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Mortalidad y contaminación de aire en los municipios de Guayama y
Fajardo, Puerto Rico: un estudio ecológico de series de tiempo.
Por: Luis A. Bonilla Soto BS, MS, MSc, GCB, MPH, MSDc, PhD
Departamento de Salud Ambiental
Director y Catedrático
Christian E. Cruz Cruz, BS, MPH
Departamento de Bioestadística y Epidemiología
Estudiante Graduado
Universidad de Puerto Rico
Recinto de Ciencias Médicas
Escuela Graduada de Salud Pública
Nota Aclaratoria: Este documento
es tan solo un resumen de los
resultados del estudio. No
describe, en detalle, la metodología
científica utilizada en el diseño,
recopilación y análisis de los datos.
Próximamente el estudio va a ser
publicado en una revista científica
donde se describirá el protocolo de
investigación que se utilizó.
INTRODUCCIÓN
Planteamiento del problema
La contaminación del aire es un problema de salud pública a nivel mundial que
afecta la vida de millones de personas alrededor del mundo en términos de sus
impactos sobre la morbilidad, mortalidad, pérdida de años de vida productiva y
por lo tanto efectos sobre la prestación de servicios de salud, la economía y
calidad de vida de los países afectados.
La contaminación del aire produce un total de 6.4 millones de muertes anuales en
todo el mundo (Landrigan, 2017).
Como dato importante, la OMS señala que no hay nivel seguro a la salud por la
exposición a la materia particulada en el aire de un diámetro menor de 10 ug/m3
(PM10) el cual es uno de los principales contaminantes del aire y variable principal
de exposición del presente estudio (WHO, 2016).
INTRODUCCIÓN (cont.)
Por esta razón y porque la mayoría de los estudios más relevantes sobrecontaminación atmosférica por materia particulada y eventos de salud se hanenfocado en el PM10, decidimos seleccionar dicho contaminante como variableexplicativa principal para nuestro estudio.
La OMS ha sido más prudente y cuidadosa, que la EPA estadounidense, en términosde proponer un estándar de contaminación de aire para el PM10. A esos efectos laOMS estableció un estándar de 20 ug/m3 como promedio anual y 50 ug/m3 comopromedio de 24 horas para el PM10 (OMS, 2005).
Sin embargo, la Agencia de Protección Ambiental Federal (EPA, por sus siglas eninglés) tiene como estándar, para los Estados Unidos incluyendo a Puerto Rico, unaconcentración de 150 ug/m3 como promedio de 24 horas, y no estableció unpromedio anual para este contaminante del aire (EPA, 2013).
INTRODUCCIÓN (cont.)
Hasta ahora en Puerto Rico se han hecho pocos estudios para cuantificar comola contaminación del aire por PM10 o PM2.5 impacta la salud pública en laszonas más contaminadas del país como es el caso del municipio de Guayama(Pope et al, 2002; Loyo-Berrios, 2007; Serrano-Rodríguez, 2008).
El estudio propuesto pretende hacer una importante contribución para atendereste problema de salud pública en nuestro país especialmente para el municipiode Guayama donde se encuentra localizada la carbonera de “Applied EnergySystems” mejor conocida como AES.
Dicha planta es una fuente mayor de contaminación de aire, principalmentecon materia particulada, generando un promedio de 800 toneladas diarias decenizas que representan, en su generación y disposición, una amenaza degrandes proporciones a la salud y a la vida de todos los residentes de PuertoRico.
Justificación
Esta investigación va dirigida a llevar a cabo un estudio ecológico de series detiempo en los municipios de Guayama y Fajardo.
El pueblo de Fajardo va a ser utilizado como municipio de comparación delpueblo de Guayama debido a que Fajardo fue seleccionado por la Junta deCalidad Ambiental como el municipio estándar para estudios de calidad deaire en el país.
El estudio comprende el periodo de tiempo entre los años 2000 al 2014. En otraspalabras, estamos hablando de una serie de tiempo de datos demográficos yambientales de 15 AÑOS de duración.
Su propósito es determinar como la contaminación del aire por materiaparticulada PM10 afecta la mortalidad total y por varias causas específicas demuerte, asociadas a la exposición al PM10, de los residentes de los municipiosde Guayama y Fajardo.
Objetivo General
Determinar la contribución de la contaminación del aire
por materia particulada PM10 a la mortalidad general y
por causas específicas asociadas al PM10 en los
municipios de Guayama y Fajardo.
Objetivos Específicos
Describir la tendencia y la estacionalidad de la concentración del PM10
en los municipios de Guayama y Fajardo.
Descomponer las series de tiempo de mortalidad de los municipios de
Guayama y Fajardo por tendencia y estacionalidad para todos los grupos
de edad.
Comparar la experiencia de mortalidad por todas las causas entre los
municipios de Guayama y Fajardo en los siguientes tres grupos de edad:
menos de 65 años, 65-74 años y ≥ 75 años.
Objetivos Específicos (cont.)
Comparar la experiencia de mortalidad por causas específicas asociadas
a la exposición a la materia particulada PM10 entre los municipios de
Guayama y Fajardo
Comparar la experiencia de mortalidad por todas las causas por sexo en
los municipios de Guayama y Fajardo en los siguientes tres grupos de
edad: < de 65 años, 65-74 años y ≥ 75 años.
Objetivos Específicos (cont.)
Seleccionar el “Generalized Linear Model” (GLM) con regresión de Poisson
que mejor se ajuste a la relación entre la variable dependiente
(mortalidad), la principal variable de exposición (niveles de PM10) y el resto
de las covariables independientes para cada grupo de edad.
Llevar a cabo un análisis de regresión de Poisson para determinar el riesgo
de morir (por grupo de edad) por exposición al PM10, por municipio, por
estación del año y por sexo.
MARCO TEÓRICO Y CONCEPTUAL
Mucha de la preocupación actual con relación a los efectos adversos a lasalud de la contaminación del aire por partículas fue iniciada por loshallazgos de estudios de series de tiempo para determinar la asociaciónde la mortalidad diaria con niveles de contaminación de aire (Samet yJaakkola, 1999).
Las partículas que tienen el mayor impacto de efectos sobre la saludhumana son aquellas de menos de 10 um en diámetro, o sea, el PM10.
Estas partículas pueden penetrar dentro del sistema respiratorioempezando por las fosas nasales hasta los alveolos, profundo dentro de lospulmones debido a su excesiva penetrabilidad (Londahl et al., 2007).
MARCO TEÓRICO Y CONCEPTUAL (cont.)
Diversas investigaciones han demostrado que la exposición a la materia
particulada es la causa de numerosos efectos a la salud incluyendo un
aumento en las admisiones a los hospitales, visitas a las salas de
emergencia, síntomas respiratorios, exacerbación de enfermedades
crónicas respiratorias y cardiovasculares, disminución en la función
pulmonar y mortalidad prematura (Guaita et al., 2011; Halonen et al., 2009;
Perez et al., 2012; Samoli et al., 2008).
Los adultos viejos y los niños o personas con enfermedad cardiaca o
pulmonar están sujetos a riesgos más fuertes de la exposición a la materia
particulada y otros subgrupos de la población (Kim et al, 2015).
MARCO TEÓRICO Y CONCEPTUAL (cont.)
Es bien conocido que la contaminación por materia particulada está
conectada a un incremento en riesgo de admisión hospitalaria para el
infarto del miocardio entre los viejos y una exacerbación del fallo cardíaco
congestivo (Dominici et al., 2006; Wellenius et al., 2005; Wellenius et al.,
2006; Zanobetti y Schwartz, 2005).
Una preocupación mayor es que muchos estudios epidemiológicos
encontraron que la contaminación del aire afecta la salud humana,
especialmente en las enfermedades respiratorias y cardiovasculares, aún
cuando los niveles de los contaminantes están por debajo de los
estándares de calidad de aire (Braga et al; 1999; Braga et al., 2001; Burnettet al., 1998; Ibald-Mulli et al., 2004; Peng et al., 2006; Peters et al., 2001;
Pope III et al., 2002; Samet et al., 2000a, 2000b).
MARCO TEÓRICO Y CONCEPTUAL (cont.)
De acuerdo a la mayoría de los estudios epidemiológicos, la mortalidad se
utiliza como un indicador de los efectos a la salud con relación a la
contaminación con materia particulada (Kim et al, 2015).
Se estima que aproximadamente 3% de las muertes cardiopulmonares y
5% de las muertes de cáncer de pulmón se le atribuyen mundialmente a la
materia particulada (Fang et al., 2013).
Varios estudios proveyeron evidencia robusta de que la exposición a la
materia particulada puede ejercer una influencia directa en la mortalidad
por enfermedad cardiopulmonar y en la enfermedad cardiaca isquémica
(Krewski, 2009; Laden et al, 2006; Pope et al., 2004).
El modelo lineal generalizado (GLM, por sus
siglas en inglés) con regresión de Poisson
Usualmente los modelos de regresión se utilizan para los estudios de series detiempo, ya que son herramientas útiles para evaluar la relación entre una omás variables explicativas (independientes, variables preventivas o covariables)y una sola variable respuesta (dependiente) y (Dominici et al, 2003).
En los estudios de series de tiempo de los impactos de la contaminación delaire sobre la salud humana, los modelos lineales generalizados son utilizadoscon mucha frecuencia (Dominici et al, 2002).
Como la variable dependiente es la mortalidad y se recoge como conteodecidimos utilizar el modelo GLM con regresión de Poisson basado en lametodología de análisis de Peng y Dominici (2008) y de Tadano y otros (2012)
METODOLOGÍA
El estudio propuesto es un estudio ecológico de series de tiempo. La
principal característica de un estudio ecológico es que la unidad de
análisis es el grupo o población (Friis y Sellers, 2004).
La presente investigación utiliza un diseño epidemiológico ecológico de
tendencia en una serie de tiempo de 15 años de datos de PM10,
mortalidad, y de varias covariables demográficas y climáticas para los
municipios de Guayama y Fajardo.
El análisis de los datos se llevó a cabo utilizando un Modelo Lineal
Generalizado (GLM, por sus siglas en inglés) con regresión de Poisson
(Tadano et al, 2012).
RESULTADOS POR OBJETIVO DEL ESTUDIO
Describir la tendencia y la estacionalidad de la concentración del PM10 en los
municipios de Guayama y Fajardo.
Descomposición de la serie de tiempo del PM10 en Guayama
SERIE DE TIEMPO DEL PM10 EN FAJARDO
DESCOMPOSICIÓN DE LA SERIE DE TIEMPO DEL PM10 PARA FAJARDO
Comparación de la serie de tiempo del PM10 entre Guayama y
Fajardo
Diagrama de cajas y bigotes de las concentraciones
estacionales del PM10 para los municipios de Guayama y
Fajardo
Descomposición de las series de tiempo de mortalidad por todas
las causas y por grupo de edad del municipio de Guayama
Descomposición temporal de la mortalidad para todos los
grupos de edad en el municipio de Guayama por tendencia y
estacionalidad
Descomposición temporal de la mortalidad por todas las causas
en el grupo de edad de 65 a 74 años del municipio de Guayama
Descomposición temporal de la serie de tiempo de mortalidad por todas las
causas del grupo de edad de 75 años y más del municipio de Guayama
Descomposición de la serie de tiempo de mortalidad por todas
las causas y por grupo de edad en el municipio de Fajardo
Descomposición temporal de la mortalidad para todos los grupos de
edad en el municipio de Fajardo por tendencia y estacionalidad
Descomposición temporal de la mortalidad por todas las causas en
el grupo de edad de menos de 65 años del municipio de Fajardo
Descomposición temporal de la mortalidad por todas las causas en
el grupo de edad de 65 a 74 años del municipio de Fajardo
Descomposición temporal de la serie de tiempo de mortalidad por todas
las causas del grupo de edad de 75 años y más del municipio de Fajardo
Comparar la experiencia de mortalidad por todas las causas entre los
municipios de Guayama y Fajardo en los siguientes tres grupos de edad:
< de 65 años, 65-74 años y ≥ 75 años.
Diagrama de cajas y bigotes de las tasas de mortalidad por estación
del año para los municipios de Guayama y Fajardo
Comparación de la asociación entre la concentración del PM10 y las
tasas de mortalidad para los municipios de Guayama y Fajardo en el
grupo de edad de 65 a 74 años
Comparación de las tasas de mortalidad para los municipios de
Guayama y Fajardo en el grupo de edad de 65 a 74 años en el periodo
de tiempo 2000-2014
Diagrama de cajas y bigotes de las tasas de mortalidad, del grupo
de edad de 65 a 74 años, por estación del año para los municipios
de Guayama y Fajardo
Comparación de la asociación entre la concentración del PM10
y las tasas de mortalidad para los municipios de Guayama y
Fajardo en el grupo de edad de 75 años y más
Comparación de las tasas de mortalidad para los municipios de
Guayama y Fajardo en el grupo de edad de 75 años y más en el
periodo de tiempo 2000-2014
Diagrama de cajas y bigotes de las tasas de mortalidad, del
grupo de edad de 75 años y más, por estación del año para
los municipios de Guayama y Fajardo
Comparar la experiencia de mortalidad por causas específicas asociadas a la
exposición a la materia particulada PM10 entre los municipios de Guayama y
Fajardo para el grupo de edad de 65 años y más
Seleccionar el modelo GLM con regresión de Poisson que mejor se ajuste a la
relación entre la variable dependiente (mortalidad), la principal variable de
exposición (niveles de PM10) y el resto de las covariables independientes para
cada grupo de edad.
Descripción estadística de las variables explicativas del modelo GLM con regresión de
Poisson seleccionado para todas las edades
Variables Coeficientes de Regresión (β’s)
Error estándar Valor de p
Intercepto 3.487 0.041 < 0.001
Estación 2 (primavera) 0.106 0.032 < 0.001
Estación 3 (verano) 0.210 0.039 < 0.001
Estación 4 (otoño) 0.088 0.032 < 0.001
Municipio, Guayama 0.181 0.027 < 0.001
Sexo Mujeres -0.287 0.021 < 0.001
PM10 0.004 0.002 < 0.01
Descripción estadística de las variables explicativas del modelo GLM con
regresión de Poisson para el grupo de edad de menos de 65 años
Variables Coeficientes de Regresión (β’s)
Error estándar Valor de p
Intercepto 2.948 0.070 < .001
Estación 2 (primavera) 0.077 0.053 p > .05, (p = .144)
Estación 3 (verano) 0.228 0.067 < .001
Estación 4 (otoño) 0.082 0.053 p > .05, (p = .123)
Municipio, Guayama 0.205 0.045 < .001
Sexo Mujeres -0.553 0.037 < .001
PM10 -0.011 0.003 < .001
Descripción estadística de las variables explicativas del modelo GLM con
regresión de Poisson para el grupo de edad de 65 a 74 años.
Variables Coeficientes de Regresión (β’s)
Error estándar Valor de p
Intercepto 1.879 0.041 < .001
Estación 2 (primavera) 0.056 0.065 p > .05, (p =.388)
Estación 3 (verano) 0.147 0.079 p > .05, (p = .064)
Estación 4 (otoño) 0.074 0.065 p > .05, ( p =.256)
Municipio, Guayama 0.224 0.055 < .001
Sexo Mujeres -0.339 0.042 < .001
PM10 0.011 0.003 < .001
Descripción estadística de las variables explicativas del modelo GLM con
regresión de Poisson seleccionado para el grupo de edad ≥ 75 años.
Variables Coeficientes de Regresión (β’s)
Error estándar Valor de p
Intercepto 2.262 0.062 < .001
Estación 2 (primavera) 0.169 0.0499 < .001
Estación 3 (verano) 0.244 0.061 < .001
Estación 4 (otoño-) 0.111 0.051 < .05
Municipio, Guayama 0.138 0.042 < .001
PM10 0.011 0.003 < .001
Riesgo de morir por exposición al PM10
en el grupo de todas las edades
El riesgo de morir, por exposición al PM10, se incrementa en 4.1 % por
cada 10 ug/m3 de aumento en el PM10 controlando por municipio, sexo y
estación del año. Estos resultados fueron estadísticamente significativos (p
< 0.01) para el grupo de todas las edades.
Riesgo de morir por sexo en el grupo de
todas las edades
Las mujeres, en comparación con los hombres, mueren un 25% menos que
los hombres ajustando por estación del año, municipio y PM10.
Dicho de otra forma, los hombres (en comparación con las mujeres)
mueren un 25% más en este grupo de edad ajustando por estación del
año, municipio y PM10.
Riesgo de morir por exposición al PM10 en
el grupo de 65 a 74 años
La mortalidad, por exposición al PM10, se incrementa en 12 % por cada 10
ug/m3 de aumento en el PM10 controlando por municipio, sexo y estación
del año para el grupo de edad de 65 a 74 años. Estos resultados fueron,
en términos estadísticos, altamente significativos (p < 0.001).
Riesgo de morir por exposición al PM10 en el grupo ≥ 75 años
La mortalidad, por exposición al PM10, se incrementa en 11% por cada 10 ug/m3
de incremento en el PM10 controlando por las variables municipio y estación
meteorológica del año. Estos resultados fueron altamente significativos (p <
0.001).
CONCLUSIONES
Los niveles del PM10 atmosférico siempre fueron mayores en el municipio Guayama
que en el municipio de Fajardo a lo largo de toda la serie de tiempo de 15 años (2000-
2014).
Existe una relación dosis-respuesta entre el incremento de la concentración del PM10
atmosférico y las tasas de mortalidad en tres grupos de edad del estudio (todas las
edades en conjunto, 65 a 74 años y 75 años y más).
Resulta altamente plausible que la diferencia marcada en la concentración más alta
de materia particulada PM10 atmosférico en el municipio de Guayama, en
comparación con Fajardo, se debe a la presencia en Guayama de la carbonera AES
la cual es una fuente mayor de contaminación del aire.
CONCLUSIONES(cont.)
Las concentraciones del PM10 atmosférico en los municipios de Guayama
y Fajardo sigue un patrón estacional marcado. El invierno es la estación de
menor concentración, asciende en primavera y alcanza su punto máximo
durante el verano para luego descender durante el otoño.
La descomposición de la serie de tiempo de mortalidad por todas las
causas, por grupo de edad, y concentración atmosférica del PM10 para
Guayama muestra una mortalidad constante a lo largo de la serie para el
grupo de edad de menos de 65 años y una mortalidad ascendente en los
grupos de 65 a 74 años y de 75 años y más.
CONCLUSIONES(cont.)
Para el municipio de Fajardo, en el grupo de menos de 65 años, la mortalidadpor todas las causas es también constante a lo largo de la serie y no muestrauna clara tendencia. Por otra parte, en los grupos de 65 a 74 años y de 75 añosy más se muestra un incremento en la mortalidad pero no tan marcado comoen el municipio de Guayama.
Al comparar las tasas de mortalidad vs la concentración atmosférica del PM10(ilustradas por la serie de tiempo en los municipios de Guayama y Fajardo) en elgrupo de edad de menos de 65 años, no se nota una clara diferencia entreambos municipios. Se puede observar básicamente unas tasas de mortalidadconstantes a lo largo del periodo de 15 años. Obviamente, este grupo de edades el más saludable de los tres grupos de edad en los que se estratificó lapoblación.
CONCLUSIONES(cont.)
Al comparar las tasas de mortalidad por todas las causas vs PM10, en el
grupo de edad de 65 a 74 años, se puede observar una clara y fuerte
tendencia ascendente y relación positiva entre ambas variables para el
municipio de Guayama. Por otra parte, se observa también una relación
positiva y ascendente entre mortalidad y PM10 para Fajardo pero no tan
marcada como en Guayama donde también las tasa de mortalidad son
más altas.
En el grupo de edad de 75 años y más las tasas de mortalidad por todas
las causas son mucho más altas en Guayama que en Fajardo.
La mayor mortalidad por todas las causas ocurre en la estación de verano
para ambos municipios con las tasas más altas en el municipio de
Guayama.
CONCLUSIONES(cont.)
Las tasas de mortalidad por causas específicas asociadas a los niveles
atmosféricos de materia Particulada PM10 (enfermedades cardiácas,
enfermedades respiratorias crónicas, cerebrovasculares y tumores malignos)
en el grupo de 65 años y más son todas mayores en el municipio de
Guayama en comparación con el municipio de Fajardo.
La mortalidad por exposición al PM10, en el grupo de todas las edades, se
incrementa en 4.1 % por cada 10 ug/m3 de aumento en el PM10
controlando por municipio, sexo y estación del año. Estos resultados fueron
estadísticamente significativos (p < 0.01) para el grupo de todas las edades.
CONCLUSIONES(cont.)
El riesgo de morir en Guayama, en comparación con el municipio de
Fajardo, es de 20% más ajustando por estación del año, sexo y PM10 para
el grupo demográfico de todas las edades. Esta asociación fue altamente
significativa (p < 0.001).
El riesgo de fallecer durante el verano, en comparación con el invierno, es
23% más controlando por PM10, sexo y por municipio para el grupo de
todas las edades. Esta asociación resultó ser altamente significativa (p <
0.001).
CONCLUSIONES(cont.)
El riesgo de fallecer durante la primavera, en el grupo de todas las edades,en comparación con el invierno, es 11% más controlando por PM10,municipio y sexo. Este resultado fue altamente significativo (p < 0.001).
Los hombres tienen un riesgo de fallecer de 25% más que las mujeres, en elgrupo de todas las edades, controlando por estación del año, municipio yPM10.
La mortalidad por exposición al PM10, en el grupo de 65 a 74 años, seincrementa en 12 % por cada 10 ug/m3 de aumento en el PM10controlando por municipio, sexo y estación del año. Estos resultadosfueron, en términos estadísticos, altamente significativos (p < 0.001).
CONCLUSIONES(cont.)
El riesgo de morir en Guayama, en comparación con el municipio de Fajardo,es de 25% más ajustando por estación del año, sexo y PM10 para el grupo deedad de 65 a 74 años. Esta asociación es altamente significativa (p < 0.001).
Los hombres (en comparación con las mujeres) mueren un 29% más en elgrupo de edad de 65 a 74 años ajustando por estación del año, municipio yPM10. Este resultado, en términos estadísticos, fue altamente significativo (p <0.001).
La tasa de mortalidad por exposición al PM10 se incrementa en 11% por cada10 ug/m3 de aumento en el PM10 (en el grupo de edad de 75 años y más)controlando por municipio y estación del año. Estos resultados fueronaltamente significativos (p < 0.001).
CONCLUSIONES(cont.)
El riesgo de morir en Guayama en comparación con Fajardo en el grupo ≥
75 años es de 15% más ajustando por PM10, y por las estaciones
meteorológicas del año.
El riesgo de fallecer durante el verano, en comparación con el invierno, es
28% más controlando por PM10 y por municipio para el grupo de edad de
75 años y más.
RECOMENDACIONES
Que se cierre la planta AES de Guayama a la brevedad posible debido a sus impactos significativos, actuales y futuros sobre, la salud pública del pueblo de Puerto Rico principalmente de los grupos más vulnerables del país.
Que NO se apruebe el reglamento de “Estándares para el Uso Beneficioso de los Residuos de la Combustión del Carbón” ya que dichos residuos son un veneno y NO EXISTE UN USO BENEFICIOSO PARA UN VENENO. No queremos que Puerto Rico se convierta en el vertedero tóxico de la AES.
Que se derogue la Ley 40 del 4 de julio del 2017, mejor conocida como Ley para prohibir el depósito y la disposición de cenizas de carbón o residuos de combustión de carbón en Puerto Rico, ya que hace todo lo contrario a lo que el título indica y le adjudica un uso beneficioso a las cenizas de carbón.
Los hacedores de política pública de este país tienen en sus manos la salud y la vida de miles de puertorriqueños. La decisión está en sus manos. El pueblo espera que actúen con prudencia y diligencia a favor del bien común protegiendo la salud y la vida de los puertorriqueños. Para eso fueron electos. No esperamos menos.