Contaminación atmosférica en la megaciudad de São Paulo: tendencia a largo plazo y función de distribución de probabilidad

Resumen

Las condiciones de calidad del aire en muchas zonas urbanas han mejorado en las últimas décadas como consecuencia de las políticas y normativas de control de la contaminación atmosférica. Las estrategias de mitigación han logrado reducir la concentración de contaminantes primarios como las partículas inhalables (PM₁₀), pero el control de contaminantes secundarios como el ozono troposférico (O₃) sigue siendo un reto en megaciudades como el Área Metropolitana de São Paulo (AMSP) en Brasil. Para apoyar el desarrollo de estrategias de mitigación eficaces, es crucial caracterizar el comportamiento estadístico de las concentraciones de contaminantes atmosféricos y su evolución a largo plazo. Las Funciones de Densidad de Probabilidad (FDP) pueden ser útiles para modelizar las condiciones de calidad del aire específicas de un lugar, proporcionando estimaciones de la frecuencia de episodios extremos de contaminación y de superación de las normas de calidad del aire. El presente estudio pretende caracterizar qué modelo de PDF se ajusta mejor y caracteriza la variabilidad de las concentraciones de PM₁₀ y O₃ en el AMSP. Para ello, se analizaron las concentraciones medias móviles máximas diarias entre 2000 y 2023, caracterizando las tendencias a largo plazo y la frecuencia de superación de las normas de calidad del aire. Las concentraciones de PM10 siguieron una FDP lognormal, con un valor esperado de 31 ± 15 µg.m^-3. El O₃ siguió una FDP gamma, con un valor esperado de 68 ± 25 µg.m^-3. Se observó una disminución consistente a largo plazo para PM₁₀ (-1.04 ± 0.09 µg.m^-3.yr^-1), mientras que O₃ mostró una tendencia creciente de 0.51 ± 0.04 µg.m^-3.yr^-1 en verano. En los últimos años (2021-2023), la probabilidad de superación de la directriz de la Organización Mundial de la Salud fue del 17.4 y del 11.0%, respectivamente, para PM₁₀ y O₃. En 2020, se observó un aumento estadísticamente significativo de los valores esperados de O3, posiblemente asociado a cambios en los patrones de emisión de precursores debido a las restricciones de movilidad impuestas por la pandemia COVID-19.