipo de asma provocada por el ejercicio ocurre
cuando las vías respiratorias del pecho se angostan y se contraen a los pocos minutos
de haber hecho el ejercicio (Prieto 1994). Por otro lado los factores emocionales juegan
un
papel
importante
en
el
desencadenamiento,
evolución,
mantenimiento
y
24
recuperación de las crisis asmáticas (Beneitez 2005).
Las emociones fuertes tales
como excitación, ansiedad, o incluso risa o llanto prolongado pueden ser causantes de
asma (Prieto 1994). En un estudio realizado por Beneitez y sus colegas para el año
2005 encontraron que cuando los pacientes asmáticos se someten a experiencias
estresantes el 15-30% de ellos responden con aumento de broncoconstricción.
En
otros trabajos se ha demostrado que los desencadenantes emocionales pueden
provocar una crisis de asma hasta en dos terceras partes de los pacientes (Thoren
2000). Fabre et al. (2005), encontraron en su estudio que el miedo y la ansiedad fueron
las emociones que más refirieron los niños y que la mayoría de los padres (68%) se
molestaba o peleaba al momento de las exacerbaciones.
Vamos et al. (1999), al
estudiar los factores psicológicos en pacientes con asma severa, encontraron que la
cuarta parte tenía ansiedad e igual proporción inadecuada de apoyo social, y el 10%
sufría de depresión. Así mismo, Sandberg (2000) descubrió que, por si mismos, los
episodios graves y el estrés prolongado aumentan significativamente la posibilidad de
nuevos ataques de asma en niños.
Calidad del Aire
El aire es una mezcla compleja de varias sustancias.
Sus principales
constituyentes son el nitrógeno, oxígeno y vapor de agua. En cantidades menores
presenta dióxido de carbono, metano, hidrógeno, argón y helio. La contaminación del
aire es una amenaza aguda, acumulativa y crónica para la salud humana y el ambiente
(Díaz 2001).
Esta puede tener su causa en ciertos eventos o fenómenos de la
naturaleza (fuentes naturales) o en los diferentes procesos producidos por el hombre
(fuentes antropogénicas). Distintas formas de interpretar las condiciones ambientales
han llevado al desarrollo de conceptos tales como edificio enfermo, calidad del aire o
calidad del aire interior, todos ellos encaminados a entender la complejidad de los
contaminantes en los ambientes cerrados y las implicaciones sobre la salud de la
25
población (Guardino 2002). En el caso particular del aire, la contaminación consiste en
una concentración elevada de gases y partículas que flotan en el ambiente, lo que
reduce la calidad del aire tanto en la ciudad como en el campo (JCA 2005).
Las fuentes de la contaminación atmosférica se dividen en naturales y
artificiales.
Las fuentes naturales se componen de factores que contaminan
independientemente de las actividades humanas, como los vientos que producen polvo,
las erupciones volcánicas, la erosión del suelo, los incendios forestales. Las fuentes
artificiales son las que contaminan a causa de actividades humanas como las industrias,
los medios de transporte, las estufas de gas, los refrigeradores (JCA 2005). Aunque se
cree que los contaminantes emitidos en un punto específico del planeta parecen no
impactar en otros lugares esto no es cierto, pues, la climatología o fenómenos
atmosféricos como la lluvia y el viento los dispersan hacia otras regiones.
Esta
propagación de contaminantes se debe a que el aire, el suelo y el agua están
correlacionados, de manera que los contaminantes presentes en cualquiera de estos
medios afectan a los otros dos (JCA 2005). La contaminación del aire tiene efectos
directos sobre el agua y el suelo. El aire contaminado afecta al suelo y al agua a través
de los contaminantes atmosféricos, afecta los ciclos biogeoquímicos (agua, fotosíntesis)
y destruye o altera ecosistemas y cadenas alimenticias (JCA 2005). La calidad del aire
debe controlarse para limitar la presencia de elementos, compuestos, sustancias,
derivados químicos o biológicos, energías, radiaciones, vibraciones, ruidos o
combinación de ellos, cuya presencia o carencia pueda contribuir un riesgo para la vida
o la salud de la población (Matus 2003).
Las personas están expuestas a contaminantes del aire en exteriores e
interiores. En los países en desarrollo, la exposición mas alta a los contaminantes del
aire generalmente ocurre en interiores (Matus 2003).
El término aire interior suele
aplicarse a ambientes de interior no industriales: edificios de oficinas, edificios públicos
26
(escuelas, hospitales, teatros, restaurantes, etc.) y viviendas particulares.
Las
concentraciones de contaminantes en el aire interior de estas estructuras suelen ser de
la misma magnitud que las encontradas habitualmente en el aire exterior, y mucho
menores que las existentes en el medio ambiente industrial, donde se aplican normas
con el fin de evaluar la calidad del aire (Guardino 2002). Aun así, muchos ocupantes de
edificios se quejan de la calidad del aire que respiran, por lo que es necesario investigar
esta situación.
La calidad del aire interior comenzó a considerarse un problema a
finales de 1960, aunque los primeros estudios no se llevaron a cabo hasta unos diez
años después (Guardino 2002).
Óptimas condiciones en los ambientes interiores deben redundar en salud,
bienestar y comodidad, tanto en lo que respecta a la vida laboral como a los ámbitos
donde se desarrollan las actividades cotidianas extra laborales, escolares, de descanso
y de ocio. La sociedad actual exige lugares seguros, limpios y bien climatizados, para lo
que es necesario integrar percepciones y exigencias de los habitantes y alcanzar un
óptimo equilibrio entre estándares sociales, uso de la energía y desarrollo sostenible,
buscando comodidad sin contaminar y sin aumentar el consumo de fuentes energéticas
que degraden el medio ambiente (Guardino 2002). La conexión entre el uso de un
edificio como lugar de trabajo o vivienda y la aparición en algunos casos, de molestias y
síntomas que responden a la definición de una enfermedad es un hecho que ya no
puede cuestionarse. La principal responsable es la contaminación de diversos tipos
presente en el edificio, que suele denominarse mala calidad del aire interior.
Los
efectos adversos debidos a esa deficiente calidad del aire en espacios cerrados afecta a
muchas personas, ya que se ha demostrado que los habitantes de las ciudades pasan
entre el 85% y el 95% de su tiempo en un ambiente interior que se encuentra
contaminado en mayor o menor grado (Guardino 2002).
27
Aunque parecería lógico pensar que para que la calidad del aire sea buena, éste
debe contener los componentes necesarios en proporciones apropiadas, en realidad es
a través del usuario (de su respiración), cómo mejor puede valorarse su calidad
(Guardino 2002). La razón está en que el aire inhalado se percibe perfectamente a
través de los sentidos, ya que el ser humano es sensible a los efectos olfativos e
irritantes de cerca de medio millón de compuestos químicos. Por consiguiente, si los
ocupantes de un edificio están todos satisfechos con el aire, se dice que éste es de alta
calidad, y de mala calidad si sucede lo contrario (Guardino 2002). En la mayoría de
estos casos la información sobre la composición química del aire interior no nos permite
predecir cómo se percibirá el aire, ya que el efecto conjunto de miles de estos
contaminantes, junto con la temperatura y la humedad, pueden producir un aire que se
percibe como irritante es decir de mala calidad (Guardino 2002). Otro aspecto que debe
considerarse como parte de la calidad del aire interior es su olor. La combinación de un
cierto olor con el leve efecto irritante de un compuesto en el aire de un interior puede
conducirnos a definir su calidad como limpia o como contaminada (Guardino 2002). Por
esa razón la tendencia es eliminar los malos olores y utilizar, en su lugar, los
considerados buenos con el fin de dar al aire una calidad agradable.
El Síndrome del Edificio Enfermo es un fenómeno relativamente reciente,
reconocido internacionalmente y se estima que afecta a mas de 50 millones de
personas en todo el mundo (Presti 2003). Una definición en la cual coinciden el Instituto
Nacional de Salud Ocupacional (NIOSH, por sus siglas en inglés) y la Organización
Mundial de la Salud (OMS) sostiene que el edificio es sospechoso de padecer el
Síndrome del Edificio Enfermo cuando por lo menos el 20% de los ocupantes presentan
quejas de múltiples problemas crónicos de salud tales como dolor de cabeza, fatiga,
sequedad y dolor de garganta, irritación de ojos, picazón de la piel, náuseas,
dificultades en la respiración, mareos y /o síntomas parecidos a resfríos o gripe que no
28
sugieren ningún diagnostico medico (Presti 2003). La distribución porcentual estimada
de las causas más frecuentes de síndrome del edificio enfermo es (Guardino 2002):
ventilación insuficiente debida a falta de mantenimiento, distribución deficiente y entrada
insuficiente de aire fresco; contaminación generada en el interior, como la producida por
las máquinas de oficina, el humo del tabaco y los productos de limpieza; contaminación
procedente del exterior del edificio debida a una disposición inadecuada de las entradas
de aire y de los respiraderos de aspiración; contaminación microbiológica del agua
estancada en los conductos del sistema de ventilación, humidificadores y torres de
refrigeración, formaldehído y otros compuestos orgánicos emitidos por los materiales de
construcción y decoración. Por tanto, en la mayoría de los casos se cita la ventilación
como importante causa originaria.
La contaminación de aire es asociada con los automóviles y fábricas
funcionando en el exterior de los edificios. Por eso es muy común suponer que la
calidad de aire es solo un problema que tiene que ver con el aire exterior urbano.
Contrariamente a esta percepción generalizada, ahora sabemos que el aire interior
contaminado que puede presentarse en nuestras viviendas, edificios públicos, oficinas,
hospitales, entre otros, también representan un problema muy complejo y de difícil
caracterización (Guardino 2002). Sus efectos inciden en la salud y bienestar de los
ocupantes, produce daños a la propiedad, reduce la productividad y aumenta el
ausentismo en el ámbito laboral y escolar.
Índice de la Calidad del Aire
El índice de calidad del aire (ICA) se considera un indicador global de la calidad
del aire en un momento determinado o día y en una estación de monitoreo concreta. El
ICA se ha de interpretar como un indicador orientativo de la calidad del aire enfocado al
público en general (Cuesta 2002). En Puerto Rico la Junta de Calidad Ambiental es
quien informa el índice de calidad del aire. Para esto ellos utilizan el índice ambiental
29
también conocido como el índice de calidad de aire. Este índice reporta diariamente la
calidad del aire en Puerto Rico. El índice indica cuán limpio o contaminado está el aire
y que precauciones se deben seguir de acuerdo a éste (JCA 2007).
Se enfoca
principalmente en los efectos a la salud ocasionados por respirar o estar expuestos al
aire contaminado por horas o días.
Este índice se puede utilizar para varios
contaminantes regulados, como por ejemplo bióxido de azufre, bióxido de nitrógeno,
monóxido de carbono, material particulado; y de los cuales se han establecidos normas
nacionales que intentan proteger la salud de daños asociados a estos (JCA 2007).
El índice ambiental tiene tres propósitos principales (JCA 2007), el primero es
indicar diariamente la calidad del aire, esto se logra al combinar los valores indicativos
de las estaciones de muestreo con los niveles de calidad de aire. El segundo propósito
es mencionar los posibles efectos a la salud o al ambiente relacionados a la
contaminación del aire. Por último el índice ambiental pretende decir los pasos a seguir
para proteger la salud y reducir la contaminación. Este índice funciona como una tabla
de escalas de concentraciones que van desde 0 a 500, donde 500 es el máximo de
contaminación y lo más dañino para la salud (Tabla 2.03) (JCA 2007). El valor óptimo
que generalmente corresponde a la norma nacional de calidad de aire es 100. Un
índice mayor a 100 se considera como una calidad de aire insalubre y representa un
mayor impacto a los grupos sensitivos. El índice relaciona escalas y colores para tratar
de entender la calidad del aire y qué implica ésta a la salud.
Se divide en seis
categorías y a cada categoría se le asocia un color para ayudar a visualizar en forma
rápida la calidad del aire. Para poder determinar este índice ambiental se recolectan
diariamente datos de las estaciones de la red de muestreo de aire establecidas en
Puerto Rico (JCA 2007).
30
Tabla 2.01. Escalas del Índice Ambiental (JCA 2007).
Categoría
Bueno
Índice
Color
Descripción
0 a 50
Verde
Se considera la calidad del aire como satisfactoria
y la contaminación del aire es poca.
Moderado
51 a 100
Amarillo
Se considera la calidad del aire como aceptable.
Algunos individuos podrían ser afectados deben
considerar los efectos a la salud de acuerdo al
contaminante.
Insalubre a
101 a 150 Anaranjado Ciertos grupos son sensitivos y los efectos de la
grupos
contaminación pueden ser dañinos a la salud.
sensitivos
Insalubre
151 a 200
Rojo
Toda la población puede presentar efectos a la
salud. Los grupos sensitivos podrían tener efectos
más serios a la salud.
Bien
201 a 300
Violeta
general puede experimentar efectos a la salud.
Insalubre
Peligroso
Significa una alerta a la comunidad, el público en
Sobre 301
Marrón
Valores en esta escala activa condiciones de
emergencia. La población en general puede
experimentar efectos serios a la salud.
31
Efectos sobre la Salud
La exposición a la contaminación del aire puede generar o agravar afecciones
respiratorias, cardiacas, y otras (Díaz 2001). Los efectos a la salud debido a la calidad
del aire varían de persona a persona y dependen del nivel de calidad de aire. Se ha
observado mayor susceptibilidad a la contaminación atmosférica en las personas de
edad avanzada; los niños pequeños; las personas con un nivel de vida bajo, con
deficiencias nutricionales, enfermedades infecciosas debido a problemas sanitarios,
hacinamiento y escaso acceso a atención de salud; y las personas portadoras de
enfermedades que estrechan las vías aéreas, que disminuyen la superficie de
intercambio gaseoso de los pulmones, o alteran la relación ventilación/circulación del
pulmón (Matus 2003). Los problemas de salud causados por la contaminación pueden
verse influidos por factores tales como magnitud, alcance y duración de la exposición,
edad, susceptibilidad de cada persona, entre otros (Díaz 2001). Una de las variables
ambientales importantes es la concentración de los contaminantes en el aire.
La
concentración no sólo es resultado de la magnitud de las emisiones sino también de la
manera en que los principales contaminantes se transportan, se dispersan y reaccionan
entre sí en la atmósfera para formar contaminantes secundarios. Estos mecanismos
están condicionados por una serie de factores meteorológicos. Entre ellos destacan la
presencia de vientos, la temperatura, la radiación solar, la altura o profundidad de la
capa de mezcla, las precipitaciones y la topografía local (Matus 2003).
La Junta de Calidad Ambiental posee una tabla (Tabla 2.04) que muestra debido
al nivel de calidad de aire, la población afectada, los posibles efectos a la salud y los
avisos que se emiten.
32
Tabla 2.02. Posibles Efectos a la Salud (JCA 2007).
Nivel
Población Afectada
Efectos a la Salud
Aviso
Bueno
Grupos sensitivos
Ninguno
Ninguno
Moderado
Grupos sensitivos
Ninguno
Ninguno
Grupos sensitivos
Ninguno
Ninguno
Aumenta y agrava los
Personas con problemas
Población
problemas respiratorios
respiratorios, niños y
en general
en grupos sensitivos.
ancianos, evitar o limitar
Insalubre a
grupos
sensitivos
Insalubre
actividades al aire libre.
Aumenta y agrava los
Personas con problemas
problemas respiratorios respiratorios y público en
Bien
Población
en grupos sensitivos y
general, evitar o limitar
Insalubre
en general
a la salud al público en
actividades al aire libre.
general.
Peligroso
Serio riesgo a la salud
Público en general evitar
a los grupos sensitivos
actividades al aire libre y
Población
y efectos al público en
personas con problemas
en general
general.
respiratorios limitarse a
actividades en el interior.
33
Regulaciones Federales
Desde antes de 1955 existe una preocupación por controlar la contaminación de
aire ambiental y por proporcionar una mejor calidad de vida. En 1955 se crea la primera
ley para el control de la contaminación de aire denominada Ley de Control de
Contaminación de Aire de 1955 (PL 84-159), la cual proveyó fondos para
investigaciones federales sobre los efectos de la contaminación del aire (Wark 1998).
Para 1960 se hace una enmienda a la ley pública 84-159 de 1955 con el fin de estudiar
las emisiones de los vehículos en términos de sus efectos en la salud. La Ley de Aire
Limpio de 1963 (PL 88-206) reemplazó la Ley de 1955 y entre otras cosas permitió a las
agencias locales y estatales de los Estados Unidos desarrollar programas de control
para regular la contaminación del aire (Wark 1998). En 1965 se establece, por primera
vez, un programa federal para la reglamentación de las emisiones de vehículos de
motor, esto se logró con la Ley para el control de Contaminación de Aire por Vehículos
de Motor (Wark 1998). En el año 1967 se estableció la Ley de Calidad de Aire y para
1970 se hizo una enmienda a la Ley de Aire limpio (PL 91-604), la cual desarrolla los
estándares de calidad de aire nacional (National Ambient Air Quality Standards),
estándares de desempeño de fuentes nuevas y los estándares de emisión para
contaminantes de aire peligrosos (Wark 1998).
Los estándares de calidad de aire
nacional son desarrollados con el fin de proteger la salud pública y el ambiente de
daños asociados a los contaminantes regulados bajo estos estándares. La ley de aire
limpio establece dos tipos de estándares de calidad de aire nacional.
El estándar
primario establece límites para proteger la salud pública incluyendo la salud de
poblaciones sensitivas, como ancianos, niños y personas con problemas respiratorios.
Los estándares secundarios establecen límites para proteger el bienestar público
incluyendo la protección contra la disminución en la visibilidad, daño a los animales,
cosechas, la vegetación, y edificios. En los años 1977 y 1990 se realizaron enmiendas
34
a la Ley de Aire Limpio (PL 19-90) con el fin de definir los contaminantes primarios y de
seguir estableciendo estándares de calidad que aseguren el bienestar del ambiente y
del hombre (Wark 1998).
Como el material particulado puede estar compuesto de asbesto hay que tener
en cuenta la Ley de Respuesta a Emergencias por Riesgos de Asbestos (AHERA, por
sus siglas en ingles) establecida en 1986. AHERA requería que la EPA elaborara los
reglamentos necesarios para formar un sistema adecuado para la gestión del asbesto
en escuelas primarias y secundarias, tanto públicas como privadas sin fines de lucro.
La reglamentación se publicó el 30 de octubre de 1987. La norma para escuelas de
AHERA requiere que todos los distritos escolares públicos y las escuelas privadas,
conocidos como agencias locales de educación o LEAs (por sus siglas en inglés),
inspeccionen todos los edificios escolares en busca de asbesto desmenuzable y no
desmenuzable, elaboren planes de manejo del asbesto en las escuelas y lleven a cabo
esos planes de manera oportuna. La norma también les da oportunidad a los padres de
familia, maestros y demás empleados escolares para que se familiaricen y se involucren
en el programa de manejo del asbesto en sus escuelas. Los funcionarios escolares
deben notificar a los padres de familia, maestros y demás grupos de empleados sobre
las actividades relacionadas con el asbesto. En Puerto Rico la calidad del aire es
regulada por dos agencies la Junta de Calidad Ambiental y la Agencia de Protección
Ambiental Federal. Estas agencies velan por que el Plan de Implementación de los
Estados (SIP, por sus siglas en ingles) este en cumplimiento. Este plan consiste en
reglas, documentación técnica, y los acuerdos que un estado individual utilizará para
limpiar áreas contaminadas para así cumplir con la ley federal de Calidad de Aire.
Material Particulado Atmosférico
El material particulado (PM, por sus siglas en inglés), es aquella materia en
forma líquida o sólida que se subdivide en partículas pequeñas, las cuales se pueden
35
dispersar, quedarse suspendidas en la atmósfera o ser arrastradas por corrientes de
aire u otros gases (JCA 2005). La Agencia de Protección Ambiental Federal (EPA, por
sus siglas en inglés) lo define como material sólido ó líquido suspendido en la
atmósfera, el cual es emitido ó formado directamente en el aire. Por otra parte la
administración de salud y seguridad ocupacional (OSHA, por sus siglas en inglés)
define el material particulado, también conocido como aerosol, como una suspensión de
partículas sólidas o líquidas en el aire, tal como polvo, niebla o humo. En general se
define como un conjunto de partículas sólidas y/o líquidas (a excepción del agua pura)
presentes en suspensión en la atmósfera (Mészáros 1999).
Las partículas en la
atmósfera pueden ser emitidas por una gran variedad de fuentes de origen natural o
antropogénico. Respecto a los mecanismos de formación, las partículas pueden ser
emitidas como tales a la atmósfera (primarias) o bien ser generadas por reacciones
químicas (partículas secundarias). Dichas reacciones químicas pueden consistir en la
interacción entre gases precursores en la atmósfera para formar una nueva partícula
por condensación, o entre un gas y una partícula atmosférica para dar lugar a un nuevo
aerosol por adsorción o coagulación (Warneck 1988).
Como resultado de esta
variabilidad de fuentes y transformaciones, el material particulado atmosférico consiste
en una mezcla compleja de compuestos de naturaleza orgánica e inorgánica con
diferentes distribuciones granulométricas y composición química, ambas condicionadas
por la composición de los gases que las rodean. Los niveles de material particulado
atmosférico se suelen expresar en forma de concentración de masa o número de
partículas por unidad de volumen de aire (µg/m3) (Querol 2006). La contaminación
atmosférica por material particulado se define como la alteración de la composición
natural de la atmósfera como consecuencia de la entrada en suspensión de partículas,
ya sea por causas naturales o por la acción del hombre (Mészáros 1999). Con objeto
de minimizar el impacto ambiental en la salud es necesario poner en funcionamiento
36
estrategias de control y reducción de las emisiones de material particulado atmosférico,
aunque para que éstas sean efectivas deben realizarse de forma paralela con la
reducción de las emisiones de gases precursores. Numerosos estudios científicos han
provisto evidencia de que el material particulado en el aire está asociado con el
incremento de condiciones respiratorias, aún cuando éste por debajo de los niveles
establecidos.
Principales Tipos de Partículas Atmosféricas
Los principales tipos de partículas atmosféricas son material mineral, aerosol
marino, compuestos de azufre, compuestos de nitrógeno y compuestos de carbono
(Querol 2006). El material particulado mineral de origen natural constituye la fracción
mayoritaria en cuanto a masa del aerosol atmosférico (44% de las emisiones globales a
nivel terrestre, Duce 1995). La formación de partículas minerales se origina por medio
de la acción de los vientos sobre la superficie terrestre, en forma de emisiones fugitivas.
La mayor emisión a escala global de este tipo de partícula se produce en regiones
áridas o semi-áridas. La composición química y mineralógica de estas partículas varía
de una región a otra dependiendo de las características y composición de los suelos,
pero generalmente está constituida por calcita, cuarzo, dolomita, arcillas, feldespatos y
cantidades inferiores de sulfato cálcico y óxidos de hierro, entre otros (Avila et al. 1997).
A pesar de que la mayor parte de las emisiones de materia mineral es de origen natural,
es necesario considerar la existencia de un número limitado de fuentes de material
particulado mineral de origen antropogénico.
Actividades como la construcción, la
minería o la fabricación de cerámicas o cementos generan partículas minerales, ya sea
a través de la propia actividad o durante los procesos de manipulación y transporte de
materias primas (emisiones fugitivas). El tráfico puede constituir también una fuente de
partículas minerales, a través de la erosión del firme de rodadura (Querol et al. 2001).
El municipio de Caguas es uno en continuo desarrollo por lo que ciertas actividades
37
realizadas por el hombre como por ejemplo las construcciones continuas y desmedidas
realizadas en el municipio y el continuo aumento en el tráfico generan particulado
mineral.
El aerosol marino es el segundo tipo de partícula con mayor importancia en
cuanto al volumen total de emisiones a escala global (38% de las emisiones globales a
nivel terrestre, Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambios Climáticos, IPCC
1996). Al igual que el material particulado mineral, las partículas de aerosol marino
poseen en su mayoría origen natural y son emitidas directamente a la atmósfera.
Existen dos mecanismos principales de formación de este tipo de partícula. El primero
es la ruptura de burbujas de aire que alcanzan la superficie de los océanos, y el
segundo es la agitación de la superficie de los mares y océanos por acción del viento
(Querol 2006). La composición química del aerosol marino se deriva de su fuente de
origen: el agua de los mares y océanos (Querol 2006). Los sulfatos presentes en la
atmósfera son generalmente partículas de origen secundario, ya que no son emitidos
directamente a la atmósfera sino que se generan mayoritariamente como resultado de
la oxidación de precursores gaseosos (Querol 2006).
También existen fuentes
naturales y antropogénicas de sulfatos primarios, como los yacimientos yesíferos o los
procesos industriales de producción de ácido sulfúrico y la producción y manipulación
de productos minerales tales como el yeso. Los compuestos de azufre representan
aproximadamente el 7-10% de las emisiones globales a nivel terrestre (IPCC 1996).
Las emisiones volcánicas constituyen la segunda fuente de dióxido de azufre natural, al
inyectar grandes cantidades a niveles elevados en la atmósfera. El origen de los óxidos
de azufre en estas emisiones se encuentra en el fraccionamiento de compuestos
volátiles de azufre en la cámara magmática antes de la erupción (Keppler 1999). Los
sulfatos de origen no natural, por otra parte, constituyen la fracción principal del material
particulado atmosférico antropogénico, y las emisiones antropogénicas a su vez se
38
encuentran en el origen de entre 60-80% del S en la atmósfera a escala global (Chuang
et al. 1997).
Los compuestos de nitrógeno en la atmósfera, al igual que los sulfatos, son de
origen mayoritariamente secundario y provienen de la reacción de precursores
gaseosos
naturales
y
antropogénicos.
Estos
compuestos
representan
aproximadamente el 2-5% de las emisiones globales a nivel terrestre (IPCC 1996). Los
compuestos de nitrógeno de origen natural se suelen originar a partir de las emisiones
de los suelos, los incendios forestales, las descargas eléctricas y las emisiones
biogénicas (Seinfeld 1998). Las emisiones naturales de los compuestos nitrogenados a
escala global constituyen sólo la tercera parte de las emisiones antropogénicas
(Mészáros 1993).
En cuanto a los precursores gaseosos de los nitratos de origen
antropogénico, en la actualidad se conocen numerosas fuentes emisoras, entre estas se
destacan la producción eléctrica y otros procesos de combustión a temperaturas
elevadas tales como: los que ocurren en los motores de los vehículos y la quema de
biomasa (Querol 2006).
Los compuestos de carbono comprenden una amplia variedad de especies
naturales y antropogénicas de composición y estructura diversa, cuya característica
común es la presencia de carbono en su composición (Querol 2006). Los compuestos
de carbono orgánicos, por otra parte, pueden ser emitidos directamente a la atmósfera
(por fuentes naturales y antropogénicas) o formarse por condensación de compuestos
orgánicos volátiles. Los compuestos carbonosos representan aproximadamente el 25% de las emisiones globales a nivel terrestre (IPCC 1996). La emisión de compuestos
orgánicos de origen natural se produce esencialmente a través de la vegetación, la
superficie de los océanos y los suelos, y puede dar lugar a partículas tanto primarias
como secundarias en la atmósfera.
Las partículas primarias están constituidas
principalmente por compuestos vegetales y edafológicos, tales como esporas, polen,
39
ácidos húmicos y fúlvicos, microorganismos y hongos (Campbell et al. 1999).
La
formación de partículas naturales secundarias es consecuencia de la oxidación en la
atmósfera de los gases orgánicos emitidos principalmente por la vegetación (Querol
2006). En cuanto a las partículas de carbono antropogénico de origen secundario,
aproximadamente el 50% proviene de la evaporación de gasolina, la gasolina líquida y
las emisiones de los vehículos (Watson et al. 2002).
Material Particulado Respirable
Se puede definir como partículas sólidas o líquidas dispersas en la atmósfera
como polvo, cenizas, hollín, partículas metálicas, cemento y polen, entre otras (Wark
1998). El material particulado respirable se ha clasificado de acuerdo a dos tamaños:
PM10 y PM2.5. El primero es aquel con partículas gruesas con un diámetro aerodinámico
de 10 micrómetros (PM10) o menos en su mayoría de pH básico producto de la
combustión no controlada (Wark 1998). Estas partículas representan una preocupación
o problema a la salud por que pueden ser inhaladas y acumuladas en el sistema
respiratorio. El material particulado puede tener efectos perjudiciales sobre la salud y
bienestar del hombre, puede contribuir a aumentar las enfermedades respiratorias,
suscitar los efectos de algunas enfermedades cardiovasculares y reducir o afectar la
visibilidad en ciertas zonas de alta contaminación (JCA 2005). Algunos problemas de
salud causados por la exposición a PM10 son: irritación en los ojos, nariz y garganta,
efectos en la respiración y en el sistema respiratorio, daño al tejido pulmonar, cáncer y
muerte prematura. Los ancianos, niños y personas con enfermedades crónicas del
pulmón, influenza o asma tienden a ser especialmente sensitivas a los efectos de la
materia particulada.
Según la Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de
Enfermedades (ATSDR por sus siglas en inglés), para proteger a la población de estos
efectos se establecieron unas normas para PM10 las cuales no pueden ser excedidas
(Tabla 2.03) (ATSDR 2006).
40
Tabla 2.03. Normas para PM10 (ATSDR 2006).
Tiempo Promedio
Nivel ( µg / m 3 )
24 horas
150
Anual (promedio aritmético)
N/A
En Puerto Rico la Junta de Calidad Ambiental, JCA, es la agencia encargada de
investigar e identificar las condiciones y tendencias del ambiente de nuestra isla y hacer
recomendaciones específicas sobre la protección del ambiente y el desarrollo
sostenible. La JCA establece una red de muestreo con el objetivo de proteger la salud
humana, el medio ambiente, mejorar la calidad del aire y elevar el nivel de vida de la
población. Para el año 2005 la JCA contaba con once estaciones fijas de muestreo
atmosférico intermitente de PM10: una (1) en la Región de Ponce, una (1) en la Región
de Guayama, tres (3) en la Región de Humacao y seis (6) en la Región de San Juan
(JCA 2005). Para los años 2003 al 2005 el promedio anual aritmético para los datos
obtenidos de PM10 para las diferentes regiones es: Región de Ponce 43.6 µg/m3, Región
de San Juan 29.9 µg/m3, Región de Humacao 21.3 µg/m3, Región de Guayama
25.3 µg/m3 y Región de Arecibo 22.3 µg/m3 (JCA 2005). La segunda región con mayor
concentración de material particulado, PM10, es la región de San Juan. Esta región se
distingue por tener una mayor concentración de habitantes con relación a las demás
regiones y está compuesta por los municipios de Bayamón, Cataño, Guaynabo, San
Juan, Trujillo Alto, Caguas y Carolina (JCA 2005).
El segundo tamaño de material particulado es la fracción respirable más
pequeña y agresiva también conocida como PM2.5. Esta fracción agrupa a partículas de
diámetro inferior o igual a los 2.5 micrómetros. Generalmente estas partículas son
41
ácidas, contienen hollín y otros derivados de las emisiones vehiculares e industriales
(James 2000). Su tamaño hace que sean 100% respirables, por lo que penetran el
aparato respiratorio y se depositan en los alvéolos pulmonares. Pero además de ser
más agresivas para la salud, su tamaño hace que también sean más livianas y por eso
generalmente permanecen por más tiempo en el aire.
Ello no sólo prolonga sus
efectos, sino que facilita el que sean transportadas por el viento a grandes distancias y
formen parte de la contaminación de distintos lugares.
La concentración máxima
permisible para el PM2.5 según los estándares de calidad de aire nacional, (NAAQS, por
sus siglas en inglés) es de 35 µg/m3 por 24 horas de exposición (JCA 2005). Estas
partículas con tamaño de 2.5 µm tienen una mayor probabilidad de depositarse en los
bronquios y alvéolos a medida que su tamaño disminuye.
Los efectos en la salud del material particulado respirable varia según las
características fisicoquímicas del contaminante o mezcla de contaminantes, el estado
de salud del huésped, los mecanismos de distribución y deposición en el tracto
respiratorio y los efectos fisiológicos que ocurren como respuesta a la presencia del
contaminante (Dockery 1994). Algunos problemas de salud relacionados con PM2.5
incluyen: muerte prematura, admisiones hospitalarias por condiciones respiratorias,
asma agravada, bronquitis crónica, reducción en función pulmonar, aumento en la
frecuencia de cáncer pulmonar, irritación de ojos y nariz, silicosis, asbestosis,
enfermedades cardiovasculares y ausencias al trabajo y a las escuelas (EPA 1997).
Una vez que las partículas se han depositado en el sistema respiratorio, su acción
irritante es producto por una parte, de su composición química y su toxicidad y, por otra,
de su facilidad de absorber y adsorber otras sustancias en su superficie, produciéndose
un efecto sinérgico que incrementa su agresividad. Para proteger a la población de
estos efectos se establecieron unas normas para PM2.5 las cuales no pueden ser
excedidas (Tabla 2.04) (ATSDR 2006).
42
Tabla 2.04. Normas para PM2.5 (ATSDR 2006).
Tiempo Promedio
Nivel ( µg / m 3 )
24 horas
35
Anual (promedio aritmético)
15
OSHA es la agencia reguladora de todos los espacios en interiores y establece
que el límite permisible para el material particulado respirable, entiéndase PM2.5 y PM10
es de 5000 µg/m3 en 8 horas (OSHA 2008).
Los efectos del crecimiento poblacional y la degradación ambiental han
ocasionado que el ambiente y los recursos naturales en Puerto Rico se afecten. La
contaminación atmosférica causada por fuentes estacionarias y móviles a altas
concentraciones puede causar que los puertorriqueños desarrollen problemas de salud.
En la fauna y la flora se podría observar una disminución en el hábitat debido al impacto
acumulado por los contaminantes atmosféricos. Muchos de ellos son producidos por el
ser humano y otros por causas naturales (JCA 2005). Entre los fenómenos que más
afectan a Puerto Rico se encuentran el polvo del desierto del Sahara y las cenizas
provenientes del volcán Le Soufriere ubicado en la Isla de Monserrate. Periódicamente
la isla es impactada por ellos y se altera la calidad del aire (JCA 2005). El polvo del
Sahara se origina en el norte de África. Se compone de particulado y es arrastrado por
la acción de fuertes vientos que se originan por el paso de vaguadas al sur del desierto
de Sahara (JCA 2005). Otro fenómeno natural que afecta la calidad del aire en Puerto
Rico son las cenizas del volcán Le Soufriere. Este es de estructura simétrica y expulsa
lava y fragmentos sólidos. Está activo desde julio de 1995 y se encuentra en la Isla de
Monserrate al sureste de Puerto Rico, con una elevación de 915 metros sobre el nivel
43
del mar.
El polvo o cenizas del volcán ocurre por erupción repentina y emisiones
continuas de vapor y azufre (JCA 2005).
La red de muestreo de la JCA para PM2.5 contaba con 12 estaciones para los
años 2003-2005, cuatro (4) en la Región Metropolitana, dos (2) en la Región de
Humacao, una (1) en la Región de Mayagüez, una (1) en la Región de Arecibo, tres (3)
en la Región de Ponce y una (1) en la Región de Guayama (JCA 2005). Para los años
2003 al 2005 el promedio anual aritmético para los datos obtenidos de PM2.5 para las
diferentes regiones es: Región Metropolitana 7.25 µg/m3, Región de Humacao
4.9 µg/m3, Región de Mayagüez 7.84 µg/m3, Región de Arecibo 12.3 µg/m3, Región de
Ponce 5.86 µg/m3 y Región de Guayama 5.95 µg/m3 (JCA 2005). El promedio anual
aritmético más alto en Puerto Rico fue en la región de Arecibo seguido por la región de
Mayagüez y en tercer lugar la región Metropolitana. La región Metropolitana comprende
los municipios de Bayamón, Cataño, Guaynabo, San Juan, Trujillo Alto, Caguas y
Carolina. Esta región tiene grandes complejos residenciales y comerciales con una alta
concentración de tráfico vehicular en nuestras carreteras (JCA 2005). La estación de
Caguas se encontraba en la calle Muñoz Rivera, esquina calle Georgetti en Caguas.
Está en una zona comercial y tiene influencia de emisiones de tráfico vehicular lento de
las carreteras 52, 30, 1 y una alta concentración vehicular en el peaje Caguas Norte.
En estos momentos dicha estación no se encuentra en funcionamiento.
Estudios Anteriores
Fromm et al. (2006) junto a sus colegas realizó una investigación en las
escuelas de Alemania para determinar la exposición de los niños a los contaminantes
de aire interior, en especial el material particulado (PM10 y PM2.5). La mediana para
PM10 y PM2.5 en los salones de clase durante el invierno fluctuó entre 16.3 µg/m3 a 313
µg/m3 y 2.7 µg/m3 a 81 µg/m3 respectivamente. En este estudio encontraron que la
44
exposición a material particulado es alta y que la calidad del aire particularmente en
invierno es pobre.
En el estudio realizado por Ligman (2004), en escuelas de los Estados Unidos
se demostró que el promedio de los datos coleccionados de PM10 y PM2.5 en el aire
exterior son 59% y 45% más bajos respectivamente que los coleccionados en el aire
interior. En este estudio encontraron que la exposición a material particulado puede ser
más alta en escuelas que en oficinas. La posible explicación es la pobre filtración del
aire, baja calidad de limpieza, fuentes interiores desconocidas y el deterioro de la
estructura del edificio.
Savage (2007) realizó una investigación en 20 viviendas por un periodo de 60
días para determinar la calidad de aire interior de esas viviendas. En su estudio ella
encontró que el promedio para las concentraciones de material particulado en el aire
interior fueron mayores que para el aire exterior. Los resultados obtenidos en el interior
para PM2.5 y PM10 fueron (16 ± 11) µg/m3 y (78 ± 46) µg/m3 respectivamente.
Nardini et al. (2004) realizó un estudio en un hospital de Italia para determinar si
la calidad del aire dentro y fuera del hospital había mejorado luego de la implementación
de una ley que prohíbe el fumar en lugares públicos. Estos encontraron que los niveles
de material particulado en el exterior fueron menores que el límite anual permitido, en
cuanto al interior encontraron una excelente calidad de aire. Los resultados obtenidos
para el exterior e interior son respectivamente: 17.8 µg/m3 y 1.6 µg/m3.
En este capítulo se ha presentado la revisión de literatura sobre el tema. En la
misma se han consultado libros, artículos de revistas profesionales, búsqueda
electrónica y estudios realizados. En el próximo capítulo se presenta la metodología y
los procedimientos que se utilizaron en el estudio.
45
Capítulo Tres
Metodología
Introducción
La exposición a la contaminación del aire puede generar o agravar afecciones
respiratorias, cardiacas, y otras (Díaz 2001). Los efectos a la salud debido a la calidad
del aire varían de persona a persona y dependen del nivel de calidad de aire.
El
material particulado es considerado por la Agencia de Protección Ambiental (EPA por
sus siglas en inglés) como un contaminante de criterio según los Estándares Nacionales
de la Calidad de Aire Ambiental (NAAQS, por sus siglas en inglés) ya que se ha
identificado que es un contaminante común y perjudicial para la salud y el bienestar de
los seres humanos. La exposición al material particulado es uno de los principales
precursores de asma y de otras condiciones respiratorias en los niños y adultos que
están expuestos a altas concentraciones de dicho material.
Una gran cantidad de
estudios han demostrado la asociación entre mortalidad y morbilidad diaria y
contaminación por partículas suspendidas en la atmósfera (Borja 1998, Laden 2000,
Lippman
2002,
Moolgavkar
2000,
Sarnat
2001,
Sunyer
2000),
incluyendo
exacerbaciones de asma, incremento en los síntomas respiratorios, decremento en la
función pulmonar, incremento en el uso de medicamentos e incremento en la admisión
hospitalaria (Anderson 2001, Panella 2000, Utell 2000). Puerto Rico tiene la tasa de
mortalidad más alta por causa del asma en todo Estados Unidos. Pero, no sólo los
puertorriqueños tienen el mayor índice de mortalidad e incidencia de la enfermedad,
sino que también se ha demostrado que poseen los números más altos de
hospitalizaciones y visitas a las salas de emergencia por ataques de asma (Ramos
2003).
45
46
Diseño de Investigación
El diseño de este trabajo de investigación se estableció desde el paradigma
cuantitativo.
El enfoque cuantitativo utiliza la recolección de datos para probar
hipótesis, con base a la medición numérica y el análisis estadístico, para establecer
patrones de comportamiento y probar teorías (Hernández et al. 2006). La investigación
realizada se dividió en dos fases.
El propósito de la misma es determinar si las
concentraciones de material particulado en el interior y exterior de las escuelas públicas
elementales bajo estudio son o no estadísticamente significativos en comparación con
los parámetros establecidos por OSHA y por la EPA.
En la primera fase de la investigación se realizó un estudio preliminar para
determinar la exposición de los niños de primer grado a los niveles de material
particulado fino tanto en el interior como en el exterior. Los resultados obtenidos en
esta fase se utilizaron como referentes para identificar la escuela con mayor exposición
a material particulado fino dentro de aquellas seleccionas aleatoriamente en la muestra.
En la segunda fase del estudio se determinó la concentración del material particulado
fino, PM2.5, en la escuela que arrojó una mayor exposición de los niños a este
contaminante en la primera fase del estudio. La segunda fase del estudio se llevó a
cabo con el propósito de determinar si la temporada del año afecta las concentraciones
de material particulado fino.
Estados Unidos, Alemania e Italia son algunos de los
países donde se han realizado estudios de material particulado en el interior de
escuelas, viviendas y hospitales con el fin de determinar la exposición de las personas a
dicho contaminante (Ligman 2004, Fromm 2006, Nardini 2004) debido a los efectos
adversos a la salud que ocasiona el material particulado en los niños y adultos. En
Puerto Rico se han llevado a cabo algunos estudios de material particulado, entre ellos
se encuentran los estudios realizados por Figueroa et al. (2006), Gioda et al. (2006) y
Suro et al. (2006), todos ellos fueron realizados en el exterior y no contemplan las
47
escuelas del país. La intención de este trabajo es establecer las bases para futuros
estudios sistemáticos y comprensivos con el fin de estudiar el impacto de la exposición
a este contaminante en nuestra población.
Selección de la Población y Participantes
Para el estudio se escogió el municipio de Caguas debido a que este pueblo es
uno de los de mayor incidencia en problemas respiratorios en Puerto Rico (Ramos
2003). Otros dos factores que llevaron a seleccionar Caguas fueron los siguientes:
primero Caguas es una región que posee grandes complejos residenciales y
comerciales con una alta concentración de tráfico vehicular. Segundo la Agencia de
Protección Ambiental utilizando el Inventario de Emisiones Tóxicas (TRI, por sus siglas
en inglés) publico para el año 2002 que Caguas emitió al aire 213 toneladas de PM2.5
estando así entre los municipios con mayor emisión de material particulado en Puerto
Rico.
El TRI brinda al público información vital sobre las emisiones de sustancias
químicas incluyendo datos sobre la disposición en las comunidades. Dicho inventario
es una herramienta informativa importante para las industrias poder rendir informes
anualmente sobre las emisiones, la eliminación y otras actividades de manejo de
desechos relacionadas a estas sustancias químicas y para poder medir su progreso en
la reducción de la contaminación.
Sobre 23,000 instalaciones informan acerca de
aproximadamente 650 sustancias químicas emitidas para cada año. El TRI recopila
datos sobre las sustancias tóxicas que son tratadas en el lugar, aquellas sustancias
recicladas o incineradas a fin de recuperar la energía, sustancias tóxicas que se
manejan en los vertederos y los pozos de inyección subterráneos así como aquellas
sustancias tóxicas que son descargadas al agua y al aire. La EPA se encarga de
recopilar la información y publicar los datos sobre las emisiones.
Por otro lado la condición de valle que posee el municipio de Caguas propicia
que se depositen partículas de polvo en el valle. Para llevar a cabo el estudio se
48
escogieron niños debido a que son más vulnerables a los efectos de la pobre calidad
del aire que los adultos porque ellos están creciendo y desarrollándose (Rose 2006).
Ellos respiran más aire en proporción al peso de su cuerpo. Un niño entre 65lbs y 80lbs
respira aproximadamente 2L/min la misma cantidad que un adulto (Rose 2006). Se ha
demostrado que los niños entre 1 y 6 años pasan entre el 85% y el 95% de su tiempo
en un ambiente interior que se encuentra contaminado en mayor o menor grado
(Guardino 2002). Se escogieron escuelas públicas elementales debido a que nuestros
niños pasan aproximadamente un 33% del día en la escuela.
El horario escolar
consiste de aproximadamente ocho (8) horas de las cuales siete (7) horas, en general,
los estudiantes se encuentran en el interior del salón de clases (esto equivale
aproximadamente a un 88% del horario escolar). Además las escuelas en comparación
con otros edificios poseen más limitaciones en cuanto a presupuesto y esto contribuye
al pobre mantenimiento de las facilidades.
El Departamento de Educación de Puerto Rico divide al municipio de Caguas en
dos distritos, el Distrito de Caguas I y el Distrito de Caguas II. Utilizando el programa de
Excel se seleccionó aleatoriamente el distrito de Caguas que fue estudiado. Para la
primera fase del estudio una vez seleccionado el distrito se determinó una muestra
estadísticamente representativa de ese distrito.
La muestra estadísticamente
representativa corresponde a una tercera parte de la población lo cual constituye el 40%
de las escuelas urbanas y el 33% de las escuelas rurales de ese distrito.
Aleatoriamente utilizando el programa antes mencionado se escogieron las escuelas
que participaron del estudio así como el nivel escolar (grado escolar) en el cual se
realizó el estudio investigativo. Las escuelas seleccionadas son representativas de todo
el distrito de Caguas II debido a que todas las escuelas rurales y urbanas poseen
características
similares.
Todas
las
escuelas
rurales
están localizadas
en
urbanizaciones hacia las carreteras principales y poseen áreas verdes en los
49
alrededores de las escuelas. Las escuelas urbanas están localizadas en carreteras
principales, no poseen muchas áreas verdes y están rodeadas por otras edificaciones.
El nivel escolar seleccionado para la investigación fue el primer grado. Una vez
seleccionado el nivel escolar se identificó el salón a ser estudiado. De la escuela tener
más de un salón de ese nivel escolar el director de la escuela seleccionó el salón a ser
estudiado. Los niños del salón de clases bajo estudio tenían un rango de edad entre 6
y 7 años.
Los sujetos participantes cumplieron con dos criterios de inclusión. El primer
criterio de inclusión es que sean escuelas públicas elementales con salones de primer
grado del Distrito II del municipio de Caguas, Puerto Rico. El segundo criterio es que
las escuelas tengan posibles fuentes de contaminación y entornos físicos similares.
Composición del Departamento de Educación del Estado Libre Asociado de
Puerto Rico
El Departamento de Educación del Estado Libre Asociado de Puerto Rico es la
entidad gubernamental responsable de impartir educación primaria y secundaria de
carácter público en Puerto Rico. Este se divide en siete (7) regiones educativas, que a
su vez se dividen en 84 distritos escolares. Las siete (7) regiones educativas son:
Arecibo, Bayamón, Caguas, Humacao, Mayagüez, Ponce, y San Juan.
La región
educativa de Caguas está dividida por el Departamento de Educación del Estado Libre
Asociado de Puerto Rico en dos distritos, el Distrito de Caguas I que cuenta con 13
escuelas y el Distrito de Caguas II que cuenta con 11 escuelas (Tabla 3.01).
50
Tabla 3.01. Escuelas Elementales del Municipio de Caguas.
Escuelas Distrito de Caguas I
Andrés González
Zona
Escuelas Distrito de Caguas II
Zona
Rural
Bunker
Rural
Rural
Jardines de Caguas
Urbana
Cipriano Manrique
Diego Vázquez
Urbana
Concepción Méndez Cano
Miguel F. Chiqués
Urbana
Cornelio Ayala
Rural
Benita González
Urbana
José Mercado
Urbana
Pepita Garriga
Urbana
Luis Muñoz Rivera
Urbana
Pedro Millán Rivera
Urbana
Paula Mojica
Urbana
Jesús T. Piñero
Rural
Urbana
Ramón Brugeras
Rural
Libre de Música Antonio Paoli
Urbana
SU Mercedes Palma
Rural
Luis Cartagena Nieves
Urbana
SU Sandalio Marcano
Rural
Amalia Mangual
José de Diego
Rural
Urbana
Descripción del Instrumento de Investigación
El instrumento electrónico Mini Higro Termo-Anemómetro fue utilizado en la
primera fase del estudio investigativo para determinar la velocidad del viento. El Q-trak
es un instrumento electrónico que se utiliza para determinar concentraciones de dióxido
de carbono al igual que monóxido de carbono, temperatura y humedad relativa. Este
instrumento fue utilizado en la primera fase del estudio para obtener la temperatura y la
humedad relativa durante todo el periodo de muestreo. Estas medidas fueron obtenidas
debido a que el clima es un factor determinante en la calidad del aire. Variables
meteorológicas específicas como la temperatura, la humedad, el viento, la precipitación,
51
la presión atmosférica y la radiación solar condicionan la dispersión, el transporte y las
reacciones de los contaminantes.
Las medidas de temperatura son registradas por el instrumento con un termistor
(semiconductor que varía el valor de su resistencia eléctrica en función de la
temperatura) el cual registra cambios de temperatura en un rango de 0 ˚C a 50 ˚C con
una exactitud de ± 17.0 ˚C. En las medidas del porciento de humedad relativa el rango
de trabajo es de 5% a 95%, la resolución para estas medidas es de 0.1%, utilizando
como sensor un capacitor de capa fina.
El instrumento electrónico AEROCET 531 es un monitor de particulado en
aerosol que combina la fácil portabilidad con medidas de alta precisión en una misma
unidad. Este instrumento funciona utilizando un sensor óptico basado en un diodo de
láser. El AEROCET 531 utiliza la tecnología de dispersión de la luz para detectar,
clasificar y contabilizar partículas. Esta información detectada puede convertirse en
masas de partículas utilizando factores de conversión de masa-densidad o puede
mostrar los tamaños de partículas por rangos dependiendo de cómo se configure el
instrumento. Este instrumento se puede configurar de dos formas, la primera como un
monitor de masa de partículas donde las partículas son detectadas, clasificadas y
contabilizadas en múltiples rangos de tamaños, tales como PM1, PM2.5, PM7, PM10, TSP
(total de partículas suspendidas).
La segunda forma es un contador de partículas
donde provee el tamaño basado en la partícula contada que se muestra como un
acumulado. El instrumento guarda las medidas en la memoria y éstas son transferidas
a la computadora.
La configuración utilizada durante ambas fases del estudio fue la de monitor de
masa de partículas. Bajo esta configuración el instrumento AEROCET 531 utiliza el
método de dispersión de la luz con un ángulo recto a 780nm. La fuente de luz (diodo de
láser) viaja en un ángulo recto al sistema de colección y al detector. El instrumento
52
utiliza la información de la dispersión de las partículas para calcular la masa por unidad
de volumen. Cada uno de los cinco (5) tamaños (PM1, PM2.5, PM7, PM10 y TSP) tienen
un diámetro de partícula promedio calculado. Este diámetro promedio es utilizado para
calcular un volumen. El resultado es multiplicado por el número de partículas y por una
densidad genérica que es una conglomeración de aerosoles típicos. La masa obtenida
es dividida por el volumen de aire muestreado para así obtener una medida de masa
por unidad de volumen.
El buen funcionamiento del instrumento AEROCET 531 depende de las pruebas
y calibraciones realizadas para su mantenimiento. Este instrumento conlleva dos (2)
pruebas (prueba cero y prueba de razón de flujo) y la calibración del sensor. La prueba
cero se realiza semanalmente para detectar escapes de aire o ruidos falsos. Esta
prueba se realiza colocando un filtro (aprobado para este tipo de prueba) al instrumento
y encendiendo este por cuatro (4) minutos. Este filtro remueve el 99.99% de todas las
partículas mayores de 0.3 micrones. Para determinar que la prueba es efectiva se toma
una muestra de PM1 la cual debe dar 0.0 µg/m3. La prueba de razón de flujo se realiza
mensualmente para determinar que la razón de flujo en la muestra es la correcta
(2.831L/min). Esta prueba implica conectar un medidor de flujo al instrumento y verificar
que de la lectura correcta (2.831L/min). Por último la calibración del sensor se realiza
anualmente por el manufacturero.
En la segunda fase del estudio fue utilizado el instrumento Kestrel 4500 NV, el
cual es una estación meteorológica electrónica. Con esta estación meteorológica se
pudo determinar la temperatura, humedad relativa, la presión barométrica, velocidad y
dirección del viento durante los días de muestreo.
Validación del Instrumento
Se seleccionó el instrumento AEROCET 531 por su validez, pues ha sido
utilizado en diversos estudios similares (Goodman 2004, Gupta 2006, Hahn 2004,
53
Jonsson 2002, Kaluza 2002, Kumar 2007, Nardini 2004, Ruiz 2002, Savage 2007).
Estos estudios fueron realizados en el interior de hospitales, casas, discotecas y en
áreas abiertas. El manufacturero certifica que este producto funciona de acuerdo a las
siguientes regulaciones y estándares: FDA (“Food Drug and Administration”) /CDRH
(“Center for Device and Radiological Health”) (US 21 CFR sub-capítulo J), IEC 60825-1
Ed.1.1 (“International Electrotechnical Commission Standards”), 21 CFR 1040.10.
Además este instrumento posee una certificación europea (CE).
Procedimiento para la Recolección de Datos
Introducción
Para poder llevar a cabo esta investigación en el Distrito de Caguas II fue
necesario obtener la autorización del Departamento de Educación del Estado Libre
Asociado de Puerto Rico. Esta autorización fue otorgada el 23 de enero de 2008 por la
Secretaria Auxiliar de Planificación y Desarrollo Educativo del Departamento de
Educación del Estado Libre Asociado de Puerto Rico (Apéndice Uno). Como parte del
acuerdo establecido con el Departamento de Educación de Puerto Rico se mantendrá
en anonimato el nombre de las escuelas participantes en este estudio de investigación.
Las escuelas del Distrito de Caguas II presentan similitudes en sus entornos
físicos y en las posibles fuentes de contaminación. Para determinar la calidad de aire
en las escuelas seleccionadas aleatoriamente se tomaron muestras de material
particulado fino (PM2.5) cada tres minutos durante ocho (8) horas para un total de 161
observaciones tanto en el interior como en el exterior, además se tomaron datos de
temperatura, humedad relativa y velocidad del viento cada 15 minutos para un total de
33 observaciones tanto para interior como para exterior. Debido a que la exposición a
material particulado fino puede ocasionar problemas respiratorios tales como asma
agravada, bronquitis crónica, reducción en función pulmonar, entre otras (Anderson
2001, Panella 2000, Utell 2000), el director escolar proveyó información estadística de la
54
cantidad total de personas del primer grado y la cantidad total de estas que padecen de
problemas respiratorios.
Primera Fase
Para determinar la calidad de aire en las escuelas seleccionadas aleatoriamente
en la primera fase del estudio se tomaron muestras de material particulado fino (PM2.5)
en el interior y exterior, además se tomaron datos de temperatura, humedad relativa y
velocidad del viento. Los estudios de interior y exterior de cada escuela se realizaron
en dos días consecutivos; un día para muestreo interior y el segundo día para muestreo
exterior. Ingenieros de las agencias ambientales reguladoras en Puerto Rico en el año
2008 indicaron que los datos dentro del salón y fuera del salón son importantes
colectarlos simultáneamente si se desea comparar el impacto de una fuente dentro y
fuera del salón de clases. Este estudio investigativo tiene como propósito determinar
las condiciones ambientales dentro y fuera del salón de clases y no contempla las
comparaciones entre las fuentes que ocasionan el material particulado en el interior y
las que la ocasionan en el exterior por lo que los datos de interior y exterior pueden ser
tomados en días diferentes. Para poder comparar los datos de material particulado se
obtuvieron los datos meteorológicos para así determinar si hubo condiciones climáticas
similares en todos los días de estudio y para todas las escuelas (Apéndice Dos). Estos
datos fueron obtenidos del “Meteorological Assimilation Data Ingest System” (MADIS
por sus siglas en inglés) el cual se dedica a hacer disponible la data meteorológica
colectada por la División de Sistema Global (GSD por sus siglas en inglés) lo que
antiguamente se conocía como el Sistema de Laboratorios para Pronósticos (FSL por
sus siglas en inglés) de NOAA y la de diferentes estaciones meteorológicas como la del
Programa GLOBE, entre otras (NOAA 2007a, LeMone 2006).
El tiempo de muestreo diario tanto para interior como para exterior fue de 8
horas aproximadamente para cubrir el horario escolar y el tiempo mínimo requerido por
55
la EPA para este tipo de estudio. Se escogió este horario para ver el impacto que tenia,
sí alguno, la concentración de material particulado en las personas del salón para el
interior y del plantel escolar para el exterior.
El muestreo se realizó utilizando los
instrumentos electrónicos Mini Higro Termo-Anemómetro, Q-Trak y AEROCET 531.
Para el muestreo de calidad de aire interior los instrumentos se colocaron en la parte
posterior del salón en un rango de altura entre 1m y 2m. La colocación del instrumento
fue determinada por el director escolar tomando en cuenta la estatura de los niños y que
el instrumento no resultase en un distractor para los niños. En el muestreo de calidad
de aire exterior los instrumentos se colocaron en la parte frontal de la escuela en un
rango de altura similar al utilizado en el muestreo de calidad de aire interior y a favor de
la dirección del viento.
Para no obtener medidas erróneas debido a escapes de aire o señales de ruido,
el instrumento AEROCET 531 fue calibrado. La calibración se realizó antes de tomar
los datos el primer día de muestreo de cada semana. La calibración consiste de una
prueba cero la cual se realizó colocando un filtro (Met One Part Number 580294) al
instrumento. Una vez instalado el filtro el instrumento se mantuvo encendido por cuatro
(4) minutos. Luego de estos cuatro (4) minutos se realizó una prueba de efectividad
donde se tomó una muestra de PM1 la cual dio 0.0 µg/m3.
Segunda Fase
En la primera fase del estudio se realizó un estudio preliminar para determinar la
exposición de los niños de primer grado a los niveles de material particulado fino tanto
en el interior como en el exterior. Los resultados obtenidos en esta fase se utilizaron
como referentes para identificar la escuela con mayor exposición a material particulado
fino dentro de aquellas seleccionas aleatoriamente en la muestra. En la segunda fase
del estudio se determinó la concentración del material particulado fino, PM2.5, en la
escuela 003 debido a que esta arrojó una mayor concentración de material particulado
56
fino que las demás escuelas estudiadas en la primera fase. Las muestras de material
particulado fino (PM2.5) se tomaron cada tres minutos para un total de 161
observaciones tanto en el interior como en el exterior en un período de ocho (8) horas.
Además se tomaron datos de temperatura, humedad relativa y velocidad del viento cada
15 minutos para un total de 33 observaciones tanto para interior como para exterior
durante las ocho (8) horas del estudio. Los estudios de interior y exterior de la escuela
se realizaron de la misma manera que en la primera fase del estudio por un período de
10 días laborables consecutivos (5 días para interior y 5 días para exterior). Para poder
comparar los datos de material particulado se colocó una estación meteorológica en la
escuela para determinar si hubo condiciones climáticas similares en todos los días de
estudio (Apéndice Dos).
El tiempo de muestreo diario tanto para interior como para exterior fue de 8
horas aproximadamente para cubrir el horario escolar. El muestreo se realizó utilizando
los instrumentos electrónicos Kestrel 4500 NV y AEROCET 531. Para el muestreo de
calidad de aire interior y exterior los instrumentos se colocaron en el mismo lugar y al
mismo rango de altura que en la primera fase del estudio.
La colocación del
instrumento fue determinada por el director escolar tomando en cuenta la estatura de
los niños y que el instrumento no resultase en un distractor para estos.
La segunda fase del estudio se llevó a cabo con el propósito de determinar si la
temporada del año afecta las concentraciones de material particulado fino. Se escogió
la temporada de verano específicamente el mes de agosto para realizar esta segunda
fase debido a que durante este mes hay un aumento en las incidencias de condiciones
respiratorias (Bartolomei 2008).
Procedimiento para Análisis de Datos
En ambas fases del estudio utilizando el programa de análisis estadístico Minitab
versión 14 se realizó un análisis de estadísticas descriptivas donde se determinó para
57
cada escuela el promedio, la desviación estándar, el mínimo y el máximo obtenido.
Estos promedios se compararon con los límites establecidos por OSHA y EPA para
determinar si son o no estadísticamente significativos. Los promedios se consideraron
estadísticamente significativos si el valor es igual o mayor al límite permitido de
5000 µg/m3 para el interior y de 12 µg/m3 para el exterior en un periodo de 8 horas.
Para realizar el análisis global de todas las escuelas se realizó un análisis de
estadísticas descriptivas, una prueba de normalidad para determinar si los datos son
normales y una prueba para determinar si las varianzas son iguales. Como los datos
obtenidos no se comportan en forma típica se realizaron pruebas noparamétricas, las
cuales no requieren asumir normalidad de la población y en su mayoría se basa en el
ordenamiento de los datos. Se realizó la prueba de Mann-Withney, la cual se usa
cuando se quiere comparar dos poblaciones usando muestras independientes. Esto es
decir; es una prueba alterna a la prueba de t para comparar dos medias usando
muestras independientes. Por último se realizó la prueba Kruskal-Wallis para comparar
más de dos grupos de datos.
En este capítulo se ha presentado la metodología utilizada para este estudio.
También se incluyó el diseño de investigación, la selección de la población y
participantes, la descripción del instrumento de investigación y las pruebas estadísticas
utilizadas para el análisis de los datos.
resultados obtenidos en esta investigación.
En el próximo capítulo se presenta los
58
Capítulo Cuatro
Resultados
Introducción
Debido a los efectos adversos a la salud que ocasiona el material particulado en
los niños y adultos, Estados Unidos, Alemania e Italia son algunos de los países donde
se han realizado estudios de material particulado en el interior de escuelas, viviendas y
hospitales con el fin de determinar la exposición de las personas a dicho contaminante
(Ligman 2004, Fromm 2006, Nardini 2004). En Puerto Rico no se ha realizado ningún
tipo de investigación en el interior de las escuelas del país. Además la Junta de Calidad
Ambiental y la Agencia de Protección Ambiental Federal no poseen datos de las
concentraciones de material particulado en el interior y exterior de las escuelas de
Puerto Rico.
Es por esta razón que se lleva a cabo el estudio cuya finalidad es
determinar los niveles de material particulado fino (PM2.5) en el aire interior y exterior de
las escuelas públicas elementales bajo estudio en el municipio de Caguas, Puerto Rico.
El estudio se realizó en dos fases. La primera fase tenia como propósito realizar un
estudio preliminar para determinar los niveles de material particulado fino tanto en el
interior como en el exterior de las escuelas publicas elementales del Distrito de Caguas
II. Del total de la población de este Distrito de Caguas II, se determinó una muestra
estadísticamente representativa de ese distrito.
La muestra estadísticamente
representativa corresponde a una tercera parte de la población lo cual constituye el 40%
de las escuelas urbanas y el 33% de las escuelas rurales de ese distrito. Los resultados
obtenidos en esta fase se utilizaron como referentes para identificar la escuela con
mayor exposición a material particulado fino dentro de aquellas seleccionas
aleatoriamente en la muestra.
En la segunda fase del estudio se determinó la
concentración del material particulado fino, PM2.5, en la escuela 003 la cual arrojó una
58
59
mayor exposición de los niños a este contaminante en la primera fase del estudio. La
segunda fase del estudio se llevó a cabo con el propósito de determinar si la temporada
del año afecta las concentraciones de material particulado fino. Este capítulo presenta
los resultados finales obtenidos a través del estudio que se realizó en cuatro (4)
instituciones escolares elementales del Distrito de Caguas II en la primera fase y en una
(1) institución escolar en la segunda fase.
Todos los nombres de las instituciones
escolares se mantendrán en anonimato para garantizar la confidencialidad.
Resultados de la Investigación: Primera Fase
Escuela 001
La escuela 001 esta ubicada en el barrio Borinquen del municipio de Caguas y
es considerada como una escuela rural.
La ubicación de esta escuela se puede
observar en la Figura 4.01 donde se puede apreciar que la escuela esta ubicada frente
a una carretera principal, un río y por un complejo residencial (una urbanización).
Además la escuela esta rodeada por una iglesia y un parque de pelota. La escuela en
su interior no posee muchas áreas verdes ni vegetación a pesar de que aledaño a ella
hay un parque de pelota.
Según el director escolar la cantidad de estudiantes y
personal de todo el primer grado es de 46 y de este total 15% padecen de problemas
respiratorios. El salón de clases bajo estudio es representativo del total de salones de
primer grado, posee ventilación natural, utiliza pizarras de tiza y cuenta con un total de
23 personas entre estudiantes y personal de los cuales el 15% padecen de problemas
respiratorios.
60
Figura 4.01. Foto aérea de la Escuela 001 (Google Earth 2007).
Durante el periodo de muestreo se tomaron 161 muestras de aire interior y
exterior (una observación cada tres minutos tanto en interior como en exterior) donde se
encontró que la concentración promedio para PM2.5 en el interior y exterior de la escuela
es de 5 µg/m3 ± 2 µg/m3 y 5 µg/m3 ± 1 µg/m3 respectivamente. OSHA establece que el
límite permisible para el material particulado respirable, entiéndase PM2.5 y PM10 es de
5000 µg/m3.
La combinación de PM2.5 y PM10 para esta escuela nos da una
concentración promedio de 18 µg/m3 ± 20 µg/m3, este valor es mucho menor al límite
permitido por lo que no es estadísticamente significativo. Al igual que en el interior, la
concentración promedio obtenida de PM2.5 en el exterior no sobrepasa los límites
establecidos por la EPA que es de 12 µg/m3 en un periodo de ocho (8) horas. A pesar
de que el promedio no sobrepasa el límite establecido por la EPA en el exterior, existen
momentos durante el día en que la concentración de PM2.5 encontrada iguala el límite
permitido por la EPA. El valor máximo y mínimo obtenidos en el interior y exterior se
pueden apreciar en la Tabla 4.01.
61
Tabla 4.01. Valores máximos y mínimos para el material particulado PM2.5 en la escuela
001.
Diámetro
Concentración máxima, µg/m3
Concentración mínima, µg/m3
Interior
Exterior
Interior
Exterior
12.0
7.0
1.0
2.0
PM2.5
Al observar la Figura 4.02 podemos ver que la concentración de material
particulado, PM2.5, en el interior sobrepasa las concentraciones encontradas en el
exterior en horas de la mañana y de la tarde. Lo que sugiere que las fuentes que
originan el material particulado dentro del salón de clases son las actividades realizadas
en el salón, como el recreo o la limpieza del salón. En el exterior la posible fuente de
material particulado son las fuentes móviles.
Estos valores no se consideran
estadísticamente significativo debido a que están por debajo de los límites establecidos
por OSHA y por la EPA.
62
Interior
Concentración PM2.5,  g/m3
10000
Exterior
EPA
12 ppm
OSHA
5000 ppm
OSHA
1000
100
EPA
10
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
0
9:
00
8:
00
1
Tiempo
Figura 4.02. Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la Escuela 001.
La velocidad del viento en el interior y exterior del lugar fue de 0.0 m/s y 2.6 m/s
respectivamente con un margen de error de ± 3%.
Una alta humedad relativa en
combinación con una baja temperatura incrementa la concentración de los
contaminantes en el aire. Como el porciento de humedad relativa y la temperatura son
factores importantes en este estudio debido a que estas medidas pueden afectar la
concentración del material particulado fino por lo que también fueron estudiados. En el
interior y exterior del salón de clases se tomaron 33 observaciones de temperatura y
humedad relativa (una observación cada 15 minutos). Los valores promedios obtenidos
para humedad relativa son: 75% ± 5% para el interior y 64% ± 10% para el exterior. En
cuanto a la temperatura promedio, para el interior fue de 25 °C ± 2 °C y para el exterior
fue de 26 °C ± 4 °C.
El valor mínimo obtenido en el interior y exterior para la
temperatura y el porciento de humedad relativa son: 22.8 °C y 21.7 °C, 67.4% y 49.2%
respectivamente. El valor máximo obtenido en el interior y exterior para la temperatura
63
y el porciento de humedad relativa son: 27.0 °C y 28.8 °C, 85.3 % y 80.6 %
respectivamente.
Escuela 002
La escuela 002 esta ubicada en el barrio Turabo del municipio de Caguas y es
considerada como una escuela urbana.
La ubicación de esta escuela se puede
observar en la Figura 4.03 donde se puede apreciar que la escuela esta ubicada frente
a una carretera principal y dentro un complejo residencial (una urbanización). Además
la escuela esta rodeada por un parque de recreación y deporte y un centro de vehículos
de emergencias médicas. Esta escuela esta bajo construcción de nuevas facilidades,
dicha construcción se realiza durante el horario escolar.
La escuela posee un área verde bastante grande y cuenta con varios árboles
grandes y frondosos. Según el director escolar la cantidad de estudiantes y personal de
todo el primer grado es de 98 y de este total 13% padecen de problemas respiratorios.
El salón de clases representativo del grado posee sistema de ventilación (Aire
Acondicionado), utiliza pizarra de tiza y cuenta con un total de 29 personas entre
estudiantes y personal de los cuales el 13% padecen de problemas respiratorios.
Figura 4.03. Foto aérea de la Escuela 002 (Google Earth 2007).
64
Durante el periodo de muestreo se tomaron 161 muestras del aire interior y
exterior y se encontró que la concentración promedio para PM2.5 en el interior y exterior
de la escuela es de 4 µg/m3 ± 2 µg/m3 y 8 µg/m3 ± 1 µg/m3 respectivamente.
La
combinación de PM2.5 y PM10 para esta escuela nos da una concentración promedio de
20 µg/m3 ± 24 µg/m3. Al comparar esta concentración con el límite permitido por OSHA
se encontró que la concentración no es significativa debido a que el valor es menor al
permitido. La concentración promedio de PM2.5 en el exterior tampoco es significativa
ya que no sobrepasa los límites permitidos. Sin embargo se obtuvieron medidas en el
exterior muy cercanas al límite establecido por la EPA, esto indica que a pesar de que la
concentración promedio no sobrepasa los límites establecidos, en algunos periodos del
día los estudiantes y el personal de la escuela están expuestos a altas concentraciones
de material particulado. El valor máximo y mínimo obtenidos en el interior y exterior se
pueden apreciar en la Tabla 4.02.
Tabla 4.02.
Valores máximos y mínimos para el material particulado PM2.5 para la
escuela 002.
Diámetro
Concentración máxima, µg/m3
Concentración mínima, µg/m3
Interior
Exterior
Interior
Exterior
10.0
11.0
0.0
5.0
PM2.5
La Figura 4.04 compara la concentración de material particulado, PM2.5, en el
interior y exterior. Se puede apreciar que la concentración de material particulado,
PM2.5, en el interior es mucho menor que en el exterior. También se puede observar
que la concentración de material particulado fino, PM2.5, en el interior del salón de clases
65
es mayor en horas de la tarde con un marcado aumento a las 12:00 pm
aproximadamente. Este aumento coincide con las concentraciones del exterior lo que
sugiere que la fuente que origina el material particulado es el intercambio del aire
interior con el aire exterior. Otras posibles fuentes son las actividades realizadas dentro
del salón, como el recreo y la limpieza. La concentración de material particulado fino,
PM2.5, en el exterior es relativamente constante durante las horas de muestreo. En el
exterior las posibles fuentes de material particulado son las fuentes móviles y las
construcciones aledañas.
Interior
EPA
12 ppm
OSHA
5000 ppm
OSHA
1000
100
EPA
10
0
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
0
09
:0
0
1
08
:0
Concentración PM 2.5, µg/m3
10000
Exterior
Tiempo
Figura 4.04. Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la Escuela 002.
La velocidad del viento en el interior fue de 0.0 m/s y en el exterior fluctuó entre
1.3 m/s y 2.0 m/s con un margen de error de ± 3%. Se tomaron 33 observaciones de
temperatura y humedad relativa en el interior y exterior del salón de clases. Los valores
promedios obtenidos para humedad relativa son: 61% ± 3% para el interior y 63% ± 8%
para el exterior. En cuanto a la temperatura promedio en el interior fue de 23 °C ± 1 °C
66
y para el exterior fue de 27 °C ± 2 °C. El valor mínimo obtenido en el interior y exterior
para la temperatura y el porciento de humedad relativa son: 22.4 °C y 24.0 °C, 56.9% y
52.7% respectivamente.
El valor máximo obtenido en el interior y exterior para la
temperatura y el porciento de humedad relativa son: 25.5 °C y 28.9 °C, 67.9% y 78.7%
respectivamente.
Escuela 003
La escuela 003 esta ubicada en el barrio Pueblo del municipio de Caguas y es
considerada como una escuela urbana.
observar en la Figura 4.05.
La ubicación de esta escuela se puede
Esta se encuentra adyacente a carreteras principales,
complejos residenciales y comerciales tales como: colegio de mecánica automotriz, un
agrocentro y una funeraria. La escuela no posee áreas verdes ni vegetación. Esta
escuela posee una red de muestreo de la JCA pero dicha red no está en
funcionamiento. La JCA utiliza las redes de muestreo para determinar la calidad del
aire en Puerto Rico. Según el director escolar la cantidad de estudiantes y personal de
todo el primer grado es de 38 y de este total 16% padecen de problemas respiratorios.
El salón de clases bajo estudio posee sistema de ventilación natural, utiliza pizarra de
tiza y de marcador y cuenta con un total de 15 personas entre estudiantes y personal de
los cuales el 16% padecen de problemas respiratorios.
Figura 4.05. Foto aérea de la Escuela 003 (Google Earth 2007).
67
Durante el periodo de muestreo se tomaron 161 muestras del aire interior y
exterior donde se encontró que la concentración promedio para PM2.5 en el interior y
exterior de la escuela es 6 µg/m3 ± 2 µg/m3 y 7 µg/m3 ± 1µg/m3 respectivamente. Como
OSHA estipula el límite permisible para la fracción respirable completa (PM2.5 y PM10), la
concentración promedio obtenida de esta combinación es de 19 µg/m3 ± 15 µg/m3 y no
es estadísticamente significativo debido a que no sobrepasa los límites establecidos. La
concentración promedio encontrada en el exterior tampoco es significativa. El valor
máximo y mínimo obtenidos en el interior y exterior se pueden apreciar en la Tabla 4.03.
Tabla 4.03. Valores máximos y mínimos para el material particulado PM2.5 en la escuela
003.
Diámetro
Concentración máxima, µg/m3
Concentración mínima, µg/m3
Interior
Exterior
Interior
Exterior
12.0
11.0
2.0
4.0
PM2.5
Al observar la Figura 4.06 podemos ver que la concentración de material
particulado, PM2.5, en el exterior sobrepasa las concentraciones encontradas en el
interior en horas de la tarde. También se puede observar que la concentración de
material particulado fino, PM2.5, en el interior del salón de clases es mayor en horas de
la mañana con un marcado descenso según se van aproximando las horas de la tarde.
Esto puede deberse a las actividades generadas en horas de la mañana dentro del
salón de clases. En el exterior la posible fuente de material particulado son las fuentes
móviles.
68
Interior
EPA
12 ppm
OSHA
5000 ppm
OSHA
1000
100
EPA
10
16
:0
0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
10
:0
0
09
:0
08
:0
0
1
0
Concentración PM2.5, µg/m3
10000
Exterior
Tiempo
Figura 4.06. Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la Escuela 003.
La velocidad del viento en el interior fue de 0.0 m/s y en el exterior fluctuó entre
0.7 m/s y 0.8 m/s con un margen de error de ± 3%. En el interior y exterior del salón de
clases se tomaron 33 observaciones de temperatura y humedad relativa. Los valores
promedios obtenidos para humedad son: 62% ± 8% para el interior y 51% ± 12% para el
exterior. En cuanto a la temperatura promedio en el interior fue de 27 °C ± 2 °C y para
el exterior fue de 32 °C ± 8 °C. El valor mínimo obtenido en el interior y exterior para la
temperatura y el porciento de humedad relativa son: 24.9 °C y 22.4 °C, 51.8% y 31.2%
respectivamente. El valor máximo obtenido en el interior y exterior para la temperatura
y el porciento de humedad relativa son: 28.9 °C y 41.2 °C, 76.9% y 72.3%
respectivamente.
Escuela 004
La escuela 004 está ubicada en el barrio Turabo del municipio de Caguas y es
considerada como una escuela rural. La ubicación de esta escuela se puede observar
69
en la Figura 4.07 donde se puede apreciar que la escuela está ubicada frente a una
carretera rural principal y frente a la autopista. En sus alrededores podemos encontrar
complejos residenciales y comerciales tales como: un centro agrícola, una fábrica de
uniformes y unas facilidades de gas propano. La escuela no posee muchas áreas
verdes ni vegetación y la mayoría de las áreas aledañas a los salones están en tierra.
Esta escuela solo posee un salón de primer grado, la cantidad de estudiantes y
personal según el director escolar es de 32 y de este total el 34% padecen de
problemas respiratorios.
Este salón de clases posee sistema de ventilación (Aire
Acondicionado) aunque en algunos periodos durante el día utilizan ventilación natural y
utiliza pizarras de marcadores.
Figura 4.07. Foto aérea de la Escuela 004 (Google Earth 2007).
Durante el periodo de muestreo se tomaron 161 muestras del aire interior y
exterior donde se encontró que la concentración promedio para PM2.5 en el interior y
exterior de la escuela es 4 µg/m3 ± 1 µg/m3 y 5 µg/m3 ± 6 µg/m3 respectivamente. La
combinación de PM2.5 y PM10 para esta escuela se obtuvo una concentración promedio
de 13 µg/m3 ± 12 µg/m3, por lo que no es estadísticamente significativo según los límites
establecidos por OSHA. En el exterior la EPA estipula que el límite permitido es de
12 µg/m3 en un periodo de ocho (8) horas por lo que la concentración promedio
70
obtenida de PM2.5 en este escuela no es significativa.
El valor máximo y mínimo
obtenidos en el interior y exterior se pueden apreciar en la Tabla 4.04. A pesar de que
la concentración promedio no excede los límites establecidos el valor máximo obtenido
en el exterior para esta escuela si excede los estándares permitidos (12 µg/m3 en un
periodo de 8 horas) por la Agencia de Protección Ambiental. Esto indica que a pesar de
que la concentración promedio no sobrepasa los límites establecidos, en algunos
periodos del día los estudiantes y el personal de la escuela están expuestos a altas
concentraciones de material particulado.
Tabla 4.04. Valores máximos y mínimos para el material particulado PM2.5 en la escuela
004.
Diámetro
Concentración máxima, µg/m3
Concentración mínima, µg/m3
Interior
Exterior
Interior
Exterior
12.0
55.0
2.0
2.0
PM2.5
Al observar la Figura 4.08 podemos ver que la concentración de material
particulado, PM2.5, en el exterior sobrepasa las concentraciones encontradas en el
interior en horas de la mañana.
En el exterior las posibles fuentes de material
particulado son las fuentes móviles, esta posibilidad se incrementa al tener una
autopista frente a la escuela.
Por otro lado las fuentes que originan el material
particulado dentro del salón de clases pueden ser las actividades realizadas en el salón
o el intercambio del aire interior con el aire exterior.
71
Interior
EPA
12 ppm
OSHA
5000 ppm
OSHA
1000
100
EPA
10
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
0
9:
00
1
8:
00
Concentración PM2.5, ℵg/m3
10000
Exterior
Tiempo
Figura 4.08. Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la Escuela 004.
La velocidad del viento en el interior fue de 0.0 m/s y en el exterior fluctuó entre
0.3 m/s y 1.1 m/s con un margen de error de ± 3%. En el interior y exterior del salón de
clases se tomaron 33 observaciones de temperatura y humedad relativa. Los valores
promedios obtenidos para humedad relativa son: 61% ± 12% para el interior y
47% ± 7% para el exterior. En cuanto a la temperatura promedio en el interior fue de
27 °C ± 4 °C y para el exterior fue de 30 °C ± 6 °C. El valor mínimo obtenido en el
interior y exterior para la temperatura y el porciento de humedad relativa son: 23.5 °C y
27.3 °C, 42.9% y 29.3% respectivamente. El valor máximo obtenido en el interior y
exterior para la temperatura y el porciento de humedad relativa son: 30.0 °C y 40.3 °C,
82.3% y 56.6% respectivamente.
72
Resultados Generales
Las escuelas estudiadas se pueden clasificar en cuanto a su ubicación en rural y
urbana en el municipio de Caguas, dos (2) de las escuelas son rurales y dos (2) son
urbanas.
Todas las escuelas estudiadas pertenecen al Distrito de Caguas II de la
Región de Caguas. En términos generales las escuelas estudiadas no poseen muchas
áreas verdes ni vegetación, la mayoría de las áreas aledañas a los salones están en
tierra o en cemento y todas están ubicadas en carreteras principales. En total las
escuelas cuentan con 218 personas entre estudiantes y personal del primer grado. De
este total 39 personas de dicho grado padecen de problemas respiratorios, por lo que
tenemos un 17.9% de la población con padecimientos de enfermedades respiratorias
según el director escolar.
El periodo de muestreo durante el estudio investigativo fue de aproximadamente
ocho (8) horas donde se tomaron 161 observaciones para interior y exterior (una
observación cada tres minutos tanto en interior como en exterior) en cada escuela. El
rango de altura del instrumento fue de 1 m a 2 m. La colocación del instrumento fue
determinada por el director escolar tomando en cuenta la estatura de los niños y que el
instrumento no resultase en un distractor para los niños. La concentración promedio
encontrada para el interior y exterior fue de 5 µg/m3 ± 2 µg/m3 y 6 µg/m3 ± 3 µg/m3
respectivamente.
Se obtuvo para estas escuelas
una concentración promedio de
18 µg/m3 ± 19 µg/m3 para la combinación de PM2.5 y PM10. Estas concentraciones no
sobrepasan los límites establecidos por las agencias reguladoras (EPA y OSHA). El
valor máximo y mínimo obtenidos en el interior y exterior se pueden apreciar en la Tabla
4.05. La concentración máxima en el exterior sobrepasa los límites permitidos por lo
que en algunos periodos del día las personas en la escuela están expuestos a altas
concentraciones de material particulado.
73
Tabla 4.05.
Valores máximos y mínimos para el material particulado PM2.5 en las
escuelas.
Diámetro
Concentración máxima, µg/m3
Concentración mínima, µg/m3
Interior
Exterior
Interior
Exterior
12.0
55.0
0.0
2.0
PM2.5
En las escuelas rurales estudiadas en la primera fase la concentración promedio
de PM2.5 encontrada en el interior es de 5 µg/m3 ± 1 µg/m3. Para la combinación de
PM2.5 y PM10 se obtuvo una concentración promedio de 16 µg/m3 ± 17 µg/m3, esta
concentración no sobrepasa los límites establecidos.
Al observar la Figura 4.09
podemos ver que la concentración de material particulado, PM2.5, en el interior a medio
día es mayor en la escuela 001 que en la escuela 004. Esto puede deberse a las
actividades realizadas dentro del salón de clases de la escuela 001.
74
Escuela 001
Concentración PM2.5, µg/m3
10000
Escuela 004
EPA
12 ppm
OSHA
5000 ppm
OSHA
1000
100
EPA
10
0
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
0
09
:0
08
:0
0
1
Tiempo
Figura 4.09. Concentración de Material Particulado, PM2.5, Interior en Escuelas
Rurales.
En las escuelas urbanas estudiadas en la primera fase la concentración
promedio de PM2.5 es de 5 µg/m3 ± 3 µg/m3.
Para la combinación de PM2.5 y PM10 se
obtuvo una concentración promedio de 17 µg/m3 ± 19 µg/m3, este valor no sobrepasa
los límites establecidos. La Figura 4.10 muestra las concentraciones para el material
particulado, PM2.5, en el interior para las escuelas urbanas, en la gráfica se puede
observar que la escuela 003 tiene una mayor concentración de PM2.5 que la escuela
002. Esto puede deberse a la ubicación de las escuelas. A pesar que ambas escuelas
son urbanas, la escuela 003 se encuentra en el centro del pueblo de Caguas lo que
puede conllevar una mayor cantidad de fuentes móviles que la escuela 002 y no posee
ningún tipo de vegetación en la escuela ni en los alrededores de la misma.
75
Escuela 002
EPA
12 ppm
OSHA
5000 ppm
OSHA
1000
100
EPA
10
0
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
09
:0
08
:0
0
1
0
Concentración PM 2.5, µg/m3
10000
Escuela 003
Tiempo
Figura 4.10. Concentración de Material Particulado, PM2.5, Interior en Escuelas
Urbanas.
La concentración promedio para el exterior de las escuelas rurales estudiadas
en la primera fase es de 5 µg/m3 ± 4 µg/m3, este valor no sobrepasa los límites
establecidos.
Al observar la Figura 4.11 podemos ver que aproximadamente a las
9:00 am la escuela 004 tiene una mayor concentración de material particulado, PM2.5,
en el exterior. Esto puede deberse al tráfico en la autopista que se encuentra frente a la
escuela 004.
76
Escuela 001
EPA
12 ppm
OSHA
5000 ppm
OSHA
1000
100
EPA
10
0
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
09
:0
08
:0
0
1
0
Concentración PM 2.5, µg/m3
10000
Escuela 004
Tiempo
Figura 4.11. Concentración de Material Particulado, PM2.5, Exterior en Escuelas
Rurales.
La concentración promedio para el exterior de las escuelas urbanas estudiadas
en la primera fase es de 8 µg/m3 ± 1 µg/m3, este valor no sobrepasa los límites
establecidos. La Figura 4.12 muestra las concentraciones para el material particulado,
PM2.5, en el exterior para las escuelas urbanas, en la gráfica se puede observar que las
escuelas urbanas tienen un mayor promedio de concentración de PM2.5 en el exterior
que las escuelas rurales si se compara con la Figura 4.11.
77
Escuela 002
10000
Escuela 003
EPA
12 ppm
OSHA
5000 ppm
1000
100
EPA
10
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
0
9:
00
1
8:
00
Concentración PM2.5,  g/m
3
OSHA
Tiempo
Figura 4.12. Concentración de Material Particulado, PM2.5, Exterior en Escuelas
Urbanas.
La velocidad del viento en el interior fue de 0.0 m/s y en el exterior fluctuó entre
0.0 m/s y 2.6 m/s con un margen de error de ± 3%. El valor mínimo obtenido en el
interior y exterior para la temperatura y el porciento de humedad relativa son: 22.4 °C y
21.7 °C, 42.9% y 29.3% respectivamente. El valor máximo obtenido en el interior y
exterior para la temperatura y el porciento de humedad relativa son: 30.0 °C y 41.2 °C,
85.3% y 81.1% respectivamente.
Hasta aquí se han presentado los hallazgos obtenidos en la primera fase del
estudio en la cual se determinó la concentración de material particulado fino, PM2.5, de
una muestra representativa de las escuelas rurales y urbanas del Distrito Escolar de
Caguas II. A continuación se presentan los datos obtenidos en la segunda fase del
estudio en la cual se determinó la concentración de material particulado fino, PM2.5, en
78
la escuela con mayor concentración de PM2.5 encontrada en la primera fase, la cual fue
la escuela 003.
Resultados de la Investigación: Segunda Fase
En la segunda fase del estudio se determinó la concentración del material
particulado fino, PM2.5, en la escuela 003 debido a que en la primera fase obtuvo el
promedio mayor de material particulado fino aunque no excedía los parámetros
establecidos por OSHA y por EPA. A pesar de que los niveles de material particulado
no excedían los establecidos por las agencias reguladoras antes mencionadas se
decidió proseguir con la segunda fase del estudio debido a que la JCA posee una red
de muestreo en las cercanías de la escuela la cual no está en servicio a pesar de las
continuas quejas de los maestros y estudiantes por problemas respiratorios.
La
segunda fase del estudio se llevó a cabo con el propósito de determinar si la temporada
del año afecta las concentraciones de material particulado fino. El periodo de muestreo
duro 10 días (5 días interior y 5 días exterior) consecutivos en los cuales se tomaron
161 observaciones por día del aire interior y exterior. Se encontró que la concentración
promedio para PM2.5 en el interior y exterior de la escuela es 7 µg/m3 ± 2 µg/m3 y
8 µg/m3 ± 1µg/m3 respectivamente. Como OSHA estipula el límite permisible para la
fracción respirable completa (PM2.5 y PM10), la concentración promedio obtenida de esta
combinación es de 20 µg/m3 ± 14 µg/m3 y no es estadísticamente significativo debido a
que no sobrepasa los límites establecidos. La concentración promedio encontrada en el
exterior tampoco es significativa.
La concentración promedio encontrada en esta
segunda fase son parecidos a los de la primera fase, el pequeño aumento que se
observa puede ser debido a el polvo del desierto del Sahara y las cenizas provenientes
del volcán Le Soufriere ubicado en la Isla de Monserrate.
Los valores promedios
encontrados para cada día del estudio se pueden apreciar en la Tabla 4.06.
79
Tabla 4.06. Concentración promedio de material particulado, PM2.5, para cada día de
estudio en la escuela 003.
Día
Concentración PM2.5 interior, µg/m3
Concentración PM2.5 exterior, µg/m3
1
9±1
10 ± 1
2
7±1
8±1
3
7±3
8±1
4
7±2
7±1
5
5±2
6±2
Al observar las Figuras 4.13 a la 4.15 se puede observar una tendencia a que la
concentración de material particulado fino aumente en horas de la tarde tanto en el
exterior como en el interior. No obstante los niveles de material particulado fino se
mantienen cercanos al mismo nivel tanto para interior como para exterior durante los
primeros tres días de muestreo.
80
Interior
10000
Exterior
EPA
12 ppm
OSHA
5000 ppm
1000
100
EPA
10
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
0
09
:0
0
1
08
:0
0
Concentración PM2.5, µg/m
3
OSHA
Tiempo
Figura 4.13. Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la Escuela 003 el
Primer Día de la Segunda Fase.
Interior
EPA
12 ppm
OSHA
5000 ppm
OSHA
1000
100
EPA
10
0
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
0
09
:0
0
1
08
:0
Concentración PM2.5, µg/m3
10000
Exterior
Tiempo
Figura 4.14. Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la Escuela 003 el
Segundo Día de la Segunda Fase.
81
Interior
EPA
12 ppm
OSHA
5000 ppm
OSHA
1000
100
EPA
10
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
0
09
:0
0
1
08
:0
0
Concentración PM2.5, µg/m
3
10000
Exterior
Tiempo
Figura 4.15. Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la Escuela 003 el
Tercer Día de la Segunda Fase.
Al observar las Figuras 4.16 y 4.17 se puede observar una tendencia a que la
concentración de material particulado fino aumenta en horas de la mañana tanto en el
exterior como en el interior y luego desciende según se aproximan las horas de la tarde.
No obstante los niveles de material particulado fino se mantienen cercanos al mismo
nivel tanto para interior como para exterior durante estos primeros tres días de
muestreo.
82
Interior
EPA
12 ppm
OSHA
5000 ppm
OSHA
1000
100
EPA
10
0
0
16
:0
14
:0
15
:0
0
0
13
:0
0
12
:0
11
:0
0
0
10
:0
9:
00
1
8:
00
Concentración PM2.5,  g/m3
10000
Exterior
Tiempo
Figura 4.16. Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la Escuela 003
el Cuarto Día de la Segunda Fase.
Interior
EPA
12 ppm
OSHA
5000 ppm
OSHA
1000
100
EPA
10
Tiempo
Figura 4.17. Concentración de Material Particulado, PM2.5, en la Escuela 003
el Quinto Día de la Segunda Fase.
0
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
09
:0
08
:0
0
1
0
Concentración PM2.5, µg/m3
10000
Exterior
83
La velocidad del viento en el interior fue de 0.0 m/s y en el exterior fluctuó entre
0.5 m/s y 0.8 m/s con un margen de error de ± 3%. En el interior y exterior del salón de
clases se obtuvo 33 observaciones de temperatura y humedad relativa. Los valores
promedios obtenidos para humedad son: 62% ± 13% para el interior y 62% ± 11% para
el exterior. En cuanto a la temperatura promedio en el interior fue de 30 °C ± 2 °C y
para el exterior fue de 32 °C ± 3 °C.
Hasta aquí se han presentado los hallazgos relacionados al problema de
investigación, preguntas e hipótesis. A continuación se presentan hallazgos obtenidos
en ambas fases del estudio que no están contemplados en el problema de
investigación, preguntas e hipótesis.
Hallazgos Adicionales
En adición al muestreo de PM2.5 se pudo obtener para cada escuela la
concentración para otros diámetros del material particulado, tales como: PM1, PM7, PM10
y TSP, también conocido como el total de partículas suspendidas. El proceso para la
recolección de estos datos en cada escuela fue idéntico al utilizado para PM2.5.
Escuela 001
Las concentraciones promedios y las desviaciones estándar obtenidas se
pueden observar en la Tabla 4.06.
Tabla 4.07.
Concentración promedio y desviación estándar para los diferentes
diámetros de material particulado en la escuela 001.
Diámetro
Concentración interior, µg/m3
Concentración exterior, µg/m3
PM1
0±0
0±0
PM7
22 ± 14
17 ± 5
84
Continuación Tabla 4.07.
Diámetro
Concentración interior, µg/m3
Concentración exterior, µg/m3
PM10
31 ± 22
22 ± 5
TSP
43 ± 36
29 ± 8
Escuela 002
Las concentraciones promedios y las desviaciones estándar obtenidas se
pueden observar en la Tabla 4.07.
Tabla 4.08.
Concentración promedio y desviación estándar para los diferentes
diámetros de material particulado en la escuela 002.
Diámetro
Concentración interior, µg/m3
Concentración exterior, µg/m3
PM1
0±0
0±0
PM7
23 ± 15
27 ± 7
PM10
36 ± 25
36 ± 10
TSP
65 ± 45
51 ± 19
Escuela 003
La escuela 003 fue la escuela con mayor concentración de PM2.5 encontrada en
la primera fase del estudio por lo que fue considerada para la segunda fase del estudio.
Las concentraciones promedios y las desviaciones estándar obtenidas en ambas fases
del estudio se pueden observar en la Tabla 4.08.
85
Tabla 4.09.
Concentración promedio y desviación estándar para los diferentes
diámetros de material particulado en la escuela 003.
Concentración interior, µg/m3
Concentración exterior, µg/m3
Diámetro
1ra Fase
2da Fase
1ra Fase
2da Fase
PM1
0±0
0±0
0±0
0±0
PM7
25 ± 10
25 ± 7
21 ± 8
27 ± 7
PM10
32 ± 12
32 ± 8
26 ± 10
32 ± 7
TSP
44 ± 16
40 ± 11
32 ± 14
41 ± 11
Escuela 004
Las concentraciones promedios y las desviaciones estándar obtenidas se
pueden observar en la Tabla 4.09.
Tabla 4.10.
Concentración promedio y desviación estándar para los diferentes
diámetros de material particulado en la escuela 004.
Concentración exterior, µg/m3
Diámetro
Concentración interior, µg/m3
PM1
0±0
0±0
PM7
16 ± 6
17 ± 24
PM10
23 ± 10
22 ± 28
TSP
36 ± 21
31 ± 39
86
En este capítulo se presentaron los resultados obtenidos de esta investigación
para cada escuela. También se presentan hallazgos adicionales de otros diámetros de
material particulado encontrados en cada escuela así como figuras comparativas de
interior y exterior para cada diámetro en escuela (Apéndice Tres).
En el próximo
capítulo se discuten los resultados, la conclusión y limitación de esta investigación, y las
recomendaciones para futuras investigaciones.
87
Capítulo Cinco
Discusión
Introducción
En este capítulo se dedica una sección a la revisión e interpretación de los
resultados obtenidos a través del estudio que se realizó en cuatro (4) instituciones
escolares elementales en la primera fase y en una (1) institución escolar en la segunda
fase del Distrito II del municipio de Caguas. Se señalan las limitaciones del estudio, las
conclusiones obtenidas y las recomendaciones.
La investigación realizada se dividió en dos fases. El propósito de la misma es
determinar si las concentraciones de material particulado en el interior y exterior de las
escuelas públicas elementales bajo estudio son o no estadísticamente significativos en
comparación con los parámetros establecidos por OSHA y por la EPA.
En la primera fase del estudio se realizó un estudio preliminar para determinar la
exposición de los niños de primer grado a los niveles de material particulado fino tanto
en el interior como en el exterior. Los resultados obtenidos en esta fase se utilizaron
como referentes para identificar la escuela con mayor exposición a material particulado
fino dentro de aquellas seleccionas aleatoriamente en la muestra. En la segunda fase
del estudio se determinó la concentración del material particulado fino, PM2.5, en la
escuela que arrojo una mayor exposición de los niños a este contaminante en la primera
fase del estudio. La segunda fase del estudio se llevó a cabo con el propósito de
determinar si la temporada del año afecta las concentraciones de material particulado
fino. Debido a los efectos adversos a la salud que ocasiona el material particulado en
los niños y adultos, Estados Unidos, Alemania e Italia son algunos de los países donde
se han realizado estudios de material particulado en el interior de escuelas, viviendas y
hospitales con el fin de determinar la exposición de las personas a dicho contaminante
87
88
(Ligman 2004, Fromm 2006, Nardini 2004). En Puerto Rico se han llevado a cabo
algunos estudios de material particulado, entre ellos se encuentran los estudios
realizados por Figueroa et al. (2006), Gioda et al. (2006) y Suro et al. (2006), todos ellos
fueron realizados en el exterior y no contemplan las escuelas del país. Este estudio
otorgará los primeros datos que darán base para realizar futuros estudios más extensos
y profundos con el fin de estudiar el impacto de la exposición a este contaminante en
nuestra población.
Para llevar a cabo el estudio se escogieron niños debido a que son más
vulnerables a los efectos de la pobre calidad del aire que los adultos porque ellos están
creciendo y desarrollándose (Rose 2006). Ellos respiran más aire en proporción al peso
de su cuerpo. Un niño entre 65lbs y 80lbs respira aproximadamente 2lt/min la misma
cantidad que un adulto (Rose 2006). Se ha demostrado que los niños entre 1 y 6 años
pasan entre el 85% y el 95% de su tiempo en un ambiente interior que se encuentra
contaminado en mayor o menor grado (Guardino 2002). Por lo tanto tienen mayor
susceptibilidad a contaminantes ambientales que los adultos (Heath 2002).
Se escogieron escuelas públicas elementales debido a que nuestros niños
pasan aproximadamente un 33% del día en la escuela. El horario escolar consiste de
aproximadamente ocho (8) horas de las cuales siete (7) horas, en general, los
estudiantes se encuentran en el interior del salón de clases (esto equivale
aproximadamente a un 88% del horario escolar). Además las escuelas en comparación
con otros edificios poseen más limitaciones en cuanto a presupuesto y esto contribuye
al pobre mantenimiento de las facilidades.
Las preguntas de investigación postuladas en este trabajo en la primera fase
cuestionan ¿si están los niños de las escuelas investigadas expuestos a problemas de
calidad de aire asociados a material particulado, PM2.5? ¿Es mayor en el interior que en
el exterior la concentración encontrada de material particulado fino (PM2.5)? ¿Están los
89
niños de las escuelas investigadas ubicadas en la zona urbana más expuestos a
concentraciones de material particulado fino que los niños de las escuelas investigadas
en la zona rural? En la segunda fase la pregunta de investigación cuestiona si ¿se verá
afectada por la temporada del año la escuela seleccionada para la segunda fase del
estudio investigativo?
Discusión de Resultados
En este estudio se analizaron los niveles de contaminación de aire en el interior
y exterior de escuelas urbanas y rurales del Distrito de Caguas II en el municipio de
Caguas. El propósito principal de la investigación es determinar si la concentración de
material particulado fino es uno de los posibles contaminantes de aire interior y exterior
de las escuelas públicas elementales estudiadas.
Las posibles fuentes de
contaminación para estas escuelas son los vehículos de motor, los procesos
industriales realizados en las cercanías y los caminos en tierra.
En este trabajo de investigación los factores limitantes fueron que el estudio no
se llevó a cabo por gravimetría, no se identificó y caracterizó el material particulado, el
instrumento no se colocó a la misma altura en todas las escuelas y hubo dificultad en la
búsqueda de información de estudiantes y personal con enfermedades respiratorias
debido a limitaciones impuestas por ley.
Los resultados encontrados en la primera fase indican que la concentración de
PM2.5 en el interior es mayor en la escuela 003, lo cual es esperado debido a su
localización ya que esta se encuentra en el mismo centro del pueblo de Caguas. Para
el exterior la concentración mayor de PM2.5 en la primera fase del estudio se puede
observar en la escuela 002, a pesar que esta escuela es considerada como urbana se
podría decir que posee características de rural en cuanto a la cantidad de áreas verdes
y de árboles que hay a su alrededor por lo que el factor determinante es la construcción
en los predios de la escuela.
90
El material particulado está regulado para el interior por la Agencia de Salud y
Seguridad Ocupacional (OSHA por sus siglas en inglés) y en el exterior por la Agencia
de Protección Ambiental y solo para los diámetros 2.5 µm y 10 µm. OSHA estipula que
el límite permisible para el contaminante aéreo de partículas respirables (PM2.5 y PM10)
durante un periodo de 8 horas es de 5000 µg/m3 y la EPA estipula que el límite
permisible en el exterior para el mismo contaminante y periodo anteriormente
mencionado es de 12µg/m3.
La concentración promedio encontrada para la
combinación de (PM2.5 y PM10) en el interior durante la primera fase es de 35 µg/m3 y en
el exterior la concentración promedio encontrada en dicha fase es de 6 µg/m3. Durante
la segunda fase del estudio la concentración promedio encontrada para la combinación
de (PM2.5 y PM10) en el interior durante es de 20 µg/m3 y en el exterior la concentración
promedio encontrada en dicha fase es de 8 µg/m3. En esta investigación se pudo
observar que todas las escuelas estudiadas tanto para interior como para exterior no
sobrepasan los límites establecidos para 8 horas por OSHA y EPA. A pesar de que la
concentración promedio no sobrepasa los límites establecidos, en algunos periodos del
día los estudiantes y el personal de la escuela están expuestos a altas concentraciones
de material particulado en el exterior.
Estudios anteriores indican que las variaciones en la concentración de los
contaminantes atmosféricos son primordialmente atribuidas a cambios en las
condiciones del tiempo, como la velocidad y dirección del viento (Fromm 2006, Suro
2006). Como las muestras de interior y exterior se tomaron en diferentes días durante
la primera fase se obtuvo información del “Meteorological Assimilation Data Ingest
System” (MADIS por sus siglas en inglés) para poder comparar estos datos de material
particulado. Para la segunda fase se coloco una estación meteorológica en la escuela
para determinar los mismos.
Los datos meteorológicos obtenidos de MADIS en la
91
primera fase y por la estación meteorológica en la segunda fase para el mes de febrero
de 2008 y Agosto 2008 indican que los promedios semanales y los promedios para
cada día del mes individualmente en la primera fase y para cada día de muestreo en la
segunda fase presentan una variación mínima por lo que los resultados de material
particulado obtenidos no variarían notablemente. Otros factores que pueden ayudar a
que la concentración del material particulado sea alta son el polvo del desierto del
Sahara y las cenizas provenientes del volcán Le Soufriere ubicado en la Isla de
Monserrate (JCA 2005)
Para poder contestar las preguntas de investigación realizadas en este trabajo
investigativo es necesario realizar una serie de pruebas estadísticas.
Las pruebas
estadísticas que se realizaron fueron noparamétricas debido a que los datos obtenidos
de la concentración de material particulado tanto en el interior como en el exterior no
son normales (“p-value”<0.05) y tampoco tienen homogeneidad de varianzas
(“p-value” <0.001). Se realizó la prueba de Mann-Withney, la cual se usa cuando se
quiere comparar dos poblaciones usando muestras independientes.
Esta es una
prueba alterna a la prueba de t para comparar dos medias usando muestras
independientes. Para realizar esta prueba las hipótesis fueron las siguientes:
H0: medianarural = medianaurbano
H1: medianarural ≠ medianaurbano
H0: medianaA/C = mediananoA/C
H1: medianaA/C ≠ mediananoA/C
H0: medianainterior = medianaexterior
H1: medianainterior ≠ medianaexterior
Donde mis hipótesis nula (H0) son las siguientes: no existe diferencia entre la
concentración mediana de PM2.5 en la zona rural y la zona urbana, no existe diferencia
92
entre la concentración mediana de PM2.5 en los salones con aire acondicionado y los
salones sin aire acondicionado, no existe diferencia entre la concentración mediana de
PM2.5 en el interior y en el exterior. Las hipótesis alternas establecidas (H1) son las
siguientes: existe diferencia entre la concentración mediana de PM2.5 en la zona rural y
la zona urbana, existe diferencia entre la concentración mediana de PM2.5 en los salones
con aire acondicionado y los salones sin aire acondicionado, existe diferencia entre la
concentración mediana de PM2.5 en el interior y en el exterior.
Por último se realizó la prueba de Kruskal-Wallis para comparar más de dos
grupos. Para realizar esta prueba las hipótesis fueron las siguientes:
H0: medianaescuela001 = medianaescuela002 = medianaescuela003 = medianaescuela004
H1: al menos una mediana difiere
Donde mi hipótesis nula (H0) para esta prueba es la siguiente: no existe diferencia entre
la concentración mediana de PM2.5 en la escuela 001, escuela 002, escuela 003 y la
escuela 004. En esta prueba la hipótesis alterna (H1) es que existe diferencia entre la
concentración mediana de PM2.5 en al menos una de las escuelas.
Para la primera pregunta de investigación de la primera fase: ¿están los niños
de las escuelas investigadas expuestos a problemas de calidad de aire asociados a
material particulado, PM2.5? Los datos obtenidos en la investigación muestran que los
niños de estas escuelas no están expuestos a problemas de calidad de aire asociados a
material particulado, PM2.5. Esto se debe a que las concentraciones encontradas de
material particulado no exceden los límites permitidos. Sin embargo no podemos pasar
por alto que el material particulado es considerado por la Agencia de Protección
Ambiental (EPA, por sus siglas en inglés) como un contaminante de criterio según los
Estándares Nacionales de la Calidad de Aire Ambiental (NAAQS, por sus siglas en
inglés) ya que se ha identificado que es un contaminante común y perjudicial para la
salud y el bienestar de los seres humanos. Para cada contaminante criterio se han
93
establecido normas que establecen las concentraciones máximas permisibles de los
contaminantes atmosféricos durante un periodo definido. La finalidad de las normas es
proteger la salud humana y proteger el bienestar del ser humano y los ecosistemas.
En cuanto a la segunda pregunta de investigación de la primera fase: ¿ es
mayor en el interior que en el exterior la concentración encontrada de material
particulado? Podemos determinar que como el “p-value” es igual a 0.001 y este valor es
menor a 0.05 hay evidencia fuerte en contra de la hipótesis nula. Con los resultados de
la prueba estadística realizada podemos concluir que la concentración para PM2.5
encontrada difiere y es estadísticamente significativo en el interior y en el exterior. Los
promedios de los datos obtenidos en el análisis concuerdan con lo establecido en la
prueba estadística realizada debido a que en el interior la concentración promedio
obtenida es de 5 µg/m3 y la obtenida en el exterior es de 6 µg/m3. Al analizar estos
datos podemos determinar que la concentración encontrada de material particulado es
menor en el interior que en el exterior. A pesar que la concentración encontrada de
material particulado es mayor en el exterior que en el interior en ninguno de los dos se
encuentra una concentración significativa debido a que los promedios están por debajo
de los límites establecidos por OSHA y EPA.
Para la tercera pregunta de investigación de la primera fase: ¿están los niños de
las
escuelas
investigadas
ubicadas
en
la
zona
urbana
más
expuestos
a
concentraciones de material particulado fino que los niños de las escuelas investigadas
en la zona rural? Para esta pregunta podemos determinar que para PM2.5 en el interior
da un “p-value” de 0.06 el cual es mayor que 0.05 por lo tanto se concluye que hay
evidencia fuerte a favor de la hipótesis nula. Con los resultados de la prueba estadística
realizada podemos concluir que en el interior para PM2.5 los niños ubicados en la zona
urbana están igualmente expuestos a concentraciones de material particulado fino que
los niños de las escuelas en la zona rural.
Al observar los promedios de las
94
concentraciones estos confirman que para el interior los niños de las escuelas en la
zona rural y urbana esta igualmente expuestos concentraciones de material particulado
fino ya que para ambas zonas la concentración promedio es de 5 µg/m3. Para PM2.5 en
el exterior como da un “p-value” de 0.00 el cual es menor que 0.05 podemos determinar
que hay evidencia fuerte en contra de la hipótesis nula. Al observar los promedios de
las concentraciones estos confirman que para el exterior los niños de las escuelas en la
zona rural tienen una concentración promedio de 5 µg/m3 y los de la zona urbana tienen
un promedio de 8 µg/m3. Con los resultados de la prueba estadística realizada y los
promedios podemos concluir que en el exterior los niños ubicados en la zona urbana
están más expuestos a concentraciones de material particulado fino que los niños de las
escuelas en la zona rural aunque esto no es estadísticamente significativo en términos
de los estándares permitidos por OSHA y por la EPA.
Con los datos obtenidos durante la primera fase de este análisis también se
puede determinar si en los salones con aire acondicionado hay una concentración
menor de material particulado que en los salones sin aire acondicionado. Podemos
determinar que como el “p-value” es igual a 0.000 y este valor es menor a 0.05 hay
evidencia fuerte en contra de la hipótesis nula.
Con los resultados de la prueba
estadística realizada podemos concluir que la concentración para PM2.5 encontrada en
los salones con aire acondicionado difiere a la encontrada en los salones sin aire
acondicionado. Los promedios de los datos obtenidos en el análisis concuerdan con lo
establecido en la prueba estadística realizada debido a que en los salones con aire la
concentración promedio obtenida es de 4 µg/m3 y la obtenida en los salones sin aire es
de 6 µg/m3.
Al analizar estos datos podemos determinar que la concentración
encontrada de material particulado es menor en los salones con aire que en los salones
sin aire.
95
Al realizar la prueba estadística de Kruskal-Wallis para PM2.5 tanto para interior
como para exterior obtuvimos un “p-value” de 0.001 lo cual indica que alguna de
nuestras escuelas difiere en su mediana por lo que hay evidencia fuerte en contra de la
hipótesis nula. Con los resultados de la prueba estadística realizada podemos concluir
que la concentración de PM2.5 difiere de entre las escuelas tanto para interior como
exterior.
En la segunda fase del estudio se determinó la concentración del material
particulado fino, PM2.5, en la escuela 003 la cual arroja una mayor exposición de los
niños a este contaminante en la primera fase del estudio. A pesar de que los niveles de
material particulado no excedían los establecidos por las agencias reguladoras antes
mencionadas se decidió proseguir con la segunda fase del estudio debido a que la JCA
posee una red de muestreo en las cercanías de la escuela la cual no esta en servicio a
pesar de las continuas quejas de los maestros y estudiantes por problemas
respiratorios.
La segunda fase del estudio se llevó a cabo con el propósito de
determinar si la temporada del año afecta las concentraciones de material particulado
fino. La pregunta de investigación pertinente a esta fase es la número cuatro: ¿ se verá
afectada por la temporada del año la escuela seleccionada para la segunda fase del
estudio investigativo? Las prueba estadística que se realizo para contestar esta
pregunta fue la prueba noparamétrica Mann-Withney debido a que los datos obtenidos
de la concentración de material particulado tanto en el interior como en el exterior no
son normales (“p-value”<0.05) y tampoco tienen homogeneidad de varianzas
(“p-value” <0.001). Para realizar esta prueba las hipótesis fueron las siguientes:
H0: medianainterior fase1 = medianainterior fase 2
H1: medianainterior fase1 ≠ medianainterior fase 2
96
H0: medianaexterior fase 1 = medianaexterior fase 2
H1: medianaexterior fase 1 ≠ medianaexterior fase 2
Donde mis hipótesis nula (H0) para esta segunda fase son las siguientes: no existe
diferencia entre la concentración mediana de PM2.5 en el interior obtenida en la primera
fase y la obtenida en el interior en la segunda fase, no existe diferencia entre la
concentración mediana de PM2.5 en el exterior obtenida en la primera fase y la obtenida
en el exterior en la segunda fase. Las hipótesis alternas establecidas (H1) son las
siguientes: existe diferencia entre la concentración mediana de PM2.5 en el interior
obtenida en la primera fase y la obtenida en el interior en la segunda fase, existe
diferencia entre la concentración mediana de PM2.5 en el exterior obtenida en la primera
fase y la obtenida en el exterior en la segunda fase.
Podemos determinar que como el “p-value” es igual a 0.000 y este valor es
menor a 0.05 hay evidencia fuerte en contra de la hipótesis nula. Con los resultados de
la prueba estadística realizada podemos concluir que la concentración para PM2.5 en el
interior encontrada en la primera fase difiere de la concentración encontrada en el
interior en la segunda fase.
Los promedios de los datos obtenidos en el análisis
concuerdan con lo establecido en la prueba estadística realizada debido a que en la
primera fase la concentración promedio obtenida es de 6 µg/m3 y la obtenida en la
segunda fase es de 7 µg/m3. A pesar que la concentración encontrada de material
particulado es mayor en el exterior que en el interior en ninguno de los dos se encuentra
una concentración significativa debido a que los promedios están por debajo de los
límites establecido por OSHA y EPA.
En cuanto a las medidas del exterior en ambas fases podemos determinar que
como el “p-value” es igual a 0.000 y este valor es menor a 0.05 hay evidencia fuerte en
contra de la hipótesis nula.
Con estos resultados podemos concluir que la
97
concentración para PM2.5 en el exterior encontrada en la primera fase difiere de la
concentración encontrada en el exterior en la segunda fase. Los promedios de los
datos obtenidos en el análisis concuerdan con lo establecido en la prueba estadística
realizada debido a que en la primera fase la concentración promedio obtenida es de
7 µg/m3 y la obtenida en la segunda fase es de 8 µg/m3. A pesar que la concentración
encontrada de material particulado es mayor en el exterior que en el interior en ninguno
de los dos se encuentra una concentración significativa debido a que los promedios
están por debajo de los límites establecido por OSHA y EPA.
Conclusiones
En los últimos años, la contaminación ambiental se ha convertido en uno de los
problemas más importantes en el ámbito mundial, y Puerto Rico no es la excepción. El
aire que respiramos está cada vez más contaminado por sustancias cuya diversidad va
en aumento.
Aunque existen fuentes naturales de contaminación, la mayor
preocupación se deriva de las actividades del hombre.
La concentración de los
contaminantes en el aire no sólo es resultado de la magnitud de las emisiones sino
también de la manera en que los principales contaminantes se transportan, se
dispersan y reaccionan entre sí en la atmósfera para formar contaminantes secundarios.
Los efectos a la salud debido a la calidad del aire varían de persona a persona y
dependen del nivel de calidad de aire. Se ha observado mayor susceptibilidad a la
contaminación atmosférica en las personas de edad avanzada; los niños pequeños; las
personas con un nivel de vida bajo, con deficiencias nutricionales, enfermedades
infecciosas debido a problemas sanitarios, hacinamiento y escaso acceso a atención de
salud, entre otros.
Cuando pensamos en contaminación de aire, automáticamente la asociamos
con automóviles y fábricas funcionando en el exterior de los edificios. Por eso es muy
común suponer que la calidad de aire es solo un problema que tiene que ver con el aire
98
exterior urbano. Contrario a esta percepción generalizada el aire interior contaminado
que puede presentarse en nuestras viviendas, edificios públicos, oficinas, hospitales,
entre otros, también representan un problema muy complejo y de difícil caracterización.
Este problema de calidad de aire interior es lo que las agencias reguladoras denominan
como el síndrome de edificios enfermos. Sus efectos, como se ha mencionado, inciden
en la salud y el bienestar de los ocupantes, produce daños a la propiedad, reduce la
productividad y aumenta el ausentismo en el ámbito laboral y escolar por lo que se
afecta el aprendizaje.
De acuerdo a los resultados de los análisis basados en los estudios y las
evaluaciones de los datos derivados durante el periodo de esta investigación se puede
concluir que la concentración de material particulado fino (PM2.5), en las escuelas
públicas de la zona rural y urbana del distrito escolar de Caguas II en el municipio de
Caguas, no exceden los límites establecidos por la Agencia de Salud y Seguridad
Ocupacional (OSHA, por sus siglas en inglés) ni por la Agencia de Protección Ambiental
(EPA, por sus siglas en inglés).
A pesar de que estudios epidemiológicos han
demostrado un aumento en condiciones respiratorias por la exposición a material
particulado, en este estudio no se puede llegar a dichas conclusiones debido a que los
niveles encontrados están por debajo de los límites permitidos por OSHA y la EPA. Sin
embargo, aunque las concentraciones no exceden los límites establecidos por estas
agencias, hay que considerar que durante el muestreo en tiempos dados, las
concentraciones exceden los límites y podrían ser concentraciones que afecten a
personas con el sistema inmunológico comprometido.
Por otro lado los niveles de
material particulado fino se ven afectados por las estaciones del año principalmente en
invierno y verano, estaciones en las cuales se realizo este estudio investigativo. Este
estudio es de suma importancia debido a que en Puerto Rico a diferencia de otros
países no se han realizados estudios de material particulado en el interior de las
99
escuelas.
En Puerto Rico solamente se han llevado a cabo algunos estudios de
material particulado, entre ellos se encuentran los estudios realizados por Figueroa et
al. (2006), Gioda et al. (2006) y Suro et al. (2006), todos ellos fueron realizados en el
exterior y no contemplan las escuelas del país.
La intención de este trabajo es
establecer las bases para futuros estudios sistemáticos y comprensivos con el fin de
estudiar el impacto de la exposición a este contaminante en nuestra población.
Recomendaciones
Una vez analizados los resultados obtenidos en la investigación, identificadas
las limitaciones del estudio y realizadas las conclusiones se recomienda que el material
particulado debe ser caracterizado para determinar la composición del mismo y así
determinar posibles fuentes de este material particulado. El tiempo de muestreo debe
ser más continuo (monitoreo de 24 horas) para abarcar otros eventos que puedan
afectar las determinaciones. El muestreo debe de abarcar las cuatro estaciones del año
para identificar los patrones de cada estación.
Además las escuelas deberían de
cambiar las pizarras de tiza a pizarras de marcadores para minimizar las partículas de
tiza queden suspendidas en el aire al ser utilizadas. Finalmente, se debe mantener un
monitoreo continuo de las condiciones de los equipos de acondicionamiento de aire.
En este capítulo se ha presentado la discusión de los resultados, la conclusión y
limitación de esta investigación. También se ha incluido las recomendaciones para
futuras investigaciones.
100
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110
Apéndice Uno
Certificación de Autorización
CERTIFICACIÓN
Por la presente se certifica que la Srta. Lourdes Ramírez Torres estudiante de Maestría
en Ciencias Ambiéntales del Programa de Ciencia y Tecnología de la Universidad del
Turabo, mediante carta del 23 de enero de 2008, obtuvo autorización del Departamento
de Educación de Puerto Rico para llevar a cabo investigación titulada: Determinación
de Material Particulado Fino en Escuelas Públicas Elementales del Distrito de
Caguas II. Al Departamento se le garantizo la confidencialidad al publicar los resultados
indicándole que el nombre de las escuelas participantes se mantendrá en anonimato
por tal motivo no se incluyen estos documentos como parte de los apéndices.
La
investigadora principal mantendrá estos documentos con los otros documentos de la
investigación por un periodo de cinco años luego de los cuales serán destruidos por
medio de una trituradora de papel.
_________________________
Srta. Lourdes Ramírez Torres
_________________________
Teresa Lipsett, Ph.D.
Asesora de Investigación
111
Apéndice Dos
Datos Meteorológicos
En este apéndice se muestran los promedios de los datos meteorológicos para
cada semana del mes de febrero y los promedios para el mes de febrero (día por día)
para la primera fase del estudio investigativo.
Estos datos son de los laboratorios
meteorológicos de MADIS, localizados en Caguas. Los datos meteorológicos para la
segunda fase se obtuvieron con el instrumento electrónico Kestrel 4500 NV durante los
días de muestreo.
Tabla A2.1. Datos climatológicos promedio para cada semana del mes de febrero
(MADIS 2008).
Semana
Temperatura,
Humedad, %
Presión, kPa
°C
Velocidad del
viento, m/s
1
21.8
81
101.1
0.9
2
24.0
76
101.4
1.0
3
24.9
73
101.3
1.2
4
23.7
76
101.3
0.9
5
24.1
76
101.3
0.9
112
Tabla A2.2. Datos climatológicos para cada día del mes de febrero (MADIS 2008).
Día
Temperatura, °C
Humedad, %
Presión, kPa
Velocidad del viento,
m/s
1
22.3
77
101.1
1.4
2
21.3
85
101.2
0.4
3
23.4
76
101.4
0.9
4
24.1
74
101.4
0.9
5
24.0
73
101.5
0.8
6
23.4
80
101.5
0.6
7
24.0
78
101.4
1.2
8
24.8
79
101.4
1.0
9
24.5
76
101.3
1.2
10
24.9
75
101.2
1.2
11
24.6
71
101.2
0.9
12
24.5
74
101.3
1.2
13
23.6
78
101.3
1.2
14
26.6
74
101.5
1.7
15
26.0
66
101.4
1.1
16
24.3
72
101.2
1.1
17
21.4
85
100.3
0.6
18
23.6
79
101.4
1.1
19
23.1
80
101.6
0.8
20
24.3
72
101.5
0.9
113
Continuación de la Tabla A2.2.
Día
Temperatura,
°C
Humedad, %
Presión, kPa
Velocidad del viento, m/s
21
24.8
72
101.5
0.9
22
24.6
72
101.5
1.1
23
24.2
76
101.4
1.0
24
24.2
74
101.4
0.9
25
25.4
73
101.3
1.0
26
24.8
75
101.3
1.1
27
22.3
82
101.2
0.6
Promedio
24.0
76
101.3
1.0
Tabla A2.3. Datos climatológicos promedio para cada día de muestreo de la segunda
fase del estudio investigativo.
Día
Temperatura, °C
Humedad, %
Presión, kPa
Velocidad del viento, m/s
1
32.1
57.8
100.1
0.4
2
34.8
60.2
100.2
0.5
3
30.4
69.3
100.0
0.5
4
33.8
60.2
100.2
0.7
5
29.3
48.5
100.0
0.8
6
32.1
55.5
100.0
0.8
7
30.3
69.6
100.2
0.7
114
Continuación de la Tabla A2.2.
Día
Temperatura, °C
Humedad, %
Presión, kPa
Velocidad del viento, m/s
8
32.5
63.1
100.1
0.6
9
27.8
68.1
100.2
0.6
10
29.1
73.3
100.2
0.8
115
Apéndice Tres
Figuras para PM1, PM7, PM10 y TSP
En este apéndice se muestran las figuras obtenidas de los datos colectados en
cada una de las escuelas estudiadas.
Escuela 001
2
Concentración PM1, µg/m
3
Interior
Exterior
1
0
Tiempo
Concentración PM2.5, µg/m3
Figura A3.1. Concentración de Material Particulado, PM1, Escuela 001.
140
120
100
80
60
40
20
0
Interior
Exterior
Tiempo
Figura A3.2. Concentración de Material Particulado, PM7, Escuela 001.
Concentración PM10, µg/m3
116
210
Interior
Exterior
170
130
90
50
10
Tiempo
Figura A3.3. Concentración de Material Particulado, PM10, Escuela 001.
Concentración TSP, µg/m3
350
Interior
300
Exterior
250
200
150
100
50
0
Tiempo
Figura A3.4. Concentración Total de Material Particulado Escuela 001.
Temperatura, °C
30.0
Interior
Exterior
28.0
26.0
24.0
22.0
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
0
09
:0
0
08
:0
0
20.0
Tiempo
Figura A3.5. Temperatura Interior y Exterior Escuela 001.
117
Porciento Humedad Relativa
90.0
Interior
Eterior
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
Tiempo
Figura A3.6. Porciento de Humedad Relativa Interior y Exterior Escuela 001.
Concentración PM1, µg/m
3
Escuela 002
0.6
Interior
Exterior
0.4
0.2
0
Tiempo
Figura A3.7. Concentración de Material Particulado, PM1, Escuela 002.
Concentración PM7, µg/m3
118
120
100
80
60
40
20
0
Interior
Exterior
Tiempo
Concentración PM10, µ g/m3
Figura A3.8. Concentración de Material Particulado, PM7, Escuela 002.
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Interior
Exterior
Tiempo
Figura A3.9. Concentración de Material Particulado, PM10, Escuela 002.
Concentración TSP, µg/m3
350
Interior
Exterior
300
250
200
150
100
50
0
Tiempo
Figura A3.10. Concentración Total de Material Particulado Escuela 002.
119
Temperatura, °C
32.0
Interior
Exterior
30.0
28.0
26.0
24.0
22.0
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
0
09
:0
0
08
:0
0
20.0
Tiempo
Porciento Humedad Relativa
Figura A3.11. Temperatura Interior y Exterior Escuela 002.
90.0
Interior
Exterior
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
Tiempo
Figura A3.12. Porciento de Humedad Relativa Interior y Exterior Escuela 002.
120
Escuela 003
Concentración PM1, µg/m3
Primera Fase
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Interior
Exterior
Tiempo
Figura A3.13. Concentración de Material Particulado, PM1, Escuela 003.
Concentración PM 7, µg/m3
70
Interior
Exterior
60
50
40
30
20
10
0
Tiempo
Figura A3.14. Concentración de Material Particulado, PM7, Escuela 003.
Conentración PM10, µg/m3
121
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Interior
Exterior
Tiempo
Concentración TSP, µg/m3
Figura A3.15. Concentración de Material Particulado, PM10, Escuela 003.
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Interior
Exterior
Tiempo
Figura A3.16. Concentración Total de Material Particulado Escuela 003.
Interior
Temperatura, ºC
44.0
Exterior
40.0
36.0
32.0
28.0
24.0
Tiempo
Figura A3.17. Temperatura Interior y Exterior Escuela 003.
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
0
09
:0
0
08
:0
0
20.0
Porciento Humedad Relativa
122
90.0
Interior
Exterior
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
Tiempo
Figura A3.18. Porciento de Humedad Relativa Interior y Exterior Escuela 003.
Segunda Fase
Concentración PM 1, µg/m3
Primer Día
2.5
Día 1: Interior
Día 1: Exterior
2
1.5
1
0.5
0
Tiempo
Figura A3.19. Concentración de Material Particulado, PM1, Escuela 003.
60
50
40
30
20
10
0
3
µg/m
Concentración PM7,
123
Día 1: Interior
Día 1: Exterior
Tiempo
80
Día 1:Interior
Día 1: Exterior
60
40
µg/m
3
Concentración PM10,
Figura A3.20. Concentración de Material Particulado, PM7, Escuela 003.
20
0
Tiempo
Concentración TSP, µg/m3
Figura A3.21. Concentración de Material Particulado, PM10, Escuela 003.
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Día 1: Interior
Día 1: Exterior
Tiempo
Figura A3.22. Concentración Total de Material Particulado Escuela 003.
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
Exterior
11
:0
0
09
:0
0
10
:0
0
Interior
41
39
37
35
33
31
29
27
25
08
:0
0
Temperatura, ºC
124
Tiempo
Porciento Humedad Relativa
Figura A3.23. Temperatura Interior y Exterior Escuela 003.
Interior
90.0
Exterior
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
Tiempo
Figura A3.24. Porciento de Humedad Relativa Interior y Exterior Escuela 003.
125
Concentración PM1, µg/m3
Segundo Día
Día 2: Interior
1.2
Día 2: Exterior
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Tiempo
Concentración PM7, µg/m3
Figura A3.25. Concentración de Material Particulado, PM1, Escuela 003.
Día 2: Interior
Día 2: Exterior
70
60
50
40
30
20
10
0
Tiempo
Figura A3.26. Concentración de Material Particulado, PM7, Escuela 003.
Concentración PM10, µg/m3
126
Día 2: Interior
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Día 2: Exterior
Tiempo
Concentración TSP, µg/m
3
Figura A3.27. Concentración de Material Particulado, PM10, Escuela 003.
120
Día 2: Interior
Día 2: Exterior
100
80
60
40
20
0
Tiempo
Temperatura, ºC
Figura A3.28. Concentración Total de Material Particulado Escuela 003.
40.0
38.0
36.0
34.0
32.0
30.0
28.0
26.0
24.0
Interior
Tiempo
Figura A3.29. Temperatura Interior y Exterior Escuela 003.
Exterior
127
Porciento Humedad Relativa
100.0
Interior
Exterior
90.0
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
Tiempo
Figura A3.30. Porciento de Humedad Relativa Interior y Exterior Escuela 003.
Concentración PM1, µg/m3
Tercer Día
1
Día 3: Interior
Día 3: Exterior
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Tiempo
Figura A3.31. Concentración de Material Particulado, PM1, Escuela 003.
128
Día 3: Interior
Concentración PM7, µg/m3
70
Día 3: Exterior
60
50
40
30
20
10
0
Tiempo
Día 3: Interior
60
Día 3: Exterior
50
40
30
20
10
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
0
09
:0
0
0
08
:0
0
Concentración PM10, µg/m3
Figura A3.32. Concentración de Material Particulado, PM7, Escuela 003.
Tiempo
Concentración TSP, µg/m3
Figura A3.33. Concentración de Material Particulado, PM10, Escuela 003.
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Día 3: Interior
Día 3: Exterior
Tiempo
Figura A3.34. Concentración Total de Material Particulado Escuela 003.
Temperatura, ºC
129
Interior
Exterior
35.0
34.0
33.0
32.0
31.0
30.0
29.0
28.0
27.0
26.0
25.0
Tiempo
Porciento Humedad Relativa
Figura A3.35. Temperatura Interior y Exterior Escuela 003.
Interior
70.0
Exterior
65.0
60.0
55.0
50.0
45.0
40.0
Tiempo
Figura A3.36. Porciento de Humedad Relativa Interior y Exterior Escuela 003.
130
Concentración PM1, µg/m3
Cuarto Día
Día 4: Interior
1
Día 4: Exterior
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Tiempo
Concentración PM7, µg/m3
Figura A3.37. Concentración de Material Particulado, PM1, Escuela 003.
60
Día 4: Interior
Día 4: Exterior
50
40
30
20
10
0
Tiempo
Figura A3.38. Concentración de Material Particulado, PM7, Escuela 003.
Concentración PM10, µg/m3
131
70
Día 4: Interior
Día 4: Exterior
60
50
40
30
20
10
0
Tiempo
Concentración TSP, µg/m3
Figura A3.39. Concentración de Material Particulado, PM10, Escuela 003.
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Día 4: Interior
Día 4: Exterior
Tiempo
Figura A3.40. Concentración Total de Material Particulado Escuela 003.
132
Interior
Temperatura, ºC
37.0
Exterior
35.0
33.0
31.0
29.0
27.0
25.0
Tiempo
Porciento Humedad Relativa
Figura A3.41. Temperatura Interior y Exterior Escuela 003.
Interior
90.0
85.0
80.0
75.0
70.0
65.0
60.0
55.0
50.0
Exterior
Tiempo
Figura A3.42. Porciento de Humedad Relativa Interior y Exterior Escuela 003.
133
Concentración PM1, µg/m3
Quinto Día
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Día 5: Interior
Día 5: Exterior
Tiempo
Concentración PM7, µg/m3
Figura A3.43. Concentración de Material Particulado, PM1, Escuela 003.
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Día 5: Interior
Día 5: Exterior
Tiempo
Concentración PM10, µg/m3
Figura A3.44. Concentración de Material Particulado, PM7, Escuela 003.
60
Día 5: Interior
Día 5: Exterior
50
40
30
20
10
0
Tiempo
Figura A3.45. Concentración de Material Particulado, PM10, Escuela 003.
Concentración TSP, µg/m3
134
Día 5: Interior
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Día 5: Exterior
Tiempo
Figura A3.46. Concentración Total de Material Particulado Escuela 003.
Interior
Temperatura, ºC
32
Exterior
30
28
26
Tiempo
Porciento Humedad Relativa
Figura A3.47. Temperatura Interior y Exterior Escuela 003.
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
Interior
Exterior
Tiempo
Figura A3.48. Porciento de Humedad Relativa Interior y Exterior Escuela 003.
135
Escuela 004
14
Concentración PM1, µg/m3
Interior
Exterior
12
10
8
6
4
2
0
Tiempo
Figura A3.49. Concentración de Material Particulado, PM1, para la Escuela 004.
Concentración PM7, µg/m3
300
Interior
Exterior
250
200
150
100
50
0
Tiempo
Figura A3.50. Concentración de Material Particulado, PM7, para la Escuela 004.
136
Concentración PM 10, µg/m3
350
Interior
Exterior
300
250
200
150
100
50
0
Tiempo
Concentración TSP, µg/m3
Figura A3.51. Concentración de Material Particulado, PM10, para la Escuela 004.
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Interior
Exterior
Tiempo
Figura A3.52. Concentración Total de Material Particulado para la Escuela 004.
Interior
Temperatura, °C
40.0
Exterior
36.0
32.0
28.0
24.0
16
:0
0
15
:0
0
14
:0
0
13
:0
0
12
:0
0
11
:0
0
10
:0
0
09
:0
0
08
:0
0
20.0
Tiempo
Figura A3. 53. Temperatura Interior y Exterior para la Escuela 004.
Porciento de Humedad Relativa
137
Interior
90.0
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
0.0
Exterior
Tiempo
Figura A3.54. Porciento de Humedad Relativa Interior y Exterior para la Escuela 004.
138
Apéndice Cuatro
Glosario
Antígeno
Es una sustancia que induce la formación de anticuerpos,
debido a que el sistema inmune la reconoce como una
amenaza.
Bióxido de azufre, SO2
Es un gas ácido, corrosivo y venenoso que se produce
mayormente mediante la quema de combustible con alto
contenido de azufre.
Bióxido de carbono, CO2
Principal causante del efecto invernadero.
Bióxido de nitrógeno, NO2
Es un gas color marrón claro que se produce directa e
indirectamente en la quema de combustibles fósiles a altas
temperaturas.
Compuestos Orgánicos
Sustancias de peso molecular bajo que contienen carbono
Volátiles
e hidrógeno y otros elementos tales como, oxígeno, flúor,
cloro, bromo, azufre o nitrógeno.
Estas sustancias se
transforman fácilmente en vapores o gases.
Contaminación
Degradación de la calidad natural del ambiente como
resultado directo o indirecto de las actividades humanas.
Contaminación
Es la presencia de residuos o productos secundarios
atmosférica
gaseosos, sólidos o líquidos, en cantidades y duración que
pueden poner en peligro la salud y el bienestar del hombre,
de plantas, animales, atacar a distintos materiales, reducir
la visibilidad o producir olores desagradables interfiriendo
con el disfrute de la vida y de la propiedad.
139
Contaminación del aire
Es la presencia de sustancias que normalmente no
componen la atmósfera de la tierra y se encuentran en
cantidades que pueden afectar los seres vivos.
Contaminantes biológicos
Son organismos o restos de organismos que afectan la
calidad del aire en espacios cerrados.
Contaminantes primarios
Son aquellos que se encuentran en la atmósfera en forma
idéntica a como fueron emitidos, o sea, que no han sufrido
ninguna alteración fundamental en su estructura molecular
original.
Contaminantes químicos
Elemento
o
características
compuesto
químico
fisicoquímicas
le
cuyo
permiten
estado
y
entrar
en
contacto con los individuos, de forma que pueden originar
un efecto adverso para su salud.
Contaminantes
Son producto de reacciones químicas ocurridas en la
secundarios
atmósfera entre contaminantes primarios.
Efecto Invernadero
Posible calentamiento global debido a la acumulación de
los gases de invernadero provocada por la actividad
humana, principalmente desde la revolución industrial por
la quema de combustibles fósiles y la producción de
nuevos productos químicos.
Fuente del área
Se refiere a una serie de fuentes pequeñas que en
conjunto pueden afectar la calidad del aire en una región.
Fuentes estacionarias
Industrias
o
determinado.
facilidades
que
operan
en
un
lugar
140
Fuentes móviles
Son conocidas por todos e incluyen a los automóviles,
autobuses, camiones y aviones.
Fuente puntual
Se refiere a una fuente en un punto fijo, tal como una
chimenea o tanque de almacenamiento que emite
contaminantes.
Humedad Relativa
Es el porcentaje de saturación del aire con vapor de agua,
es decir, es la relación entre la cantidad de vapor de agua
que contiene un metro cúbico de aire en unas condiciones
determinadas de temperatura y presión y la que tendría si
estuviera saturado a la misma temperatura y presión.
Índice de calidad del aire
Se considera un indicador global de la calidad del aire en
un momento determinado o día y en una estación de
monitoreo concreta.
Industria
Planta, fábrica, maquinaria o conjunto de maquinarias o
equipo con capacidad para llevar a cabo las principales
funciones utilizadas en la producción de un producto
manufacturado o artículo designado en escala comercial.
Material Particulado
Se puede definir como partículas sólidas o líquidas
dispersas en la atmósfera como polvo, cenizas, hollín,
partículas metálicas, cemento y polen, entre otras.
Monóxido de carbono, CO
Se
produce
como
consecuencia
de
la
combustión
incompleta de combustibles de compuestos de carbono e
hidrógeno de origen natural o sintético.
141
Municipio
Entidad gubernamental creada de acuerdo con el Artículo
6, Sección 1 de la Constitución del Estado Libre Asociado
de Puerto Rico.
Ozono, O3
Es una de las fórmulas moleculares de oxígeno.
Se
produce de la reacción de la luz solar con los óxidos de
nitrógeno y dióxido de azufre que contaminan la atmósfera.
Polen
Nombre colectivo de las microsporas de las plantas con
semilla.
Radón
Es uno de los gases nobles. Gas radiactivo natural que no
tiene color ni olor.
Reacciones fotoquímicos
Reacciones en cadena que ocurren en la troposfera entre
contaminantes que provienen de combustibles fósiles al
interaccionar con la luz solar.
Síndrome del edificio
Cuando por lo menos el 20% de los ocupantes presentan
enfermo
quejas de múltiples problemas crónicos de salud.
Toxinas
Sustancias venenosas de tipo diverso que tiene un efecto
activo sobre un organismo animal y que en cantidades
moderadas pueden provocar la presentación de cuadros
patológicos, más o menos graves o la muerte.
142
Apéndice Cinco
Lista de Símbolos o Abreviaturas
AHERA
Ley de Respuesta a Emergencias por Riesgos de Asbestos, “Asbestos
Hazard Emergency Response Act”
ATSDR
Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades, “Agency
for Toxic Substances & Disease Registry”
CDRH
Centro sobre Dispositivos médicos y Salud Radiológica, “Center for Device
and Radiological Health”
DC
Departamento de Comercio de Los Estados Unidos
EPA
Agencia de Protección Ambiental, “Environmental Protection Agency”
FDA
Administración de Drogas y Alimentos, “Food Drug and Administration”
ICA
Índice de Calidad del Aire
IEC
Estándares de la Comisión Internacional Electrotécnica, “International
Electrotechnical Commission Standards”
IPCC
Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambios Climáticos
JCA
Junta de Calidad Ambiental
NAAQS
Estándares Nacionales de Calidad de Aire Ambiental “National Ambient Air
Quality Standards”
NIOSH
Instituto Nacional de Salud Ocupacional, “National Institute for Occupational
Safety and Health”
NWS
Servicio Nacional de Meteorología, “National Weather Service”
OMS
Organización mundial de la salud, “World Health Organization”
OSHA
Administración de Salud y Seguridad Ocupacional, “Occupational Safety &
Health Administration”
143
PM1
Material Particulado con un diámetro de 1µg/m3
PM2.5
Material Particulado con un diámetro de 2.5 µg/m3
PM7
Material Particulado con un diámetro de 7µg/m3
PM10
Material Particulado con un diámetro de 10 µg/m3
PRPB
Puerto Rico Planning Board
SIP
Plan de Implementación de los Estados, “State Implementation Plan”
TSP
Particulado total suspendido, “Total Suspended Particles”
VOC
Compuestos Orgánicos Volátiles, “Volatile Organic Compounds”
144