Conceptos Categóricos

NIVELES DE DIÓXIDO DE NITRÓGENO DESPUÉS DE LA CUARENTENA EN ECUADOR

NIVELES DE DIÓXIDO DE NITRÓGENO DESPUÉS DE LA CUARENTENA EN ECUADOR


Manabì, Ecuador
Los niveles de dióxido de nitrógeno disminuyeron sustancialmente en las dos ciudades más pobladas de Ecuador luego de la cuarentena. Asimismo, se confirman asociaciones significativas positivas entre el nivel ambiental de dióxido de nitrógeno, los casos de COVID-19 y los índices de mortalidad asociados.

Urban Climate 341-6

Autores:
Zamora-Ledezma E, Díaz-López S, Pacheco H

Institución/es participante/s en la investigación:
Universidad Técnica de Manabí

Título original:
NO2 Levels After the COVID-19 Lockdown in Ecuador: A trade-off Between Environment and Human Health

Título en castellano:
Niveles de Dióxido de Nitrógeno después de la Cuarentena en Ecuador: Una Compensación entre el Ambiente y la Salud de los Seres Humanos

Extensión del  Resumen-SIIC en castellano:
2.79 páginas impresas en papel A4
Introducción
Los primeros casos de enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) se comunicaron en la ciudad de Wuhan, China, en diciembre de 2019; la propagación rápida de la enfermedad, primero en Europa y después en el resto del mundo, motivó la declaración de pandemia por la Organización Mundial de la Salud (OMS) el 11 de marzo de 2020; esta enfermedad ha ocasionado estragos para la salud de los seres humanos en todo el mundo. Hasta el 30 de abril de 2020 se habían comunicado 3 096 626 casos de COVID-19 y 217 896 decesos en todo el mundo como consecuencia de esta enfermedad. El coronavirus responsable de COVID-19 se transmite por contacto entre las personas, motivo por el cual las autoridades de la mayoría de los países afectados implementaron el distanciamiento social y la cuarentena como estrategias para evitar la propagación de la enfermedad. La cuarentena atribuible a COVID-19 se asoció con efectos negativos y positivos sobre la salud; generó consecuencias muy desfavorables en términos económicos, sociales y culturales pero, a su vez, se asoció con mejoras en la calidad del aire ambiental. Según estimaciones de la OMS, la polución del aire es causa de alrededor de 4.2 millones de muertes cada año, sobre todo en las grandes ciudades, en las que las actividades antropogénicas de la industria y del sector energético, en combinación con el tránsito vehicular, son los principales factores que contribuyen en la polución de gases en el ambiente. El material particulado (MP), el dióxido de nitrógeno (NO2), el ozono troposférico (O3), el monóxido de carbono (CO) y el dióxido de azufre (SO2) son los polutantes atmosféricos más comunes. El NO2, un gas venenoso, es el principal precursor de O3 troposférico, que surge por reacciones fotoquímicas con otros gases de la troposfera. Este gas se genera principalmente por procesos térmicos, como la combustión de vehículos. El NO2 se asocia con consecuencias muy deletéreas sobre el ambiente y la salud de las personas; diversos estudios mostraron que la exposición crónica a NO2 se relaciona con numerosas enfermedades, entre ellas, hipertensión arterial, deficiencia de la función pulmonar y enfermedad pulmonar obstructiva crónica; además, aumenta la susceptibilidad para las infecciones virales. Ecuador fue uno de los países de América del Sur con los índices más elevados de COVID-19; además, ocupa el primer lugar en los decesos per cápita en América Latina y la región del Caribe. Aunque el gobierno de ese país declaró el estado de emergencia e implementó rápidamente la cuarentena, los casos de COVID-19 aumentaron de manera rápida, sobre todo en Guayaquil, la ciudad más desarrollada y habitada de Ecuador. Hasta el 30 de abril de 2020 se habían confirmado 24 675 casos de COVID-19 y 883 decesos, fenómenos que ocasionaron el colapso del sistema nacional de salud. El objetivo del presente estudio fue determinar las variaciones en las concentraciones troposféricas de NO2 en las 12 ciudades más pobladas de Ecuador, como consecuencia de la cuarentena que se implementó por la pandemia de COVID-19; también se analizó la relación entre los casos y los decesos por COVID-19 y la concentración troposférica de NO2.

Materiales y métodos
Los datos atmosféricos se obtuvieron de la plataforma de acceso libre Copernicus del satélite centinela 5P de la European Space Agency. Este satélite lleva el TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI), que brinda información sobre la concentración de los principales gases (NO2, SO2, CO, CHy O3), con temporalidad diaria y resolución espacial de 5.5 km. Se analizó la concentración promedio de NO2 en el territorio de Ecuador en dos períodos: antes y después de implementarse la cuarentena como consecuencia de la pandemia de COVID-19 (16 a 31 de marzo de 2019 y 16 a 31 de marzo de 2020, respectivamente). Los datos espaciales se recogieron por medio de la plataforma Google Earth Engine; las imágenes se descargaron en formato Geotiff y se analizaron con el World Geodetic System (WGS-1984). Posteriormente, se analizaron la distribución espacial y los cambios temporales en las concentraciones de NO2. Para el análisis espacial se seleccionaron las 12 ciudades más habitadas de Ecuador, en las que residen más de la mitad de todos los habitantes del país. Se aplicaron estadísticas descriptivas para cada ciudad. Los datos proporcionados por el satélite 5-P se procesaron con la finalidad de conocer las concentraciones de NO2, en µmol/m2, en los períodos especificados. Se estableció la variación en los niveles de NO2 en cada ciudad entre los dos períodos (2019, de referencia, y 2020 de cuarentena por COVID-19). Mediante modelos de regresión simple se evaluaron las posibles asociaciones entre los niveles de NO2 en las 12 ciudades y los índices de mortalidad por COVID-19; los resultados se confirmaron con correlaciones de Pearson, para los casos y los decesos por COVID-19. La información acerca de los casos de COVID-19, las muertes y los decesos per cápita, hasta el 30 de abril de 2020, se obtuvo del Ministerio de Salud Pública de Ecuador.

Resultados y discusión
Se analizaron y compararon las concentraciones troposféricas de NO2 en las 12 ciudades más habitadas Ecuador, antes de la pandemia (2019) y en el mismo período de 2020. El mapa de 2019 (patrón normal) muestra dos “focos” principales que reflejan concentraciones altas de NO2: el primero de ellos, en la región sudoeste, en las cercanías de Guayaquil y, el otro, en la región andina norte, cercana a Quito. Los resultados no fueron inesperados ya que ambas ciudades son las más desarrolladas de Ecuador. El mapa de 2020 muestra disminuciones importantes en los niveles atmosféricos de NO2 (reducción del 13%) en comparación con el mismo período de 2019, como consecuencia de la cuarentena por COVID-19. Las concentraciones promedio de NO2 en las 12 ciudades analizadas fueron de 37.2 a 66.5 μmol/m2, en 2019, y de 31.3 a 51.0 μmol/m2, en 2020. Guayaquil y Quito, la capital del país, son las dos ciudades más desarrolladas y las que tuvieron los niveles de NO2 más altos en 2019 (66.5 y 50.5 μmol/m2, respectivamente) y en 2020 (51.0 y 39.2 μmol/m2, en el mismo orden). Estas dos ciudades fueron las que presentaron las disminuciones más importantes en los niveles de NO2, luego del inicio de la cuarentena por COVID-19 (-23.4% y -22.4%, respectivamente). Los resultados coinciden con los referidos en grandes ciudades de otros países, como China, Francia, Alemania, Italia, España y los EE.UU., en los que se comprobaron reducciones de entre 20% y 30% en los niveles de NO2 luego de la cuarentena por COVID-19. Cuando se analizó el período entre el 1 y el 15 de abril de 2020, durante el que se aplicaron las restricciones más estrictas de aislamiento, se comprobaron disminuciones de 35% de los niveles de NO2 en Guayaquil y de 23.4% en Quito. Para los análisis de regresión, las concentraciones de NO2 observadas en 2019 en las ciudades mencionadas se consideraron los niveles de normalidad; se comprobó una fuerte correlación (coeficiente de regresión R2 = 0.99) entre las concentraciones de NO2 en las 12 ciudades y los índices de mortalidad por COVID-19. Los hallazgos ponen de manifiesto la influencia deletérea de los niveles de NO2 sobre el incremento de la mortalidad por COVID-19 en las 12 ciudades más habitadas de Ecuador, en concordancia con los resultados referidos para varias regiones de 4 países de Europa, con niveles altos de NO2 en aire. En estudios previos se refirió que el 83% de los decesos por COVID-19 se produjo en las regiones en las que la concentración de NO2 supera los 100 µmol/m2. De igual forma, los índices más altos de mortalidad por COVID-19 en Ecuador, de hasta 68%, se registraron en las ciudades con niveles más elevados de NO2, de entre 50 y 100 µmol/m2; sin embargo, se destaca que en ninguna ciudad de Ecuador se observan niveles de NO2 en aire de más de 100 µmol/m2. Diversos estudios publicados con anterioridad mostraron los efectos deletéreos de la polución ambiental y, especialmente, de la exposición a NO2, en términos de la incidencia de enfermedades respiratorias crónicas. Los análisis de correlación del presente estudio confirmaron vinculaciones directas entre los niveles de NO2, los casos confirmados de COVID-19, los decesos y las muertes por cápita, posiblemente como reflejo de los efectos negativos que ejerce la exposición crónica a este gas sobre la salud de los seres humanos. En estudios futuros se deberán analizar otros elementos de posible influencia, como los factores económicos y sociales, en combinación con los factores ambientales. La exposición sostenida a NO2 podría asociarse con consecuencias muy desfavorables, no solo en lo concerniente al riesgo de COVID-19, sino también para otras enfermedades crónicas y la salud general de los seres humanos. Los estudios previos in vivo e in vitro mostraron que la exposición crónica a NO2 desencadena daño continuo y remodelado en las células epiteliales de los pulmones; la fibrosis o la apoptosis serían mecanismos involucrados en el deterioro de la función respiratoria a largo plazo y en la mayor vulnerabilidad para presentar enfermedades respiratorias crónicas; en el caso específico de COVID-19, estos cambios podrían aumentar el riesgo de mortalidad.

Conclusión
Los resultados del presente estudio revelaron reducciones importantes, de hasta 23%, en las concentraciones de NO2 en las ciudades más densamente pobladas de Ecuador después del inicio de la cuarentena, implementada en respuesta a la pandemia por COVID-19. Además, se comprobaron asociaciones significativas directas entre los niveles de NO2, los casos de COVID-19 y el riesgo de mortalidad. En los estudios futuros se deben analizar los efectos de otros gases. Los gobiernos debe tener en cuenta los hallazgos para adoptar, luego de la pandemia, estrategias destinadas a preservar la vida en el planeta.
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