Revista Cubana de Meteorología
27(4), e07, 2021
ISSN: 2664-0880
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CU-ID: https://cu-id.com/2377/v27n4e07
Artículo Original

“Incidencia de los tipos de situaciones sinópticas y el polvo del Sahara en las concentraciones de material particulado en dos localidades de La Habana.”

"Incidence of the types of synoptic situations and the dust of the Sahara in the concentrations of particulate matter in two locations in Havana."

iDAmanda de la Rosa González1Centro de Contaminación y Química Atmosférica, Instituto de Meteorología, La Habana, Cuba*✉:adgonzalez1608@gmail.com

iDRosemary López Lee2Profesora del Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, La Habana, Cuba


1Centro de Contaminación y Química Atmosférica, Instituto de Meteorología, La Habana, Cuba

2Profesora del Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, La Habana, Cuba

 

*Autor para correspondencia: Amanda de la Rosa González. E-mail:adgonzalez1608@gmail.com

RESUMEN

Se evaluó la influencia de los tipos de situaciones sinópticas y las masas de aire con polvo del Sahara en las concentraciones de PM2.5 y PM10. Los datos de las concentraciones de material particulado se obtuvieron de las Estaciones Automáticas de Monitoreo Atmosférico ubicadas en San Miguel del Padrón y el InSTEC. La clasificación de los tipos de situaciones sinópticas se realizó a partir de los mapas sinópticos del INSMET. El estudio abarcó el período comprendido entre enero de 2016 y diciembre de 2017. Se obtuvo la marcha diaria y anual de las concentraciones de PM2.5 y PM10 y el comportamiento de estas bajo la influencia de los tipos de situaciones sinópticas y las masas de aire con polvo del Sahara. La estación de San Miguel del Padrón fue la que presentó la mayor cantidad de casos en los que se superó la concentración máxima admisible establecida por la NC 1020:2014 para el PM2.5 y el PM10. La disminución de las temperaturas y precipitaciones, así como el bajo contenido de humedad que se imponen bajo la influencia de los anticiclones continentales migratorios (TSS VIII) no favorecieron la difusión del material particulado. Los episodios de polvo del Sahara influyeron en el comportamiento de las concentraciones medias de PM2.5 y PM10 en la estación de San Miguel del Padrón, al evidenciar un aumento significativo durante este período.

Palabras claves: 
material particulado; tipos de situaciones sinópticas; polvo del Sahara; La Habana.
ABSTRACT

The influence of the types of synoptic situations and the dusty air masses of the Sahara on the concentrations of PM2.5 and PM10 was evaluated. Data on particulate matter concentrations were obtained from the Automatic Atmospheric Monitoring Stations located in San Miguel del Padrón and the InSTEC. The classification of the types of synoptic situations was carried out from the INSMET synoptic maps. The study covered the period between January 2016 and December 2017. The daily and annual march of the concentrations of PM2.5 and PM10 and their behavior under the influence of the types of synoptic situations and the air masses were obtained with dust from the Sahara. The San Miguel del Padrón station was the one that presented the highest number of cases in which the maximum admissible concentration established by NC 1020: 2014 for PM2.5 and PM10 was exceeded. The decrease in temperatures and rainfall, as well as the low moisture content imposed under the influence of migratory continental anticyclones (TSS VIII) did not favor the diffusion of particulate matter. The Sahara dust episodes influenced the behavior of the mean concentrations of PM2.5 and PM10 in the San Miguel del Padrón station, showing a significant increase during this period.

Keywords: 
particulate matter; types of synoptic situations; Sahara dust; Havana.

Received: 27/8/2021; Accepted: 31/10/2021

Lic. Amanda de la Rosa González. Centro de Contaminación y Química Atmosférica, Instituto de Meteorología, La Habana, Cuba. E-mail: adgonzalez1608@gmail.com

Dra.C. Rosemary López Lee. Profesora del Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, La Habana, Cuba

Conflicto de interés: Declaramos no tener ningún conflicto de interés.

Contribución de autoría: Concepción de la idea: Amanda de la Rosa González, Rosemary López Lee. Manejo de los datos: Amanda de la Rosa González. Análisis de los datos: Amanda de la Rosa González. Investigación: Amanda de la Rosa González. Metodología: Amanda de la Rosa González, Rosemary López Lee. Supervisión: Rosemary López Lee. Validación de los resultados: Amanda de la Rosa González, Rosemary López Lee

CONTENIDO
INTRODUCCIÓN 

Cada año mueren en el planeta siete millones de personas como consecuencia de respirar aire contaminado (Romero, 2018Romero, H. (2018). Contaminación del aire mata a cientos de personas cada año. Disponible en: http://www.trabajadores.cu/20181119/contaminacion-del-aire-mata-a-cientos-de-personas-cada-año/. Consultado el 13 de septiembre de 2019.). Los contaminantes se liberan a la atmósfera a partir de una gran variedad de fuentes, tanto naturales como antrópicas (Carbó, 2009Carbó, M. (2009). Caracterización de la calidad del aire en el municipio de Regla. Trabajo de Diploma. La Habana, Cuba: Facultad de Medio Ambiente, Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas.).

En lo que se refiere al material particulado inferior a 10 y 2.5 micras, un papel fundamental en su incorporación a la atmósfera, lo desempeñan las tormentas de polvo del Sahara. Cuba no se encuentra ajena a este fenómeno, pues durante los meses de verano existe una alta frecuencia de días con polvo sobre el territorio nacional (Mojena et al., 2006Mojena, E. et al. (2006). Tormentas de polvo del Sahara. Su impacto en el Atlántico, Mar Caribe y el Golfo de México. En, Revista Cubana de Meteorología, n o 1, pp.99 - 100.).

Sin embargo, las concentraciones de PM10 y PM2.5 no dependen solamente de la cantidad que se emite, pues se vinculan también con la habilidad de la atmósfera para absorberlos o dispersarlos (Jayamurugan et al., 2013Jayamurugan, R. et al. (2013). Influence of Temperature, Relative Humidity and Seasonal Variability on Ambient Air Quality in a Coastal Urban Area. En, International Journal of Atmospheric Sciences, Article ID 264046.). Un ejemplo lo constituyen los patrones sinópticos o tipos de situaciones sinópticas (TSS), a los cuales se asocian características que pueden provocar el aumento o disminución de las inmisiones (Cuesta et al., 2014Cuesta, O. et al. (2014). Caracterización de la dispersión de las concentraciones de los contaminantes atmosféricos emitidos por las principales fuentes fijas y su impacto potencial en La Habana (Proyecto “Diagnóstico del medio ambiente atmosférico producto de las principales fuentes fijas de la Ciudad de La Habana”). Informe de Resultado. La Habana, Cuba: Instituto de Meteorología, Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente.).

Trabajos que abarcan esta temática se han llevado a cabo en el ámbito nacional Como ejemplo se pueden citar a Fonseca y Cuesta (2012)Fonseca, M. y Cuesta, O. (2012). Caracterización de las concentraciones de los compuestos del nitrógeno atmosférico asociadas a diversos Tipos de Situaciones Sinópticas (TSS) en la estación La Palma, Pinar del Río, Cuba. En, Revista Cubana de Meteorología, n o 1, pp.57 - 69., los cuales analizaron la relación entre el comportamiento de los principales compuestos de nitrógeno y los TSS.

Vidal (2017)Vidal, I. (2017). Influencia de condiciones meteorológicas en las inmisiones de contaminantes atmosféricos en dos localidades de La Habana. Trabajo de Diploma. La Habana, Cuba: Facultad de Medio Ambiente, Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas. evaluó la influencia de condiciones meteorológicas en las inmisiones de contaminantes atmosféricos en San Miguel del Padrón y InSTEC y concluyó que el material particulado (PM10 y PM2.5) fue el contaminante que contabilizó el mayor número de casos en superar las concentraciones máximas admisibles (Cma) establecidas en la NC 1020: 2014.

Por tal motivo, el objetivo del trabajo fue evaluar la incidencia de los TSS y las masas de aire con polvo del Sahara en las concentraciones de material particulado en dos localidades de La Habana, en el período comprendido entre enero de 2016 y diciembre de 2017.

MATERIALES Y MÉTODOS 
Sitios de muestreo 

Los datos de las concentraciones de PM10 y PM2.5 se obtuvieron de las Estaciones Automáticas de Monitoreo Atmosférico (EAMA). Una se encuentra en la azotea de la sede del Consejo de Administración Municipal de San Miguel del Padrón (SMP) y la otra en la azotea del edificio central del Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas (InSTEC) (figura 1). Ambas brindan datos horarios de las inmisiones. Los datos de las ubicaciones geográficas de las estaciones se muestran en la tabla 1.

Figura 1.  Localización de los sitios de muestreo y de las principales fuentes fijas de La Habana

Tabla 1.  Localización geográfica de las EAMA
EstacionesLatitud (°N)Longitud (°W)Período de estudio
InSTEC23°07ʹ55.4ʺ82°22ʹ52.8ʺenero de 2016 - diciembre de 2017
SMP23°05ʹ37.3ʺ82°19ʹ58.6ʺ

Obtención de la información 

Las EAMA cuentan con muestreadores dicotómicos de partículas en suspensión (PM10 y PM2.5). En estos se aplica el principio de atenuación beta para determinar la concentración de partículas en el aire (Bolufé et al., 2016Bolufé, J. et al. (2016). Efectos del clima y la calidad del aire en la crisis aguda de asma bronquial en La Habana (Proyecto “Influencia de la variabilidad del clima y la calidad del aire en algunas enfermedades crónicas no transmisibles en la región occidental de Cuba”). Informe de Resultado. La Habana, Cuba: Instituto de Meteorología, Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente.).

Para el estudio de las situaciones sinópticas (tabla 2) se utilizaron los mapas que se encuentran en los Archivos del Centro de Pronósticos del Instituto de Meteorología (INSMET). La clasificación de los patrones sinópticos se realizó utilizando la metodología de Lapinel (1988)Lapinel, B. (1988). La circulación atmosférica y las características espacio temporales de las lluvias en Cuba. Tesis presentada en opción al grado científico de Candidato a Doctor en Ciencias Geográficas. La Habana, Cuba: Instituto de Meteorología, Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente.. Con el desarrollo de esta se puede identificar y clasificar diariamente el TSS representado en el mapa de superficie, considerando el patrón predominante de presión y viento (Lapinel, 1988Lapinel, B. (1988). La circulación atmosférica y las características espacio temporales de las lluvias en Cuba. Tesis presentada en opción al grado científico de Candidato a Doctor en Ciencias Geográficas. La Habana, Cuba: Instituto de Meteorología, Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente.).

Tabla 2.  TSS según la clasificación de Lapinel (1988)Lapinel, B. (1988). La circulación atmosférica y las características espacio temporales de las lluvias en Cuba. Tesis presentada en opción al grado científico de Candidato a Doctor en Ciencias Geográficas. La Habana, Cuba: Instituto de Meteorología, Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente.
IAnticiclón del Atlántico
IIAnticiclón Extendido
IIIGradiente débil
IVSituaciones ciclónicas
VZonas de Convergencia
VIBaja Extratropical
VIIZonas Frontales
VIIIAnticiclones Migratorios
IXOtras situaciones

Tratamiento estadístico de los datos 

El procesamiento estadístico de los datos se realizó utilizando los softwares MS - Excel, MS - Access y OriginPro 2016. Para cumplir con el objetivo propuesto, a lo largo de la investigación se aplicó la estadística descriptiva.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
Comportamiento diario de las concentraciones de PM2.5 y PM10 

En la figura 2 se muestra el comportamiento de las concentraciones de PM2.5 y PM10 en las estaciones de SMP y el InSTEC según las horas del día. Las concentraciones medias horarias que se obtuvieron en la EAMA de SMP, superan a las obtenidas en la EAMA del InSTEC, para ambos contaminantes.

Figura 2.  Comportamiento diario de las concentraciones de PM2.5 (a) y PM10 (b) en SMP y el InSTEC

Este comportamiento se encuentra condicionado por la exposición directa de la estación de SMP a las emisiones provenientes del tráfico vehicular y de fuentes locales cercanas. Además, pudo haber contribuido el polvo levantado por el viento desde la superficie, ya que a diferencia del InSTEC, la estación de SMP no cuenta con vegetación alrededor (Vidal, 2017Vidal, I. (2017). Influencia de condiciones meteorológicas en las inmisiones de contaminantes atmosféricos en dos localidades de La Habana. Trabajo de Diploma. La Habana, Cuba: Facultad de Medio Ambiente, Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas.).

En general, en ambas estaciones se observaron dos máximos de concentraciones de PM2.5 y PM10. Uno de ellos, el más prominente, tuvo lugar en el horario comprendido entre las 9:00 a.m. y 11:00 a.m., lo que se relaciona con el aumento del flujo vehicular en las mañanas (Jędruszkiewicz et al., 2017Jędruszkiewicz, J.; Czernecki, B. y Marosz, M. (2017). The variability of PM10 and PM2.5 concentrations in selected Polish agglomerations: the role of meteorological conditions, 2006 - 2016. En, International Journal of Environmental Health Research, ISSN: 0960 -3123.), así como a condiciones de alta estabilidad atmosférica y poca dispersión en horas matutinas que provocan gran acumulación de contaminantes (Seinfeld y Pandis, 2006Seinfeld, J. H. y Pandis, S. N. (2006). Wet deposition in Atmospheric chemistry and physics from air pollution to climate change: from air pollution to climate change. (pp. 932 - 979). Editorial John Wiley & Sons, Inc, Hoboken, New Jersey. Segunda edición.).

En ambas EAMA, predominan los valores mínimos de velocidad del viento durante la noche y la madrugada (Vidal, 2017Vidal, I. (2017). Influencia de condiciones meteorológicas en las inmisiones de contaminantes atmosféricos en dos localidades de La Habana. Trabajo de Diploma. La Habana, Cuba: Facultad de Medio Ambiente, Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas.), a lo que pudo estar asociado el segundo máximo, que tuvo lugar entre las 9:00 pm y 12:00 pm. Esto se debe a que, al existir velocidades cercanas a la calma, no se favorece la dispersión de los contaminantes. Este comportamiento es similar al observado por Vidal (2017)Vidal, I. (2017). Influencia de condiciones meteorológicas en las inmisiones de contaminantes atmosféricos en dos localidades de La Habana. Trabajo de Diploma. La Habana, Cuba: Facultad de Medio Ambiente, Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas. en las mismas estaciones, pero para el período de estudio noviembre 2015 - octubre de 2016.

Tanto en SMP como en el InSTEC, se sobrepasó en varias ocasiones la Cma establecida por la NC 1020:2014 para el PM2.5 en el período de 1 hora (100 µg/m3). En el caso del InSTEC se superó 4 veces y en SMP en 67 ocasiones. Lo mismo ocurrió con la Cma establecida para el PM10 en 1 hora (200 µg/m3), pues en el InSTEC se sobrepasó un total de 10 veces y en 6 de ellas se reportaron valores extremos que estuvieron entre los 341 y 643 µg/m3. En SMP se superó en 23 ocasiones.

Comportamiento mensual de las concentraciones de PM2.5 y PM10 
SMP 

En la figura 3 se muestran los promedios mensuales de las concentraciones de PM2.5 y PM10 para la EAMA de SMP. En el caso del primero, en el año 2016 las concentraciones medias mensuales correspondientes a los meses de noviembre y diciembre, superaron la Cma establecida por la NC 1020:2014 para este contaminante en el período de 24 horas (25 µg/m3), con valores de 26.1 y 26.5 µg/m3 respectivamente. En lo que se refiere al año 2017, julio presentó el mayor valor medio mensual, el cual fue superior a la Cma diaria, con 37.7 µg/m3.

Figura 3.  Comportamiento mensual de las concentraciones de PM2.5 (a) y PM10 (b) en la EAMA de SMP

En cuanto al PM10, lo más relevante es que en julio de 2017 se superó la Cma establecida para este contaminante en 24 horas (50 µg/m3), con un valor de 68.5 µg/m3. El mes que presentó el mayor número de casos superiores a la Cma diaria para ambos contaminantes fue febrero, con un total de 13 en el caso del PM2.5 y de 15 en los que se refiere al PM10, mientras que julio presentó 11 casos respectivamente.

La concentración media mensual que se obtuvo en el mes de julio de 2017, así como la cantidad de ocasiones en las que se superó la Cma en ambos años, podrían estar relacionadas con la presencia de masas de aire con polvo del Sahara en La Habana, pues este es uno de los meses en los que se reporta el máximo de porcentaje de días con polvo en la provincia (figura 4).

Figura 4.  Concentración de polvo en superficie (µg/m3) para el 29 de julio de 2016 (a) y el 21 de julio de 2017 (b) (Fuente: Mojena López, E. (2021))

InSTEC 

El ciclo anual de las concentraciones de PM2.5 y PM10 para el InSTEC se muestra en la figura 5. Para ambos contaminantes, las concentraciones medias más bajas en el 2016 se alcanzaron durante los meses de verano, mientras que las más altas en el mes de abril de 2017, las cuales superaron la Cma establecida para este contaminante en 24 horas.

Figura 5.  Comportamiento mensual de las concentraciones de PM2.5 (a) y PM10 (b) en la EAMA del InSTEC

La cantidad de casos en los que se superó la Cma diaria en esta estación fue inferior a la presentada por SMP y los meses de marzo y abril fueron los que mayor cantidad de casos presentaron en cuanto al PM2.5 (4 cada uno). En lo que se refiere al PM10, los meses de marzo, abril y diciembre fueron en los que más ocasiones se sobrepasó la Cma, con 3 casos cada uno.

Según Collazo et al. (2004)Collazo, A. et al. (2004). Modelación de las transformaciones químicas a escala local de los contaminantes atmosféricos en la fase gas - aerosol. Informe Científico Técnico. La Habana, Cuba. La Habana, Cuba: Instituto de Meteorología, Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente. las bajas temperaturas que se observan durante los meses del período poco lluvioso en Cuba (noviembre - abril), favorecen el estancamiento de los contaminantes, lo que pudo influir en el comportamiento de las concentraciones de PM2.5 y PM10 en ambas estaciones. Además, en estos meses la capa de mezcla se encuentra a una altura baja (Lavado, 2012Lavado, A. L. (2012). Las Condes como punto focal de la contaminación estival por ozono en la ciudad de Santiago. Tesis para optar al Grado de Magister en Gestión y Planificación Ambiental. Santiago, Chile: Facultad de Ciencias Forestales y Conservación de la Naturaleza, Universidad de Chile.), lo que condiciona un limitado espesor vertical para la dilución de los contaminantes (Alonso, 2013Alonso, A. (2013). Estudio de algunos factores meteorológicos que influyen en la dispersión de la contaminación atmosférica en La Habana. Trabajo de Diploma. La Habana, Cuba: Facultad de Medio Ambiente, Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas.).

Influencia de los TSS en las concentraciones de PM2.5 y PM10 
SMP 

La existencia de un débil gradiente bárico (TSS III) fue el patrón sinóptico que presentó la mayor concentración media de PM2.5 y PM10 en esta estación, con valores de 22.3 y 45.7 µg/m3 respectivamente (figura 6).

Figura 6.  Concentraciones de PM2.5 y PM10 asociadas a los TSS que influyeron en La Habana en el período de estudio enero de 2016 - diciembre de 2017 (SMP)

Bajo la influencia del TSS III predominan los vientos variables débiles con áreas de calma, (Lecha et al., 1994Lecha, L. B.; Paz, L. R. y Lapinel, B. (1994). Características de la circulación atmosférica sobre Cuba y sus efectos sobre el clima local. En, El clima de Cuba. (pp.19 - 41). La Habana: Ed. Academia.), lo que influye de manera negativa en la dispersión de contaminantes. El TSS VIII fue el que presentó la mayor cantidad de casos en los que se superó la Cma para el PM2.5 y PM10 en 24 horas en SMP, con 35 y 40 casos respectivamente y un máximo de 71.2 y 118.7 µg/m3 (tabla 3).

Tabla 3.  Total de casos superiores a la Cma para el PM2.5 y PM10 en 24 horas por TSS
TSSEstaciónTotal de casos de PM2.5 (> Cma diaria)Máximos (µg/m3)Total de casos de PM10 (> Cma diaria)Máximos (µg/m3)
ISMP851.41090.4
II126.100
III236.6264.2
IV141.3173
VI1872.816128.9
VII254.7381.8
VIII3571.240118.7

Cuando los anticiclones migratorios irrumpen hacia bajas latitudes, Cuba puede quedar influenciada por vientos del norte, un bajo contenido de humedad característico de las masas de aire continentales y un descenso de las temperaturas y las precipitaciones (Lapinel, 1988Lapinel, B. (1988). La circulación atmosférica y las características espacio temporales de las lluvias en Cuba. Tesis presentada en opción al grado científico de Candidato a Doctor en Ciencias Geográficas. La Habana, Cuba: Instituto de Meteorología, Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente.; Lecha et al., 1994Lecha, L. B.; Paz, L. R. y Lapinel, B. (1994). Características de la circulación atmosférica sobre Cuba y sus efectos sobre el clima local. En, El clima de Cuba. (pp.19 - 41). La Habana: Ed. Academia.). Estas condiciones favorecen el aumento de las concentraciones de contaminantes, entre ellos el PM2.5 y PM10, al impedir su dispersión.

InSTEC 

En el InSTEC, la concentración media más elevada se reportó bajo la influencia del TSS VI (bajas extratropicales) (figura 7). Esto puede ser consecuencia de la afectación del sector postfrontal de la baja, pues después del paso de la zona frontal se produce un descenso inmediato de las temperaturas y un giro del viento del oeste al noroeste (Lecha et al., 1994Lecha, L. B.; Paz, L. R. y Lapinel, B. (1994). Características de la circulación atmosférica sobre Cuba y sus efectos sobre el clima local. En, El clima de Cuba. (pp.19 - 41). La Habana: Ed. Academia.).

Figura 7.  Concentraciones de PM2.5 y PM10 asociadas a los TSS que influyeron en La Habana en el período de estudio enero de 2016 - diciembre de 2017 (InSTEC)

Las condiciones meteorológicas que se imponen con la influencia del sector posterior de este centro de bajas presiones de origen extratropical, dan lugar a un aumento de las concentraciones, pues las bajas temperaturas pueden producir un estancamiento de los contaminantes e impedir su difusión en la vertical. Además, los vientos del noroeste dan lugar a un flujo desde tierra, favoreciendo el transporte de masas de aire desde América del Norte, continente que posee zonas con elevado tráfico vehicular y desarrollo industrial (Fonseca, 2010Fonseca, M. (2010). Caracterización de las concentraciones de los compuestos gaseosos del nitrógeno atmosférico asociados a diversos Tipos de Situaciones Sinópticas (TSS) en la estación La Palma, Pinar del Río, Cuba. Trabajo de Diploma. La Habana, Cuba: Facultad de Medio Ambiente, Instituto Superior de Ciencias y Tecnologías Aplicadas.; López et al., 2015López, R. et al. (2015). Contribución a la gestión de la calidad del aire en Cuba: Gases contaminantes y Componentes químicos de la lluvia y su relación con las fuentes de emisión y condiciones meteorológicas. Informe de Resultado. La Habana, Cuba: Instituto de Meteorología, Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente.).

La influencia del sector cálido de las bajas extratropicales sobre Cuba también puede favorecer el aumento de las concentraciones al imponer un flujo del sur al suroeste (Lecha et al., 1994Lecha, L. B.; Paz, L. R. y Lapinel, B. (1994). Características de la circulación atmosférica sobre Cuba y sus efectos sobre el clima local. En, El clima de Cuba. (pp.19 - 41). La Habana: Ed. Academia.). Esto propicia que la masa de aire se desplace sobre áreas urbanas densamente pobladas que pueden ser fuentes de material particulado (Fonseca y Cuesta, 2012Fonseca, M. y Cuesta, O. (2012). Caracterización de las concentraciones de los compuestos del nitrógeno atmosférico asociadas a diversos Tipos de Situaciones Sinópticas (TSS) en la estación La Palma, Pinar del Río, Cuba. En, Revista Cubana de Meteorología, n o 1, pp.57 - 69.).

La mayor cantidad de casos en los que se sobrepasó la Cma para el PM2.5 tuvo lugar bajo la influencia de los anticiclones migratorios (TSS VIII), con un total de 8 y un máximo de 35.2 µg/m3 (tabla 4). En el caso del PM10 la mayor cantidad de casos se reportó bajo la influencia de los TSS VI y VIII con 5 cada uno y un máximo de 112.8 y 109.5 µg/m3 respectivamente.

Tabla 4.  Total de casos superiores a la Cma para el PM2.5 y PM10 en 24 horas por TSS
TSSEstaciónTotal de casos de PM2.5 (> Cma diaria)Máximos (µg/m3)Total de casos de PM10 (> Cma diaria)Máximos (µg/m3)
IInSTEC231.6260.9
II0000
III0000
IV0000
VI454.35112.8
VII0000
VIII835.25109.5

Influencia del polvo del Sahara en las concentraciones de PM2.5 y PM10 
Episodios de polvo del Sahara en La Habana 

En la figura 8 se muestra, a modo de resumen, el número de días por meses con episodios de polvo sahariano durante el período de estudio. Como se puede apreciar, fueron los meses de verano los que presentaron el máximo de días bajo la influencia del polvo del Sahara. Esto coincide con lo observado por Mojena et al. (2015)Mojena, E. et al. (2015). Nubes de polvo del Sahara. Su presencia en Cuba. En, Revista Cubana de Meteorología, n o 1, pp.120 - 134. en la capital.

Figura 8.  Número de días por mes y año de episodios de polvo sahariano en La Habana

Comportamiento de las concentraciones de PM2.5 y PM10 durante la presencia del polvo del Sahara en La Habana 
SMP 

En la EAMA de SMP se mostró un aumento diferencial significativo de las concentraciones de PM2.5 y PM10 durante los episodios de polvo del Sahara en La Habana. Para ambos contaminantes se superó la Cma en 24 horas, con valores de 29.8 y 73.0 µg/m3 respectivamente (figura 9).

Figura 9.  Concentraciones de PM2.5 y PM10 en SMP

El número de veces que se sobrepasó la Cma diaria de PM2.5 y PM10 en la EAMA de SMP se muestra en la figura 10. En esta se identifican cuántas son debidas a fenómenos de intrusión sahariana y cuántas a la contribución del resto las distintas fuentes.

Figura 10.  Cuantificación del número de superaciones de la Cma diaria de PM2.5 (a) y PM10 (b) en SMP

No fue posible contar con los datos de las concentraciones pertenecientes a los meses de mayo a septiembre de 2016, los cuales corresponden a la temporada de arribo de polvo del Sahara a La Habana. Es por esta razón que no se observan casos en los que se sobrepasa la norma para este período en el 2016.

En los momentos que se superó la norma bajo la influencia de las masas de aire con polvo del Sahara, los valores de las concentraciones de PM2.5 alcanzaron un máximo de 41.3 µg/m3, el cual se reiteró en 5 ocasiones; mientras, el PM10 presentó un máximo de 78.9 µg/m3. De la cantidad de datos de material particulado disponibles para la temporada (26 entre ambos contaminantes), la Cma se superó un total de 16 ocasiones y de estas 14 fueron en el mes de julio, lo que representa un 61.5% y 87.5% del total, respectivamente.

Al descontar las superaciones causadas por la intrusión de polvo sahariano en el cálculo de la media anual de PM2.5 y PM10, la reducción de sus niveles en SMP fue de 0.9 y 1.8 µg/m3 respectivamente (figura 11). Esto solo se realizó solo para el 2017 debido a la ausencia de datos.

Figura 11.  Contribución de la carga de polvo sahariano a la concentración media anual de PM2.5 y PM10 en la EAMA de SMP para el año 2017

InSTEC 

En la EAMA del InSTEC, los resultados difieren de los alcanzados en la estación de SMP (figura 12), debido a que la mediana de las concentraciones de PM2.5 y PM10 que se obtuvo durante los días con intrusión sahariana fue inferior a la de los días en los que no reportó presencia de polvo.

Figura 12.  Concentraciones de PM2.5 y PM10 en el InSTEC

Este comportamiento probablemente estuvo condicionado por las características de la estación, pues la presencia de vegetación es un factor que puede dar lugar a que las concentraciones que se reportan dependan también de la capacidad de los árboles y plantas para absorber o adherir a sus hojas el material particulado.

Durante los episodios de polvo del Sahara en La Habana en el año 2016, en la estación del InSTEC no se superó la Cma diaria establecida para el PM2.5 y el PM10 (figura 13). Debido a esto no se pudo realizar un análisis del aporte de la intrusión sahariana al valor medio anual de estos contaminantes.

Figura 13.  Cuantificación del número de superaciones de la Cma diaria de PM2.5 (a) y PM10 (b) en el InSTEC

En lo que se refiere al año 2017, de las 6 ocasiones en las que se sobrepasó la norma del PM2.5, 2 estuvieron relacionadas con la presencia de polvo del Sahara, con valores de 26.0 y 42.8 µg/m3. Mientras, las concentraciones de PM10 se superaron 4 veces y 2 de ellas fueron bajo intrusión sahariana, con valores de 52.9 y 112.8 µg/m3.

La diferencia observada entre los años 2016 y 2017 en cuanto a la superación de la Cma diaria de PM2.5 y PM10 bajo la influencia de las masas de aire con polvo del Sahara, puede estar relacionada con la cantidad de episodios que se reportaron en el 2017, la cual fue superior a la reportada en el 2016.

CONCLUSIONES 

  1. La marcha diaria y anual de las concentraciones de material particulado (PM2.5 y PM10) coincidió con el patrón observado para este contaminante en el entorno urbano. La estación de San Miguel del Padrón fue la que presentó la mayor cantidad de casos en los que se superó la concentración máxima admisible establecida por la NC 1020:2014 para el PM2.5 y el PM10.

  2. La disminución de las temperaturas y precipitaciones, así como el bajo contenido de humedad que se imponen bajo la influencia de los anticiclones continentales migratorios (TSS VIII) no favorecieron la difusión del material particulado (PM2.5 y PM10).

  3. Los episodios de polvo del Sahara influyeron en el comportamiento de las concentraciones medias de PM2.5 y PM10 en la estación de San Miguel del Padrón, al evidenciarse un aumento significativo y un aporte al valor medio anual de 0.9 µg/m3 en el caso del PM2.5 y de 1.8 µg/m3 para el PM10, durante este período.

AGRADECIMIENTOS 

Al Dr.C. Osvaldo A. Cuesta Santos, por su atención y las críticas acertadas.

Al especialista del Instituto de Meteorología Eugenio Mojena López por su colaboración.

Al especialista del Instituto de Meteorología Evelio García por la ayuda brindada.

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