La provincia de Santa Fe es, tanto por su población, como por sus recursos, una de las más ricas de la Argentina. Su territorio de 132.373 km² podría contener a varios países en conjunto, tales como Suiza, Holanda, Bélgica y Albania, y su río Paraná, majestuoso, con sus 3780 km de extensión es uno de los más caudalosos y extensos del mundo.

El índice de urbanización es aproximadamente del 80 % y más de la mitad de la población reside en Rosario, Santa Fe y en importantes centros activos como San Lorenzo y Villa Constitución.

El cordón Puerto San Martín - Villa Constitución, asentado sobre la barranca viva, en un lugar de privilegio donde el río alcanza profundidades que permiten el amarre de embarcaciones de ultramar, constituye aún uno de los centros industriales más importantes del país.

El hecho de ofrecer ventajas comparativas de localización le da a la zona particulares características que se detectan por el emplazamiento de actividades petroquímicas, siderúrgicas, gasíferas, de autopartes, frigoríficas, aceiteras y puertos privados importantes.

Pero todo este despliegue industrial, que en otras épocas indudablemente ha llevado a la zona a niveles de bienestar indiscutidos, ha producido también la aparición de nuevos problemas. La realidad de hoy se muestra dividida en partes no debidamente ordenadas o ensambladas, que tienden a provocar conflictos, entre ellos, el desarrollo tecnológico versus el equilibrio ecológico. Estas situaciones son pruebas palpables de que en esta zona el problema ambiental no está resuelto en absoluto.

En San Lorenzo, ciudad industrial de aproximadamente 40.000 habitantes, el Ejecutivo Municipal entiende que cualquiera sea la vía de generación del problema, éste debe enfrentarse con políticas fehacientes y campañas en pro del crecimiento de la conciencia ecológica.

El plan ambiental puesto en marcha, si bien se referiere a un período determinado de gestión con etapas de organización, ejecución y evaluación, pretende, fundamentalmente, proyectarse en forma intemporal, con la consigna de evitar manejos arbitrarios de los escasos recursos, con una determinación racional de las prioridades, evitando la trivialidad y la improvisación.

De todo el abanico de actividades que integran el programa, entre ellas, campañas de culturización tratando de inculcar una conciencia ecológica en la población, actualización de la normativa vigente, integración regional, control técnico y otras; se detalla uno de los varios trabajos sobre control ambiental, concretamente, el estudio sobre dióxido de azufre en aire, su implementación, su aplicación, sus efectos y los resultados comparativos obtenidos hasta la fecha.

Siempre ha sido una preocupación, en esta zona, el problema que representa la contaminación atmosférica debido al dióxido de azufre y las consecuencias que ésta acarrea sobre la salud de la población. Por dicha razón, fue necesario estudiar el estado de nuestro aire para obtener, de este modo, un diagnóstico serio y real que termine con especulaciones, apreciaciones subjetivas y discusiones bizantinas entre la opinión pública y las autoridades de las empresas comprometidas con estas emisiones, marcando así el inicio de un programa de trabajo con el único objetivo de mejorar la calidad de vida de la población, planteando la necesidad de un control eficiente de los parámetros que han de indicar el nivel de contaminación.

Si bien la composición promedio del aire de los centros urbanos e industriales comúnmente presenta índices de óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre, oxidantes y material particulado mayores a los de zonas rurales, provenientes, en gran parte, de la combustión de carbón, hidrocarburos, aceites minerales y demás; en nuestra zona, la amplitud de las calles principales por donde transita la mayoría de los vehículos de la ciudad, la baja altura de la edificación y la presencia del río Paraná, se interrelacionan favoreciendo la libre circulación de las corrientes de aire e induciendo a la rápida dispersión de los contaminantes producidos a niveles inferiores de la atmósfera.

En San Lorenzo el contaminante químico de mayor incidencia, en el aire, es el dióxido de azufre, pudiendo originarse en procesos de síntesis de derivados del petróleo que utilicen hidrocarburos de alto contenido en azufre o en la generación de energía por combustión, entre otros. Pero debido a las características del petróleo argentino, especialmente en lo referido al bajo nivel de azufre en el mismo, su contribución a la concentración de dióxido de azufre en el medio resulta insignificante para esta zona, frente a las emisiones provenientes de la empresa I.C.I de Argentina (ex-Duperial S.A.), radicada en San Lorenzo desde la década del 60, fabricante de ácido sulfúrico y sulfuro de carbono, que representa un serio problema para la calidad de vida en esta zona.

El dióxido de azufre es un gas incoloro, detectable por su sabor ácido y amargo a la vez y su olor cáustico e irritante en concentraciones elevadas.

Su origen natural se remonta a volcanes y al sulfuro de hidrógeno, emitido por bacterias anaerobias, que al oxidarse, produce dióxido de azufre que se propaga en el aire.

Las emisiones de compuestos de azufre que llegan a la atmósfera como producto de actividades humanas, aproximadamente igualan a las provenientes de fuentes naturales.

Las emisiones antropogénicas predominan en las ciudades y sus alrededores, eliminándose en parte en el suelo, agua, hierba y vegetación, transformándose el resto en ácido sulfúrico o sulfatos mediante procesos catalíticos de oxidación debidos, principalmente, al ozono de las capas bajas de la atmósfera, en presencia de gran cantidad de partículas que contienen hollín, manganeso, vanadio y hierro. Si en el aire se encuentra presente amoníaco y humedad, el dióxido de azufre interactúa con ellos y los oxidantes, dando sulfato de amonio, cuya conversión total depende de la adsorción del dióxido de azufre sobre el material, del tamaño de las partículas, de la difusión de los reactivos en el aerosol, de la humedad relativa ambiente y de la radiación solar incidente, cuya influencia aumenta en presencia de hidrocarburos y contaminantes provenientes del tránsito automotor, siendo la vida media del dióxido de azufre, antes de transformarse, de unas 3 a 5 hs.

La acción irritante de los compuestos de azufre varía en orden decreciente para el ácido sulfúrico, sulfato de cinc y amonio, sulfato férrico, sulfato de cinc y sulfato de amonio, siendo este último el menos ofensivo, mientras el sulfato ferroso y el sulfato manganoso no tienen esas propiedades.

En la atmósfera pueden coexistir el dióxido de azufre con el trióxido de azufre, primer producto de oxidación, pero dada la gran reactividad de este último para dar ácido sulfúrico o sulfatos, la proporción de trióxido de azufre es 1 frente a 100 de dióxido de azufre.

El dióxido de azufre puede difundirse a través de la paredes y otras superficies, reaccionando sobre las mismas con el amoníaco de la atmósfera interior en presencia de humedad y absorbiéndose eficazmente en la vestimenta, cortinas, alfombras y tapicería. Afortunadamente la humedad relativa ambiente es menor en el interior que en el exterior de las construcciones, ayudando a mantener en suspensión las partículas de sulfatos formadas, fácilmente eliminables con aireación y ventilación.

Una respuesta fisiológica básica a la inhalación de dióxido de azufre es un grado leve de constricción bronquial con resistencia al flujo de aire, absorbiéndose el gas en el sistema respiratorio y pasando al torrente sanguíneo, metabolizándose y eliminándose por vías urinarias. Si las personas expuestas son asmáticas, la sensibilidad al dióxido de azufre es mayor y la concentración máxima tolerable se reduce unas 20 veces.

Estudios epidemiológicos en Europa y Estados Unidos de Norteamérica, durante períodos largos, de 10 a 15 años, parecen indicar un incremento de morbilidad con el aumento de la concentración de dióxido de azufre en ciudades densamente contaminadas.

No debe olvidarse, no obstante, que el ácido sulfúrico formado a partir del dióxido de azufre aumenta la resistencia de la vía aérea en relación a la concentración y tamaño de las partículas, siendo las de 1 m m las que producen mayor aumento de la resistencia al flujo, mientras las de 7 m m sólo ocasionan un aumento leve, por no poder penetrar más allá del tracto superior. Los sulfatos afectan también a las funciones respiratorias, siendo el sulfato de cinc y amonio, con su capacidad de formar nieblas químicas, el que más afecta a la salud humana.

Es importante recordar que el ácido sulfúrico y los sulfatos son más perniciosos que el dióxido de azufre, pudiendo calificarse a este último como indicador de contaminación, ya que muestra la posibilidad de que 3 a 5 hs más tarde comiencen a aparecer ácido sulfúrico y sulfatos en cantidades nocivas para la población, si se cuenta con la concentración de partículas, oxidantes, radiación solar y humedad suficientes.

La exposición conjunta a dióxido de azufre y oxidantes produce efectos sinérgicos sobre los receptores sensoriales y la función corticocerebral, además de una mayor irritación de nariz y garganta. No obstante, se necesitan estudios largos para determinar los efectos a una exposición crónica al dióxido de azufre en pequeñas concentraciones diarias, ya que sólo se han efectuado estadísticas de lesiones laborales frente a exposiciones a concentraciones elevadas de dióxido de azufre, ya sea por accidentes o con sujetos voluntarios.

Los estudios de evaluación de morbilidad en exposiciones breves al dióxido de azufre y partículas muestran como nivel mínimo, luego del cual se observan efectos nocivos, a 200 m g.m^-3 de dióxido de azufre y 150 m g.m^-3 de partículas en promedios de 24 hs., en cuanto a exposiciones prolongadas se observan efectos adversos con concentraciones promedio anuales de 60 a 140 m g.m^-3 de dióxido de azufre y 100 a 200 m g.m^-3 de partículas.

En lo que respecta a la población de riesgo, personas de edad avanzada, que sufren afecciones pulmonares y fumadores compulsivos, las concentraciones promedio de 24 hs de unos 250 m g.m^-3 de dióxido de azufre y 250 m g.m^-3 de partículas empeoran el estado general de los mismos.

Sobre estos estudios, la Organización Mundial de la Salud sugirió, en 1982, niveles máximos para 24 hs en referencia al dióxido de azufre que no superen 100 a 150 m g.m^-3 con medias anuales no mayores a 40 - 60 m g.m^-3 , basándose en los estudios epidemiológicos y en monitoreos de ciudades europeas y norteamericanas en que los valores medios diarios oscilan entre 100 y 200 m g.m^-3 de dióxido de azufre, con el criterio de promover una disminución de los valores normales de modo de adecuar los niveles admisibles a una mayor calidad del aire para el mejor desarrollo de la vida.

En la ciudad de San Lorenzo, según Ordenanza 895/83, el nivel máximo permitido para 24 hs. es de 50 m g.m^-3 resultando ser uno de los valores más bajos del mundo.

La exposición crónica de los vegetales a concentraciones de dióxido de azufre leves, cercanas a 25 m gm^-3 provoca amarilleo de las hojas por inhibición de la síntesis de la clorofila, asociado a la acumulación de sulfato sobre su superficie, acusando una rápida destrucción de las mismas. Se ha demostrado que el ozono y los óxidos de nitrógeno ejercen efectos sinérgicos con el dióxido de azufre.

En cuanto a los animales, los efectos irritantes se producen en la parte superior del tracto respiratorio y en los ojos, exposiciones crónicas a bajos niveles de dióxido de azufre produjeron aumento de la incidencia de infecciones respiratorias, al igual que los humanos, sufren más la irritación por sulfatos que por dióxido de azufre.

En diciembre de 1991, en una primera acción, con el objeto de obtener un panorama sobre la realidad de nuestro aire, se recurre a la búsqueda de la información existente hasta la fecha. Encontrándose valores de monitoreos esporádicos y con bajo número de muestras, por lo que no pudieron emplearse como evidencia ni como diagnóstico previo, aunque, de alguna manera, ofrecieron la posibilidad de constatar el registro de un importante porcentaje de resultados superiores a la Concentración Admisible para Períodos Largos, CAPL, establecida por Ordenanza Municipal Nº 895/83 e igual a 50 m g.m^-3 .

A estos datos, se sumaron los registrados a partir del 1 de agosto de 1991 que continuaron hasta el 10 de diciembre del mismo año, que tampoco resultaron de consideración, por haber sido obtenidos con un solo equipo de monitoreo, instalado a una distancia y dirección poco apropiadas para suministrar resultados representativos de la contaminación atmosférica además de un funcionamiento irregular, no continuo, que lo tornaron poco confiable.

En febrero de 1992, definida ya la necesidad de iniciar un monitoreo continuo de 24 hs. en lugares estratégicos, se procede a concretar una reunión con la Gerencia de la Empresa Duperial S.A. (ahora I.C.I de Argentina), representada por el Ingeniero Genolet, ante el cual se plantea:

Planteado así, las autoridades de Duperial S.A. aceptaron la propuesta, instalándose así los equipos necesarios en los lugares estratégicos determinados según el estudio preliminar, comenzando un control diario a cargo de la Municipalidad con análisis de las muestras en su propio laboratorio, midiendo las concentraciones de dióxido de azufre durante las 24 hs de todos los días, de manera ininterrumpida, desde el 3 de junio de 1992 hasta la fecha.

Es necesario comentar que este planteo también fue presentado ante otras empresas, con idéntico resultado, por ejemplo, ante la Asociación de Cooperativas Argentinas, muelle embarcador de cereales y oleaginosas, con la cual se concretó la instalación de equipos de monitoreo de polvo en suspensión, logrando de esta manera evitar erogaciones por parte de la Dirección Municipal de Medio Ambiente.

La protección del aire incluye una valoración objetiva de su calidad por medición de la inmisión atmosférica por parte de la autoridad pública y necesita acciones para contener la emisión producida por actividades antropogénicas industriales y domiciliarias.

Las emisiones se caracterizan y se encuentran ligadas a la cantidad horaria, al contenido de contaminante y a la temperatura del efluente, de modo que podemos distinguir entre emisiones puntiformes, lineares, bidimensionales, difusas, continuas, discontinuas, periódicas, temporales, instantáneas, fijas y móviles.

Para valorar el control y su eficiencia es importante correlacionar la emisión atmosférica con su respectiva inmisión. Los modelos de correlación pueden basarse en formulaciones teóricas o mediciones experimentales, evaluando la contribución de diversos sistemas productivos, estimando la evolución de la contaminación al variar el régimen de marcha de una o diversas actividades coexistentes.

Pueden aplicarse modelos matemáticos de emisión/inmisión basados en ecuaciones teóricas, aproximaciones gaussianas, análisis estadístico de series históricas, análisis de datos de monitoreo del aire, modelos experimentales en escala en túnel de viento o de campo por monitoreos de período corto itinerante.

La correlación se complica aún más si se desea relacionar la emisión con las normas de calidad de aire en la que figuran concentraciones admisibles para períodos cortos y largos pretendiendo impedir el efecto de los contaminantes en un amplio espectro de tiempo, de modo de garantizar la calidad del aire.

Los resultados se expresan, en general, en función de la mediana como valor intermedio de medias diarias durante el año, ordenadas de acuerdo a valores crecientes, de la media aritmética de las concentraciones medias del año o del valor máximo en el ámbito del 98 % de las concentraciones medias diarias, medidas durante el año.

Generalmente los modelos téoricos se refieren a condiciones de régimen de emisión permanente y a lugares planos, no tienen en cuenta la concentración de fondo, ni la concentración inicial del contaminante en el seno del efluente, ni la extensión de la emisión, suponiendo a ésta como puntiforme.

La poca certeza de los métodos matemáticos se relaciona con el coeficiente de difusión de la emisión al considerarla puntiforme, además suponen que el valor máximo de concentración de inmisión depende más del caudal del contaminante que de la concentración del mismo en el seno del efluente (supuesta infinitamente grande en el origen), por lo que la dilución inicial del efluente no aportaría mejoras en el tema de la inmisión.

Los puntos débiles de los modelos matemáticos se resumen en:

• El viento se supone constante en dirección e intensidad.
• La turbulencia se supone constante y homogénea.
• Supone que el contaminante no sufre transformaciones químico físicas y avanza totalmente en reflejo del suelo.
• El terreno se supone plano y desprovisto de obstáculos.
• La dispersión de la emisión siempre se debe al viento.
• La concentración inicial en el seno del efluente es infinitamente grande.
• La inmisión producida en un punto, debido a diversas fuentes, se puede adicionar aritméticamente.

Para adecuar los modelos a la realidad se realizan correcciones "ad hoc" combinando resultados meteoanemológicos y se los confronta con los standard de calidad de aire. Se calcula la elevación de la pluma del efluente, se procede al cálculo de concentraciones diaria, ordenando estadísticamente los valores, se indagan sectores principales de proveniencia del viento con diversas velocidades del mismo según el equilibrio atmosférico. Entonces se representan los resultados en un mapa de concentraciones que muestra el punto estudiado y la zona expuesta.

El empleo de redes de monitoreo meteoquímicas consiste en obtener una serie de datos relevantes de campo (concentraciones instantáneas, media, medianas, porcentuales) que caracterizan a un punto geométrico determinado, expuesto a la emisión atmosférica. Estos datos son menos expresivos y menos inmediatos. Al comparar los resultados obtenidos de las redes de monitoreo con los de los modelos teóricos se evidencia el carácter de confiabilidad moderada de los últimos, por lo que las mediciones globales de 24 hs son parámetros de control de los modelos matemáticos.

El empleo de redes de monitoreo meteoquímicas brinda elementos para prevención de eventuales situaciones críticas de inmisión, sitúa las inmisiones dentro de los límites de las leyes y ayuda a corroborar el hecho de los niveles de "queja" de la zona afectada de modo de definir niveles de alarma y emergencia que protejan la salud de la comunidad.

Al estudiar el modelo matemático a aplicar en nuestro caso, con emisiones de dióxido de azufre provenientes en gran medida de procesos de fabricación de ácido sulfúrico, en que el gas analizado se utiliza como materia prima, es poco soluble en agua en condiciones normales y se desprende del proceso como consecuencia de una conversión incompleta; teniendo en cuenta la topografía de la ciudad de San Lorenzo, en que no existen elevaciones, ni edificación alta, lo que permite suponer la turbulencia constante; contando con la presencia de corrientes de aire importantes, con velocidades moderadas durante la mayor parte del año; además de un clima sin temperaturas extremas que pudieran provocar efectos de inversiones térmicas de larga duración; unido a la presencia de una sola fuente principal de contaminación, hace posible extraer buenos resultados de la aplicación de una simulación teórica, siempre que se tengan en cuenta, por supuesto, los factores atmosféricos correspondientes.

El modelo aplicado es un prototipo matemático basado en la dispersión atmosférica de los contaminantes de las chimeneas, calculando en primer lugar la altura efectiva de la pluma, que según Holland, para el dióxido de azufre, viene dada por:

donde:

H : altura efectiva de la pluma, m

h_s : altura de la chimenea, m

h_r : elevación de la pluma, m

n : velocidad de salida de los gases de la chimenea, m.seg^-1

m : velocidad promedio del viento, m.seg^-1

Q_h : rapidez de emisión de calor, cal.seg^-1

d : diámetro de salida de la chimenea, m

1,5 : parámetro adimensional

Dentro de los factores que afectan en mayor medida a las emisiones de dióxido de azufre encontramos:

• Temperatura y velocidad de salida de los gases procedentes de pequeñas fuentes como fuegos domésticos, incineradores, con poca fuerza ascendente debido a la baja temperatura de emisión y con gran efecto sobre las cercanías inmediatas, o emanados de fuentes mayores que emiten gases a altas temperaturas y los inducen a ascender mediante tiro forzado, en que se reduce el efecto importante en las proximidades, provocando posibles efectos menores sobre una zona más extensa.
• Altura de las chimeneas, contribuyendo a la dilución y dispersión sobre una zona más amplia, si aquéllas son elevadas, la contaminación puede trasladarse a grandes distancias y depositarse muy lejos de su origen (llamamos chimeneas elevadas a aquéllas que posean alturas superiores a los 200-250 m)
• Topografía y proximidad de otros edificios, que producen efectos sobre la dispersión, especialmente en presencia de montañas y edificios muy altos.
• Meteorología, con una importancia fundamental en la distribución total de la contaminación, ya que condiciones especiales pueden provocar cambios en las concentraciones de dióxido de azufre presentes en la zona, los fenómenos de inversión de temperatura pueden atrapar contaminantes cerca del suelo llevando sus concentraciones a valores mucho mayores a los habituales.

La conservación de un medio ambiente tolerable en las ciudades modernas depende, en gran medida, de la presencia de vientos y turbulencias que dispersan los contaminantes con rapidez, a medida que se producen las emisiones. El estudio de la distribución de un contaminante sobre una ciudad debe realizarse teniendo en cuenta ciertos factores climáticos que afectan sensiblemente la dispersión del compuesto analizado, siendo la dirección y velocidad de las corrientes de aire uno de los puntos más importantes a considerar.

En la figura I observamos la forma en que el contaminante en estudio, dióxido de azufre, se ve afectado por la velocidad y dirección del viento en la zona, considerando para este análisis los datos suministrados por el INTA Oliveros, sobre los últimos 4 años (1992-1995), las flechas más anchas indican mayor incidencia porcentual del viento en esa dirección, aquéllas más largas indican mayor velocidad y por lo tanto mayor distancia cubierta por el contaminante y el punto del centro representa la fuente de emisión.

FIGURA I : DISPERSIÓN DEL CONTAMINANTE SEGÚN VARIABLES ATMOSFÉRICAS

La dispersión estimada del contaminante se grafica por la parte sombreada en tono más suave, el ángulo depende de la velocidad del viento, que, de acuerdo a datos meteorológicos se puede considerar mayor, a velocidades menores a 1 m.seg^-1 , en condiciones de vientos calmos o variables, abarcando de 0 a 360º, si la velocidad del viento es mayor a 1 pero no supera 2,5 m.seg^-1 el ángulo cubierto por el contaminante resulta menor a 180º , con velocidades mayores a 2,5 pero menores a 5 m.seg^-1 tenemos una distribución dentro de 35 a 135º , estas condiciones especiales son críticas en el momento de aplicar modelos matemáticos, que suponen la existencia de vientos con velocidades superiores a 5 m.seg^-1. En nuestra zona de estudio, se puede observar la existencia de un escaso porcentaje de vientos variables (2%) y de vientos del oeste (1%) cuyas velocidades son bajas (ver Tablas III, IV, V y VI)

En cuanto a la direcciones más significativas, en el Gráfico III se observa la contribución mensual a cada dirección en forma porcentual, mientras en el Gráfico IV se encuentran representadas la contribución mensual y anual (promedio de los 4 años), con los datos correspondientes en la Tabla III. En el Gráfico V se especifica el porcentaje promedio anual de velocidades indicado en la Tabla IV mientras de las Tablas V y VI, visualizadas en el Gráfico VI podemos concluir que las corrientes de aire que provienen del Norte, Sur, Noreste y Este cubren el 71 % de los días del año, con velocidades promedio de 10 a 15 m.seg^-1.

Para aplicar el modelo matemático se consideraron tres velocidades de viento y tres condiciones atmosféricas correspondientes a la estratificación térmica en caso de atmósferas inestables, neutrales y estables, de acuerdo a condiciones superadiabáticas, adiabáticas y subadiabáticas, además de los datos suministrados por la empresa emisora.

Donde:

s _A : parámetro básico de difusión, relacionado con el ángulo azimut de la pluma, rad

s _B : parámetro básico de difusión, relacionado con el ángulo de elevación de la pluma, rad

b, p, q : parámetros de dispersión atmosférica

La ecuación de Cramer, para el cálculo de la concentración de contaminante a nivel del suelo, a una distancia determinada, desde la base de la chimenea se puede expresar de la siguiente forma:

Pueden calcularse X_mg y X_m , en forma simplificada y para un régimen permanente.

Donde:

Q : caudal de emisión del contaminante, m³.seg^-1

X_g : concentración de contaminante a nivel del suelo, a una distancia X, ppm (vol)

X : distancia desde la base de la chimenea a la cual se mide X_g, m

X_mg : concentración máxima de contaminante a una distancia X_m , ppm (vol)

X_m : distancia desde la base de la chimenea a la cual se mide X_mg, m

En la Figura II podemos observar la distribución final de los monitores de acuerdo a las mejores probabilidades de detectar en esos lugares la inmisión de dióxido de azufre.

Al observar los resultados obtenidos, podemos comprobar que el modelo aplicado satisface los objetivos generales de un modelo matemático, a saber:

• Estimar teóricamente la concentración de un contaminante en un punto.
• Estimar la concentración máxima de contaminante.
• Estimar la distancia desde la fuente, a la cual se encuentra la concentración máxima a nivel del suelo.
• Diseñar zonas de protección sanitaria, entendiendo por tal a la franja de terreno que rodea a una instalación fabril, o a instalaciones que por sus características puedan modificar al medio ambiente, real o potencialmente, dentro las cuales no deben existir viviendas y/o áreas destinadas a la recreación. No sólo se tiene en cuenta para ello la capacidad contaminadora de una instalación sino también los ruidos, vibraciones, peligrosidad en cuanto a siniestros como explosiones, incendios, fugas de contaminantes incontrolables y otros, estas zonas se utilizan como medidas de control y prevención.
• Estimar puntos probables de muestreo.
• Determinar y priorizar aquellas fuentes que podrían contribuir a los problemas de contaminación atmosférica.
• Determinar y priorizar aquellas zonas donde podrían existir problemas de contaminaciones.

West y Gaeke, en 1956 [Anal.Chem.28, 1916 (1956)] , propusieron un método de determinación de dióxido de azufre en el aire, para concentraciones entre 13 y 13000 m g, utilizando como solución absorbedora del mismo, tetracloromercuriato de sodio 0,1 M, con la cual se combina el dióxido de azufre, formando diclorosulfitomercuriato de sodio, no volátil. Al agregar para-rosanilina blanqueada con ácido se forma un ion complejo de color rosa violáceo de ácido metilsulfónico-para-rosanilínico cuya concentración se determina espectrofotométricamente.

En 1967, Scaringelli, Saltzman y Frey [Anal.Chem.39, 14, 1709-1719 (1967)] ajustaron las técnicas de análisis de dióxido de azufre, de modo de eliminar las interferencias y elevar la confiabilidad y repetitividad, purificando y estandarizando la para-rosanilina, controlando el pH final de la misma con ácido fosfórico en la solución de trabajo, contribuyendo este último a la liberación del complejo mercúrico y a la eliminación de metales pesados. El uso de tetracloromercuriato de potasio 0,04 M contribuye también a la seguridad del método, ubicando el rango de aplicación del mismo de 0 a 35 m g, trabajando a pH 1,6 ± 0,1 y midiendo a 548 nm o a pH 1,2 ± 0,1 midiendo a 575 nm, en este último caso con menor sensibilidad y un blanco más suave.

Otros investigadores que estudiaron este método fueron Pate, Lodge Jr. y colaboradores, [Anal. Chem. 37, 7, 942-945 (1965)] , estableciendo el efecto de los óxidos de nitrógeno al minimizar la interferencia con el agregado de ácido sulfámico luego del muestreo y momentos antes del análisis.

Se debe tener cuidado especial con la estabilidad del complejo diclorosulfitomercuriato en presencia de la luz, por presentar pérdidas a 20ºC del 50 a 75 % del dióxido de azufre captado, mientras la exposición a energías mayores produce pérdidas de tan sólo un 2 a un 8 %. Con el transcurso del tiempo, el complejo va perdiendo de 1 % a 3,2 % por día, siendo mayor la desviación a mayores temperaturas, 0,015 unidades de absorbancia más por cada grado centígrado en exceso, y a mayores concentraciones de tetracloromercuriato de potasio.

Debe realizarse un chequeo espectral de la para-rosanilina, acusando un máximo de absorbancia a 540 nm, por lo cual se recomienda purificar el reactivo colorante por extracción con n-butanol y ácido clorhídrico.

El Ozono, principal oxidante del dióxido de azufre, se destruye dejando reposar la muestra durante unos minutos.

Los metales pesados se acomplejan con ácido etilendiaminotetraacético adicionado al reactivo absorbente.

En resumen, las variables críticas del método son, el pH, la temperatura, las impurezas de los reactivos y la calidad del agua, que ha ser bidestilada y libre de oxidantes.

El estándar considerado es el metabisulfito de sodio, que debe prepararse cuidadosamente por dilución en tetracloromercuriato, para asegurar la fiabilidad de los resultados.

El método modificado es más confiable, específico y reproducible que el original, además de ser pasible de aplicar a determinaciones de sulfitos y sulfuros en otros materiales como pueden ser metales o productos agropecuarios.

El método es lineal a la ley de Beer y perfectamente reproducible, con un coeficiente de extinción de 47.700, lo cual brinda una sensibilidad apropiada, en un rango de aplicación de 0 a 34 m g de dióxido de azufre. Sin el agregado de ácido sulfámico el coeficiente de extinción mejora un 15%, por lo cual si las concentraciones de óxidos de nitrógeno son mínimas puede obviarse su agregado.

La longitud de onda más apropiada para la medición, se encuentra entre 540 y 544 nm, como puede observarse en las Tablas XI y XII y en los Gráficos VII y VIII.

GRÁFICO VIII:

El 3 de junio de 1992, una vez instalados los equipos y ya sometidos a un período previo de prueba, al igual que las técnicas de laboratorio, comienzan las mediciones en forma oficial.

Es destacable que esta etapa ha sido llevada adelante por sólo dos personas de la Dirección Municipal de Medio Ambiente, sin presupuesto alguno, hecho que condiciona a involuntarias, pero inevitales demoras, razón que explica los seis meses de estudios preliminares, que quizás puedan aparecer como demasiados.

Las inmisiones detectadas a través del tiempo muestran dos situaciones bien diferenciadas:

a) Los valores promedios mensuales de las mediciones diarias, que aunque pueden no exceder los permitidos por la Ordenanza Municipal, resultan importantes y preocupantes para la calidad de vida.

b) Se detectan excesos puntuales importantes durante días determinados, que significan una infracción a la Ordenanza Municipal y representan una grave agresión al Medio Ambiente, con el consiguiente impacto y deterioro de la salud.

Ante esta realidad, los objetivos de la Dirección Municipal de Medio Ambiente son:

a) Controlar estrictamente la tendencia de los valores promedios y lograr de la fuente emisora la disminución de estos valores, con la consiguiente tendencia decreciente de la curva de sumas acumulativas.

b) Controlar celosamente las emisiones puntuales y lograr que la fuente reduzca a cero los escapes esporádicos de dióxido de azufre, sea cual fuere su origen.

El análisis y evaluación de los datos se realiza diaria, mensual, semestral y anualmente utilizando herramientas estadísticas apropiadas, entre ellas se emplean Histogramas, Gráficos de control y Técnicas de sumas acumulativas (CUSUM).

Se basa en la distribución de los datos por frecuencias y se aplica a problemas relacionados con un proceso cuya distribución no se ajusta a una curva de tipo campanular; a evaluaciones de procesos según el porcentaje de desviación fuera de los límites especificados, pudiendo brindar elementos para orientar la corrección de la situación; a la evaluación de procesos influenciados por más de un factor si la forma del histograma no muestra una distribución normal; a la observación gráfica de un proceso y su funcionamiento y a la identificación de causas de variaciones o errores comprobando la eficiencia de las acciones correctivas implementadas.

Los parámetros considerados son la media aritmética, el rango, el desvío medio, el desvío estándar y el coeficiente de variación.

En una distribución normal los valores que se encuentran sobre o debajo de la media en un desvío estándar reúnen al 68 % de los datos, en dos desvíos estándar al 95 % y en tres desvíos al 99,7 % de los mismos, pudiendo por la forma de la campana detectarse los procesos que fallan en exactitud y los que fallan en precisión.

Se aplican a la producción en serie; al control estadístico de la calidad; a la correlación de datos, observaciones y experiencias; a la determinación de variaciones de acuerdo a causas asignables y no asignables y a la determinación de límites de tolerancia.

Se grafican la suma acumulada y las desviaciones respecto del tiempo y se aplica en ocasiones en que se ha de localizar diferencias con el valor medio, causas, ciclos y tendencias; a la denotación de cambios y aplicación de acciones apropiadas; al reconocimiento de causas que pueden llevar a cambios definidos y al análisis de datos a lo largo del tiempo.

Esta técnica permite evidenciar claramente las diferencias con el valor medio, la presencia de causas, ciclos, tendencias, que en los gráficos convencionales de control aparecen diluídos.

Es eficiente en análisis de datos, en este caso, el conjunto de observaciones se somete a un análisis CUSUM con la finalidad de detectar cambios y prever acciones correctivas.

Estas técnicas pueden aplicarse al período de tiempo necesario, como ejemplo del seguimiento que se realiza de los datos obtenidos del monitoreo diario, ejemplificamos con la aplicación de gráficos de control y sumas acumulativas al período completo junio’92 - agosto’95, Tabla XII, Gráfico IX .

MEDIA TOTAL: 4,52 m g.m^-3

DESV. ESTÁNDAR: 4,04

COEF. DE VARIACIÓN : 89%

LÍMITES DE CONTROL:

MEDIA + DESVIACIÓN ESTÁNDARD/(N)^1/2 = 5,58

En el Gráfico IX se observa que desde agosto de 1993 a julio de 1994, la pendiente se vuelve positiva, esto indica un problema en el sistema, pues significa que los valores medios mensuales se encuentran en continuo ascenso, con una tendencia constante, que puede revelar problemas en el proceso de producción que hace que se elimine mayor cantidad de dióxido de azufre al ambiente.

El análisis de sumas acumulativas se realiza mes a mes, comparando las concentraciones diarias con la media mensual, de modo de obtener explicaciones a los excesos observados, esto nos indica fidedignamente si el problema ha sido casual, o si la tendencia se mantuvo durante varios días.

Para aclarar estas afirmaciones, veamos el diagrama de junio de 1992, mes en que se detectó el primer exceso de nuestro trabajo en el monitor situado en Barrio Rivadavia.

Vemos que el fenómeno ocurrido del 11 al 12 de junio, en que el nivel de dióxido de azufre sufrió un incremento notorio, no se ve acompañado de una tendencia clara en ascenso durante los días anteriores ni los posteriores, por lo que puede suponerse causado por una falla accidental en el proceso. No sucede lo mismo si analizamos uno de los meses de mayor inmisión de nuestro período de control, diciembre de 1993, los datos son del mismo monitor que se graficó anteriormente y en el cual vemos que, a pesar de no existir excesos detectados sobre la Concentración Admisible para Períodos Largos, el proceso tiene algunas fallas, evidentemente, por la forma en que se escapa al control y las pendientes pronunciadas que muestra el Gráfico XI.

Lógicamente, estos gráficos son útiles en la medida en que se conoce su interpretación y una forma de utilizarlos, es tratando de prever comportamientos extraños, a medida que van ocurriendo las mediciones, para ello se emplea como valor de control la media obtenida en el mes anterior, o una media histórica, así, al sucederse tendencias en alza se plantean las acciones a seguir. Luego se compara con la curva extraídos de los datos en relación a su propia media y se observan las discrepancias. El uso de estas técnicas es amplio y muy interesante, tanto para el control de la inmisión, en favor del cuidado de la salud de la población, como para el control del proceso por la misma empresa encargada del mismo, que de esta manera tiene la posibilidad de minimizar pérdidas de contaminante hacia el medio ambiente al detectar tempranamente las fallas.

Si bien las medias anuales acompañadas de valores diarios máximos representan la intensidad de la contaminación en cualquier localidad, se suelen sintetizar los resultados como distribuciones de frecuencia para amplias gamas de promedios de tiempo, contaminantes y localidades. Por lo tanto, la media geométrica es equivalente a la mediana en estos casos y es el valor más apropiado, aunque históricamente se ha empleado con más frecuencia la media aritmética, que en caso de distribuciones logarítmicas normales es similar a la media geométrica.

En el Gráfico XII se observan los promedios mensuales del período comprendido entre junio ‘92 y agosto’95, con sus límites de control, tomado en relación a la media y la relación entre ella y su desviación estándar referido a la raíz cuadrada de la población muestreal, esto es, 30 días. Los valores superiores a este límite de control se encuentran fuera de lo esperado, coincidiendo plenamente con los datos de las sumas acumulativas, observando fuera de límites los promedios de agosto’93 a julio’94, período de crecimiento en las gráficas CUSUM.

Resulta interesante ilustrar acerca de la evaluación realizada durante los momentos en que se registra un exceso. En primer lugar, se procede a evaluar la dirección y velocidad de los vientos ocurridos durante las horas de exposición de la muestra, solicitando la información pertinente al Observatorio Meteorológico Fisherton y se grafican sobre un plano de la ciudad, de acuerdo a sus direcciones porcentuales hacia cada uno de los monitores de manera de asegurar el origen de la emisión, evitando de este modo el efecto de condiciones meteorológicas adversas. Como ejemplo de este accionar se aplican estos conceptos al exceso observado en junio de 1992.

Una vez obtenidos los datos de velocidad y dirección del viento durante el período muestreado, se calcula el porcentaje de vientos producidos en cada dirección y se grafican en un diagrama circular, ubicando luego los mismos en relación a la fuente y los monitores respectivos, indicando las inmisiones observadas en cada uno de ellos.

Durante el año 1992, la empresa emisora debió afrontar inconvenientes que la obligaron a repetidos períodos de paradas de planta, hecho que contribuye, en el promedio general, a la disminución de los valores, aunque es importa destacar que en los momentos de actividad de la empresa, las concentraciones detectadas fueron importantes y preocupantes. De esta manera, se detectaron en dicho año, tres emisiones puntuales diarias que excedieron los niveles permitidos.

Durante el período comprendido entre febrero de 1993 hasta julio de 1994 se observa un crecimiento de los valores promedios, comenzando a vislumbrarse una alarmante tendencia en agosto de 1993, detectándose 12 emisiones puntuales diarias que exceden los límites permitidos.

Representantes de la Empresa pusieron de manifiesto ante esta Dirección, evidentes problemas operativos, agotamiento de catalizadores, deterioro de equipos y otras razones, como causas que generaron esta situación.

Ante la realidad planteada, frente al estricto seguimiento municipal sobre las emisiones y por decisión política de la Empresa (según sus autoridades) I.C.I de Argentina, informa a la Dirección Municipal de Medio Ambiente la parada de las plantas de ácido sulfúrico y sulfuro de carbono por reparaciones durante el mes de agosto de 1994, realizando inversiones de U$S 542.000 tendientes a minimizar las emisiones de dióxido de azufre a la atmósfera, siendo U$S 1.669.000 la inversión total de la empresa en el período 1992-1995 destinada a preservar el Medio Ambiente.

En septiembre de 1994 se reinicia la producción en las plantas de ácido sulfúrico y sulfuro de carbono lográndose hasta la fecha los dos objetivos primordiales planteados por la Dirección Municipal de Medio Ambiente:

a) La tendencia de la media de los promedios mensuales toma un curso descendente importante y, lo que es notorio y fundamental, con valores significativamente inferiores a los registrados con anterioridad, situados en su totalidad por debajo de los límites permitidos. (Ver Gráfico IX)

b) Transcurrido un año desde esta acción, no se han detectado nuevos excesos puntuales diarios que superen los valores permitidos, sin revelarse siquiera concentraciones que puedan calificarse como preocupantes. (Ver Gráfico XIV)

Conforme a datos suministrados por la Empresa I.C.I de Argentina, durante este último año, la planta de ácido sulfúrico, principal emisora de dióxido de azufre a la atmósfera sanlorencina, no sólo ha mantenido su nivel de producción histórico, sino que lo ha incrementado respecto de 1994 en un 25% ha incrementado su producción, respecto de 1994, en un 25 %

Si bien este trabajo muestra resultados concretos en lo referente a logros en la disminución de los valores promedios puntuales diarios y mensuales de dióxido de azufre, a la Dirección Municipal de Medio Ambiente, en una concepción global del problema, también le preocupa la incidencia de esta realidad en la calidad de vida de los pobladores. Por ello es que se abocó a realizar estudios específicos, a saber, Documentos sobre la Calidad del Aire en Relación con la Salud Humana y Evaluación Epidemiológica de San Lorenzo.

Aunque no resulta posible exponer completamente los trabajos antedichos, resulta interesante comentar algunos detalles de su desarrollo. Se trata de estudios estadísticos basados en encuestas a profesionales de la salud, a la población en general, a instituciones intermedias comprometidas con el tema, a empresas generadoras de emisiones y a ex-empleados de las mismas, en lo que hace al trabajo acerca de la Calidad del Aire. Para el estudio de Evaluación Epidemiológica se analizaron, conjunta y paralelamente, San Lorenzo y una población testigo, Arroyo Seco, situada a 60 km hacia el sur, con aproximadamente igual cantidad de habitantes, igualmente situada junto al río Paraná, con similares características topográficas, pero con la importante diferencia de no poseer plantas de producción de ácido sulfúrico ni sulfuro de carbono.

Evaluando las atenciones en centros de salud de ambas ciudades, se seleccionaron y analizaron 8.056 casos para San Lorenzo y 14.718 para Arroyo Seco, sobre una población de alrededor de 40.000 en cada ciudad. Se tomaron las consultas médicas realizadas durante el año calendario, desde el 1 de noviembre de 1993 al 30 de octubre de 1994, brindando el estudio información interesante sobre las patologías detectadas en estas ciudades, que permiten emitir hipótesis sorprendentes.

Estos estudios inéditos, al igual que otros, tales como, Estudio del Arroyo San Lorenzo, El Agua de San Lorenzo y su Influencia en la Salud de la Población, Relevamiento de Aguas de San Lorenzo, Experiencia Piloto sobre la Basura Urbana, se realizaron con un costo cero, apelando para lograrlo a los programas PIT, PROCOPA y PROAS, incorporando por esta vía a estudiantes terciarios y universitarios desocupados, de diferentes especialidades, en cada uno de los casos, financiado totalmente por el Gobierno Nacional.

Queda a disposición del Comité Organizador y Coordinador, toda la documentación que avala el trabajo presentado, técnicas analíticas y de calibración, resultados de análisis diarios, actas de infracción, informes meteorológicos, características de construcción de los equipos de monitoreo, presupuestos anuales de la Dirección Municipal de Medio Ambiente y cuanto sea de vuestro interés.

• Grennard, Alf - Ross, Frazer , Progress Report on Sulfur Dioxide. Combustion, 45 (7)

• Kamprath, Possible Benefits from Sulfur in the Atmosphere. Combustion, 44 (4)

• Shawn, Robert., Contaminación Atmosférica por Partículas

• Wagher, Hon, TVA’s Proposed Clean Air Strategy. Public Utilities Fortnightly.

• National Environmental Policy Act.

• Analytical Chemistry, 23, 1517 (1951) ; 28, 1916 (1956) ; 34, 1660 (1962) ; 32, 1307 (1960) ; 36, 1305 (1964) ; 37, 942 (1965) ; 39, 1709 (1967).

• HSDB. Through September 1992. Silver Plater 3.11. TAS Toxicología Asistencia y Servicios. Rosario.

• Informe Preparatorio Junio 1985. Revista y evaluación de los documentos de Calidad de Aire Ambiente para Óxidos de Azufre de los Estados Unidos de Norteamérica en relación con la Salud Humana. Bobby Wixon, Ph. D., John Gouliar, D. Sc., P.E.

• 5to. Congreso Argentino de Saneamiento Santa Fe. 14-20 de Mayo de 1978. Trabajo Nº 46. Estrategia y elementos de vigilancia de la contaminación atmosférica en áreas urbanas.

• Boletín Meteorológico INTA Oliveros

• Informes Meteorológicos Observatorio Fisherton

• Convenio General sobre Contaminación Ambiental. Diciembre 1983. Pcia. Santa Fe.

• Prof. Dra. Patricia M. Sartor. Contaminación Atmosférica: Determinación de Dióxido de Azufre. Noviembre 1992.

• Prof. Dra. Patricia M. Sartor. Dióxido de Azufre: Un Contaminante de Nuestra Atmósfera. Resultados del monitoreo diario realizado en 1992. Febrero 1993.

• Prof. Dra. Patricia M. Sartor. PIT’94: Analía Aimaro, Federico Branca, Marcelo Filipowicz, María Alejandra Godoy, Cristina Mauri, Marisa Montironi, Germán Oliva, Néstor Sevlever, Paola Tramontini. Documentos de la Calidad del Aire en Relación con la Salud Humana. Septiembre 1994

• Prof. Dra. Patricia M. Sartor. PROCOPA’94: Analía Aimaro, Elisabet Caggiano, Natalia Centeno, Marcelo Filipowicz, María Alejandra Godoy, María José Irusta, Alicia Lencina, Andrea López, Cristina Mauri, Fernán Mori, Marisa Montironi, Marisa Pardi, Leandro Prío, Natalia Ramírez, Mariano Rodríguez, Paola Tramontini, Natalia Zgañjar. Evaluación Epidemiológica. Diciembre 1994.