"CALCULO DFERENCIAL" MODELO PROBLEMÁTICO DE CONTAMINACIÓN
INTRODUCCIÓN:
La contaminación del aire es un tema de gran relevancia en Toluca, capital del Estado de México y ciudad industrial y económica importante en el país, la contaminación del aire se refiere a la presencia de sustancias químicas, gases y partículas en la atmósfera que pueden causar daños a la salud humana, la flora y la fauna. En Toluca, la contaminación del aire es un problema grave debido a varias fuentes de emisiones contaminantes, como:
- Vehículos automotores
- Industrias manufactureras
- Quema de desechos y residuos
- Emisiones de gases de efecto invernadero
Estas fuentes de contaminación pueden generar una variedad de impactos negativos en la salud y el medio ambiente, como:
- Problemas respiratorios y cardiovasculares
- Irritación ocular y nasal - Daños a la vegetación y la biodiversidad
- Contribución al cambio climático
Es importante abordar el problema de la contaminación del aire en Toluca a través de medidas de mitigación y políticas públicas efectivas que promuevan la reducción de emisiones contaminantes y la promoción de prácticas sostenibles.
ÍNDICE DE CONTENIDOS.
1. Investigación
2. Afectaciones
3. Recomendaciones
4. Modelo matemático.
5. Conclusiones
6. Citas
INVESTIGACIÓN:
La contaminación del aire en Toluca es un problema grave que afecta la salud de los habitantes y turistas. Los índices de contaminación se han mantenido altos, y los habitantes han reportado olores desagradables como croquetas de perro, smog, humo de camiones y basura, la quema de pastizales y cultivos, así como costumbres perjudiciales en la ciudad, contribuyen a la mala calidad del aire. Toluca es una de las ciudades más contaminadas de México y América Latina, lo que se asocia con un incremento en la mortalidad por el virus SARS-CoV-2 ³ ⁴; es importante abordar este problema para mejorar la calidad del aire y proteger la salud de la población.
Según las autoridades municipales de la capital mexiquense de ese año, la mala calidad del aire era similar, en términos de impacto a la salud, a fumar 40 cigarrillos al día, que provocando por lo menos 200 muertes de forma anual que podrían ser evitables; y fue en mayo del 2016 que mediante un informe, la Organización Mundial de laSalud señaló que Toluca de Lerdo, era la segunda ciudad más contaminada de México, ya que presentaban una alta concentración de partículas 2.5 y 10, dichas palabras del organismo, "conllevan riesgos a la salud como un incremento en los casos de asma y hasta el desarrollo de cáncer de pulmón"; estas condiciones fueron similares a las señaladas en 2021, cuando el World Air Quality Report de Suiza, detalló que Toluca, era la cuarta ciudad de México más contaminada. El "Programa de Gestión para mejorar la Calidad del Aire en el Estado de México. ProAire 2018-2030", la Zona Metropolitana del Valle de Tolucaes una de las metrópolis más grandes del país, que ha desarrollado gran contaminación atmosféricadebido al incremento poblacional, las actividades económicas, así como a la demanda de servicios públicos y energía.
CONTAMINACIÓN DEL AIRE DEL VALLE DE TOLUCA
Las zonas norte y sur del municipio de Toluca tienen la peor calidad del aire, según un estudio realizado por especialistas del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, la Universidad Autónoma del Estado de México
y el Instituto Tecnológico de Toluca. Los municipios colindantes con Toluca, como Metepec, San Mateo Atenco y Lerma, presentan mayor contaminación del aire y un alto riesgo para la población. Esto se debe en parte a la ubicación de zonas industriales y al tráfico en la vía principal Paseo Tollocan, que conecta con la Ciudad de México y es utilizada diariamente por trabajadores que viven en la región. El estudio utilizó musgos epifíticos como biomonitor para evaluar la exposición a metales pesados en el Valle de Toluca. Los resultados muestran que las áreas con mayor contaminación del aire se encuentran en las zonas cercanas a las industrias y a la vía principal, lo que sugiere que la actividad industrial y el tráfico son importantes fuentes de contaminación del aire en la región. Es importante mencionar que la contaminación del aire es un problema grave que puede tener serias consecuencias para la salud humana, incluyendo problemas respiratorios, cardiovasculares y otros problemas de salud. Es fundamental tomar medidas para reducir la contaminación del aire y proteger la salud de la población en el Valle de Toluca y otras regiones similares. Las zonas de riesgo medio, se ubican en el centro y norte, y se caracterizan por un pobre manto vegetal urbano, de acuerdo con el artículo "Estudio del Estado y Evolución de la Cubierta Vegetal en Áreas Naturales protegidas y Áreas Verdes en las Zona Metropolitana del Valle de Toluca del 2000 al 2008", de la especialista en Ciencias Ambientalesde la Facultad de Planeación Urbana y Regional de la UAEMéx; el 69por ciento de los municipios de la región tienen insuficientes áreas arboladas, lo que favorece la dispersión de metales pesados asociados al material particulado.
AFECTACIONES
Los efectos más comunes reportados a la salud son: bronquitis, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, neumonía, así como algunas que afectan al sistema cardiovascular al producir arritmias o infartos y mortalidad. Las afectaciones no solo son en la salud de la población, también en la economía nacional. En 2010, el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático evaluó el impacto financiero y sobre la salud de la calidad del aire en las zonas metropolitanas del Valle de México, Guadalajara y Monterrey. El resultado fue que si se cumplieran con los límites recomendados por la Organización Mundial de la Salud se evitarían pérdidas económicas estimadas en 45 mil millones de pesos en gastos y atención a la salud de los afectados y dos mil 170 muertes prematuras. A este tema se agrega que la mala calidad del aireafecta el bolsillo de las personas de escasos recursos, al impedir que por cuidados de familiareso enfermedad acudan a sus sitios de trabajo
DESARROLLO DE TECNOLOGÍA EN PRO DEL MEDIO AMBIENTE
Ante estos escenarios, los impactos ambientales, sociales y económicos de la contaminación atmosférica hacen necesario conocer no solo las concentraciones de los principales agentes, sino también sus fuentes de origen y sus volúmenes de emisión, a fin de apoyar el diseño e implementación de acciones de política pública orientadas a reducir la presencia de los mismos en la atmósfera, así como sus impactos en la salud de la población y sus ecosistemas. Para ello, la alumna del Doctorado en Ciencias Ambientales, Alma Angélica Neria Hernández, propone en su tesis doctoral, un proyecto por el que analizará a lo largo de un año diversas muestras de partículas PM2.5, a fin de identificar las fuentes, verificar su impacto en la salud, así como plantear estrategias de mitigación sobre su emisión. Neria Hernández señala que preliminarmente existen algunas áreas a considerar, en primer lugar, las acciones que se han implementado para analizar y vigilar la calidad del aire en la Zona Metropolitana del Valle de Toluca, ya que la Red Automática de Monitoreo cuenta con equipo que ha pasado de seis a 20 estaciones, sumado al capital humano con personal capacitado para dar mantenimiento y operar el equipo; sin embargo, la especialista Alma Angélica Neria Hernández, destaca que se necesita mayor vigilancia hacia las empresas. De acuerdo con un trabajo periodístico de Milenio Televisión en noviembre de 2018; en 2017 solo 56 empresas obtuvieron un certificado de industria limpia en la Zona Metropolitana del Valle de Toluca, mientras que al año siguiente ninguna obtuvo dicha evaluación.
RECOMENDACIONES
Greenpeace brinda consejos que van desde caminar o usar medios alternativos de transporte como la bicicleta. Revisar el funcionamiento correcto del vehículo a fin de verificar que emita menos contaminantes, evitar viajar en horas pico, no realizar actividad física en periodos de contaminación alta, limitar la quema de leña y carbón, además de plantar árboles, ya que mejoran la calidad del aire al generar oxígenoy atrapan partículas dañinas. Organismos especializados llaman a mantener la guardia arriba frente a la contaminación ambiental, que parece será difícil erradicar, a menos, que se incrementen las revisiones al sector industrial, la verificación al parque vehicular, se adoptentecnologías en pro del medio ambiente, de no hacerse, esa mancha gris de contaminantescontinuará cubriendo gran parte del Valle de Toluca, afectando silenciosamente la salud y la vida de la población
Modelo Matemático de Dispersión de Contaminantes en el Aire.
Supongamos que tenemos una fuente de emisión de un contaminante que libera partículas o gases en la atmósfera. La concentración de contaminantes en función del tiempo en un punto específico estará influenciada por los siguientes factores: 1. Emisión constante de contaminantes. 2. Difusión y dispersión por el viento y la turbulencia. 3. Degradación o reacción química de los contaminantes en la atmósfera. La ecuación para la concentración de contaminantes en función del tiempo puede ser modelada como:
Donde: • C (t) es la concentración de contaminantes en el tiempo (por ejemplo, en). • E es la tasa de emisión de contaminantes (por ejemplo,). • Kd es la tasa de dispersión (proporcional a la velocidad del viento y las condiciones de turbulencia). • Ka es la tasa de absorción o reacción del contaminante (depende de factores como la radiación solar y la reactividad del contaminante). • C0 es la concentración inicial de contaminantes en el aire en el momento de inicio de la emisión. Consideraciones: 1. Difusión y dispersión: El valor de dependerá de las condiciones atmosféricas, como la velocidad del viento y la estabilidad del aire. 2. Absorción o degradación: La constante estará influenciada por las reacciones químicas que puedan neutralizar el contaminante, así como por factores meteorológicos como la humedad y la temperatura.
Ejercicio: Para un caso donde:
Conclusiones
• Samantha:
La contaminación del aire es un problema grave que afecta a la salud de las personas y al medio ambiente. Los problemas matemáticos pueden ayudar a comprender y abordar este problema de varias maneras: Modelado de la dispersión de contaminantes que pueden simular cómo se dispersan los contaminantes en la atmósfera, lo que permite predecir dónde y cuándo se producirán los niveles más altos de contaminación. Analizar de datos sobre la calidad del aire pueden utilizar técnicas estadísticas y matemáticas para identificar patrones y tendencias, lo que puede ayudar a identificar las fuentes de contaminación y a evaluar la efectividad de las medidas de control. Optimización de estrategias de control de la mejor manera para reducir la contaminación del aire, identificando la combinación óptima de medidas de control, como la reducción de emisiones de fuentes fijas y móviles, o la implementación de políticas de transporte sostenible. En resumen, los problemas matemáticos pueden ser una herramienta valiosa para abordar el problema de la contaminación del aire, ayudando a comprender y predecir cómo se dispersan los contaminantes, identificando patrones y tendencias en los datos, optimizando estrategias de control, evaluando riesgos y desarrollando políticas públicas efectivas.
• Citlalli:
La contaminación del aire representa un desafío importante para la salud pública y el medio ambiente, debido a sus efectos nocivos en la salud humana, la fauna, y los ecosistemas. Un modelo matemático de dispersión de contaminantes ayuda a entender y predecir cómo se distribuyen los contaminantes emitidos en el aire, teniendo en cuenta factores como la emisión, la dispersión por el viento, y la degradación química en la atmósfera. Este tipo de modelo permite calcular la concentración de contaminantes en un área específica y en diferentes momentos, ayudando a identificar los periodos en que los niveles de contaminación alcanzan valores críticos. Esta información es crucial para las autoridades, ya que les permite tomar decisiones informadas sobre cuándo y dónde se deben implementar medidas de control, como restricciones a la emisión de contaminantes o alertas de salud pública para reducir la exposición de la población. Además, este tipo de modelos son útiles para evaluar la efectividad de políticas ambientales y estrategias de mitigación, como la transición a energías limpias, la mejora en el transporte público y la regulación de emisiones industriales. En resumen, los modelos matemáticos de dispersión de contaminantes son herramientas clave en la gestión de la calidad del aire y en la protección del bienestar de las personas y el medio ambiente.
• Etzael:
En conclusión, la contaminación del aire en Toluca es un problema que afecta directamente la salud de las personas que viven y visitan la ciudad. Hay muchas fuentes de contaminación, como los carros, las fábricas y algunas prácticas de agricultura, que empeoran la calidad del aire. Aunque existen programas como el ProAire 2018-2030 para tratar de mejorar esta situación, todavía queda mucho por hacer. Todos necesitamos poner de nuestra parte, desde el gobierno hasta cada uno de nosotros, para cuidar el aire y hacer de Toluca un lugar más saludable para vivir.
• Victoria:
Como conclusión final Para abordar esta problemática, se están implementando proyectos comunitarios de educación ambiental, reciclaje, conservación del agua, y prácticas agrícolas sostenibles, entre otros. La participación comunitaria y la colaboración entre gobiernos, ONGs y empresas son fundamentales para avanzar hacia soluciones efectivas y sostenibles. Calculamos de alguna gran forma como se puede ver en una forma matemática esta contaminación y el nivel de contaminación.
• Nahomi:
La contaminación del aire daña la salud y el medio ambiente, es un problema grave para la ciudad de Toluca y en general de México y el mundo, porque ocasiona problemas de salud a largo plazo, y para las personas con problemas respiratorios es aún más grave, ya que les incrementa los problemas de respiración. Para prevenirla, los modelos matemáticos nos ayudan a entender cómo se dispersan los contaminantes y a entender el impacto de las medidas de control que deberían ser puestas en marcha. Los modelos permiten simular escenarios y tomar decisiones informadas, como reducir emisiones, promover tecnologías limpias y crear áreas verdes, contribuyendo así a un aire más saludable y sostenible.
Citas:
Contaminación del aire en México: causas, consecuencias y soluciones - El Univ https://www.eluniversaldf.mx/la-contaminacion-ambiental/ersal DF
https://www.eluniversaldf.mx/la-contaminacion-ambiental/
https://www.gob.mx/inecc/es/articulos/estado-de-la-calidad-del-aire-en-mexico?idiom=e