Calidad del aire y salud ambiental urbana en cinco ciudades de Colombia (enmarcado en el programa de investigación en salud ambiental para Colombia)

El equipo de investigación está conformado por instituciones, grupos de investigación e
investigadores de reconocida trayectoria en investigación relacionada con calidad del aire y salud
ambiental pertenecientes a las cinco ciudades donde se realizará el proyecto. Las instituciones
Fecha Constitución: Activo total último año:
Tipo Postulante: Persona Jurídica Tipo Documento: NIT
Identificación / Nit: 890307400 Digito de Verificación: 1
Ciudad: MEDELLÍN
Dirección: Cra. 56 C #51-110, Medellín Fax:
Página Web: http://www.usbmed.edu.co/ Email: asistente.investiga@usbmed.e
du.co
Representante Legal
Nombre: JOSE ALIRIO URBINA RODRIGUEZ
Tipo Identificación: CEDULA DE CIUDADANIA Numero Identificación: 13488712
Primer Contacto
Nombre: CONRADO AUGUSTO
SERNA URAN Cargo: Director de Investigaciones
y Posgrados
Teléfono Contacto: 5145600 Ext 4123 Email: direccion.investigaciones@
usbmed.edu.co
Clasificación
Sector: EDUCATIVO
Dirección: Cra. 56 C #51-110, Medellín Teléfono: 514-56-00 Ext: 4127
Tipo Entidad: UNIVERSIDAD PRIVADA Tipo
Empresa:
Naturaleza
Juridica: NO CONTRIBUYENTE Tamaño: MEDIANA
Información Adicional
Exporta: No Matrícula Cámara:
Fecha Constitución: Activo total último año: $ 0
que conforman el grupo de trabajo son la Universidad Industrial de Santander (UIS), quien lo
lidera, la Universidad Autonoma de Bucaramanga (UNAB), la Universidad del Norte (Uninorte), la
Universidad de Antioquia (UdeA), la Universidad Nacional (UNal) Sede Bogotá, la Universidad del
Valle (UValle), el Instituto Nacional de Salud (INS), la Universidad Pontifica Bolivariana (UPB)
Sede Medellin y la Universidad San Buenaventura Sede Medellín. Como entidades colaboradoras
estan el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, el Ministerio de Protección Social y la
Universidad McGill (Canadá) por medio del Department of Epidemiology, Biostatistics and
Occupational Health.

Universidad Industrial de Santander (UIS). La investigadora principal es Laura Andrea Rodríguez
Villamizar, médica, magíster y doctora en epidemiología, investigadora Senior de Colciencias,
profesora del Departamento de Salud Pública de la Escuela de Medicina de la UIS. La Dra.
Rodríguez junto con el Dr. Alvaro Javier Idrovo, pertenecen y representan en el programa y en
esta propuesta al Grupo de Investigación en Demografía, Salud Pública y Sistemas de Salud
(GUINDESS), grupo clasificado en categoría A1 por Colciencias, que se ha destacado por sus
aportes en investigación en las líneas de epidemiología de enfermedades crónicas no
trasmisibles, atención primaria en salud, sistemas de salud y salud ambiental y ocupacional. La
Dra. Rodríguez lidera desde 2013 el Nodo de Salud Ambiental y Ocupacional de Colombia (Nodo
SAO Colombia), una iniciativa de red de conocimiento en SAO en el país, que en esta
oportunidad desarrolla de manera colaborativa esta propuesta con la participación de diferentes
instituciones e investigadores destacados en el tema de calidad de aire y salud. La trayectoria
investigativa de la Dra. Rodriguez y del grupo GUINDESS en salud ambiental-calidad del aire
desde hace 12 años ha documentado los efectos de la contaminación extra e intra-domiciliaria
sobre enfermedades agudas y crónicas entre las que se incluyen enfermedades respiratorias,
cardiovasculares, y el cancer infantil, en diferentes ciudades colombianas.

Jhon Jairo Cáceres es ingeniero de sistemas, especialista en sistemas de información geográfica
(SIG), MSc en informática y PhD en ingeniería civil, y representa al grupo Geomática UIS, gestión
y optimización de sistemas es un grupo de investigación reconocido, líder del desarrollo científico
en ingeniería de transportes e infraestructura vial, en modelos de optimización de sistemas y
evaluación de proyectos, en tecnologías emergentes aplicadas a la geociencias y SIG, en la
investigación aplicada para el aprovechamiento sostenible del territorio con un enfoque de
resiliencia al cambio climático, y en el estudio del ambiente construido y su impacto en la salud
pública y el bienestar social.

Luis Alberto Núñez es licenciado en física y PhD en ciencias, y representa al grupo Grupo de
Investigación en Relatividad y Gravitación, clasificado A1 por colciencias. Hace mas 10 años
comenzaron a desarrollar el proyecto RACIMO, Red Ambiental Ciudadana de Monitoreo que
contempla el desarrollo e instalación de estaciones de monitoreo ambiental de bajo costo en
colegios y una capacitación a docentes y estudiantes para la medición, custodia y diseminación
de los datos y, recientemente en el marco del proyecto, RACIMO Aire (financiado por Colciencias)
desarrollaron una estación meteorológica de bajo costo para medir material particulado (PM2.5 y
PM10).

Universidad Nacional de Colombia. Néstor Yezid Rojas Roa, Luis Carlos Belalcázar Cerón y
Sonia Mangones. Grupo de Investigación Calidad del Aire, Categoría B en Colciencias. El
principal propósito en la creación y el fortalecimiento de este grupo es el de dar un soporte técnico
y científico a las autoridades encargadas de diseñar e implementar políticas públicas que
promuevan condiciones de calidad del aire apropiadas para proteger la salud de la población en
Colombia. En su línea de investigación “Calidad del Aire y Salud”, el grupo tiene experiencia en la
estimación de beneficios económicos en salud asociados a la reducción de PM10 en Bogotá; la
medición de exposición a material particulado en diversos microambientes asociados al tráfico
rodado en Bogotá (policías de tránsito, viajeros pendulares); la implementación y validación de
modelos CFD para simular la dispersión de material particulado PM2.5 al interior de buses de
transporte público y escolar; el uso de datos de satélite para determinar concentraciones de
contaminantes del aire a nivel de superficie.

Universidad Autonoma de Bucaramanga (UNAB). Víctor Mauricio Herrera Galindo es médico con
formación de maestría y doctorado en epidemiología, investigador asociado de Colciencias,
profesor de los programas de pregrado de medicina, especialización de medicina interna y
maestría en métodos para la PRACCIS (Producción y Aplicación de Conocimiento Científico en
Salud) de la Facultad de Ciencias de la Salud de la UNAB. El Dr. Herrera es también el director
del Grupo de Cardiología Preventiva (GCP), grupo clasificado en la categoría C de Colciencias,
que a lo largo de su trayectoria ha contribuido a la comprensión de los factores de riesgo y
pronóstico en enfermedad de Chagas y la enfermedad aterotrombótica, así como a la evaluación
de estrategias terapéuticas. Entre las líneas de investigación se encuentra una en determinantes
ambientales de la enfermedad cardiovascular en la que Dr. Herrera ha desarrollado proyectos de
investigación dirigidos a establecer los efectos de la contaminación del aire por material
particulado en la función cardiovascular e hipertensión arterial en población general.

Universidad del Norte (Uninorte). Julián Fernández Niño y Dayana Agudelo Castañeda de los
grupos de investigación Proyecto UNI Barranquilla e IDEHA (Instituto de Estudios Hidráulicos y
Ambientales), respectivamente, categoría A1 ambos por Colciencias. Proyecto UNI Barranquilla
se ha destacado por el desarrollo de investigaciones e intervenciones de Salud Pública. El Dr.
Fernández MD ha sido autor de diversos artículos sobre los efectos de la contaminación del aire
en la salud. La Dra. Agudelo ha realizado diversos proyectos de investigación enfocados en la
contaminación por material particulado y NO2.

Universidad de Antioquia (UdeA). Como coinvestigadores de la de la Facultad de Salud Pública
de la Universidad de Antioquia, participaran los profesores Juan Gabriel Piñeros Jiménez y el
profesor Emmanuel Nieto. El profesor Piñeros Médico y Doctor en Salud Pública, Coordinador del
Grupo de Investigación Salud y Ambiente COL0016049, categoría A; el profesor Nieto es
Economista y Magister en Epidemiología y pertenece al grupo Salud y Sociedad, COL0027456,
Categoría A. Ambos profesores hacen hace parte de un equipo interdisciplinario de la U de A que
en los últimos 3 años han desarrollados sendas investigaciones sobre la relación entre calidad del
aire y salud en el Valle de Aburrá, que se evidencia en 3 proyectos recientemente realizados con
la autoridad ambiental de la región – AMVA, que han sido coordinados por el profesor PiñerosJiménez, los cuales han contribuido a determinar el comportamiento de la contaminación
atmosférica según indicadores trazadores y su relación con la morbilidad y mortalidad de los 10
municipios Valle de Aburrá;. Así mismo participan en dos proyectos financiado por Colciencias
relacionados con contaminación del aire en los cuales han venido desarrollando los modelos de
regresión de uso de Suelo para los análisis epidemiológicos geolocalizados en Medellín.
Universidad del Valle (UValle). Daniel Elías Cuartas es geógrafo y doctor en ciencias ambientales,
investigador junior de Colciencias y representa al Grupo Epidemiología y Salud Poblacional –
GESP- clasificado A1 por Colciencias que se ha destacado en la región y el país en las
siguientes líneas de investigación: ambiente y enfermedades infecciosas, exposición a
contaminantes ambientales y salud humana, territorios urbanos y condiciones de salud crónicas y evaluación de intervenciones en salud pública.

Instituto Nacional de Salud (INS). Oscar Alberto Rojas es enfermero, magíster en epidemiología
representa al grupo de investigación en Salud Ambiental y Laboral (SAyL) del INS que fue
conformado en el año 2008 y actualmente se encuentra en la categoría C según Colciencias. Sus
líneas de investigación son: 1. Ambiente y salud humana y 2. El ambiente de trabajo y el efecto
sobre la salud de los trabajadores. Entre sus logros o productos representativos se encuentran el
desarrollo de investigaciones en el país sobre efectos en salud derivados de la exposición a
plaguicidas tipo organoclorados, organofosforados y carbamatos, además de la publicación de
artículos de nuevo conocimiento en revistas especializadas tanto nacionales como internacionales
durante los últimos cinco años. De igual modo, ha desarrollado investigaciones en conjunto con
entidades públicas y privadas del país entre las cuales se pueden destacar: Ministerio de
Ambiente y Desarrollo Sostenible, Ministerio de Salud y Protección Social, Ministerio del trabajo,
Universidad de los Andes, Universidad de Antioquia, entre otros.

Universidad Pontifica Bolivariana (UPB) Sede Medellin. Diana Marcela Marín Pineda. Estadística,
magister en epidemiología. Estudiante doctorado en ciencias médicas. Grupo de Investigación en
Salud Pública. COL0053071. Categoría A. El grupo está integrados por epidemiólogos,
estadísticos, salubristas, biólogos y genetistas que han venido trabajando por varios años con
otros grupos de la UPB (Grupo Biología de Sistemas, Grupo de investigaciones ambientales y el
Grupo de Investigación, Desarrollo y Aplicación en Telecomunicaciones e Informática (GIDATI))
con experiencia en el tema de este proyecto especialmente con el proyecto PROMESA fase 1:
PROcedencia del Material particulado y su Efecto en la SAlud de los niños: Diseño de un sistema
de monitoreo de tercera generación para estimar carga atribuible por contaminación atmosférica,
financiado por Colciencias
Universidad San Buenaventura (USB) Sede Medellín. Jonathan Ochoa Villegas es Ingeniero de
Sonido y Magister en Geoinformática. Fue Director de Programa Ingeniería de Sonido de la USB,
entre el 2016 y 2018. Su trabajo de investigación se centra en la línea de Acústica y
Procesamiento de Señales, en la que ha desarrollado una amplia variedad de trabajos. Hace
parte del Grupo de Investigación en Modelamiento y Simulación Computacional (GIMSC) de la
Facultad de Ingenierías. Es jefe de línea de Investigación en Acústica y Procesamiento de Señal
de la misma facultad. Ha trabajado en proyectos de confort acústico, térmico y lumínico en
recintos escolares en las ciudades de Medellín, Cali y Bogotá, además de proyectos de ruido
ambiental, con el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, Corporación Autónoma
Regional del Valle del Cauca y Área Metropolitana del Valle de Aburrá. Luis Alberto Tafur es
profesor de cátedra de esta Universidad, es ingeniero de sonido, especialista en SIG, magister y
PhD en sonido y vibración y se desempeña como consultor especializado en el área e ruido
ambiental para el Área Metropolitana del Valle de Aburrá.

McGill University. Jill Baumgartner y Scott Weichenthal son profesores investigadores del
Department of Epidemiology, Biostatistics & Occupational Health, McGill University, Canadá, y
participant como asesores internacionales de la propuesta de proyecto. La profesora Baumgartner
es líder en el desarrollo de investigaciones sobre efectos de la calidad del aire sobre la salud en
paises en vias de desarrollo y tiene amplia experiencia en la construcción de modelos de
exposición a contaminantes en ciudades. La profesora Baumgartner esta trabajando en proyectos
pilotos sobre calidad de aire en la ciudad de Bucaramanga con el profesor Victor Mauricio
Herrera, coinvestigador de este proyecto. El profesor Weichenthal es líder en el desarrollo de
investigaciones de calida de aire y salud en ciudades de Canada y ha liderado la investigación del
efecto diferencial del potencial oxidativo del material particulado sobre la salud.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y DE LA PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN
La contaminación del aire y el ruido ambiental son considerados problemas de salud pública, por
tratarse de exposiciones ambientales poblacionales (generales) que tienen evidencia consistente
de efectos adversos sobre la salud. De acuerdo con las estimaciones de carga de enfermedad
ambiental en Colombia del Observatorio Nacional de Salud (2018), las exposiciones ambientales
son responsables del 8% del total de las muertes anuales y entre los factores ambientales, el
mayor efecto se da por la contaminación del aire; por tanto, mejorar la calidad del aire es un área
en el que se puede intervenir para disminuir carga de enfermedad general en Colombia.
Coherente con la magnitud de estos problemas, la calidad del aire, que incluye el mejoramiento
de la contaminación del aire y del ruido ambiental, es una prioridad de la Política Integral de Salud
Ambiental (PISA) de Colombia.

Históricamente, el monitoreo de la calidad del aire ha dependido, principalmente de las
instituciones gubernamentales que desarrollan y apoyan las redes de monitoreo nacionales y/o
regionales. En Colombia, el Ministerio de Ambiente y el Instituto de Hidrología, Meteorología y
Estudios Ambientales (IDEAM) tiene esta responsabilidad y, es particularmente notable su
compromiso de coordinar, analizar y poner todos los datos a disposición del público. El informe de
la calidad del aire en Colombia más reciente corresponde al 2016 y reporta que en ese año
operaron 159 estaciones de monitoreo (142 estaciones fijas) distribuidas en 23 sistemas de
vigilancia de calidad del aire en el territorio nacional. El contaminante criterio con mayor cobertura
de monitoreo es el PM10 medido en 139 (87.4%) del total de estaciones, que contrasta con 47
estaciones de medición de PM2.5 y 37 de NO2
. A pesar que esfuerzos nacionales tratan de
producir y difundir datos ambientales útiles y actualizados, el aumento de la población urbana, el
crecimiento de las ciudades y las limitaciones de costos de las estaciones de monitoreo, a
menudo significa que los datos no están disponibles a las escalas espacio-temporales en los que
se necesitan los datos no solamente para el monitoreo de la calidad del aires sino también para
evaluar los efectos sobre la salud.

Los estudios de los efectos de la contaminación el aire sobre la salud se han desarrollado en
Colombia en los últimos 15 años. Los estudios disponibles se han enfocado en el estudio de los
contaminantes, principalmente del material particulado (PM, por sus siglas en ingles) y sus
efectos sobre mortalidad y morbilidad cardiorrespiratoria, predominantemente. Estudios de efectos
de la contaminación estan disponibles en diferentes poblaciones colombianas como Bogota,
Bucaramanga, Santa Marta y Medellín, algunos de ellos financiados por Colciencias, y han sido
consistentes en mostrar efectos adversos de los contaminantes sobre la salud. Nuestro equipo de
trabajo ha realizado análisis multiciudad de efectos de morbilidad cardiorrespiratoria con enfoque
uni contaminante y multicontaminante (efectos de mezclas) y ha avanzado en una propuesta de
un índice de calidad de aire aplicado a la salud para Colombia (ICASA) basado en los coeficientes
de efecto en nuestras poblaciones. Los estudios de asociación entre contaminantes y consultas
de urgencias, como un evento agudo relacionado con variaciones de los contaminantes, han
mostrado a el PM y el NO2
son los contaminantes que más afectan la salud de los residentes de
zonas urbanas y tienen efectos sinérgicos con otros contaminantes como SO2
y O3.

Con estos estudios y muchos otros realizados por las entidades gubernamentales y la academia,
se ha caracterizado bien la variación temporal de los contaminantes del aire y esta información ha
sido la base para diseñar estrategias de control de los contaminantes de manera estacional en
varias ciudades, asumiendo que se comportan de manera similar en todo el territorio. Es bien
conocido, sin embargo, que los contaminantes tienen una importante variación geográfica
relacionada con las características topográficas, climáticas y las fuentes de los contaminantes
(fijas o móviles) que pueden variar en tipo e intensidad dentro de las ciudades.
Consecuentemente, la mezcla de dichos contaminantes es heterogénea espacialmente
(geográficamente) al interior de los centros urbanos y caracterizar estas variaciones geográficas
(en exposición y efectos en salud) es el siguiente paso para avanzar en el entendimiento del
problema de la contaminación y principalmente para guiar los planes locales de control de la
calidad de aire en las ciudades.

En la evaluación de la variabilidad espacial de los contaminantes, se han utilizado diferentes
métodos, incluyendo: el uso de datos de estaciones de monitoreo de sitios fijos, modelos de
interpolación, modelos de regresión de uso del suelo (LUR, por sus siglas en inglés), modelos de
transporte, modelos de dispersión. Entre ellos, los LUR ofrecen una mayor resolución temporal y
especial con un método relativamente sencillo computacionalmente pero con cierto esfuerzo en la
medición de los contaminantes en diferentes puntos inraurbanos y las variables geográficas
relacionadas. Existen investigaciones previas, algunas financiadas por Colciencias, que han
avanzado en el desarrollo de mediciones de contaminantes con equipos de bajo costo. El uso de
equipos y sensores de bajo costo posibilita sobrepasar la principal limitación de los modelos de
estimación de la exposición a contaminantes con variación geográfica relacionados con la cantidad
y especialmente el costo de los equipos necesarios para dar cuenta de la variabilidad geográfica. A
la fecha, no contamos en las principales ciudades de Colombia con la medición y estimación de
superficies de exposición a los contaminantes del aire mas importantes como PM2.5 (excepto en
Medellín) y NO2
, si existen diferencias intraurbanas en el potencial oxidativo del PM2.5, y tampoco
conocemos si la afectación crónica de estos contaminantes varia al interior de las ciudades,
información necesaria para alimentar los planes territoriales de control de calidad de aire y sus
intervenciones.
De otro lado, el control del ruido ambiental se considera como parte integral de calidad del aire.
En este sentido, se ha avanzado en la regulación para que los territorios por medio de sus
autoridades ambientales monitoreen los niveles de ruido ambiental en las ciudades de mas de
100.000 habitantes y construyan sus mapas de ruido. Contrario a la situación de los
contaminantes del aire, en ruido existe una información rica en variación geográfica de la
exposición a ruido, pero en este caso son ausente los estudios epidemiológicos que aborden el
efecto agudo o crónico de esta exposición ambiental (diferente de la exposición ocupacional)
sobre la salud de las poblaciones afectadas.
Por lo expuesto anteriormente esta propuesta aborda la siguiente pregunta: ¿Cuál es el nivel de
exposición crónica a contaminantes del aire y ruido ambiental y su variación geográfica al interior
de los principales centros urbanos de Colombia y cuáles son sus efectos sobre la salud?.

Estimar la exposición crónica a contaminantes del aire y ruido ambiental y su variación geográfica
y evaluar sus efectos sobre la salud humana en cinco ciudades capitales de Colombia.

1. Estimar la superficie de exposición crónica a PM2.5 y NO2
con resolución espacial de pequeña área en cinco centros urbanos: Barranquilla, Bogotá, Bucaramanga, Cali y Medellín.

2. Determinar el potencial oxidativo del PM2.5 en las cinco ciudades.

3. Describir la mortalidad y morbilidad diagnosticada por enfermedades cardiorrespiratorias y los
eventos adversos perinatales (bajo peso al nacer y parto prematuro) con resolución espacial de
pequeña área en población urbana.

4. Evaluar el efecto de la exposición crónica a PM2.5 y NO2
sobre la mortalidad y morbilidad
atendida y los eventos adversos perinatales, teniendo en cuenta la variabilidad geográfica de
éstos contaminantes en las cinco ciudades.

5. Analizar la percepción de calidad de vida, síntomas de ansiedad y transtornos del sueño en
poblaciones con exposición diferencial a niveles de ruido ambiental.