Introducción

La contaminación del aire y sus efectos en la salud pública constituyen un tema de principal preocupación a nivel global, especialmente en las ciudades ^{1) (2}. Informes de la Organización Mundial de la Salud (OMS) establecen que más del 80 % de las muertes prematuras se relaciona con una baja calidad del aire ^{3) (4}. La liberación de gases tóxicos y material particulado por el uso y manejo de combustibles en las zonas urbanas, reduce la calidad del aire en el interior y exterior de las edificaciones, quedando expuesta la población a una mezcla compleja de contaminantes atmosféricos, con efectos respiratorios, cardiovasculares, hemotóxicos, nefrotóxicos, neurotóxicos, carcinogénicos, mutagénicos y teratogénicos ^{5) (6}.

Las estaciones de servicio de gasolina (ES) despiden compuestos orgánicos volátiles (COV) durante el trasvase de la bomba de despacho al auto. Estos vapores de gasolina constituyen importantes fuentes puntuales de emisión al aire de compuestos, como el benceno, tolueno, etilbenceno y xileno (BTEX) en las zonas ^{7) (8) (9) (10) (11} . No obstante, desde el punto de vista toxicológico, es el benceno el contaminante más importante de los BTEX, ya que varios estudios han demostrado que afecta a los sistemas nervioso, linfático, hematopoyético, hepático, renal, además de ser considerado como cancerígeno para el hombre ^{12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20}.

La ubicación geográfica de las ES y la forma en la cual la gente se mueve y se congrega en la ciudad, alrededor de edificaciones como escuelas, hospitales, centros comerciales y otras instalaciones urbanas, genera escenarios de riesgo sanitario que es necesario analizar, porque la singularidad de estos patrones de movilidad y aglomeración aportan una visión más integradora a los modelos estáticos de riesgo, que consideran a la población como conjuntos fijos que pasan las 24 horas del día en sus domicilios. En estudios de BTEX, se ha demostrado que las exposiciones personales normalmente superan las concentraciones de contaminantes en el aire, los niveles de la exposición humana a los COV’s dependen de la cercanía a la fuente de emisión, sobre todo en el interior, donde las personas pasan hasta el 90% de su tiempo ^{21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31}.

El objetivo es proponer una herramienta conceptual y metodológica mediante la cual sea posible representar la contribución de los componentes sociales, económicos y territoriales, así como los patrones de movilidad y aglomeración de las personas, en la delimitación de zonas de riesgo sanitario humana por la exposición a los contaminantes liberados por las ES.

Se modelan probables escenarios de riesgo sanitario por exposición a benceno, para lo cual se propone un modelo conceptual que vincula las características de un sitio contaminado con los receptores probables, ya sean valores o bienes que son susceptibles de ser dañados, y los procesos que los relacionan como la infraestructura, las personas expuestas y la movilidad.

La evaluación de riesgo sanitario de los contaminantes se aborda desde múltiples disciplinas ^{32) (33) (34}, y es un proceso cuantitativo y cualitativo que tiene como objetivo asignar valores, magnitudes y probabilidades a los efectos adversos para la salud de las personas, que pueden estar expuestas a químicos peligrosos. Los estudios sobre evaluación de riesgos urbanos tienden a considerar que la población se encuentra confinada en sus domicilios durante todo el día, por ello surgió la necesidad de diseñar una metodología de evaluación de riesgo, que incluya tanto a la población humana y sus patrones de movilidad y aglomeración intraurbana así como a los demás componentes del ecosistema en un solo proceso ³⁵.

Aquí se propone que la aglomeración intraurbana resulta de distintos procesos que se dan en la vida cotidiana y que toman lugar dentro de la ciudad. Dichos procesos consiguen que las personas dejen sus domicilios, para trasladarse a escuelas, hospitales, centros de trabajo, centros de recreación y centros comerciales. La movilidad y aglomeración intraurbanas tienen sus dinámicas en términos de horarios e itinerarios, propiciando afluencia de personas en determinados lugares, principalmente durante las horas diurnas, en tanto que la mayoría pernocta en sus hogares, con excepción de aquellos en los que la vida laboral los obliga a abandonar los domicilios durante la noche. Procesos como el trabajo remunerado, la educación, el cuidado de la salud, el comercio y la recreación dinamizan la movilidad de la gente en la ciudad y generan aglomeraciones que pueden tener la capacidad de modificar modelos estáticos de riesgo por contaminación atmosférica.

El método que se propone consiste en un modelo conceptual que vincula las características de un sitio contaminado con los receptores probables, ya sean valores o bienes que son susceptibles de ser dañados, como la infraestructura y los procesos que los relacionan, con la cantidad de personas expuestas en función de la movilidad y la aglomeración.

Cuando se realiza una evaluación del riesgo por exposición a una sustancia específica, se analizan las propiedades tóxicas de una sustancia en particular y las condiciones de exposición humana a dicha sustancia, tanto para cerciorarse de la posibilidad de que los individuos expuestos desarrollen efectos adversos, como para caracterizar la naturaleza de los efectos que puedan presentar en el futuro. El crecimiento demográfico y la industrialización modifican e incrementan la cantidad y las propiedades de las sustancias tóxicas en función del tiempo, condiciones que deben tomarse en cuenta en los estudios de riesgo ³⁶.

Un mapa de riesgo de una comunidad o zona geográfica señala los lugares y edificios, hogares, escuelas, instalaciones sanitarias y otras construcciones donde las personas podrían verse adversamente afectadas en caso de que ocurran huracanes, terremotos, maremotos, inundaciones, erupciones volcánicas, aludes y otras amenazas naturales, desastres tecnológicos o ambientales. Para generar un mapa de riesgos, es preciso determinar las zonas y elementos que se encuentran en riesgo dentro de una comunidad o zona geográfica, y organizarlos en un sistema de indicadores, lo que permite representar el riesgo y su gestión a escala local, facilitando la identificación de los aspectos esenciales que lo caracterizan desde una perspectiva económica y social. No obstante, el análisis espacial de riesgos no resuelve las complicadas negociaciones políticas y sociales que se tienen que hacer en la toma de decisiones sobre riesgos, pero lo que sí mejora es la capacidad de tomadores de decisiones y analistas en la identificación, evaluación, control y reducción de riesgos asociados con actividades del hombre.

Metodología

La metodología que se utilizó contempla varias fases. La primera consiste en la recopilación de las fuentes de información, teniendo en cuenta su utilidad para la construcción de un sistema de información geográfica (SIG). En la segunda se realizó el diseño de algunos indicadores, cuyas expresiones se bosquejan a partir de los distintos elementos que se desean representar en el modelo de riesgo. Otra fase fue la representación de distintos escenarios de riesgo a partir de la las técnicas propuestas por la oficina para la prevención de desastres de las Naciones Unidas, con sus tres componentes: peligro, exposición y vulnerabilidad, para finalmente delimitar las zonas de riesgo con el Índice de Riesgo de Desastres (DRI). En la Tabla 1 se presenta una descripción detallada de cada uno de los indicadores, tomando como base el caso de los escenarios de riesgo por exposición a BTEX en la zona urbana de Ensenada, Baja California.

La información geográfica se recabó a través de diferentes agencias gubernamentales, como Petróleos Mexicanos (PEMEX), Consejo Nacional de Población (CONAPO), la Secretaría de Educación Pública (SEP) y el Instituto Nacional de Geografía Estadística e Informática (INEGI). Con base en esta información, se elaboró la tabla de atributos_, como lo sugiere Bennett ³⁷, con la información pertinente para la elaboración del modelo de riesgo antropogénico de las zonas urbanas del municipio de Ensenada, Baja California.

La determinación de las emisiones de BTEX se realizó mediante un factor de emisión, que se definió como el volumen de materia prima o combustible de un determinado contaminante emitido a la atmósfera ³⁸. Hoy en día existen diferentes fuentes de consulta para obtener un factor de emisión para determinado proceso, como lo recomienda la AP-42 Compilation of Air Pollutant Emission Factors ^{39) (40}.

En el presente estudio, el riesgo se calculó mediante la estimación de la exposición, el peligro y la vulnerabilidad con una escala a nivel de AGEB (Área Geoestadística Básica). Para la evaluación se determinó una zona de amortiguamiento (búfer) de 300 m de radio ^{33) (41) (42) (43) (44) (45}, con lo cual fue posible la generación de mapas en SIG alrededor de cada ubicación de las ES.

Al mapa de ES con su búfer se le han superpuesto capas con la información de la densidad poblacional que vive, estudia, trabaja o acude a las instalaciones, así como su valor económico. Los datos recogidos están representados con diversas unidades de medida necesarias para la evaluación de riesgos en los SIG.

Varias capas temáticas se crearon dentro del SIG con los diferentes parámetros y fenómenos, necesarios para estimar la exposición (E), peligro (H) y la vulnerabilidad (V), que se pueden atribuir a la fuga de vapores de gasolina.

Para la determinación del riesgo se utilizó la expresión DRI, la cual permite describir la gravedad del riesgo para un área de estudio. Se determina en función de tres componentes: peligro, exposición y vulnerabilidad, donde el peligro (H) se entiende como la probabilidad de ocurrencia de un fenómeno natural o tecnológico potencialmente dañino, para un periodo específico y una localidad o zona conocidas,¹ como es la exposición a vapores de gasolina; en cambio, la exposición (E) es la distribución de la población y bienes materiales que potencialmente son afectables por este peligro y si las condiciones de vulnerabilidad presentan variaciones en el territorio es posible determinar una distribución espacial del riesgo.

La vulnerabilidad abarca, según Blaikie ⁴⁶, las características de una persona o grupo de ellas en relación con su capacidad de anticipar, enfrentar, resistir y recuperarse de un desastre. La vulnerabilidad se refiere al potencial de que miembros de la población sean afectados y que sistemas económicos y socio-económicos estén interrumpidos cuando la infraestructura física sea destruida o dañada ⁴⁷.

Para el cálculo de la vulnerabilidad social, se generaron mapas mediante la superposición de capas con los lugares de almacenamiento de combustible, su capacidad de almacenamiento, la densidad de población, la información sobre infraestructura crítica para la zona urbana como escuelas, hospitales, así como todo tipo de instalaciones que se utilizan para actividades económicas y sociales, y los edificios comerciales, donde la gente se aglomera.

El DRI, implementado por el Buró de Prevención de Crisis y Recuperación (BCPR, por sus siglas en inglés), del Programa para el Desarrollo de las Naciones Unidad (PNUD, por sus siglas en inglés), identifica la contribución relativa de la exposición a las amenazas y de los factores de vulnerabilidad frente al riesgo ⁴⁸ ( Ecuación 1 ) .

Donde:

H = Peligro

E = Exposición

V = Vulnerabilidad

Resultados

Se presentan a continuación los escenarios de peligro (H), exposición (E) y vulnerabilidad (V), tomando en consideración las expresiones

Peligro (H).

El peligro se define, en el contexto de la construcción de indicadores de riesgo, como la probabilidad de ocurrencia de un fenómeno físico, que puede poner en peligro vidas humanas o conducir a lesiones, daños a la propiedad o la degradación de los ecosistemas naturales. En el caso de la exposición a emisiones de BTEX por las gasolineras, para el mapa de peligro, que se muestra en la Figura 1, los valores H se calcularon con base en la cantidad de ventas anuales de productos de petróleo de las ES, en los diferentes lugares del área de estudio, en función de la probabilidad de ocurrencia y la intensidad del peligro que puede ocurrir. Con base en este principio se obtuvo la intensidad del peligro, mientras que los números de las ubicaciones de almacenamiento se utilizaron para calcular la probabilidad de ocurrencia del riesgo, en función de la ubicación física de la ES (Ecuación 2).

Donde:

AT = Área total del AGEB

Exposición (E).

La exposición se refiere a los activos expuestos a desastres, presentes en zonas de riesgo afectadas y sujetos a las pérdidas potenciales. La exposición es la medida de la exposición y puede incluir el número de personas o activos en un lugar o área específica (Figura 2).

La exposición se calcula como el número de personas por unidad de área de la zona de estudio, es decir, la densidad de población, calculado de la siguiente manera (Ecuación 3).

Vulnerabilidad (V)

Se entiende como el grado de pérdida de un elemento o un grupo de elementos bajo riesgo, como resultado de la probable ocurrencia de un evento desastroso, estimado en términos de vidas, bienes, productos o infraestructura, ubicadas en el área expuesta a peligro. En la realidad, la estimación de estos valores de vulnerabilidad se realiza con base en diferentes unidades para diferentes tipos de peligro (Ecuación 4 y Figura 3).

Índice de Vulnerabilidad Social (SVI)

La vulnerabilidad social se asocia a la falta de recursos para mitigar o hacer frente al desastre, o la población que carece de la capacidad de auto-recuperación (Ecuación 5 y Figura 4).

Donde:

DA: Área afectada bajo la zona de amortiguamiento (búfer).

AT = Área total del AGEB

Vulnerabilidad Física (PVI)

La vulnerabilidad física se expresa en términos de exposición a condiciones inseguras, donde la población de la zona de estudio se encuentra peligrosamente cerca de la fuente potencial de amenaza. (Ecuación 6 y Figura 5).

Vulnerabilidad Ambiental (EnVI)

Vulnerabilidad ambiental se define como el potencial de degradación ambiental debido a la existencia de un peligro. Se puede calcular como la cantidad de contaminantes producidos por unidad de superficie (Ecuación 7 y Figura 6).

Donde:

AP = Venta de gasolina anual

PFP = Cantidad de benceno emitido a la atmósfera por venta de gasolina anual

Vulnerabilidad de Infraestructuras Críticas (CIVI)

Los elementos críticos de la infraestructura donde la gente se aglomera, como instalaciones educativas, hospitales, medios de transporte, los segmentos de carretera y ferrocarril que están expuestos a los desastres (Ecuación 8 y Figura 7).

Vulnerabilidad de los trabajadores (IVtrabajo)

La vulnerabilidad de trabajadores dentro de la zona de amortiguamiento cerca de las fuentes potenciales de amenaza (Ecuación 9 y Figura 8).

Vulnerabilidad de los estudiantes (EscVI)

La vulnerabilidad de estudiantes dentro de la zona de amortiguamiento cerca de las fuentes potenciales de amenaza (Ecuación 10 y Figura 9).

Además de tener en cuenta la población actualmente expuesta, como por ejemplo los trabajadores de los centros educativos que se encuentran laborando durante el día, de forma casi continua, desde las siete de la mañana hasta las ocho de la noche, teniendo en cuenta las pautas de movilidad y aglomeración de la mayoría de los residentes dentro de la zona urbana, es probable que solo una porción muy pequeña de ellos en realidad trabajen dentro de la misma AGEB en la que pernoctan, cuya capacidad de respuesta ante una potencial exposición es limitada.

En cada indicador se determina un coeficiente de ponderación para representar su relativa contribución al riesgo. Los coeficientes de ponderación para el DRI se determinan por medio de una evaluación subjetiva directa, realizada por los que apliquen esta metodología (Figura 10). Se observa la zona donde se localizarán las viviendas y, de forma superpuesta, las áreas de influencia de las actividades potencialmente peligrosas, como las de las personas que laboran dentro del AGEB y de la presencia de escuelas con un alto número de alumnado.

Para hacer hacer frente a las discrepancias en los riesgos sanitarios asociados a la contaminación del aire en el ambiente, para los grupos vulnerables a compuestos orgánicos volátiles (COV’s). Este trabajo permite identificar las áreas afectadas por la contaminación del aire en la comunidad y la exposición personal en la zona urbana de Ensenada, los riesgos a la salud estimados resultantes de dos compuestos orgánicos volátiles emitidos localmente, benceno y etilbenceno, como efectos neurológicos y respiratorios resultantes por benceno, tolueno, xilenos (BTEX) que exceden los parámetros de riesgo de la EPA ⁴⁹ en las diferentes comunidades.

Estos hallazgos hicieron hincapié en la necesidad de abordar la disparidad en los riesgos de salud asociados con la contaminación del aire ambiente, para los grupos desfavorecidos. Este estudio también demostró que los puntos de mayor deterioro de la calidad del aire por contaminación del aire, denominados “puntos calientes”, pueden proporcionar configuración robusta para investigar los efectos para la salud de la contaminación atmosférica, resultado de la incorporación de instalaciones urbanas que generan aglomeración de personas ⁵⁰.

Los resultados obtenidos ofrecen una primera aproximación a la problemática del territorio, y les pueden servir para fijar sus futuras intervenciones de prevención y planificación de la autorización de ES, como se muestra en la infografía (Figura 11).

Discusión y conclusiones

A partir del análisis espacial y del análisis semántico, considerados al seleccionar la ubicación de la ES, se pueden extraer las principales valoraciones del riesgo, en relación con la vulnerabilidad de la población para, de esta manera, obtener un listado de los objetos geográficos por su grado de vulnerabilidad, dependiendo del tipo y magnitud de los parámetros de contaminación ambiental. Adicionalmente, cuando se cuenta con información acerca de la ubicación de construcciones próximas a las fuentes puntuales de emisión, en este caso ES como escuelas, centros de trabajo u hospitales, y el número de personas que concurren a dichas construcciones –alumnos, empleados, pacientes–, es posible calcular la vulnerabilidad de manera más precisa, ya que con esta información es factible calcular índices compuestos para los tres factores principales que contribuyen al riesgo. Todos los indicadores que tienen alguna relación con el peligro se ensamblan mediante una combinación lineal para conformar el índice de peligro.

En las figuras 1, 2 y 3 se muestran los tres diferentes indicadores para la obtención del riesgo. Cada uno de estos eventos tiene un radio de afectación diferente y también afecta a diferentes objetos geográficos, aunque, como se observa, el radio de afectación a la población susceptible por la inhalación de vapores de gasolina (BTEX) varía en función de los parámetros calculados para cada variable. Esto permitirá identificar la casa cercana a la exposición y, posteriormente, lugares como escuelas, hospitales y centros de reunión, hasta los últimos lugares, como la industria.

Puesto que las listas obtenidas nos indican los sitios exactos donde se debe priorizar la atención y donde la población afectada es mayor en caso de algún evento, esto permitirá identificar las zonas en las que reside un número significativo de personas que laboran con un grado de vulnerabilidad muy alto. Para obtener los valores relativos de los indicadores, se deben normalizar conforme a los máximos, mínimos, medias y desviaciones estándar. La normalización de los valores tiene como propósito eliminar la influencia de las unidades de los indicadores, haciendo que todos los indicadores sean estables con respecto a sus unidades, magnitudes y dispersiones.

Hay un proceso de aumento de la densidad poblacional en las zonas urbanas, debido a que las personas dejan sus lugares de origen y se mudan a otros diferentes, por razones económicas y no únicamente dentro del perímetro urbano. Puede que encuentren condiciones ambientales que constituyan una amenaza para su salud, por la exposición a diferentes contaminantes.

El manejo de un sistema con una base de datos con información geográfica transparente, integral y actualizada, debe incluir indicadores de resultados de desarrollo urbano a nivel local, regional, estatal y federal para planear intervenciones, así como para evaluar y monitorear sus impactos en la mancha urbana, ayudando a una provisión más rápida y precisa de los servicios públicos, que permita una mejor valoración de los riesgos ambientales.

Los tomadores de decisión del desarrollo urbano pueden usar estos sistemas para determinar y visualizar el punto deseable de crecimiento urbano, calcular los costos de nueva infraestructura urbana e identificar áreas con necesidad de servicios públicos. La información clara y accesible al suelo es clave para que el sector público y la iniciativa privada tengan las herramientas necesarias para incentivar la densificación urbana, permitiendo establecer y controlar los límites de la expansión urbana y así planear el crecimiento de la ciudad, permitiendo el seguimiento a las políticas públicas al generar transparencia en el Gobierno y confianza en las instituciones públicas, donde los ciudadanos pueden participar en debates públicos alrededor del cómo y hacia dónde debe crecer la ciudad.

El principal reto de los procesos de movilidad y aglomeración intraurbana es el rápido crecimiento, urbano debido a las altas tasas de migración y la proliferación de asentamientos irregulares, así como la falta de conectividad entre las diferentes instituciones académicas que recolectan datos y los gobiernos municipal, estatal y federal, dando lugar a que la información permanezca disgregada o sea difícil de encontrar.