Causas de la contaminación urbana

En 2020, la Alianza Europea de Salud Pública publicó un informe titulado Health costs of air pollution in European cities and the linkage with transport (Costes sanitarios de la contaminación atmosférica en las ciudades europeas y su relación con el transporte), en el que se analizaban 432 ciudades europeas en 30 países (incluidos EU27 más Reino Unido, Noruega y Suiza) para determinar cuáles eran los factores más relevantes de contaminación ambiental urbana, así como su coste sanitario (en euros). Se trata de uno de los informes más completos hasta la fecha y es una auténtica joya. En este pequeño artículo divulgativo analizamos este y otros informes relacionados para bucear en el fenómeno de la contaminación dentro de municipios.

Material particulado

En el informe se señala que «es evidente que las partículas (medidas por PM_2.5 y PM₁₀) causan la inmensa mayoría de los costes totales de los daños» (el 82,5 % de media; del 60,1 % en Funchal, Portugal, al 94,0% en Narva, Estonia).

En España, y según el Inventario Nacional de Emisiones Contaminantes a la Atmósfera, el foco más influyente es la combustión en sectores no industriales, tanto para las PM₁₀ como para las PM_2.5, seguida por el tráfico rodado (en el caso de las PM₁₀) o por la agricultura (en el de las PM_2.5), aunque cada ciudad presenta sus propias particularidades. En Madrid y Barcelona, el tráfico rodado supera con creces la combustión no industrial.

Además, en suelo urbano de ciudades de cierto tamaño, las emisiones de la agricultura suele ser despreciable, y en suelo rural la dispersión de los contaminantes suele hacer que sus efectos sobre la salud sean reducidos. El análisis de emisiones es terriblemente complejo y las generalizaciones hay que gestionarlas con cuidado. Por eso el estudio Health costs of air pollution in European cities and the linkage with transport es tan importante. Su metodología es excelente.

¿Dónde se dan los mayores costes sociales sanitarios, medidos en euros?

Según señala en su introducción el informe, «el tamaño de la ciudad es un factor clave que contribuye a los costes sociales totales: todas las ciudades con más de un millón de habitantes figuran entre las 25 ciudades con mayores costes sociales debidos a la contaminación atmosférica». Más adelante hablaremos del papel del tamaño de la población y la densidad; así como magnitudes como la presencia de vehículos, de la que los autores indican que «un aumento del 1 % en el número de coches de una ciudad incrementa los costes sociales globales en casi un 0,5 %. Esto confirma que la reducción de los desplazamientos al trabajo y de la propiedad de automóviles tiene un impacto positivo en la calidad del aire, reduciendo así los costes sociales de una mala calidad del aire en las ciudades».

¿Cuánto nos cuesta la contaminación? Es importante destacar cómo este informe mide la contaminación urbana, por su acumulación, no considerando la dispersión de contaminantes periurbanos o interurbanos a largo plazo. Así, de un vehículo circulando entre las ciudades A y B, lo suficientemente alejadas, solo se mide la contaminación que deja sobre cada una de ellas. Aunque esto enmascara buena parte de las emisiones globales y penaliza más el cálculo sobre áreas densas, no se tienen mejores cifras con las que trabajar. Según estos cálculos, cada europeo pierde 1276 euros anuales en concepto de sanidad debido a la contaminación química (de PM_2.5, PM₁₀ y NO₂). Eso únicamente en materia sanitaria, porque aquí no se tienen en cuenta otros costes como los económicos directos (pérdida de comercio local), los costes asociados a la biodiversidad, los costes ambientales a largo plazo; y únicamente química, porque no se analiza el coste del ruido, los costes sociales de ocupación de espacio o el coste energético de la fragmentación urbana, entre otros relacionados con las variables analizadas.

Cada europeo pierde 1276 euros anuales en concepto de sanidad debido a la contaminación química (de PM_2.5, PM₁₀ y NO₂)

¿Por qué aumentan los contaminantes?

Con relación al transporte, se estudió un subconjunto de 259 ciudades para las PM₁₀, 257 ciudades para las PM_2.5 y 239 ciudades con NO₂, en función de variables como el porcentaje de viajes al trabajo en coche, los coches registrados por cada 1000 habitantes o el tiempo medio al trabajo en minutos (el llamado commuting). Si no pudo estudiarse toda la muestra de ciudades en paralelo es debido a la incompatibilidad de datos entre sistemas de medición. Los resultados son fascinantes (se explican a fondo en los siguientes párrafos):

Se trata de medias no deterministas: no por el hecho de aumentar el PIB ha de aumentar la contaminación de NO₂ en ese grado. Según políticas ambientales de la ciudad y otros factores como el tamaño de la ciudad, la masa verde interior o un anillo verde perimetral, etc, podrían de hecho reducir el NO₂ al subir PIB.

A pesar de los esfuerzos de los investigadores, admiten la dificultad de aislar variables, reconociendo que muchas de las analizadas influyen en otras (por ejemplo, el tamaño de la ciudad sobre la densidad; la densidad en el tiempo de commuting). A fondo, la tabla se lee de la siguiente forma:

Riqueza

• A medida que el PIB/cap aumenta un 1 %, la concentración de PM₁₀ se reduce un 0,26 % y la de PM_2.5 se reduce algo (diferente de cero) pero de muy difícil medición. Una posible explicación dada por los autores es que los vehículos de la gente más rica son más eficientes, y otra que en esas ciudades en las que hay más riqueza hay también mejores sistemas de transporte. Otra, esta propia, es que la probabilidad de electrificar el vehículo o la climatización aumenta con el nivel de renta.
• No ocurre así con el NO₂. Aumentos del 1 % en el PIB implica aumentos del 0,453 % la media de NO₂. Los autores señalan que las emisiones de dióxido de nitrógeno podrían no haber alcanzado aún el pico de la Curva de Kuznets medioambiental (aunque esta es aún hipotética).

Densidad

• Aumentar un 1 % la densidad urbana aumentaba un 0,067 % las PM₁₀ y un 0,1 % las PM_2.5.
• Un aumento del 1 % de la densidad de población corresponde, por término medio, a un aumento del 0,086 % de las concentraciones de NO₂, en igualdad de condiciones. Este resultado puede apoyarse de nuevo en la teoría de que un mayor número de personas por kilómetro cuadrado provoca inevitablemente en conjunto más contaminación, señalan los autores. Aunque siendo el porcentaje tan bajo, sus efectos se notan únicamente con altísimas densidades de población (o en ciudades muy grandes).

Se hablará de ambos puntos más adelante.

Climatización y cocina

• Un aumento del 1 % en energía de combustión en el hogar eleva un 0,25 % las PM₁₀ y un 0,25 % las PM_2.5.
• Un aumento del 1 % en el consumo de combustible doméstico (sólido) eleva un 0,28 % el NO₂.

Vehículos

• Cuando la media del viaje al trabajo (commuting, medida en minutos) aumenta un 1 %, la concentración media anual de PM₁₀ sube un 0,29 %, la concentración media anual de PM_2.5 se eleva un 0,185 % y la concentración media anual de NO₂ sube un 0,547 %. «Los desplazamientos más largos al trabajo ofrecen más oportunidades de contaminar y, por tanto, agravan la calidad del aire», dicen los autores.
• El número de vehículos registrados por cada 1000 habitantes es significativo. Cada 1 % que aumenta, las PM₁₀ se elevan un 0,49 %, las PM_2.5 un 0,487 % y el NO₂ aumenta un 0,494 %.
• El porcentaje de cuota modal de los vehículos no es estadísticamente significativo, aunque los investigadores relacionan esto con «las dificultades para medir esta variable», dado que este porcentaje particular se ha obtenido mediante cuestionarios y no es muy fiable. Sí influye en el NO₂: un aumento del 1 % en el coeficiente modal de viajes en coche eleva un 0,281 % las concentraciones de NO₂. Los autores señalan que «un mayor porcentaje de desplazamientos en coche corresponde a un mayor nivel de contaminación, por término medio».

Contaminación, movilidad y climatización

Antes se ha comentado que existen tres fuentes primarias de contaminantes urbanos: movilidad (privada), climatización y cocina doméstica (cuando es de combustión), y la industria. Tal y como se observa en la tabla superior, que replico a continuación para centrarnos en la escala de color, las ciudades pueden implementar acciones ‘rápidas’ para reducir de forma drástica los contaminantes atmosféricos, así como otros impactos relacionados.

De lo más efectivo es reducir el tiempo de commuting reduciendo la velocidad de desplazamiento privado individual que, de hecho, aumenta los tiempos de traslado aunque resulte paradójico. En el artículo científico Speed Kills The Complex Links Between Transport, Lack of Time and Urban Health hay una cantidad abrumadora de datos al respecto. Unas de las medidas más útiles es desplegar carriles bus protegidos allí donde ya hay varios carriles convencionales, reduciendo la infraestructura al coche pero dando al tiempo una alternativa a la movilidad, y logrando en paralelo la evaporación del tráfico y el cambio modal bajo en emisiones.

A esta medida le sigue reducir el número de vehículos por cada 1000 habitantes. Recordemos que el número de vehículos se concentra en los tramos altos de renta y que sus impactos son sufridos por los tramos bajos, como en su momento veremos en este blog.

Tras estas acciones, que son relativamente sencillas de implementar (ciudades como Ámsterdam, París, Berlín o Nueva York van a retirar decenas de miles de aparcamientos gratuitos en superficie), y docenas más están cerrando carriles convencionales para desplegar carriles bici protegidos o simplemente recuperar espacios de paso para los peatones, le sigue el facilitar el cambio de climatización y cocina de combustión por su alternativa electrificada. Que, además, es más eficiente.

Contaminación y población y densidad

Pero, ¿cómo es posible que en grandes ciudades, a pesar de que las emisiones per cápita en climatización y movilidad sean notablemente menores, se tengan concentraciones más altas de contaminantes?

Uno de los motivos es que el área sobre la que se vierten es menor, tanto en calderas domésticas como en vehículos. Pero, además, estas ciudades presentan, debido a su tamaño, problemas con la dispersión de contaminantes mediante fenómenos como la inversión térmica. A esto se suma que, con frecuencia, municipios de cierto tamaño forman una masa conurbada junto a otros municipios satélite (a menudo ciudades dormitorio mal comunicadas en transporte público o formaciones en PAU en las que el vehículo privado es la única forma de moverse), por lo que se aumenta el tráfico entre ciudades y los fenómenos vistos en este párrafo se multiplican debido al enorme área ocupada.

Pero mientras que variables como el uso de combustibles para climatización y cocina, o todas las métricas de transporte privado, tienen una variabilidad muy baja en el análisis de emisiones (es decir, si aumenta su uso, aumentan siempre sus emisiones) otras variables como el tamaño de la población o la densidad presentan una alta dispersión en los primeros millones de habitantes; motivo por el cual la tabla superior (TOP 25 de las ciudes más contaminadas recogidas en el informe analizado Health costs of air pollution in European cities and the linkage with transport muestra ciudades grandes y densas con altos índices de calidad del aire y ciudades pequeñas y de baja densidad con bajos índices.

Se puede alcanzar tamaño ‘razonable’ de varios millones de habitantes o densidades elevadas por encima de los 6000 hab/km² y al tiempo presentar índices de contaminación bajos (más en el siguiente párrafo); aunque las megaciudades (decenas de millones de habitantes) tienen serios problemas ambientales que no logran resolver con electrificación o transporte público masivo. Este es el TOP 5 de ciudades con más población, relacionado con el coste en vidas y coste en productividad (en dólares estadounidenses), según una publicación de IQ Air, uno de los índexadores de datos atmosféricos más usado:

• Tokio, Japón: 53 000 muertes, 57 000 millones de dólares (población: 37 000 000).
• Nueva Delhi, India: 57 000 muertes, 8600 millones de USD (población: 30 000 000).
• Shanghai, China: 49 000 muertes, 23 000 millones de dólares (población: 27 100 000).
• São Paulo, Brasil: 16 000 muertes, 7 800 millones de dólares (población: 22 000 000).
• Ciudad de México, México: 20 000 muertes, 10 000 millones de USD (población: 21 800 000).

El límite de los 2,4 millones de habitantes

A partir de 2,4 millones de habitantes, la calidad de vida se reduce cuando las ciudades no tienen un buen sistema de transporte público masivo o cuando evitan el uso urbanismo mixto (lo opuesto a la zonificación). Aquellas ciudades que evitan el uso de transporte privado o permiten que un mismo edificio acoja uso residencial junto a otros usos pueden crecer más sin que eso penalice la calidad de vida. El análisis de datos en cuestión ha sido realizado por Elaine Siu en Does a City’s Population Size Impact its Quality of Life, midiendo ciudades con más de 500 000 habitantes de todo el mundo. Esta investigadora define la calidad de vida en relación con los siguientes parámetros: coste de la vida, poder de compra, precio de la vivienda en relación con el salario, contaminación, tiempo de commuting, seguridad, sanidad y clima. A medida que aumenta la población de una ciudad (no necesariamente su densidad) se observa cómo impacta sobre las variables de coste de la vida, poder de compra, precio de la vivienda en relación con el salario, contaminación, tiempo de commuting (tiempo al trabajo) y seguridad. Como solo se analizan ciudades de más de 500 000 habitantes, no es posible comparar con ‘pueblos’ o ‘zonas rurales’ tal y como las define la ONU.

«La correlación negativa entre la calidad de vida y el tamaño de población solo aparece en ciudades cuya población media supera los 2,4 millones de personas, lo que indica que el tamaño de la ciudad no parece influir en la calidad de vida hasta un determinado punto de inflexión», dice Siu. Otra forma de decirlo es que ciudades por debajo de 2,4 millones de habitantes no ven mermada la calidad de vida como resultado de la gente que vive en ellas. Aunque si se pone el foco en contaminantes atmosféricos y salud, aún conviene hacerlas más pequeñas y, curiosamente, algo más densas. Por ejemplo, Bruselas es pequeña (180 000 habitantes) pero relativamente compacta (5100 habitantes por kilómetro cuadrado) y tiene unos índices de contaminantes bajos.

Tokio es una excepción de la que conviene aprender. Su población es altísima y, sin embargo, esto no le afecta a la calidad de vida general, no se ve penalizada. Es más, han conseguido índices de contaminación muy bajos para su tamaño (ver tabla de arriba). Y tiene una de las calidades de vida más altas del ranking elaborado por Siu. Según la autora del estudio, hay varios motivos por los que Tokio puntúa así: por un lado, tiene un transporte público excelente que evita la necesidad del transporte privado (así como de sus emisiones y ruido); sus ordenanzas permiten la construcción de edificios de uso mixto; y tiene una política muy agresiva hacia el coche en propiedad. Sin embargo, como se ha visto arriba, Tokio presenta unos índices de mortalidad altísimos. Obviamente, no todo en calidad de vida es contaminación ambiental química. Y, de hecho, no todo Tokio presenta altos índices de fallecimientos. En ciudades grandes es imperativo un análisis por distritos, barrios y, con frecuencia, calles o vías rápidas.

¿El óptimo urbano? Ciudades pequeñas, densas, caminables y conectadas por vías ferroviarias

En muchos sentidos, las ciudades y el urbanismo buscan resolver (no siempre de forma consciente) problemas de optimización. Durante el siglo XX las métricas por excelencia fueron el PIB y la economía productiva, ignorando elementos como la contaminación o la economía de los cuidados, entre muchísimos otros factores; así como los flujos de coches por carril, pasando por alto sus costes ambientales.

Cuando se analizan los entornos urbanos desde una perspectiva de salud pública, costes económicos, desigualdad social o equidad, entre otros índides recogidos por valores como los Objetivos de Desarrollo Sostenible, todo apunta a que lo ideal son ciudades de tamaño medio (que ronden los 200 000 o 500 000 habitantes) con densidades más bien elevadas (5000 hab/km² en adelante) que permitan una movilidad interior activa (a pie o en bicicleta).

Gracias a sus bajas dimensiones no se dan en ellas fenómenos como islas de calor y la población está expuesta a una naturaleza periférica a pocos minutos; y debido a su elevada densidad no es necesario hacer uso de vehículos privados, reduciendo de forma notable las emisiones. Además, el coste energético, el uso de agua o la pérdida de biodiversidad se minimiza.

Esta ‘concentración atomizada’ presenta además ventajas de viajes interurbanos, facilitando la adopción de una movilidad ferroviaria, al estar la ciudadanía más cerca de las estaciones centrales que conectan núcleos urbanos entre sí. Obviamente, transformar de este modo ciudades existentes es problemático y complejo, a menudo imposible en menos de un siglo. Pero transformar su interior sí es viable, y necesaria.