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DEPARTAMENTO INGENIERÍA QUÍMICA
EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL
AIRE AMBIENTE EN EL CAMPUS UNIVERSITARIO DE ESPINARDO DE
LA UNIVERSIDAD DE MU RCIA
INFORME FINAL 2013
Equipo Investigador:
Dra. Antonia Baeza Caracena
Dr. Agustín Miñana Aznar Ingeniero Alberto González Llorente
GRUPO DE SEGURIDAD E HIGIENE EN LA INDUSTRIA
2
3
Dña.Antonia Baeza Caracena, Profesora Contratada Doctora, y D.
Agustín Miñana Aznar, Catedrático Emérito de Universidad, adscritos ambos
al Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Murcia
CERTIFICAN:
Que el trabajo “EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE AMBIENTE
EN EL CAMPUS UNIVERSITARIO DE ESPINARDO DE LA UNIVERSIDAD
DE MURCIA. INFORME FINAL 2013” ha sido realizado en este Departamento
y bajo su coordinación y dirección.
En Murcia a 29 de Abril de 2013.
Agustín Miñana Aznar Antonia Baeza Caracena.
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5
ÍNDICE.
6
I. INTRODUCCIÓN, ANTECEDENTES Y OBJETIVOS.
II. ESTRATEGIA DEL MUESTREO.
II.1. DESCRIPCIÓN DE LA ZONA OBJETO DE ESTUDIO.
II.2. DISPOSITIVOS DE CAPTACIÓN DE CONTAMINANTES.
II.3. SECUENCIA TEMPORAL DE LAS MEDIDAS.
II.4. DISPOSICIÓN DE LOS ELEMENTOS DE CAPTACIÓN.
II.5. ANÁLISIS DE LAS MUESTRAS.
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN.
III.1 RESULTADOS DEL MUESTREO AMBIENTAL.
III.2. ANALISIS DE LOS DATOS METEOROLÓGICOS.
III.2.1. Dirección del viento.
III.2.2. Velocidad del viento.
III.2.3.Categorización de la atmósfera.
III.3. ANÁLISIS DE LOS DATOS DE TRÁFICO.
III.4. UBICACIÓN DEL PERIODO DE MUESTREO EN EL TOTAL ANUAL.
III.5. COMPARACIÓN CON EL ESTUDIO DE 2009
III.6. COMPARACIÓN CON LOS VALORES LÍMITE
III.7. RIESGO DE LA POBLACIÓN DEL CAMPUS.
IV. CONCLUSIONES Y PROPUESTAS DE MEJORA.
IV.1. CONCLUSIONES
IV.2. PROPUESTAS DE MEJORA
V. BIBLIOGRAFÍA
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.
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4
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla I.1. Valor límite para el benceno.
Tabla I.2. Valores límite para el dióxido de nitrógeno (NO2) y los óxidos de
nitrógeno (NOx) y umbral de alerta para el dióxido de nitrógeno.
Tabla I.3. Valores objetivo para el ozono.
Tabla II.1. Principales edificios del Campus Universitario de Espinardo.
Tabla II.2 Número de alumnos matriculados por facultades del Campus de
Espinardo durante el curso 2011/2012.
Tabla II.3 Número de personas de PDI y PAS adscritos al Campus de
Espinardo durante el curso 2011/2012.
Tabla II.4. Localización de los puntos de muestreo.
Tabla III.1. Valores de concentración de los distintos contaminantes durante el
periodo de muestreo en el Campus de Espinardo.
Tabla III.2. Análisis estadístico de las variables meteorológicas.
Tabla III.3. Extrapolación de los valores de la situación anual de la
concentración de contaminantes en el Campus.
Tabla III.4 Comparación de la calidad del aire en los años 2009 y 2012 en cada
punto de muestreo del Campus
Tabla III.5. Comparación de los valores media y mediana obtenidos en 2009 y
2012.
Tabla III.7. Concentración media de benceno en el periodo muestreado.
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3
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura II.1. Plano del Campus de Espinardo con sus principales instalaciones.
Figura II.2. Lámina soporte.
Figura II.3. Cuerpos difusivos para medida de BTEX (blanco y
amarillo), NOX (azul) y Ozono (negro).
Figura II.4. Cartucho adsorbente utilizado.
Figura II.5. Esquema de la evolución temporal del muestreo.
Figura II.6. Ubicación de los puntos de medida en el Campus de
Espinardo.
Figura III.1. Mapa de concentraciones de n-Hexano en el Campus de
Espinardo.
Figura III.2. Mapa de concentraciones de c-Hexano en el Campus de
Espinardo.
Figura III.3. Mapa de concentraciones de Benceno en el Campus de
Espinardo.
Figura III.4. Mapa de concentraciones de Tolueno en el Campus de Espinardo.
Figura III.5. Mapa de concentraciones de Etilbenceno en el Campus de
Espinardo.
Figura III.6. Mapa de concentraciones de m,p-Xileno en el Campus de
Espinardo.
Figura III.7. Mapa de concentraciones de o-Xileno en el Campus de Espinardo.
Figura III. 8. Mapa de concentraciones de Óxidos de Nitrógeno en el Campus
de la Espinardo.
Figura III. 9. Mapa de concentraciones de Ozono en el Campus de Espinardo.
Figura III.10. Rosa de los vientos en el Campus en el periodo de muestreo.
Figura III.11. Distribución de frecuencias de velocidades de viento.
Figura III.12. Clase de estabilidad atmosférica del periodo diurno.
Figura III.13. Clase de estabilidad atmosférica del periodo nocturno.
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2
Figura III.14. Cuantificación del número de vehículos en los principales accesos
al Campus durante el periodo de muestreo.
Figura. III.15 Distribución de frecuencia del ozono y percentil correspondiente al
periodo evaluado.
Figura III.16 Distribución de frecuencia de los NOX y percentil correspondiente
al periodo evaluado.
Figura III.17 Representación de los valores medios de concentración de BTEX
y NOX de 2009 y 2012.
Figura III.18 Representación de los valores medios de concentración de Ozono
de 2009 y 2012.
53
54
55
59
60
3
4
I. INTRODUCCIÓN, ANTECEDENTES Y OBJETIVOS
5
15
El progresivo incremento del parque automovilístico y la utilización masiva de
combustibles fósiles, origina un aumento significativo de emisiones de especies que
contaminan el aire en los núcleos habitados.
Esta acumulación atmosférica de contaminantes está originando las
situaciones más preocupantes a las que se enfrenta la humanidad en el siglo XXI,
como el cambio climático, la lluvia ácida, la destrucción del ozono estratosférico y la
creciente degradación del aire urbano.
Como consecuencia de ello, la calidad del aire es motivo de atención en las
políticas de actuación en materia de Medio Ambiente y de Desarrollo Sostenible por
los países de la Unión Europea, con principios en esta materia consagrados en el
artículo 174 del Tratado de Niza. La pretensión de dicho artículo no es otra que fijar
objetivos de calidad del aire, puesto que el mismo impone la aplicación del principio
de cautela en relación con la protección de la salud de las personas y del medio
ambiente.
Hay que tener en cuenta que al aire no se le pueden poner fronteras, por lo
que es precisa y necesaria la cooperación de todos los países sin ningún tipo de
excepción; cualquier tipo de problema de contaminación atmosférica en un
determinado país puede extenderse a otros limítrofes en muy poco tiempo y sin
posibilidad de frenar los efectos perjudiciales.
Con esta finalidad se vienen desarrollando Directivas para elaborar planes de
acción en las zonas en las cuales las concentraciones de los contaminantes
superen unos valores límite establecidos, y se viene, igualmente, efectuando su
transposición a la legislación de los Estados Miembros, como se ejemplifica en el
Real Decreto 102/2011, de 28 de enero, relativo a la mejora de la calidad del aire.
De esta forma se va avanzando en el control de los contaminantes y
fomentando al mismo tiempo la investigación sobre los efectos de aquellos,
suscitando técnicas normalizadas de medición precisa y criterios para decidir la
ubicación de las estaciones de medición como elementos importantes para la
16
evaluación de la calidad del aire ambiente, con vistas a obtener información
comparable e intercambiable entre los diferentes países de la Unión Europea.
Así, la actuación típica en materia de calidad del aire se puede resumir en la
consecución de los siguientes objetivos:
- Determinar los valores límite de un contaminante que garanticen la
protección o reducción, según los casos, de los efectos nocivos para la salud
humana y para el medio ambiente.
- Evaluar las concentraciones de los contaminantes en el aire ambiente,
empleando métodos normalizados comunes.
- Obtener información adecuada sobre las concentraciones de los
contaminantes en el aire ambiente y disponer que dicha información esté al alcance
del público.
- Mantener la calidad del aire ambiente cuando sea buena y mejorarla en los
casos que sea apropiado hacerlo, adoptando las medidas oportunas.
Entre los diferentes contaminantes emitidos por los combustibles de
automoción, destacan los óxidos de nitrógeno (NOX) y los compuestos orgánicos
volátiles (COV's). A partir de éstos y, teniéndolos como precursores, se forma, vía
fotoquímica, en presencia de la radiación solar, ozono (O3) a nivel troposférico.
Dentro del grupo de los compuestos orgánicos volátiles, los compuestos aromáticos
benceno, tolueno y xilenos (BTX’s) son especialmente significativos a causa de sus
efectos sobre la salud humana y su importante presencia en las gasolinas.
Asimismo, también son significativos n-hexano, c-hexano y etilbenceno.
Es bien conocida la capacidad toxicológica del benceno, habiéndose
constatado sus características carcinogénicas, concretadas en su acción leucémica
(WHO, 2000). Por ello las autoridades de la Unión Europea señalaron al benceno
como hidrocarburo representativo de las emisiones de COV's, definiendo un valor
17
límite para ambientes urbanos en la Directiva 2000/69/CE de 16 de noviembre
(DOCE, 13 diciembre de 2000).
En el Real Decreto 102/2011, de 28 de enero, se fija el valor límite para el
benceno en 5 µg·m-3, según se recoge en la Tabla I.1.
Tabla I.1. Valor límite para el benceno
El valor límite se expresará en µg/m3, referido a una temperatura de 293 K y a una presión de 101,3 kPa. Período
de promedio
Valor límite
Margen de tolerancia Fecha de cumplimiento del valor límite
Valor límite para la protección de la salud humana
Año civil 5 µg/m3 5 µg/m3 (100 %) el 13 de diciembre de 2000, reduciendo el 1 de enero de 2006 y posteriormente cada doce meses 1 µg/m3 hasta alcanzar el 0 % el 1 de enero de 2010 5 µg/m3, en las zonas y aglomeraciones en las que se haya concedido una prórroga de acuerdo con el artículo 23
1 de enero de 2010
Por otro lado, compuestos como tolueno y xilenos tienen carácter tóxico,
provocan acciones depresoras sobre el sistema nervioso central y, si bien no está
plenamente demostrado, se admite que su presencia puede acarrear una mayor
incidencia en el desarrollo de tumores malignos.
Por otra parte, con el fin de preservar a la población de los efectos nocivos de
los óxidos de nitrógeno sobre la salud humana, en el Real Decreto 102/2011, de 28
de enero, se fija el valor límite medio anual para estos compuestos en 40 µg·m-3 y el
umbral de alerta en 200 µg·m-3, según se recoge en la Tabla I.2.
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Tabla I.2. Valores límite para el dióxido de nitrógeno (NO2) y los óxidos de nitrógeno (NOx) y umbral de alerta para el dióxido de nitrógeno
Del mismo modo, en el Real Decreto 102/2011, de 28 de enero, se
establecen los valores objetivo para las concentraciones de ozono en el aire
ambiente que deberán ser alcanzados en el año 2010.
Tabla I.3. Valores objetivo para el ozono.
19
Así pues, para evaluar la calidad del aire ambiente en el Campus de Espinardo se
han seleccionado los siguientes contaminantes: n-hexano, ciclohexano, benceno,
tolueno, o-xileno y m,p-xilenos, etilbenceno, ozono y óxidos de nitrógeno.
OBJETIVOS
Es conveniente resaltar que, además de cubrir los objetivos generales de una
actuación típica en materia de calidad de aire, indicados anteriormente, la
realización de este estudio añade el interés de conocer la situación posterior a la
implantación del tranvía como medio de transporte público en el Campus de
Espinardo.
En el desarrollo de este proyecto se propone cubrir los siguientes objetivos:
1. Planificar la toma de muestras de los contaminantes seleccionados
mediante la ubicación de los puntos de muestreo y la utilización de la
técnica de captación pasiva.
2. Poner a punto los métodos analíticos y realizar las determinaciones
correspondientes.
3. Elaborar mapas de concentración de los contaminantes atmosféricos
medidos y analizar los resultados obtenidos.
4. Correlacionar la concentración de los contaminantes evaluados frente a las
condiciones meteorológicas, la geometría de la zona y el tráfico, para
observar cómo afectan dichas variables a la dispersión de los
contaminantes.
5. Estudiar las diferencias en la concentración de los contaminantes en el aire
del Campus en la actualidad con respecto a la situación que fue objeto de
20
estudio en 2009, previa a la implantación del tranvía y la ampliación de la
zona norte del Campus de Espinardo
6. Estudiar la exposición de la Comunidad Universitaria del Campus de
Espinardo a los contaminantes directamente relacionados con el tráfico de
vehículos. Estimar el riesgo de dicha población frente al benceno.
7. Proponer, en caso necesario, las actuaciones convenientes para disminuir
el riesgo y la exposición de la Comunidad Universitaria a estos
contaminantes.
21
II. ESTRATEGIA DEL MUESTREO
22
23
II.1. DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO.
El área que ha sido seleccionada para llevar cabo este estudio ha sido el Campus
de Espinardo de la Universidad de Murcia, situado a algo más de 5 kilómetros al noroeste
del centro de la ciudad de Murcia. Se ubica muy cerca del barrio de Espinardo, en el
distrito norte de la ciudad, y aunque sea este barrio el que le da el nombre, el Campus
pertenece en parte a las pedanías de El Puntal y Guadalupe. Se llega a él a través de la
autovía A-30, o bien por la Avenida Juan Carlos I como vías de acceso principales, pero
existen otras secundarias desde localidades colindantes como Molina de Segura.
En este Campus se encuentran la mayoría de Facultades y Centros que
componen la Universidad de Murcia, tal y como podemos ver en la Figura II.1 y Tabla II.1.
La Tabla II.2 recoge el número de alumnos matriculados por Facultades y la Tabla
II.3 recoge el personal docente e investigador (PDI) y personal de administración y
servicios (PAS) del Campus de Espinardo durante el curso 2011/2012.
El cómputo global supone unas 24.756 personas que pueden estar expuestas a los
niveles de concentración de inmisión determinados en este estudio.
24
Figura II. 1. Plano del Campus de Espinardo con sus principales instalaciones
25
Tabla II.1. Principales edificios del Campus de Espinardo.
1. Pista de Atletismo Monte Romero 2. Facultad de Economía y Empresa 3. Facultad de Comunicación y Documentación 4. Campos de Fútbol 5. Centro de Atención a la Infancia 6. Instalaciones Deportivas
6 exterior. Granja Veterinaria 7. Centro Europeo de Empresas e Innovación de Murcia (CEEIM) 8. Residencia Universitaria. Apartamentos Campus 9. Facultad de Educación 10. Aulario Giner de los Ríos 11. Facultades de Ciencias del Trabajo y de Trabajo Social 12. Edificio Luis Vives y Facultad de Filosofía 13. Escuela de Negocios (ENAE) 14. Biblioteca General 15. Facultad de Matemáticas y Aulario general 16. Hospital Clínico Veterinario 17. Facultad de Veterinaria 18. Edificio Rector Soler 19. Facultad de Química 20. Facultad de Biología 21. Servicio de Apoyo a la Investigación (SACE/CAID) 22. Unidad Técnica 23. Facultad de Medicina 24. Servicio de Animales de Laboratorio 25. Centro de Edafología y Biología Aplicada del Sureste (CEBAS/CSIC) 26. Edificio C 27. Edificio D 28. Piscina Climatizada 29. Centro Social Universitario 30. Aulario Norte 31. Facultad de Psicología 32. Facultad de Informática 33. Area de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones Aplicadas (ÁTICA) 34. Centro de Investigación en Óptica y Nanofísica (CIOyN) 35. Escuela Universitaria de Visión Integral y Clínica Universitaria de Visión Integral
(CUVI) 36. Facultad de Bellas Artes 37. Campo de Béisbol 38. Recinto de Actividades Recreativas
26
Tabla II.2 Número de alumnos matriculados por Facultades del Campus de Espinardo durante el curso 2011/2012.
FACULTAD Nº ALUMNOS F. Bellas Artes 536 F. Biología 1427 F. Ciencias del Trabajo 1342
F. Comunicación y Documentación 1018 F. Economía y Empresa 4125 F. Educación 4821 F. Enfermería 985 F. Filosofía 354 F. Informática 1089 F. Matemáticas 289 F. Medicina 2643 F. Óptica y Optometría 275 F. Psicología 1687 F. Química 1107 F. Trabajo Social 707 F. Veterinaria 1055 TOTAL 23460
Tabla II.3 Número de personas de PDI y PAS adscritos al Campus de Espinardo durante el curso 2011/2012.
Ratio Número de personas curso 2011/20012
Personal docente e investigador (PDI)
12,52 alumnos/PDI 1874
Personal de Administración y Servicios (PAS)
0,544 PAS/PDI 1019
(Fuente: UMU, La Universidad de Murcia en cifras, 2013)
En relación al PDI, se ha estimado el número de personas que desempeñan su labor
en la zona de estudio, a partir del ratio entre el número total de alumnos de la Universidad
de Murcia y el número total de profesores. El número de personas de PAS adscrito al
Campus de Espinardo se ha estimado a partir del ratio PAS/PDI.
27
II.2. DISPOSITIVOS DE CAPTACIÓN DE CONTAMINANTES.
Para llevar a cabo el muestreo de contaminantes se ha utilizado un captador pasivo
de simetría radial desarrollado por la Fondazione Salvatore Maugeri (Padova ,Italia) bajo
la denominación de Radiello (Fondazione Salvatore Maugeri-IRCCS-, 1999).
Un captador o muestreador pasivo, es un dispositivo capaz de tomar muestras de
contaminantes ambientales en forma de gas o vapor, mediante el transporte de materia
provocado por la diferencia de concentraciones originada desde el ambiente hacia un
medio capaz de retener los contaminantes, los cuales difunden sin que se precise un
movimiento activo de aire a través del muestreador.
El transporte de materia se realiza en condiciones tales que se pueda aplicar la
primera ley de Fick al contaminante considerado, llegando finalmente a una expresión
matemática que permite calcular la concentración ambiental del contaminante captado.
Este captador está constituido por los elementos siguientes:
1. Un soporte triangular de policarbonato provisto de un clip, para que pueda
sujetarse; de un bolsillo portaetiquetas y de una rosca en la parte inferior donde se
ensamblará el cuerpo difusivo (Figura II.2).
Figura II.2. Lámina soporte
2. El cuerpo difusivo, constituido por un cilindro de polietileno sinterizado microporoso
de 10 mm. de diámetro, 1,8 mm. de espesor y 50 mm de longitud, que constituye la
28
barrera de viento del captador, siendo además un material hidrófobo, lo que
minimiza la difusión del vapor de agua aumentando la capacidad de retención
(Figura II.3).
Figura II.3. Cuerpos difusivos para medida de BTEX (blanco y amarillo),
NOX (azul) y Ozono (negro).
3. En el interior del cilindro anterior y concéntrico a él se inserta un cartucho cilíndrico
de tela metálica en acero inoxidable de 5.9 mm. de diámetro, en cuyo interior se
compacta un lecho del agente adsorbente que retiene el contaminante
(Figura II.4.a).
4. Un tubo de vidrio con tapón de poliuretano sirve para guardar el cartucho con el
adsorbente y para, posteriormente, efectuar la desorción con disolvente
(Figura II.4.b).
Figura II.4. Cartucho adsorbente utilizado
El captador Radiello ha sido validado por la Fondazione Salvatore Maugeri y por el
European Reference Laboratory of Air Pollution, perteneciente al Centro Común de
Investigación de la Comisión Europea, situado en Ispra (Italia).
El captador se sitúa en el interior de una cubierta protectora de medidas
20 cm x 25 cm x 20 cm, que se fija a unos tres metros del suelo.
(a)
(b)
29
II.3. SECUENCIA TEMPORAL DE LAS MEDIDAS
La estrategia propuesta para este estudio comienza con un primer desplazamiento
por toda la extensión del Campus, con el fin de seleccionar la ubicación de los puntos de
muestreo.
Se establece un periodo de dos semanas (del 4 al 18 de mayo de 2012) para el
muestreo con el fin de obtener datos suficientemente representativos. Se realizan dos
desplazamientos los días inicial y final del periodo de muestreo. En el primero de ellos se
instalan los equipos necesarios y se inicia el muestreo a través de los captadores pasivos
de COV’s, NOX y O3. La secuencia en la que se han realizado los trabajos a lo largo de
los días de muestreo se refleja en la Figura II.5.
Figura II.5: Esquema de la evolución temporal del muestreo.
Finalizado el periodo de muestreo, se procede a retirar los equipos y a recoger las
muestras de los captadores, que son selladas “in situ”, y almacenadas en condiciones
adecuadas para su posterior análisis.
X J V S D L M X J V S D L M X
Colocación de
captadores Recogida
de captadores
30
II.4. DISPOSICIÓN DE LOS ELEMENTOS DE CAPTACIÓN
La ubicación de los captadores pasivos se efectúa distribuyéndolos
estratégicamente por las distintas zonas del área universitaria, de tal forma que, en su
conjunto, la concentración de contaminantes corresponda a un valor representativo del
Campus y represente la incidencia de los contaminantes analizados sobre la comunidad
universitaria. Uno de los puntos de muestreo (punto 5) se ubicó en la proximidad del
emplazamiento de la estación meteorológica, con el fin de obtener datos simultáneos de
concentraciones de contaminantes y de parámetros meteorológicos en un mismo punto.
En primer lugar, en cada punto de muestreo se fija la cubierta protectora mediante
sujeciones a báculos de farolas a una altura aproximada de tres metros sobre el nivel del
suelo. A continuación, se monta el captador y se coloca en el interior de la cubierta.
Por otra parte se instala, manipula y almacena un total de cuatro medidores
“blancos” para cada tipo de contaminante (doce en total) necesarios para garantizar la
calidad de las medidas efectuadas.
Tras el estudio preliminar, basado en el tamaño del área y según la disposición de
los viales y la distribución de la circulación rodada, se concluyó que era necesario utilizar
15 puntos de muestreo para compuestos orgánicos volátiles (COV’s), óxidos de nitrógeno
(NOX) y ozono troposférico (O3) situados en diferentes lugares. Tal como puede
observarse en la Tabla II.4 y en la Figura II.6.
El estudio realizado en el año 2009 no cubría la ampliación del Campus hacia la
zona Norte, en aquel momento, en las fases iniciales de desarrollo. Por ello, se estimó
que era suficiente utilizar diez puntos de toma de muestras. En la situación actual, ya
prácticamente consolidada dicha ampliación, se consideró necesario situar cinco nuevos
puntos de muestreo, además de respetar la ubicación de los diez anteriores, con el fin de
que el estudio comparativo entre ambos años fuera consistente.
31
Tabla II.4. Localización de los puntos de muestreo.
Punto Localización 1 Vial entre Edificio Rector Soler y la Facultad de Química 2 Rotonda Aulario Norte 3 Parada de autobús al norte de la Facultad de Medicina 4 Semáforo entre Facultades de Medicina y Biología 5 Entrada del Campus Oeste, junto estación meteorológica 6 Entrada a Facultad de Economía y Empresa por camino verde 7 Entrada Campus Sur, desde Espinardo 8 Aparcamiento de las pistas deportivas 9 Aparcamiento de la Facultad de Trabajo Social 10 Entrada Campus desde urbanizaciones frente al Edificio Luis Vives 11 Vial hacia ATICA 12 Vial entre Facultades de Óptica e Informática 13 Detrás de la piscina, en aparcamiento cubierto 14 Frente hospital veterinario 15 Rotonda Facultad de Bellas Artes
Figura II.6. Ubicación de los puntos de medida en el Campus de Espinardo.
1
2
3
4
5
6
7
89
1011
12
13
14
15
32
II.5. ANÁLISIS DE LAS MUESTRAS
Una vez almacenadas las muestras, se procede a su análisis en el laboratorio. Las
medidas de los compuestos orgánicos volátiles se realizan mediante desorción líquida
seguida de análisis cromatográfico de gases, utilizando un detector de ionización de
llama. Las medidas de ozono y óxidos de nitrógeno se realizan también por desorción
líquida y se analizan mediante espectrofotometría visible.
Una vez obtenidos los resultados se procede a su estudio y discusión, con el fin de
elaborar el informe final.
33
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN.
34
35
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN.
En este apartado se presentan y discuten los resultados de los valores de
concentración en el Campus, así como los datos meteorológicos. A su vez se estudia la
influencia de las variables meteorológicas y la geometría del entorno en los valores de
concentración obtenidos.
También se ubica el periodo de muestreo dentro de la totalidad de un año. Para
ello se realiza un análisis de los datos procedentes de la estación de muestreo continuo
de contaminantes de la Unidad de Control de la Calidad de Aire de la CARM ubicada en
San Basilio (Murcia). Esto permite comparar los resultados obtenidos con los valores
límite vigentes y, por otra parte, contrastar dichos valores con los resultados de trabajos
precedentes.
Finalmente, se estima el riesgo de la población universitaria a uno de los
contaminantes evaluados que posee alto potencial cancerígeno como es el benceno.
III.1 RESULTADOS DEL MUESTREO AMBIENTAL.
La concentración ambiental, C, se calcula a partir de la masa analizada tras aplicar
la Primera Ley de Fick de la difusión, siguiendo la fórmula siguiente:
tQ
mc =
; Ec. V.1.
donde
“m” es la masa de contaminante captada en gµ , “t” es el tiempo de muestreo en
minutos y “Q” el valor del caudal de muestreo, característico para cada tipo de captador y
especie contaminante, en cm3/min.
En la Tabla III.1 se presentan los valores de concentraciones medidas de los
distintos contaminantes en la zona evaluada durante el periodo de muestreo además de
los valores medios, mediana, desviación estándar y, los percentiles 5 y 95.
36
Tabla III.1. Valores de concentración de los distintos contaminantes durante el periodo de muestreo en el Campus de Espinardo.
Concentración (µg/m
3)
Punto n-
Hexano
c-
Hexano Benceno Tolueno Etilbenceno
m, p-
Xileno
o-
Xileno NOX Ozono
1 0,08 n.d. 0,13 0,63 0,23 0,49 0,31 6,81 44,59
2 n.d. n.d. 0,11 0,61 0,24 0,49 0,34 3,52 63,03
3 0,15 0,10 0,14 0,63 0,23 0,49 0,32 2,64 81,35
4 n.d. n.d. 0,11 0,60 0,23 0,48 0,33 8,99 51,59
5 n.d. n.d. 0,11 0,62 0,23 0,49 0,32 11,44 60,86
6 n.d. n.d. 0,12 0,59 0,24 0,48 0,30 5,07 67,75
7 n.d. 0,10 0,13 0,60 0,24 0,50 0,31 12,75 58,57
8 n.d. n.d. 0,11 0,59 0,23 0,48 0,30 5,53 63,16
9 0,17 0,11 0,15 0,63 0,24 0,50 0,30 5,86 58,57
10 n.d. n.d. 0,11 0,61 0,24 0,49 0,31 7,60 81,51
11 n.d. n.d. 0,10 0,60 0,23 0,48 0,33 4,24 58,35
12 n.d. n.d. 0,11 0,61 0,23 0,48 0,32 4,76 138,35
13 n.d. 0,07 0,12 0,62 0,24 0,49 0,32 6,52 142,94
14 0,10 0,08 0,11 0,62 0,24 0,49 0,35 6,72 170,38
15 n.d. n.d. 0,11 0,61 0,23 0,49 0,34 7,97 74,37
Valor
medio 0,03 0,03 0,12 0,61 0,24 0,49 0,32 6,69 81,03
Mediana 0,00 0,00 0,11 0,61 0,24 0,49 0,32 6,61 65,45
Desviación
estándar 0,06 0,05 0,01 0,01 0,00 0,01 0,01 2,78 37,88
Percentil
95 0,16 0,10 0,14 0,63 0,24 0,50 0,34 11,83 151,17
Percentil 5 0,00 0,00 0,10 0,59 0,23 0,48 0,30 3,26 49,49
Máximo 0,17 0,11 0,15 0,63 0,24 0,50 0,35 12,75 170,38
Mínimo 0,00 0,00 0,10 0,59 0,23 0,48 0,30 2,64 44,59
37
A partir de estos valores de concentración se elaboraron los mapas de isoconcentración que muestran las Figuras III.1-III.9 empleando el programa SURFER 8.0. En estos mapas, se ha representado en verde las zonas donde las concentraciones son menores y va tornado a rojo a medida que las concentraciones van siendo mayores. Los mapas correspondientes a las concentraciones de n-hexano y c-hexano presentan zonas sin colorear porque en esos puntos las concentraciones calculadas son inferiores a los límites de cuantificación. En el caso del ozono se ha representado en el mapa las máximas concentraciones con un color azul oscuro debido a que en este caso aparecen zonas puntuales que sobrepasan el valor límite anual.
38
Figura III.1. Mapa de concentraciones de n-Hexano en el Campus de Espinardo.
-2-1
01
23
4
-3-2-101
0.08
25
0
0.15
5
0
0
0
0
0
0.17
2
0
0
0
0
0.10
3
0
00.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.1
0.11
0.12
0.13
0.14
0.15
0.16
0.17
0.18
Con
c. n
-Hex
ano
(µ
g/m
³)
39
-2-1
01
23
4
-3-2-101
0
0
0.10
1
0
0
0
0.09
7
0
0.11
3
0
0
0
0.07
48
0.08
44
0
00.00
50.
010.
015
0.02
0.02
50.
030.
035
0.04
0.04
50.
050.
055
0.06
0.06
50.
070.
075
0.08
0.08
50.
090.
095
0.1
0.10
50.
110.
115
Con
c. c
-Hex
ano
(µ
g/m
³)
Figura III.2. Mapa de concentraciones de c-Hexano en el Campus de Espinardo.
40
-2-1
01
23
4
-3-2-101
0.12
7
0.10
6
0.13
8
0.10
8
0.11
4
0.11
7
0.13
20.11
4
0.15
2
0.11
2
0.09
9
0.11
1
0.12
1
0.11
2
0.11
1
0.09
5
0.1
0.11
0.11
0.12
0.12
0.13
0.13
0.14
0.14
0.15
0.15
0.16
Con
c. B
ence
no
(µ
g/m
³)
Figura III.3. Mapa de concentraciones de Benceno en el Campus de Espinardo.
41
-2-1
01
23
4
-3-2-101
0.63
4
0.61
3
0.63
1
0.60
3
0.61
6
0.59
2
0.60
30.59
4
0.63
2
0.60
6
0.59
6
0.60
6
0.62
2
0.61
7
0.61
1
0.58
0.58
4
0.58
8
0.59
2
0.59
6
0.6
0.60
4
0.60
8
0.61
2
0.61
6
0.62
0.62
4
0.62
8
0.63
2
0.63
6
0.64
Con
c. T
olue
no
(µ
g/m
³)
Figura III.4. Mapa de concentraciones de Tolueno en el Campus de Espinardo.
42
Figura III.5. Mapa de concentraciones de Etilbenceno en el Campus de Espinardo.
-2-1
01
23
4
-3-2-101
0.23
4
0.23
8
0.23
5
0.23
3
0.23
3
0.23
8
0.24
20.23
3
0.23
8
0.23
6
0.23
4
0.23
2
0.23
5
0.23
8
0.23
4
0.23
0.23
10.
232
0.23
30.
234
0.23
50.
236
0.23
70.
238
0.23
90.
240.
241
0.24
20.
243
0.24
40.
245
0.24
60.
247
0.24
80.
249
0.25
Con
c. E
tilbe
ncen
o
(µ
g/m
³)
43
-2-1
01
23
4
-3-2-101
0.48
8
0.49
2
0.49
2
0.48
3
0.48
6
0.47
6
0.49
80.48
1
0.49
9
0.48
9
0.48
3
0.48
3
0.48
8
0.49
4
0.48
7
0.47
50.
476
0.47
70.
478
0.47
90.
480.
481
0.48
20.
483
0.48
40.
485
0.48
60.
487
0.48
80.
489
0.49
0.49
10.
492
0.49
30.
494
0.49
50.
496
0.49
70.
498
0.49
90.
5
Con
c. m
, p-X
ileno
(µ
g/m
³)
Figura III.6. Mapa de concentraciones de m, p-Xileno en el Campus de Espinardo.
44
Figura III.7. Mapa de concentraciones de o-Xileno en el Campus de Espinardo.
-2-1
01
23
4
-3-2-101
0.31
1
0.34
0.32
5
0.32
5
0.31
9
0.30
5
0.30
50.30
4
0.30
5
0.31
3
0.33
0.31
7
0.31
5
0.34
7
0.34
0.3
0.30
4
0.30
8
0.31
2
0.31
6
0.32
0.32
4
0.32
8
0.33
2
0.33
6
0.34
0.34
4
0.34
8
0.35
2
0.35
6
0.36
Con
c. o
-Xile
no
(µ
g/m
³)
45
Con
c. N
Ox
(µ
g/m
³) 246810121416182022242628303234363840 v
alor
lím
ite a
nual
-2-1
01
23
4
-3-2-101
6.8
3.5
2.6
9
11
5.1
13
5.5
5.9
7.6
4.2
4.8
6.5
6.7
8
Figura III.8. Mapa de concentraciones de Óxidos de Nitrógeno en el Campus de Espinardo.
46
-2-1
01
23
4
-3-2-101
44.6
63.0
81.4
51.6
60.9
67.7
58.663
.2
58.6
81.5
58.4
138.
4
142.
9
170.
4
74.4
30405060708090100
110
120
130
140
150
160
170
180
valo
r lím
ite a
nual
Con
c. O
zono
(
µg/
m³)
Figura III.9. Mapa de concentraciones de Ozono en el Campus de Espinardo.
47
De los resultados expuestos se deducen los siguientes aspectos:
� Las concentraciones de contaminantes orgánicos volátiles son bajas, de hecho
para el caso del benceno, único COV limitado, los valores máximos quedan lejos
del valor límite establecido . Además, los mapas de concentración obtenidos para
todos ellos presentan las mayores concentraciones en las mismas zonas, lo que
evidencia un comportamiento similar frente a la dispersión y degradación química.
� Se observa que en cada punto la concentración de tolueno es mayor que la de
m,p-xileno y esta mayor que la de etilbenceno y o-xileno; mientras que las
concentraciones más bajas del grupo de los BTEX son las de benceno .
� En el caso de los óxidos de nitrógeno , aunque las concentraciones en ningún
momento alcanzan el valor límite anual, cabe destacar como las zonas de una
mayor concentración pertenecen a los puntos de muestreo 5, 7, 10 y 15 que
coinciden con los accesos al Campus de Espinardo y los puntos 1 y 4 de alta
retención de tráfico. Además, las dos principales entradas al Campus (puntos 5 y 7)
registran mayores concentraciones por su mayor afluencia de tráfico , la
presencia de semáforos y su proximidad a autovías y carreteras principales.
� No obstante, resulta conveniente indicar que el valor límite establecido en la
normativa para la concentración de NOX está referido a periodos de tiempo
diferentes al periodo de muestreo de quince días realizado en este estudio.
� En lo referente al Ozono, se observa muy altas concentraciones en la parte oeste y
noroeste del campus, debido a que se trata de una zona muy abierta, con poco
apantallamiento, en la que la radiación solar es mayor. Esto favorece la formación
de contaminantes secundarios como el ozono.
� De nuevo, resulta conveniente indicar que los valores objetivo establecidos en la
normativa para Ozono están referidos a periodos de tiempo distintos al de
muestreo.
48
III.2. ANÁLISIS DE LOS DATOS METEOROLÓGICOS.
A partir de los datos proporcionados por el centro de meteorología de la
Universidad de Murcia se determina en este apartado la relación entre los distintos
parámetros meteorológicos y los resultados de distribución de concentraciones mostrados
anteriormente.
Los datos recibidos consisten en los registros de ciertos parámetros
meteorológicos que se resumen en la Tabla III.2, donde se muestran valores medios,
medianas (percentil 50) y percentiles 95 y 5 de los mismos. A pesar de que los datos de
temperatura ambiente, humedad relativa y presión atmosférica no son necesarios para la
determinación de la clase de estabilidad, su análisis estadístico proporciona más
información acerca de las condiciones que se dieron durante el periodo de muestreo.
Tabla III.2. Análisis estadístico de las variables meteorológicas.
Velocidad
del viento
(km/h)
Dirección del
viento (º)
Humedad
relativa (%)
Temperatura
ambiente
(ºC)
Presión
atmosférica
(hPa)
Mínimo 0 0 12,2 13,2 998,00
Máximo 34,60 358,60 100 38,0 1017,00
Valor medio 6,59 174,77 54,4 23,0 1008,12
Mediana 5,40 148,00 49,2 22,0 1009,00
Percentil 95 16,90 335,40 100 32,5 1015,00
Percentil 5 0,40 26,70 19,6 16,1 1001,00
NOTA: Estos datos han sido elaborados a partir de 28.799 registros, uno cada minuto
desde el 01/05/2012 al 20/05/2012.
III.2.1 Dirección del viento.
En la Figura III.10 se
las direcciones predominantes durante el periodo de muestreo.
Figura III.10. Rosa de los vientos en el
Como se puede observar en esta figura
este-sureste (E y ESE) y en menor medida la dirección noroeste (NO). Est
favoreció un barrido de los contaminantes
acumulación en aquellos lugares orientados en
y noreste, donde la geometría de las edificaciones no favorece la dispersión.
mapas de isoconcentración elaborados se refleja este comportamiento, que es
prácticamente general para todos los contaminantes.
SO
OSO
O
ONO
NO
49
Dirección del viento.
se representa la rosa de los vientos que indica
las direcciones predominantes durante el periodo de muestreo.
Rosa de los vientos en el Campus en el período de muestreo.
puede observar en esta figura, las direcciones preferentes son
sureste (E y ESE) y en menor medida la dirección noroeste (NO). Est
oreció un barrido de los contaminantes hacia esas direcciones y en consecuencia una
aquellos lugares orientados en otras direcciones, especialmente suroeste
donde la geometría de las edificaciones no favorece la dispersión.
mapas de isoconcentración elaborados se refleja este comportamiento, que es
para todos los contaminantes.
0
2
4
6
8
10
12
14
N
NNE
NE
ENE
E
ESE
SE
SSE
S
SSO
SO
NO
NNO
representa la rosa de los vientos que indica cuáles fueron
en el período de muestreo.
las direcciones preferentes son este y
sureste (E y ESE) y en menor medida la dirección noroeste (NO). Esta situación
esas direcciones y en consecuencia una
especialmente suroeste
donde la geometría de las edificaciones no favorece la dispersión. En los
mapas de isoconcentración elaborados se refleja este comportamiento, que es
50
III.2.2 Velocidad del viento.
El valor promedio de la velocidad del viento durante las dos semanas que duró el
muestreo fue de 6,59 km/h (1,83 m/s), valor muy próximo tanto a la media mensual como
a la anual. Esto es de gran interés pues supone un mayor grado de fiabilidad para la
extrapolación a partir de estos datos, de las conclusiones a nivel anual.
En la Figura III.11, que recoge la distribución de frecuencias de velocidad del
viento, se observa como los valores de velocidad del viento comprendidos entre 4 y 6
km/h son los más frecuentes (21%).
Por tanto, puede concluirse que la dispersión de contaminantes ha sido buena
durante el periodo de muestreo gracias a que las condiciones meteorológicas, dirección y
velocidad de viento, han sido favorables, determinando en gran medida los bajos niveles
de concentración obtenidos para todos los contaminantes primarios muestreados. Sin
embargo, en el caso del ozono medido en las zonas menos ventiladas, su incidencia ha
sido alta debido a la gran intensidad de radiación solar.
Figura III.11. Distribución de frecuencias de velocidades del viento.
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Fre
cue
nci
a r
ela
tiv
a (
%)
Velocidad del viento (km/h)
51
III.2.3 Categorización de la atmósfera.
Se aplicó la categorización atmosférica de Pasquill-Gifford, mediante
programación en Excel, con el fin de determinar qué tipo de estabilidad atmosférica se dio
con mayor frecuencia durante los días de muestreo.
La categorización atmosférica depende en cada momento de dos parámetros; en
el periodo diurno de la velocidad del viento y de la radiación solar, y en el nocturno, de la
velocidad del viento y del gradiente vertical de temperatura. Los resultados obtenidos se
han separado para su análisis en dichos periodos y se recogen en las Figuras III.12 y
III.13, en las que se representa las clases de estabilidad frente a la frecuencia.
Como puede observarse, durante el día existe un predominio de atmósfera neutra
(clase D de la categoría de Pasquill); seguido, de lejos, por una atmósfera ligeramente
inestable e inestable (clase C y B, respectivamente) con similar frecuencia entre ambas.
La situación de atmósfera muy inestable (clase A) se produjo en muy pocas ocasiones,
mientras que en ningún caso se registraron las denominadas ligeramente estable (clase
E) y estable (clase F).
La categoría predominante durante la noche es también la clase D, la cual dobla
en frecuencia a la clase F, mientras que la clase E se da muy poco.
En la Región de Murcia es típico un estado de la atmósfera ligeramente estable y
estable, relacionada con los anticiclones, que no favorece la dispersión de contaminantes.
Sin embargo durante el periodo de muestreo se acercó a la situación de borrasca,
viéndose favorecida la mezcla del aire y evitándose por tanto, en gran medida, la
estratificación de especies contaminantes.
Este resultado concuerda con las bajas concentraciones obtenidas, en general,
puesto que de haberse dado una situación anticiclónica, estas concentraciones habrían
sido más altas, pues la dispersión o mezcla no habría sido muy efectiva.
52
Figura III.12. Clase de estabilidad atmosférica del periodo diurno.
Figura III.13. Clase de estabilidad atmosférica del periodo nocturno.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%Fre
cue
nci
a r
el
(%)
A B C D E F
0
10
20
30
40
50
60
70
Fre
cua
nci
a r
ela
tiva
(%
)
D E F
III.3 ANÁLISIS DE LOS DATOS DE TRÁFICO.
Al considerar que, en el área sometida a estudio, la
contaminantes tiene su origen en los combustibles de automoción, se ha estimado de
interés analizar la relación entre el volumen de tráfico existente en el Campus y los niveles
de contaminación medidos.
Los datos del tránsito de
han sido proporcionados por la Unidad Técnica del
Infraestructuras de la Universidad de Murcia
importantes al Campus.
Figura III.14. Cuantificación del número de vehículos en los principales accesos al
53
ANÁLISIS DE LOS DATOS DE TRÁFICO.
Al considerar que, en el área sometida a estudio, la principal fuente emisora de
contaminantes tiene su origen en los combustibles de automoción, se ha estimado de
interés analizar la relación entre el volumen de tráfico existente en el Campus y los niveles
Los datos del tránsito de automóviles se detallan en la Figura
proporcionados por la Unidad Técnica del Vicerrectorado de
nfraestructuras de la Universidad de Murcia y corresponden a los tres accesos más
. Cuantificación del número de vehículos en los principales accesos al
Campus.
principal fuente emisora de
contaminantes tiene su origen en los combustibles de automoción, se ha estimado de
interés analizar la relación entre el volumen de tráfico existente en el Campus y los niveles
se detallan en la Figura III.14. Estos datos
icerrectorado de Economía e
los tres accesos más
. Cuantificación del número de vehículos en los principales accesos al
El número de vehículos
recinto, pero lo que interesa es la emisión que genera la circulación por el Campus de
cada vehículo en los desplazamientos posteriores a su entrada o anteriores a su salida.
Por otra parte, los datos facilitados
de muestreo. En consecuencia, no se ha podido establecer una relación entre el número
de vehículos medido y la concentración de los contaminantes analizados.
III.4. UBICACIÓN DEL PERIODO DE MUESTREO EN EL TOTAL ANU AL.
Con el fin de ubicar el periodo de muestreo dentro de
llevado a cabo el tratamiento de los datos
Contaminantes de la Comunidad Autónoma de la Región de Murcia
de San Basilio.
En primer lugar se han calculado las distribuciones de frecuencia relativas
acumuladas para Ozono y NO
procedentes de la mencionada
En las Figuras III.15
Ozono y los Óxidos de Nitrógeno
concentración media registrada durante el periodo de muestreo, del 4 al 18 de mayo.
Figura III.15. Distribución de frecuencia del Ozono y percentil correspondiente al periodo
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Fre
cu
en
cia
re
l. a
cu
mu
laa
(%
)
54
El número de vehículos indicado engloba los que entran y los que salen del
recinto, pero lo que interesa es la emisión que genera la circulación por el Campus de
ulo en los desplazamientos posteriores a su entrada o anteriores a su salida.
Por otra parte, los datos facilitados –únicos datos disponibles- no corresponden al periodo
de muestreo. En consecuencia, no se ha podido establecer una relación entre el número
de vehículos medido y la concentración de los contaminantes analizados.
. UBICACIÓN DEL PERIODO DE MUESTREO EN EL TOTAL ANU AL.
ubicar el periodo de muestreo dentro del conjunto
llevado a cabo el tratamiento de los datos procedentes de la Estación de Medida de
dad Autónoma de la Región de Murcia
En primer lugar se han calculado las distribuciones de frecuencia relativas
NOX. Para el resto de contaminantes no se dispuso de datos
mencionada estación.
y 16 se representan los percentiles del año 2012 para el
Ozono y los Óxidos de Nitrógeno (NOX), resaltando el percentil correspondiente a la
concentración media registrada durante el periodo de muestreo, del 4 al 18 de mayo.
. Distribución de frecuencia del Ozono y percentil correspondiente al periodo
evaluado.
Concentración ozono (µg/m³)
indicado engloba los que entran y los que salen del
recinto, pero lo que interesa es la emisión que genera la circulación por el Campus de
ulo en los desplazamientos posteriores a su entrada o anteriores a su salida.
no corresponden al periodo
de muestreo. En consecuencia, no se ha podido establecer una relación entre el número
de vehículos medido y la concentración de los contaminantes analizados.
. UBICACIÓN DEL PERIODO DE MUESTREO EN EL TOTAL ANU AL.
l conjunto anual, se ha
procedentes de la Estación de Medida de
dad Autónoma de la Región de Murcia situada en el Barrio
En primer lugar se han calculado las distribuciones de frecuencia relativas
to de contaminantes no se dispuso de datos
iles del año 2012 para el
, resaltando el percentil correspondiente a la
concentración media registrada durante el periodo de muestreo, del 4 al 18 de mayo.
. Distribución de frecuencia del Ozono y percentil correspondiente al periodo
Figura III.16. Distribución de frecuencia de los NO
Utilizando los percentiles calculados
extrapolado y estimado la concentración anual de NO
Campus de Espinardo (Ver Tabla
Tabla III.3. Extrapolación de los valores a la situación anual de la concentración de
DATOS DEL MUESTREO EN EL CAMPUS
Periodo de muestro (del 4 al 18 de mayo)
Media
Mediana
AÑO 2012 (del 1
Media
Mediana
Las altas concentraciones de Ozono
explicados del siguiente modo:
descomposición de los NOX para formar Ozono
debido a los altos niveles de radiaci
periodo.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%Fr
ec
ue
nc
ia re
l. a
cu
mu
laa
(%
)
55
. Distribución de frecuencia de los NOX y percentil correspondiente al periodo evaluado.
percentiles calculados para el periodo muestreado
extrapolado y estimado la concentración anual de NOX y Ozono que correspondería al
Tabla III.3).
Extrapolación de los valores a la situación anual de la concentración de
contaminantes en el Campus.
DATOS DEL MUESTREO EN EL CAMPUS
Periodo de muestro (del 4 al 18 de mayo)
O3 (µg/m3) NOX (µg/m
81,03 6,70
65,45 6,61
AÑO 2012 (del 1 de enero a 31 de diciembre)
O3 (µg/m3) NOX (µg/m
59,53 9,76
55,23 9,31
Las altas concentraciones de Ozono y bajos niveles de NO
explicados del siguiente modo: durante el periodo de muestreo ha habido un
para formar Ozono, proceso que ha ocurrido con gran rapidez
debido a los altos niveles de radiación solar registrados en el Campus
Concentración NOx (µg/m³)
orrespondiente al periodo
periodo muestreado, se ha
y Ozono que correspondería al
Extrapolación de los valores a la situación anual de la concentración de
(µg/m3)
6,70
6,61
(µg/m3)
9,76
9,31
y bajos niveles de NOX pueden ser
urante el periodo de muestreo ha habido un alto grado de
proceso que ha ocurrido con gran rapidez
ón solar registrados en el Campus durante dicho
56
III.5 COMPARACIÓN CON EL ESTUDIO DE 2009.
En el año 2009, este mismo Grupo de Investigación de Seguridad e Higiene en la
Industria realizó un estudio similar al presente. Fueron muestreadas, analizadas y
cuantificadas las concentraciones de los mismos contaminantes en el aire ambiente del
Campus de Espinardo durante un periodo también de catorce días, del 23 de febrero al 9
de marzo de dicho año.
En las Tablas III.4 se recogen los valores de concentración de los distintos
contaminantes correspondientes a cada punto obtenidos en las campañas realizadas en
los periodos de muestreo de 2009 y 2012, así como el porcentaje de variación de dichos
valores referidos a la campaña de 2012. Los puntos 11 a 15 corresponden a la ampliación
del estudio realizada en 2012, por lo que no se dispone de valores relativos al 2009.
Tabla III.4.1 Comparación de la calidad del aire en los años 2009 y 2012 en cada punto de muestreo del Campus
Concentración ( µg/m³)
N-hexano C-hexano Benceno
Punto 2009 2012 %Variación 2009 2012 %Variación 2009 2012 %Variación
1 3,36 0,08 -97,5% 0,70 n.d. -100% 1,81 0,13 -93,0%
2 1,49 n.d. -100% 3,04 n.d. -100% 0,24 0,11 -55,9%
3 1,65 0,15 -90,6% 0,35 0,10 -71,5% 1,62 0,14 -91,5%
4 1,93 n.d. -100% 0,46 n.d. -100% 1,89 0,11 -94,3%
5 1,96 n.d. -100% 0,53 n.d. -100% 1,93 0,11 -94,1%
6 1,08 n.d. -100% 0,39 n.d. -100% 1,34 0,12 -91,3%
7 1,18 n.d. -100% 0,41 0,10 -76,5% 1,49 0,13 -91,2%
8 1,14 n.d. -100% 0,40 n.d. -100% 1,42 0,11 -92,0%
9 1,43 0,17 -88,0% 0,53 0,11 -78,5% 1,67 0,15 -90,9%
10 1,37 n.d. -100% 0,37 n.d. -100% 1,60 0,11 -93,0%
11 * n.d. * * n.d. * * 0,10 *
12 * n.d. * * n.d. * * 0,11 *
13 * n.d. * * 0,07 * * 0,12 *
14 * 0,10 * * 0,08 * * 0,11 *
15 * n.d. * * n.d. * * 0,11 * * Punto de muestreo no incluido en el estudio de 2009 por corresponder a la ampliación norte del Campus, en aquel momento en fase de desarrollo. n.d. : Valor por debajo del límite de detección.
57
Tabla III.4.2 Comparación de la calidad del aire en los años 2009 y 2012 en cada punto de muestreo del Campus
Concentración ( µg/m³)
Tolueno Etilbenceno M,p-xyleno
Punto 2009 2012 %Variación 2009 2012 %Variación 2009 2012 %Variación
1 8,21 0,63 -92,3% 1,26 0,23 -81,5% 3,91 0,49 -87,5%
2 6,37 0,61 -90,4% 0,94 0,24 -74,8% 2,94 0,49 -83,3%
3 7,18 0,63 -91,2% 1,00 0,23 -76,6% 3,23 0,49 -84,8%
4 7,25 0,60 -91,7% 1,23 0,23 -81,1% 3,75 0,48 -87,1%
5 10,94 0,62 -94,4% 1,39 0,23 -83,2% 4,17 0,49 -88,3%
6 6,22 0,59 -90,5% 1,02 0,24 -76,8% 3,11 0,48 -84,7%
7 6,13 0,60 -90,2% 1,01 0,24 -76,0% 3,18 0,50 -84,3%
8 6,65 0,59 -91,1% 1,03 0,23 -77,3% 3,20 0,48 -84,9%
9 7,36 0,63 -91,4% 1,15 0,24 -79,3% 3,68 0,50 -86,4%
10 8,21 0,61 -92,6% 1,02 0,24 -77,0% 3,45 0,49 -85,8%
11 * 0,60 * * 0,23 * * 0,48 *
12 * 0,61 * * 0,23 * * 0,48 *
13 * 0,62 * * 0,24 * * 0,49 *
14 * 0,62 * * 0,24 * * 0,49 *
15 * 0,61 * * 0,23 * * 0,49 * * Punto de muestreo no incluido en el estudio de 2009 por corresponder a la ampliación norte del Campus, en aquel momento en fase de desarrollo. n.d. : Valor por debajo del límite de detección.
58
Tabla III.4.3 Comparación de la calidad del aire en los años 2009 y 2012 en cada punto de muestreo del Campus
Concentración ( µg/m³)
O-xyleno NOx O3
Punto 2009 2012 %Variación 2009 2012 %Variación 2009 2012 %Variación
1 1,25 0,31 -75,1% 1,30 6,81 422,9% 23,5 44,6 89,9%
2 0,85 0,34 -59,8% 4,37 3,52 -19,3% 78,1 63,0 -19,3%
3 0,98 0,32 -67,0% 7,28 2,64 -63,8% 130,1 81,4 -37,5%
4 1,15 0,33 -71,7% 12,03 8,99 -25,2% 214,7 51,6 -76,0%
5 1,20 0,32 -73,5% 4,95 11,44 131,0% 88,5 60,9 -31,2%
6 0,94 0,30 -67,6% 6,41 5,07 -20,9% 114,5 67,7 -40,8%
7 0,98 0,31 -68,9% 10,06 12,75 26,8% 179,6 58,6 -67,4%
8 0,91 0,30 -66,5% 9,40 5,53 -41,2% 167,9 63,2 -62,4%
9 1,13 0,30 -73,1% 7,72 5,86 -24,1% 137,9 58,6 -57,5%
10 1,08 0,31 -71,1% 11,38 7,60 -33,2% 203,1 81,5 -59,9%
11 * 0,33 * * 4,24 * * 58,4 *
12 * 0,32 * * 4,76 * * 138,4 *
13 * 0,32 * * 6,52 * * 142,9 *
14 * 0,35 * * 6,72 * * 170,4 *
15 * 0,34 * * 7,97 * * 74,4 * * Punto de muestreo no incluido en el estudio de 2009 por corresponder a la ampliación norte del Campus, en aquel momento en fase de desarrollo. n.d. : Valor por debajo del límite de detección.
Como puede observarse en las Tablas III:4, los niveles de contaminación en el
Campus de Espinardo en 2012 han disminuido considerablemente con respecto a los
medidos en 2009. Además, esta variación ha sido homogénea, en todos los puntos de
muestreo, para los COV’s más ligeros, esto es: hexanos, benceno y tolueno. La
concentración medida del resto de contaminantes también ha decrecido, pero de forma
menos homogénea. Este comportamiento, superiores a la tendencia general de
disminución de contaminación, puede ser debido a distintas razones, que se expondrán
más adelante.
Lo comentado anteriormente se pone también de manifiesto en los
valores presentados en la Tabla III:5 y las Figuras III.17 y III.18, donde se muestra las
concentraciones promedio y mediana de los contaminantes evaluados en los años 2009 y
2012 correspondientes a los puntos coincidentes en los dos muestreos (puntos 1 a 10),
así como el porcentaje de variación de dichos valores referidos a la campaña de 2009.
59
Tabla III.5. Comparación de los valores promedio y mediana obtenidos en 2009 y 2012.
PROMEDIO MEDIANA VARIACIÓN, %
Punto 2009 2012 2009 2012 PROMEDIO MEDIANA
N-hexano 1,66 0,04 1,46 0,00 -97,54% -100,00%
Benceno 1,50 0,12 1,61 0,12 -91,88% -92,85%
C-hexano 0,72 0,03 0,44 0,00 -95,67% -100,00%
Tolueno 7,45 0,61 7,21 0,61 -91,78% -91,54%
Etilbenzeno 1,11 0,24 1,03 0,24 -78,68% -77,06%
M,p-xyleno 3,46 0,49 3,34 0,49 -85,89% -85,37%
O-xyleno 1,05 0,31 1,03 0,31 -69,92% -69,82%
NOx 7,49 7,02 7,50 6,34 -6,26% -15,57%
O3 133,78 63,10 134,02 61,95 -52,84% -53,78%
Figura III.17 Representación de los valores medios de concentración de BTEX y NOX de 2009 y 2012.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Co
nce
ntr
aci
ón
(μ
g/m
³)
2009
2012
60
Figura III.18 Representación de los valores medios de concentración de Ozono de 2009 y 2012.
La concentración de COV’s, entre ellos el benceno ha e xperimentado una
notable disminución en 2012 con respecto a 2009. Esto implica una disminución del
riesgo de la población usuaria del Campus, como se expondrá más adelante.
En este sentido, son de destacar los bajos valores de la concentración de
benceno que, en gran parte, se deben a la entrada en uso de las líneas del tran vía
(que carecen de emisiones a la atmósfera) y en consecuencia, la disminución del
número de líneas de transporte de autobuses con acceso al Campus también han
influido en la bajada de los niveles de contaminación.
Por otra parte, la modernización del parque automovilístico y el in cremento
de la proporción de los motores diesel frente a los de gasolina también son factores
que han podido contribuir a los menores valores de concentración de COV’s presentes
actualmente. No ocurre lo mismo con las emisiones de NO X que en los vehículos
0
20
40
60
80
100
120
140
160
O3
Co
nce
ntr
aci
ón
(μ
g/m
³)
2009
2012
61
diesel son superiores a los de gasolina. Esto explicaría que la disminución de la
concentración de este contaminante (15.6%) sea meno r que la obtenida para los
COV’s más ligeros (superiores al 90%).
Respecto a los niveles de Ozono , se ha observado una reducción próxima al
54%, intermedia entre la observada para los COV’s (superiores al 90%) y la de los
NOX (en torno al 15%). Una explicación plausible es que, aunque los precursores de
este contaminante secundario (los NO X) han disminuido poco, los catalizadores de
su formación (los COV’s) sí lo han hecho drásticame nte . Por tanto en el periodo de
medida de 2012 se ha generado menos Ozono que en el de 2009, pero esa disminución
ha sido mayor que la que sería de esperar atendiendo únicamente a los valores de
concentración de NOX, debido a que la generación de Ozono ha ocurrido de forma más
lenta por la menor presencia de los COV’s.
En lo referente a la ampliación del estudio a cinco nuevos puntos de
muestreo en 2012 , se puede observar que los valores de concentración en esos
puntos han sido similares al resto para los COV’s y NO X. En el caso del Ozono , la
mayor parte de los puntos de la zona ampliada se ha detectado niveles muy altos de
Ozono en comparación con el resto. Una posible explicación es el alto grado de
irradiación solar (que acelera el proceso de formación de Ozono) de la zona nueva, donde
el apantallamiento de la luz solar es, en términos generales, muy bajo.
III.6 COMPARACIÓN CON LOS VALORES LÍMITE.
Como se indicó en el Apartado I, los únicos contaminantes que disponen de valor
límite en la legislación pertinente son Benceno, Ozono y Óxidos de Nitrógeno.
Para el caso del Benceno , el Real Decreto 102/2011 de 28 de enero (BOE de 29
de enero de 2011), relativo a la mejora de la calidad del aire recoge un valor límite de 5
µg/m3 en un periodo promedio de un año civil. Dicha concentración no ha sido alcanzada
en ningún punto del Campus, siendo la media de 0.118, oscilando entre 0.10 y 0.13
µg/m3. Estp supone que ha sido cincuenta veces inferior al valo r límite establecido .
Para el Ozono , el mismo Real Decreto 102/2011 establece varios valores
objetivo, siendo el menor de ellos el referido a la protección de la salud humana de 120
62
µg/m3, que no deberá superarse más de 25 días por cada año civil de promedio en un
periodo de tres años. La concentración media en el Campus ha sido de 81.02 µg/m3,
oscilando entre 44.6 y 170.4 µg/m3, habiéndose sobrepasado el valor objetivo en tres
de los puntos correspondientes a la nueva zona mues treada .
La normativa para los Óxidos de Nitrógeno también está recogida en el Real
Decreto 102/2011 relativo a la mejora de la calidad del aire y fija su valor límite anual en
40 µg/m3. Este valor no fue sobrepasado en ninguno de los pun tos muestreados , de
los cuales se obtuvo una media de 6,70 µg/m3, oscilando entre 2.6 y 9.0 µg/m3.
III.7 RIESGO DE LA POBLACIÓN DEL CAMPUS.
Se ha estimado el riesgo de la población universitaria del Campus de Espinardo
por su exposición a Benceno, por tratarse del único contaminante con potencial
cancerígeno reconocido.
La Organización Mundial de la Salud [OMS] (2008) ha estimado el riesgo unitario
para dicho contaminante en 6·10-6 casos / [(µg/m3)·habitante], lo cual significa un aumento
de 6 casos extra de cáncer por cada µg/m3 de concentración de benceno en aire al que
estuviera expuesto un millón de habitantes durante toda una vida.
El número de casos extra, respecto a una población de control no expuesta, se
calcula como Riesgo según la Ecuación III.1.
������ = 6 · 10�� � ����µg/m�� · ℎ�. × ����������ó������µg/m�� × ������ó�(ℎ�. )
Ecuación III.1
Por lo que en principio, el riesgo de sufrir cáncer para la población estimada del
Campus de Espinardo, 26353 personas, es de 0,0187 casos extra, tomando como
concentración en aire la media obtenida durante el periodo de muestreo.
Sin embargo, hay que tener en cuenta que la Ecuación III.1 está referida a que
toda la población evaluada permanece 24 horas al día en la zona de estudio durante un
año, hecho que no sucede en este caso, donde la población no reside en el Campus. Por
63
ser diferente el tiempo de permanencia de los distintos colectivos en el Campus, se
establecen dos grupos. Por una parte los estudiantes, a los que se les asigna un tiempo
medio de permanencia en el campus de 5 horas diarias, y por otro lado, el personal propio
(PDI y PAS) cuyo tiempo de permanencia en el Campus se estima de 7 horas diarias.
Considerando las dos semanas completas del periodo de muestreo, como base
de cálculo, y suponiendo que esta población reside en la ciudad de Murcia, se puede
hallar el riesgo total de casos extra de cáncer respecto a una población de control no
expuesta.
�������������������� = �����������∗50/336� + �����������∗286/336�
Ecuación III.2
����������������������� = �����������∗70/336� + �����������∗266/336�
Ecuación III.3
donde:
�����������= 6 · 10�� � ����
µg/m�� · ℎ�. × ����������ó�������������µg/m��× ������ó�(����������ó�������������)
Ecuación III.4
�����������= 6 · 10�� � ����
µg/m�� · ℎ�. × ����������ó�������������µg/m��× ������ó�(����������ó�������������)
Ecuación III.5
En las Ecuaciones III.2 y III.3 se consideran proporcionalmente las horas que
permanece cada grupo en la zona evaluada y en la de residencia durante las 336 horas
del periodo de muestreo.
64
La concentración media de Benceno utilizada para los cálculos de riesgo se
presenta en la Tabla III.7. El valor correspondiente a la ciudad de Murcia se ha extraído
del Informe de Calidad de Aire de la Región de Murcia de 2012 (Ecologistas en Acción,
2013).
Tabla III.7 Concentración media de Benceno en el periodo muestreado.
Concentración de Benceno (µg/m3)
Campus de Espinardo 0,12
Ciudad de Murcia 2,67
65
En total se estima que la población universitaria estudiante en el Campus de
Espinardo, 23460 personas, tendría un aumento medio del riesgo de 0,322 casos extra
de leucemia (13,74 casos/millón) .
De igual forma, se puede afirmar que el personal docente y de administración
y servicios del Campus de Espinardo, 2893 personas, tendría un riesgo de 0,037 casos
extra de sufrir cáncer (12,83 casos/millón) .
Como se puede observar, los estudiantes tienen un mayor riesgo en valor
absoluto que el personal docente y de administración y servicios. Esto es debido, a que la
población estudiantil es mucho mayor que la del personal del Campus, y a que el tiempo
estimado de permanencia en el Campus de Espinardo (de menor concentración que en la
ciudad) de los alumnos es inferior al estimado para el personal propio. Por esta razón se
observa un riesgo mayor (1 caso/millón) para los estudiantes.
Se puede por tanto concluir que, cuanto mayor sea e l tiempo transcurrido
en el Campus, frente al transcurrido en la ciudad, menor será el riesgo.
Este riesgo, calculado para una situación estimada del tiempo de permanencia
medio de los alumnos y del personal propio en el Campus, sería válido durante el total de
años de trabajo en el mismo, siempre que las condiciones ambientales fueran similares.
El valor calculado corresponde a un riesgo medio para todo el Campus. Por
descontado, cualquier exposición adicional a benceno en interiores o zonas de mayor
concentración (gasolineras, humo de tabaco, etc.) aumentaría el nivel estimado de forma
proporcional al tiempo que durara la exposición y disminuiría proporcionalmente al tiempo
transcurrido por el individuo en otras zonas de menor concentración.
66
67
IV. CONCLUSIONES Y PROPUESTAS DE MEJORA
68
69
IV.1 CONCLUSIONES.
En las siguientes conclusiones se recogen los aspectos más significativos de la
interpretación de los resultados obtenidos:
1. Del análisis de las variables meteorológicas , se concluye que la buena
dispersión de los contaminantes, influenciada también por la geometría del
Campus de Espinardo, y el alto grado de radiación solar han favorecido que las
concentraciones de contaminantes primarios muestrea dos (BTEX y NO X) no
hayan sido demasiado elevadas. El predominio de una clase atmosférica de
estable a ligeramente inestable, ha facilitado la dispersión de los agentes
contaminantes evitando una estratificación de los mismos, y el alto grado de
radiación solar los ha degradado rápidamente. Esto último ha provocado que los
niveles de Ozono sean muy elevados .
2. Al no disponer de datos de volumen de tráfico de vehículos para el periodo de
muestreo no se ha podido establecer una relación directa entre el número de
vehículos en circulación y la concentración de contaminantes.
3. La concentración de COV’s, entre ellos el benceno, ha experimentado una
notable disminución en 2012 con respecto a 2009, es tando muy por debajo
del valor límite establecido. Esto implica una disminución del riesgo de la
población usuaria del Campus. La disminución de los COV’s puede ser debida a
las siguientes razones:
a. A la implantación del tranvía (que carece de emisiones a la atmósfera) y en
consecuencia, la disminución del número de líneas de transporte d e
autobuses con acceso al Campus.
b. A la modernización del parque automovilístico y el incremento de la
proporción de los motores diesel frente a los de ga solina también son
factores que han podido contribuir a los menores valores de concentración de
COV’s presentes actualmente.
4. La concentración de NO X no supera los valores límite , siendo ligeramente
inferior a la obtenida en el anterior estudio. La causa de la disminución puede ser
nuevamente la implantación del tranvía y la disminución de las líneas de
70
autobuses . Sin embargo el incremento de la proporción de vehículos diesel –con
mayores emisiones de NOX que los de gasolina- en el parque automovilístico
compensa lo que hubiera sido una disminución mayor.
5. Las concentraciones de Ozono , han bajado en un porcentaje intermedio entre la
disminución observada para los COV’s y la de los NO X. Una explicación
plausible es que, aunque los precursores de este contaminante secund ario
(los NO X) han disminuido poco, los catalizadores de su form ación (los COV’s)
sí lo han hecho drásticamente .
6. En los cinco nuevos puntos de muestreo de 2012 , se puede observar una alta
concentración de Ozono , mientras que las concentraciones de COV’s y NOX han
sido similares a las obtenidas en el resto de puntos. En tres de los puntos se ha
superado el valor objetivo medio anual.
7. Se estima que la población universitaria estudiante del Campus de Espinardo
tendría un aumento medio del riesgo de 0,322 casos extra de leucemia (13,74
casos/millón) . El personal docente y de administración y servicios tiene un
riesgo de 0,037 casos extra de sufrir cáncer (12,83 casos/millón) . Puede
concluirse que un mayor tiempo de permanencia en el Campus frente a la
ciudad de Murcia, disminuye el riesgo de sufrir cán cer por causa del
benceno.
71
IV.2 PROPUESTAS DE MEJORA.
A pesar de que la incidencia de los contaminantes evaluados es baja en el
Campus de Espinardo, se plantean a continuación las siguientes actuaciones
encaminadas a mejorar la situación ambiental:
1. La alta variabilidad de la concentración de Ozono hace necesario que se efectúen
medidas con mayor frecuencia con el fin de hacer un mejor seguimiento de la
evolución de la situación.
2. Fomentar el uso del transporte público colectivo , en especial del tranvía, a
través de una ampliación de horarios, disminución de precios y un incremento de
las conexiones y líneas, que lo hagan más accesible.
3. Promover el uso compartido de vehículos particulare s.
4. Continuar con las medidas de racionalización y mejo ra de aparcamientos ,
evitando concentraciones y atascos en las zonas clave.
5. Incrementar el uso de vehículos eléctricos en el entorno universitario.
6. Mejorar el acceso al Campus tanto peatonal como en bicicleta y fomentar el
uso interno del sistema "biciCampus".
72
73
I BIBLIOGRAFÍA
74
75
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