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JUAN MANUEL SANTOS CALDERÓN
Presidente de la República de Colombia
LUIS GILBERTO MURILLO
Ministro de Ambiente y Desarrollo Sostenible
PABLO VIEIRA SAMPER
Viceministro de Ambiente
OMAR FRANCO TORRES
Director General Instituto de Hidrología, Meteorología y
Estudios Ambientales – IDEAM
ALEXANDER MARTÍNEZ MONTERO
Subdirector de Estudios Ambientales – IDEAM
PRODUCCIÓN EDITORIAL
Ana María Hernández Hernández
Oscar Julián Guerrero Molina
Subdirección de Estudios Ambientales – IDEAM
DISEÑO DE LA CARÁTULA
Maria Alejandra Benitez Grupo de Comunicaciones – IDEAM
DISEÑO Y DIAGRAMACIÓN
Juan Pablo Moreno Guerra – Grupo de Comunicaciones -
IDEAM
FOTOGRAFÍAS DE LA CARÁTULA
Ana María Hernandez Hernandez
Oscar Julián Guerrero Molina
Andrea Moreno
Elkin Guzmán
2016, Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios
Ambientales – IDEAM. Todos los derechos reservados. Los
textos pueden ser usados parcial o totalmente citando la
fuente.
Su reproducción total o parcial debe ser autorizada por el
IDEAM.
Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible
CÍTESE COMO
IDEAM, Primer boletín sobre contaminación atmosférica,
Bogotá, D. C., 2016. Publicación aprobada por el Comité de
Comunicaciones y Publicaciones del IDEAM Junio de 2016,
Bogotá D.C., ColombiaDistribución Gratuita
AUTORES
INVESTIGADORES Y COMPILADORES
FOTOGRAFÍAS Y GRÁFICAS
Ana María Hernández Hernández
Oscar Julián Guerrero Molina
Subdirección de Estudios Ambientales – IDEAM
Introducción.
La gestión de la calidad del aire en Colombia es el resultado
de la participación y trabajo conjunto de varias organizaciones
de los sectores privado y público. En este último, el Ministerio
de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS) imparte las
directrices a nivel nacional encaminadas a la prevención y
control de la contaminación atmosférica, mientras que las
autoridades ambientales se encargan principalmente, según
estas directrices, del monitoreo y control de la calidad del aire
en sus respectivas áreas de jurisdicción.
El Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales
(IDEAM) proporciona el soporte técnico y científico a estas
autoridades para facilitar la toma de decisiones y la expedición
de regulaciones en términos de protección atmosférica. En
este sentido, se encarga de realizar seguimiento continuo del
estado de la calidad del aire a nivel nacional mediante la
actualización periódica de la información disponible.
Sistemas de Vigilancia de la Calidad del Aire
Un Sistema de Vigilancia de la Calidad del Aire (SVCA)
consiste de un conjunto de equipos de monitoreo instalados
interés y que tienen como objetivo determinar las
concentraciones ambiente o nivel de inmisión de
contaminantes atmosféricos. Para el correcto funcionamiento
de un SVCA es fundamental que la operación sea realizada
por personal calificado, contar con programas de
mantenimiento preventivo y correctivo de los equipos,
procedimientos estandarizados, y un sistema de
administración de información que permita un control de
calidad eficaz y eficiente de los datos.
Estación Centro de Alto Rendimiento – Secretaría Distrital de Ambiente de
Bogotá (Foto: Contrato IDEAM 372 de 2012).
Las Autoridades Ambientales, en el ámbito de sus
competencias, se encargan del monitoreo de la calidad del
aire en sus áreas de jurisdicción. Es necesario implementar un
SVCA en municipios que cuenten con una población igual o
mayor a 50.000 habitantes y en zonas donde hay presencia de
una problemática especial de contaminación atmosférica
(minería, alto nivel de industrialización, etc.).
Los lineamientos nacionales para el diseño y operación de los
SVCA se encuentran establecidos en el Protocolo para el
Monitoreo y Seguimiento de la Calidad del Aire del entonces
Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, hoy
Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. Este
documento está disponible para la consulta del público en
general dentro del sitio web de esta entidad y lo conforman
dos manuales que corresponden al Manual de Diseño y al
Manual de Operación de Sistemas de Vigilancia de la Calidad
del Aire.
En el Manual de Diseño se encuentran los criterios que deben
ser considerados para la selección del tipo de SVCA, que
dependerá de la evaluación preliminar en la zona de interés en
cuanto a la población expuesta y al diagnóstico inicial del
estado de la calidad del aire. Así las cosas, el grado de
complejidad de los SVCA en Colombia es variado, al depender
de las condiciones locales de cada área.
Con base en esta etapa de diseño se implementarán
diferentes tipos de SVCA en cada área de estudio, los cuales
son Indicativo (Tipo I), Básico (Tipo II), Intermedio (Tipo III),
Avanzado (Tipo IV) o Sistema Especial de Vigilancia de la
Calidad del Aire (SEVCA).
Entre los años 2011 y 2014, 21 autoridades ambientales
contaban con Sistemas de Vigilancia de la Calidad del Aire
que iban desde el tipo Indicativo hasta el Avanzado: AMVA,
CAM, CAR, CARDER, CDMB, CORANTIOQUIA, CORNARE,
CORPAMAG, CORPOBOYACA, CORPOCALDAS,
CORPOCESAR, CORPOGUAJIRA, CORPONARIÑO,
CORPONOR, CORTOLIMA, CRC, CRQ, CVC, CVS, DAGMA
y SDA.
Número de estaciones de monitoreo (incluyendo campañas) de la calidad
del aire en Colombia por autoridad ambiental para el año 2014.
¿Qué ha hecho el IDEAM?
El IDEAM administra el Subsistema de Información sobre
Calidad del Aire – SISAIRE, que hace parte del Sistema de
Información Ambiental para Colombia – SIAC.
SISAIRE se encarga del acopio de la información de los SVCA
del país, la cual es fundamental para la formulación y
evaluación de políticas y estrategias tendientes a la
prevención y control de la contaminación atmosférica. Fue
creado mediante la Resolución 651 de 2010 del hoy Ministerio
de Ambiente y Desarrollo Sostenible y está disponible al
público en general mediante el vínculo
http://www.sisaire.gov.co.
De acuerdo con la mencionada Resolución, las autoridades
ambientales reportan la información de sus SVCA a SISAIRE
con una periodicidad que depende de la forma generación de
los datos, ya sea manual o automática. Cada entidad que
cuenta con un SVCA tiene asignado un usuario administrador
en el subsistema.
Los equipos manuales obtienen las muestras para un posterior
análisis en el laboratorio por métodos físicos o químicos y los
equipos automáticos proporcionan información con una
periodicidad horaria o cada 10 minutos; las muestras tomadas
por estos últimos pueden ser analizadas en tiempo real
usualmente por métodos electro-ópticos (Absorción UV,
Infrarrojo no dispersivo, fluorescencia o quimioluminiscencia) y
los datos pueden ser transmitidos de forma inmediata.
Izquierda: equipo de muestreo manual de PM10 en la estación Hato Nuevo
de CORPOGUAJIRA
Derecha: equipo de muestreo automático de PM10 en la estación Bello de
AMVA-
Fuente: SISAIRE con la información cargada por estas autoridades
ambientales.
La información que las autoridades ambientales cargan a
SISAIRE es la base fundamental para elaborar los estudios
sobre el estado de la calidad del aire en Colombia. Estos se
han centrado principalmente en: 1) el análisis de la gestión
realizada por las autoridades ambientales en los SVCA; 2) la
comparación de los niveles de concentración en diferentes
tiempos de exposición acordes con los límites máximos
permisibles establecidos en la Resolución 610 de 2010 del hoy
Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible; 3) la
evaluación del Índice de Calidad de Aire – ICA, que asocia las
concentraciones de los contaminantes atmosféricos con los
potenciales efectos adversos a la salud de la población y 4) el
análisis de la variación espacial y temporal de estos
contaminantes en cada SVCA.
En este sentido, el IDEAM ha publicado 2 informes nacionales
sobre el estado de la calidad del aire en Colombia que se
encuentran disponibles para la consulta del público en general
en la página web del IDEAM, vínculo:
http://www.ideam.gov.co/web/atencion-y-participacion-
ciudadana/publicaciones-ideam
El primero analiza la información de los SVCA desde su inicio
de operación hasta el año 2006 y el segundo cubre los años
2007 a 2010.
Inicio de operación – Año 2006 Años 2007 a 2010
Certificación de la operación estadística por el DANE.
En el año 2015, el Departamento Administrativo Nacional de
Estadística – DANE certificó al IDEAM en la calidad de la
operación “Estadísticas de Monitoreo y Seguimiento de la
Calidad del Aire” con un año de vigencia; esta certificación es
un reconocimiento a la calidad del proceso de producción de la
operación estadística, cuyo principal producto es el informe del
estado de la calidad del aire.
Informe del estado de la calidad del aire en
Colombia 2011 – 2014.
Actualmente el IDEAM se encuentra en proceso de
publicación del Informe del Estado de la Calidad del Aire en
Colombia correspondiente al periodo 2011 a 2014. Al igual que
en los dos documentos publicados previamente, la fuente de
datos para la elaboración de este informe proviene de
SISAIRE, que recopila la información de los SVCA operados
por las autoridades ambientales del país.
Según la Resolución 651 de 2010 del actual Ministerio de
Ambiente y Desarrollo Sostenible, las autoridades ambientales
son responsables de la validez de la información cargada a
SISAIRE, la cual debe estar acorde con los lineamientos
establecidos en el Protocolo para el Monitoreo y Seguimiento
de la Calidad del Aire.
Con el fin asegurar la calidad de la información y de brindar
soporte técnico a estas autoridades, el IDEAM realiza una
segunda revisión de los datos en forma cualitativa y
cuantitativa. En este proceso se evalúa la representatividad
temporal de los conjuntos de datos anuales (que debe ser
mayor o igual a 75% en sistemas de monitoreo permanente
para ser representativos) y posibles inconsistencias tales
como datos atípicos, cambios abruptos en las tendencias,
periodos sin variabilidad, etc.
Ejemplo de conjunto de datos de ozono con posibles inconsistencias. Se
observa cambio abrupto de amplitud en el mes de julio y de línea base a
partir de octubre.
Ejemplo de conjunto de datos de PM10 con un valor atípico y ausencia de
información para algunos meses.
Una vez se completa la identificación de las posibles
inconsistencias, el IDEAM procede a la elaboración de
informes dirigidos a cada autoridad ambiental en los cuales se
solicita la verificación de los datos cargados a SISAIRE de
conformidad con las observaciones dadas y, según el caso, su
respectivo ajuste en la plataforma.
Es importante aclarar en este punto que el IDEAM no realiza
ninguna modificación de los datos que se encuentran en
SISAIRE ya que esta es responsabilidad de las autoridades
ambientales en su proceso de análisis y verificación de las
observaciones.
Ejemplo de informe de observaciones dirigido a las autoridades ambientales.
Cuando finaliza el proceso de retroalimentación con las
autoridades ambientales, el siguiente paso es la consolidación
y análisis de la base de datos definitiva que será la principal
fuente de información en la elaboración del informe del estado
de la calidad del aire en Colombia.
Teniendo en cuenta la gran cantidad de información entregada
por 21 autoridades ambientales del país que a la fecha
cuentan con Sistemas de Vigilancia de la Calidad del Aire -
SVCA, para su lectura y análisis se recurrió al lenguaje de
programación R, el cual es un ambiente que permite la
implementación de técnicas estadísticas y es adecuado para
el manejo de gran cantidad de información, cálculos y
procesamiento gráfico.
R es un software que está disponible de forma gratuita bajo
una licencia de software libre. Mayor información puede ser
consultada en el sitio web https://www.r-project.org/. Bajo este
ambiente se desarrollaron códigos con conjuntos de
instrucciones que permitieron un procesamiento eficiente de
los datos teniendo en cuenta además la heterogeneidad
presente en los mismos.
Ejemplo de código en la interfaz gráfica del ambiente R.
En el siguiente diagrama se resumen las principales etapas de
la elaboración de este informe:
Los análisis realizados para los años 2011 a 2014 permitieron
concluir principalmente lo siguiente:
Entre los contaminantes analizados, el material particulado
de tamaño menor a 2,5 µm (PM2.5) y menor a 10 µm
(PM10) representaron las mayores preocupaciones al
exceder con frecuencia los límites máximos permisibles
establecidos en la normatividad nacional y mostrar el
mayor potencial de afectación a la salud de la población.
Relación del tamaño del material particulado PM2.5 y PM10. Fuente: US
Environmental Protection Agency (EPA,
https://www3.epa.gov/pm/basic.html).
De acuerdo con la información disponible de los 21 SVCA,
las concentraciones más altas de PM10 fueron observadas
en las Áreas Metropolitanas de Cali y del Valle de
Aburrá, las ciudades de Bogotá y Bucaramanga y la
Zona Minera del Departamento del Cesar.
En cuanto al PM2.5, los mayores niveles se observaron en
Bogotá, Bucaramanga, Cali, Manizales y en el Valle de
Aburrá.
Los SVCA de Colombia son altamente heterogéneos en
cuanto a su configuración y tecnologías de medición. La
mayoría de estos tienen métodos manuales de medición.
Los automáticos están instalados principalmente en las
grandes ciudades.
Lecciones aprendidas de la elaboración del
informe 2011 – 2014.
La elaboración del informe más reciente sobre el estado de la
calidad del aire en Colombia no sólo permitió conocer el
estado del recurso a nivel nacional, sino que además fomentó
el aprendizaje de elementos valiosos para futuras
actualizaciones; entre ellos se encuentran las siguientes
lecciones aprendidas:
Los buenos resultados obtenidos a partir de la gestión
realizada con las autoridades ambientales evidenciaron
la necesidad e importancia de continuar con este proceso
a futuro.
La relevancia que tiene la comprensión del estado de la
calidad del aire en Colombia pone de manifiesto que es
necesario aumentar la periodicidad de publicación de los
informes nacionales.
Es fundamental considerar situaciones logísticas en cada
uno de los SVCA que pueden afectar la oferta de los
datos. Así mismo, cada sitio de monitoreo presenta
condiciones particulares en su área de influencia, que
requieren ser evaluadas al momento de dar un
diagnóstico detallado de las tendencias de los
contaminantes monitoreados.
Perspectivas a futuro
El IDEAM, como soporte técnico y científico de las autoridades
ambientales y del Ministerio de Ambiente y Desarrollo
Sostenible, está comprometido con mantener la información
actualizada sobre el estado de la calidad del aire a nivel
nacional. Adicionalmente, busca ampliar y fortalecer el
conocimiento y gestión de este tema en el país mediante la
introducción de nuevos elementos y herramientas, entre los
que se encuentran:
Correlación de variables de calidad del aire con
información meteorológica: una vez emitidos al
ambiente, la dispersión y destino de los contaminantes
atmosféricos es altamente dependiente del
comportamiento de la atmósfera. Conocer las tendencias
de las variables meteorológicas y su relación con la
contaminación atmosférica es importante al proveer mayor
información sobre fenómenos particulares, así como de las
áreas y fuentes que influencian predominantemente la calidad
del aire de una zona específica.
Vista del centro de Bogotá del 29 de enero de 2016 durante el incendio
ocurrido en los cerros orientales.
Identificación de la población cubierta por las
estaciones de monitoreo de los SVCA del país: uno de
los objetivos primarios del monitoreo de la calidad del aire
es la protección de la salud de la población. Aunque la
información de cada una de las estaciones de monitoreo
es fundamental en el diagnóstico de la contaminación
atmosférica, también es importante conocer cuál es la
población que se encuentra expuesta a las
concentraciones de los contaminantes. Esto se logra al
establecer las áreas que están cubiertas por cada una de
las estaciones de monitoreo.
Proyecto de fortalecimiento de capacidades técnicas e
institucionales con KOICA: el Gobierno de Colombia y la
Agencia de Cooperación internacional de Corea (KOICA)
se encuentran trabajando de forma conjunta en el proyecto
“Fortalecimiento de los Sistemas de Vigilancia de la
Calidad del Aire y de las Capacidades Técnicas e
Institucionales para la Gestión de la Calidad del Aire en
Colombia”.
En el marco de este proyecto, KOICA ha realizado
intercambio de conocimientos con funcionarios del
Gobierno Colombiano y en el transcurso del año 2016
donará 9 estaciones de monitoreo de la calidad del aire
automáticas de última tecnología a tres regiones
priorizadas que corresponden a las jurisdicciones de la
Corporación Autónoma Regional del Magdalena –
CORPAMAG, de la Corporación Autónoma Regional de
Boyacá – CORPOBOYACÁ y del Departamento Técnico
Administrativo del Medio Ambiente de Barranquilla –
DAMAB.
El IDEAM recibirá un centro de cómputo que estará
conectado a estas estaciones para recibir sus datos en
tiempo real y realizar análisis detallados de los mismos.
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