Al abordar la problemática de la contaminación del aire, se sabe que son muy variadas las actividades que pueden resultar en fuentes de contaminación y contribuir (con diferente magnitud) a esta situación. En general, los esfuerzos por proteger este recurso se dirigen en dos direcciones: los que buscan evitar problemas consecuentes de la contaminación en el largo plazo (ej. cambio climático, efecto invernadero), y los que buscan dar soluciones a efectos nocivos de los contaminantes en la salud humana en el corto y mediano plazo. En este contexto, el deterioro de la calidad del aire representa una amenaza importante para la salud pública en todo el mundo. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) más de dos millones de muertes prematuras anuales son atribuibles a los efectos de la contaminación del aire en espacios abiertos urbanos y en espacios cerrados. Las actividades que se desarrollan en el ambiente urbano no quedan ajenas a ello incluso, en algunos casos, tienen el agravante de condiciones meteorológicas desfavorables que acentúan la persistencia de los contaminantes en la atmósfera local. Ejemplos de ello se evidencian claramente en grandes urbes como ciudad de México, Santiago de Chile, Los Ángeles, Nueva Deli, Buenos Aires, entre otras; con el problema ambiental ya reconocido por sus sociedades. Si abordamos la calidad del aire en ciudades chicas o intermedias aparece, en general, la dificultad de la falta de recursos técnicos y humanos que permitan conocer la situación local. La ciudad de Tandil (República Argentina), en relación a su entorno, aparece como un municipio con síntomas típicos del crecimiento de un centro urbano medio-grande, donde la pérdida de la calidad del aire como consecuencia de la actividad industrial de fundición, por la descarga de efluentes gaseosos dentro del casco urbano, y el rápido crecimiento del parque automotor son muestra de ello. Es por ello que el presente trabajo de tesis doctoral tiene por objeto caracterizar la calidad del aire (en particular compuestos orgánicos volátiles, PM10 y PM2,5 y compuestos adsorbidos) en la ciudad bonaerense de Tandil, identificar y evaluar el riesgo asociado a la salud, y elaborar indicadores proponiendo una red de monitoreo que permita evaluar la problemática en cuestión y su evolución en el tiempo a fin de brindar herramientas para la toma de decisiones. La caracterización de los compuestos presentes en calidad de aire se efectúa mediante muestreos estacionales, en campañas, para el periodo 12/2010 a 07/2013 para COV, y 03/2013 a 09/2014 para PM. Las observaciones se hacen en tres zonas de características urbanas diferentes industrial / centro / control. La captación de partículas inhalables (PM10) y respirables (PM 2,5) se realiza mediante muestreador portátil de bajo volumen (MiniVol Tas) en un periodo de 5 días por muestra; se realizan en ellas análisis gravimétrico, espectrofotometría de absorción atómica para la determinación de metales y, cromatografía líquida de alta resolución con detección de fluorescencia para la determinación de HAP. En la caracterización de COV, las muestras se toman en un periodo de 30 días mediante captador pasivo 3M 3500; el análisis se efectúa mediante cromatografía gaseosa. La estimación del riesgo asociado a compuestos de interés para la salud se logra mediante la utilización de la metodología sugerida por la OMS/ USEPA. Las fuentes principales de emisiones a la atmósfera se describen y caracterizan a partir del relevamiento de información en campo; se realizan encuestas a informantes calificados para el conocimiento de las condiciones operativas de las industrias de fundición. En paralelo, la caracterización del parque automotor, se desarrolla con el aporte de la base de datos del Ente Regulador de la verificación Técnica Vehicular la cual se analiza mediante estadística descriptiva y la utilización del software Infostat; este trabajo se complementa además con el relevamiento del flujo vehicular en las tres zonas mencionadas. Las variaciones de las concentraciones halladas en PM10 y PM2,5, así como valores identificados para sus compuestos asociados (metales y HAP) señalan eventos que afectan y condicionan el análisis de los resultados, impidiendo hacer generalizaciones o encontrar patrones. Lo resultados de las observaciones para HAP son dispersos e implican la necesidad de seguir repitiendo los muestreos a fin de conocer en qué medida las explicaciones encontradas para los valores altos -de algunos compuestos- se corresponden o no con situaciones puntuales. Por otra parte, la carencia de diferencias evidentes en la presencia/ausencia de metales esperables en las distintas zonas estudiadas (industrial, centro y control), se atribuye a las características de los suelos por el uso urbano (tanto presente como pasado). Respecto de los COV, se dieron variaciones de importancia a lo largo de las campañas al comparar entre zonas, y también entre campaña y campaña para un mismo sitio, sobre todo cuando se observa el ciclohexano, el cloroformo, el benceno y tolueno; si bien el tolueno se encuentra dentro de los valores guías establecidos por la legislación, el benceno supera en todas las zonas dicho límite. Los resultados indican riesgo individual de contraer cáncer (RICV) por benceno a lo largo de la vida en todas las zonas estudiadas en el orden de 1 x 10-5, aunque el mayor RICV se da en la zona centro, y el menor en la zona control. Por otra parte, la ∑ BaP eq. de HAP en PM10 y PM2,5 muestra un incremento en el riesgo individual de contraer cáncer que excede lo establecido por la USEPA de 1 x 10-6, pero que se encuentran cercanos al límite de 9 x 10-5 que establece la OMS. Existen además en el ambiente urbano otros compuestos preocupantes para la salud de la población de Tandil, como son cloruro de carbono / cloroformo / plomo, que se categorizan como probablemente carcinogénicos (Grupo 2B). Es necesario dar continuidad a la generación de datos que informen sobre la calidad de aire local para tener un conocimiento más certero de la relación que existe entre las fuentes y los valores hallados en inmisión. De todos modos, se pudo concluir que los resultados alcanzados, junto a la caracterización de las fuentes emisoras principales, aportan un diagnóstico de la situación actual. Este diagnóstico es un punto de partida importante para la toma de decisiones del gobierno local -y su gestión ambiental- respecto del recurso aire, debido a que es el primer estudio de estas características que se realiza en la ciudad. De acuerdo con lo expresado, la batería de indicadores propuestos (2 para concentraciones de PM; 7 para metales adsorbidos a material particulado; 7 para HAP adsorbidos en PM; y, 6 para COV), junto al establecimiento de la red de monitoreo elaborada para las condiciones particulares de este área de estudio, resultan en una herramienta clave para planificar propuestas de manejo sustentables del recurso.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / En el presente estudio se investigó la presencia y concentración de cadmio, mercurio y plomo en perros, como potenciales individuos centinelas de la exposición de sus propietarios a estos metales pesados. Se recolectaron muestras de pulmón, hígado, riñón y hueso de 10 cadáveres enviados al servicio de cremación del Laboratorio de Patología de la Facultad de Ciencias Veterinarias y Pecuarias de la Universidad de Chile. No se discriminó por origen, raza, sexo, edad ni causa de muerte. Las muestras fueron procesadas y analizadas a través del método de Espectrofotometría de Absorción Atómica por horno de grafito, para la detección de cadmio y plomo, y de Espectrofotometría de Absorción Atómica por vapor de frío, para la detección de mercurio. El 50% de las muestras de pulmón resultaron positivas a cadmio, 10% resultó positiva a mercurio y ninguna lo fue a plomo. El 100% de las muestras de hígado fueron positivas a cadmio, 10% fue positiva a mercurio y el 40% lo fue a plomo. El 100% de las muestras de riñón fueron positivas a cadmio, 20% a mercurio y ninguna a plomo. En términos generales, el 100% de los perros fue positivo a cadmio, 40% a plomo y 30% a mercurio. Los resultados obtenidos, indican que estos tres metales se estarían incorporando en los organismos, siendo las muestras de hígado las que mejor representarían este grado de contaminación por metales.

La expansión de las ciudades producto del desarrollo de la industria y la explosión demográfica viene afectando la calidad de vida de sus habitantes. Por un lado, la mayoría de actividades industriales como parte de sus procesos desecha contaminantes que afectan el medio ambiente. Por otro lado, el crecimiento de la ciudad ha fomentado el desarrollo de actividades que responden a satisfacer necesidades ciudadanas siendo una de las principales el transporte, que presenta problemas tales como la informalidad y la obsolescencia del parque automotor, cuya principal consecuencia es el incremento del nivel de contaminación. Siguiendo las recomendaciones de la OMS para material contaminante suspendido en aire urbano, diversas instituciones gubernamentales en el Perú han establecido límites para la concentración de una serie de contaminantes, así como, ha realizado el monitoreo de los mismos en puntos estratégicos de la ciudad de Lima. Sin embargo, las soluciones empleadas en la actualidad son alternativas costosas y requieren de personal especializado para su operación, por lo que son escasas e insuficientes. Acorde a esta problemática, la presente tesis describe el desarrollo de un nodo sensorial de costo inferior a 800 USD, de dimensiones inferiores a 1m3 y peso menor a 25kg, capaz de determinar la concentración de gases contaminantes tales como el CO, NO2 y PM2.5 dentro de los rangos recomendados por el MINSA. El sistema desarrollado minimiza su costo de operación al abastecerse de energía mediante paneles solares funcionando al 25% de su capacidad de captación lumínica, además de contar con la capacidad para funcionamiento de emergencia de 12h y los equipos necesarios para determinar las principales variables meteorológicas. Durante el presente trabajo, se siguió la metodología de diseño mecatrónico planteada por la norma VD2206 adaptada a sistemas ciber-físicos comprobándose su pertinencia en procesos de desarrollo similares. Así mismo, se comprobó con un prototipo de baja fidelidad la capacidad del sistema para enviar datos en tiempo real a través de internet hacia la plataforma IOT de IBM (Watson). Finalmente, se elaboró la propuesta de un modelo para la ubicación de una red de estos nodos sensoriales y su optimización mediante algoritmos de aprendizaje automático.

Made available in DSpace on 2016-01-26T12:51:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 deniserigueira_dissertr.pdf: 813199 bytes, checksum: 6d0fe389f5316c7bbac1ab5ea9588a7a (MD5) Previous issue date: 2010-07-23 / Respiratory diseases are the second most frequent cause of hospitalization by the Brazilian Unified Health System (SUS). SUS is responsible for 1,541,113 admissions throughout the country. Asthma and Rhinitis are considered the most common chronic diseases among children and teenagers. Their prevalence has been significantly increased becoming a major public health problem. There is a wide range variation in prevalence of reported asthma, rhinitis, and their symptoms. The observed differences can be, at least in part, due to methodological problems in defining asthma symptoms. The International Study of Asthma and Allergies in Childhood (ISAAC) was developed in an attempt to standardize the methods used in epidemiological studies. It is used to evaluate and compare the prevalence and severity of asthma, rhinitis, and eczema among different cities and countries. In Brazil, the standardized ISAAC questionnaire was translated and validated. Several studies pinpoint that social and environmental factors such as the Western lifestyle, urbanization, and increased population density can be considered as important determinants in the prevalence of asthma and rhinitis. Air pollution has also been identified as an exacerbating factor of these allergic diseases. More recent studies have shown the association between air pollution due to cane trash burning and respiratory morbidity, thus increasing the amount of daily inhalation at the Emergency Service and hospitalizations due to respiratory problems. Objective: To estimate prevalence of asthma, rhinitis, related respiratory symptoms, and predisposing factors in students from Monte Aprazível, São Paulo State, and to evaluate the role of daily exposition to air pollution on respiratory function of these students. Monte Aprazível is a low-population density city, with low motor traffic; warm climate; and a predominantly sugarcane-based agriculture. Casuistry and Method: This is a descriptive transversal study in children ranging from 10-14 years of age, using a questionnaire composed of asthma and rhinitis components of ISAAC protocol, along with socio-demographic and predisposing factor questions, family and personal past medical history. Repeated measures of peak expiratory flow in children, and black carbon and PM2,5 concentration levels were carried out. Results: Prevalence of asthma and rhinitis was 11% and 33.2%, respectively. From the asthmatic children, 10.4% presented four or more wheezing attacks in the past 12 months. Past family history was associated to presence of current asthma and rhinitis. Regarding rhinitis, there was also an association with presence of mold and cracks on the house. Rhinitis was most frequent from June to October, which matches sugarcane harvest season. Daily prevalence of PEF beneath 80% of the median was higher in days with greater concentration of PM2,5. Conclusion: Prevalence of asthma is below national average and that of rhinitis is above. Evidence suggests that pollution levels in cane trash burn season, although within acceptable levels, can be contributing to exacerbation of asthma and rhinitis episodes. / As doenças respiratórias constituem a segunda causa de hospitalização pelo SUS (13,59%), responsabilizando-se por 1.541.113 internações em todo o país. A asma e a rinite são consideradas as doenças crônicas mais comuns entre crianças e adolescentes e com prevalências que têm aumentado significativamente, tornando-se um importante problema de saúde pública. Existe grande variação nas prevalências relatadas de asma, rinite e seus sintomas. As diferenças observadas podem ser, pelo menos em parte, devidas a problemas metodológicos na definição dos sintomas de asma. Na tentativa de padronizar os métodos utilizados em estudos epidemiológicos para estimar e comparar prevalência e gravidade de asma, rinite e eczema entre diferentes cidades e países foi desenvolvido o International Study of Asthma and Allergies in Childhood (ISAAC). No Brasil, seu questionário padronizado foi traduzido e validado para o português. Vários estudos ressaltam que fatores sócio-ambientais como o estilo de vida ocidental, urbanização e elevada densidade populacional podem ser considerados determinantes importantes nas prevalências de asma e rinite. A poluição atmosférica também tem sido identificada como fator exacerbador dessas doenças alérgicas. Estudos mais recentes associam exposição à poluição do ar a aumento na incidência de asma. Diversos estudos têm mostrado associação entre poluição ambiental decorrente de queima de palha da cana de açúcar e morbidade respiratória, com aumento do número diário de inalações no Serviço de Emergência e aumento de internações hospitalares por problemas respiratórios. Objetivo: Estimar a prevalência de asma, rinite, sintomas respiratórios relacionados e fatores predisponentes em escolares de Monte Aprazível-SP, cidade com baixo tráfego, baixa densidade populacional, clima quente e que tem como base agrícola predominante a cana de açúcar, e avaliar o papel da exposição diária de poluição do ar na função respiratória desses escolares. Casuística e Método: Estudo descritivo transversal em crianças de 10 a 14 anos, com aplicação de questionário composto pelos componentes de asma e de rinite do protocolo ISAAC, acrescido de questões sócio-demográficas, fatores predisponentes e antecedentes pessoais e familiares. Foram realizadas medidas repetidas do pico de fluxo expiratório nas crianças e dos níveis de concentração de PM2,5 e de black carbon. Resultados: A prevalência de asma foi de 11% e de rinite, de 33,2%. 10,4% apresentaram mais de 4 crises de sibilos nos últimos 12 meses. Antecedentes familiares se associaram à presença de asma e de rinite atuais. Para rinite, houve também associação com presença de mofo ou rachadura na casa. Rinite apresentou maior frequência nos meses de junho a outubro, período de safra da cana de açúcar. Prevalência diária de PFE abaixo de 80% da mediana foi maior em dias com maior concentração de PM2,5. Conclusão: A prevalência de asma está abaixo e a de rinite está acima da média nacional. As evidências sugerem que os níveis de poluição nos períodos de queima da palha da cana de açúcar, embora dentro dos níveis aceitáveis, podem estar contribuindo para a exacerbação de episódios de asma e de rinite.

Los altos niveles de contaminantes atmosféricos en el nordeste de la Península Ibérica tienen un fuerte impacto tanto en los ecosistemas como en la salud humana. Esta región es particularmente sensible a la contaminación por ozono (O3), debido a su compleja topografía, que induce una estructura del flujo que tiene importantes efectos en el transporte y la transformación de contaminantes fotoquímicos. A pesar de esta complejidad, la utilización de modelos de calidad del aire multiescala y anidados se ha revelado como una herramienta útil a la hora de evaluar fenómenos relacionados con la calidad del aire en terrenos muy complejos.El modelo de calidad de aire de tercera generación empleado para simular la problemática de contaminación atmosférica en el nordeste de la Península Ibérica es MM5-EMICAT2000-CMAQ, configurado con alta resolución espacial (1-2km) y temporal (1h). El modelo meteorológico de mesoescala MM5 fue aplicado para simular las circulaciones atmosféricas en una escala regional. EMICAT2000 fue desarrollado por el Dr. Parra dentro del Laboratorio de Modelización Ambiental, bajo la dirección del Dr. Baldasano, con el fin de estimar las emisiones de contaminantes primarios; y para proporcionar la información requerida por el modelo de transporte químico CMAQ. Este modelo ha sido configurado con diferentes parametrizaciones para analizar su influencia en los resultados de O3 troposférico. Tras desarrollar una metodología de comparación y selección de mecanismos fotoquímicos, el mecanismo CBM-IV fue implementado en CMAQ para representar la química en fase gas y heterogénea, puesto que este mecanismo presentó un comportamiento medio y representativo del actual estado de los conocimientos en este campo.El episodio de contaminación fotoquímica seleccionado tuvo lugar entre el 13 y el 16 de agosto del año 2000. Este episodio corresponde a una situación típica de verano de bajo gradiente bárico con altos niveles de O3 en toda la cuenca Mediterránea que sobrepasan el umbral de 180 g m-3 establecido en la Directiva 2002/3/CE. El dominio de estudio cubre un área de 272x272 km2 centrado en el nordeste de la Península Ibérica. Los problemas derivados de la inicialización del modelo y de la generación de condiciones de contorno para el dominio se solucionaron empleando una aproximación multiescala, realizando simulaciones para toda la Península Ibérica y suministrando la información al dominio del noreste peninsular a través de procedimientos de anidamiento unidireccionales. La influencia de las condiciones iniciales fue minimizada mediante un spin-up de 48 horas previo a las simulaciones reales, que reduce el impacto de las condiciones iniciales a un factor por debajo del 10% en el caso del O3.La aplicación de una alta resolución resulta esencial a la hora de describir los fenómenos mesoescalares en terrenos muy complejos. Ciertas particularidades de pequeña escala aparecen cuando se usa una resolución horizontal de 2km y 16 capas verticales. Con la resolución propuesta, el modelo MM5-EMICAT2000-CMAQ puede ser aplicado para usos regulatorios, ya que alcanza los criterios de exactitud establecidos tanto por la USEPA como por la Directiva 2002/3/CE.El origen de los altos niveles de contaminación atmosférica en el área de estudio está condicionado por la superposición de circulaciones de diferente escala que pueden ser descritos por la combinación de modelos globales y regionales, como ECHAM5/MESSy y MM5-EMICAT2000-CMAQ, respectivamente. La presencia de niveles altos de O3 es el resultado de las interacciones de diferentes procesos en los que domina la fotoquímica local y la deposición seca, fundamentalmente.El método de los indicadores fotoquímicos presentado proporciona un test para la evaluación de la sensibilidad del sistema O3-NOx-COVs, mostrando la correlación entre indicadores fotoquímicos y la química de NOx y COVs en terrenos muy complejos. Adicionalmente, MM5-EMICAT2000-CMAQ es una herramienta útil a la hora de establecer políticas de control de emisión de precursores de O3 y para analizar su comportamiento en áreas industriales muy complejas como es el caso de Tarragona, donde la química de O3 está fuertemente controlada por las emisiones industriales de COVs.Con el fin de estudiar el efecto fin de semana, se acopló a MM5-CMAQ un inventario de emisiones considerando diferencias entre los distintos días de la semana. Durante los fines de semana, las emisiones de vehículos pesados experimentan una reducción substancial. El retraso de 1-2 horas en los picos de las emisiones de precursores en los fines de semana produce que se genere O3 más eficientemente que con las emisiones de NOx durante los días de semana laborables. Debido a este comportamiento, un importante incremento en los niveles de O3 es simulado y observado en las zonas costeras urbanas. La mayor reducción proporcional de NOx durante los fines de semana hace que el potencial de formación de O3 sea más activo en los fines de semana comparado con los días laborables.Por último, cabe destacar que la aplicación de MM5-EMICAT2000-CMAQ a la descripción de la problemática de calidad del aire representa un instrumento que puede contribuir a establecer políticas de gestión ambiental y legislativas dentro del marco de la actual Directiva 2002/3/CE para O3 en aire ambiente. / The high levels of air pollutants over the northeastern Iberian Peninsula in summer have a strong influence both on ecosystems and human health. The region is particularly sensitive to air pollution by ozone (O3), since its complex topography, that induces an extremely complicated structure of the flow that has important effects in the transport and transformation of pollutants. Despite of its complexity, the utilization of multiscale-nested air quality models has revealed as a useful tool to assess air quality issues in very complex terrains. The third generation air quality model MM5-EMICAT2000-CMAQ was used to simulate air quality issues in the domain of the northeastern Iberian Peninsula with high spatial (1-2km) and temporal (1h) resolution. The MM5 mesoscale meteorological model was applied to simulate regional-scale atmospheric circulations. EMICAT2000 was developed by Dr. Parra within the Environmental Modeling Laboratory headed by Dr. Baldasano, in order to estimate the emission of primary pollutants in the northeastern Iberian Peninsula; and to provide the basis for work in air quality modeling using chemical transport models. The CMAQ chemical transport model has been configured with different parameterizations in order to analyze their influence in O3 results. After developing a methodology for the comparison and selection of photochemical mechanisms, CBM-IV was implemented in CMAQ, coupling gas-phase and heterogeneous chemistry, since it reveals as the mechanism that presents a closer behavior to the average state-of-the-science.Modeling was conducted for the photochemical pollution event that took place from 13-16 August, 2000. This episode corresponds to a typical summertime low pressure gradient with high levels of O3 in the Iberian Peninsula that exceed the European threshold of 180 g m-3 established in Directive 2002/3/EC. The domain of study covers a squared area of 272x272 km2 centered the northeastern Iberian Peninsula.The problems concerning the initialization of the model and the generation of boundary conditions for the domain were solved by using a multiscale approach, performing simulations in the entire Iberian Peninsula to provide the necessary boundaries by one-way nesting procedures. The influence of initial conditions was minimized through a 48h spin-up prior to formal simulations that reduces their impact factor to lower than 10% for O3.High resolution becomes essential when describing mesoscale phenomena in very complex terrains. Some small-scale features in low-troposphere processes throughout the day appear when using a horizontal resolution of 2km and 16 vertical layers. With this resolution, the MM5-EMICAT2000-CMAQ model is suitable to be used for regulatory purposes since it meets the performance criteria established both by the USEPA and the Directive 2002/3/EC.The origin of the high levels of air pollutants in the area is conditioned by the superposition of circulations of different scale that may be described by the combination of global and regional models (ECHAM5/MESSy and MM5-EMICAT2000-CMAQ). The occurrence of high O3 levels is the result of an imbalance between high local chemical production rates and dry deposition, fundamentally. The method of photochemical indicators provides a test for sensitivity evaluation of O3-NOx-VOCs sensitivity, showing the correlation between photochemical indicators and simulated NOx-VOCs chemistry in very complex terrains. Furthermore, MM5-EMICAT2000-CMAQ provides a useful tool to set control policies for the emissions of O3 precursors and to analyze their behavior in very complex industrial areas, as the area of Tarragona, where the O3 chemistry is strongly controlled by the industrial emissions of VOCs.A day-specific hourly emissions inventory considering day-to-week variations in emissions has been coupled with MM5-CMAQ to conduct a study of the O3 weekend effect. On weekends, traffic from heavy-duty vehicles undergoes a substantial reduction. The shift of 1-2 hours in peaks of precursors emissions at weekends causes the midday emissions to produce O3 more efficiently compared with the NOx emitted on weekdays. Because of this behavior, a significant weekend increase in O3 weekend concentrations is simulated in coastal urban areas. The higher proportional reduction of NOx on weekends makes O3-forming photochemistry more active on weekends compared to weekdays.Last, it should be highlighted that the utilization of MM5-EMICAT2000-CMAQ applied to the description of air quality issues over the northeastern Iberian Peninsula represents a useful instrument that may contribute to the establishment of environmental managing policies and to regulatory purposes according to the actual Directive 2002/3/EC for O3 in ambient air.