Introducción

La contaminación del aire es uno de los problemas que afecta a diferentes ciudades en el mundo, cuya complejidad está definida por los impactos en la salud de la población como resultado de la exposición a altas concentraciones de contaminantes (^{Páramo 2019}), así como de las implicaciones climáticas generadas por las emisiones de GEI, mismas que generan cambios en el clima global (^{Ramanathan y Feng 2009}). Los contaminantes atmosféricos pueden ser emitidos por una gran diversidad de fuentes que afectan la calidad del aire de una región (^{SEMARNAT 2013}). En la industria alimentaria, se puede hacer uso de gas LP y/o de biomasa (leña y carbón) (^{Masera et al. 2011}) en la preparación de alimentos. El sistema alimentario a través de su cadena de suministro (producción, transporte, comercialización y preparación) contribuye significativamente a las emisiones globales de GEI (^{Garnett 2011}).

Algunos estudios sobre el uso de leña y carbón en la cocción de alimentos cuantifican las emisiones generadas en función del alimento (contenido de grasas) y condimentos utilizados para su preparación (^{McDonald et al. 2003}). Otros evalúan la eficiencia energética de estufas domésticas y su relación con las emisiones de GEI y otros contaminantes (^{Smith 1994}, ^{Bhattacharya y Abdul-Salam 2002}). Además, se ha buscado determinar los factores de emisión para gases y partículas como resultado del uso de diferentes tipos de biomasa como combustible (^{Lango-Reynoso et al. 2018}, ^{Andreae 2019}, ^{Padilla-Barrera et al. 2019}).

Debido a la dinámica de la sociedad, con jornadas laborales cada vez más exigentes, demandantes y absorbentes, los alimentos preparados son una forma de satisfacer las necesidades alimentarias de la población, por lo que la comida rápida es una de las principales opciones de alimentación de las personas (^{Vilaplana 2002}). La producción de alimentos preparados es comúnmente practicada en México, en donde se emplean usualmente asadores de uso comercial que utilizan como combustible leña o carbón (^{Lango-Reynoso et al. 2018}, ^{Padilla-Barrera et al. 2019}). En consecuencia, los contaminantes generados pueden ser diversos, sin embargo, es común encontrar CO₂, CO, metano (CH₄), óxido nitroso (N₂O), óxidos de nitrógeno (NO_x), compuestos orgánicos totales diferentes al metano (TNMOC por sus siglas en inglés), hidrocarburos totales diferentes al metano (TNMHC por sus siglas en inglés), partículas suspendidas totales (PST), PMi₀ y PM₂.₅, entre otros que afectan la calidad del aire y la salud de la población (^{IEECC 2015}). En Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, la producción de alimentos preparados, referidos a pollos asados, ha tenido un aumento considerable debido al crecimiento acelerado de la ciudad, lo cual demanda un mayor consumo de combustibles y, por consiguiente, un incremento en las emisiones de contaminantes a la atmósfera. Con base a lo anterior el objetivo planteado fue cuantificar las emisiones de GEI y otros contaminantes generados por el con sumo de leña y carbón en la preparación de pollos asados en TGZ.

Materiales y métodos

Descripción del área de estudio

La ciudad de TGZ se ubica dentro de las coordenadas: 16^o 40’ 30” y 16^o 48’ 00” LN, 93^o 01’ 35” y 93^o 13’ 10” LO, a una altitud de 522 metros sobre el nivel del mar, en la parte centro-occidente del estado de Chiapas, México (Figura 1). Ocupa una superficie de 334.61 km² en la cuenca baja del río Sabinal, al norte colinda con las montañas del Parque Nacional Cañón del Sumidero, al este con el río Grijalva y Chiapa de Corzo, al sur con la Mesa de Copoya y el Cerro Mactumatzá, al oeste con las montañas que integran la cuenca alta (^{CEIEG 2020}). Con una población de 604 147 habitantes al 2020 (^{INEGI 2020}), TGZ ha tenido un crecimiento acelerado y desordenado en los últimos años, lo que favorece la presencia de calles sin pavimentar las cuales emiten partículas que afectan la calidad del aire de la localidad (^{Díaz-Nigenda et al. 2018}). La dinámica de las actividades propias de una ciudad, hacen que la producción y preparación de alimentos que emplean leña o carbón tengan un crecimiento considerable, que se suma al transporte, los incendios forestales y quemas de predios, como fuentes de contaminación.

Figura 1: Zona de estudio y ubicación de establecimientos en la ciudad de Tuxtla Gutiérrez. Establecimientos pequeños (amarillo), medianos (verde) y grandes (rojo). 

Resultados y discusión

Se consideraron 177 comercios en el estudio, formando tres categorías con base a la infraestructura con la que contaban los locales al momento de la encuesta: los grandes fueron franquicias de empresas nacionales con asadores eficientes en el uso del combustible; los medianos consideraban locales con asadores semi estructurados en ladrillos; mientras que los pequeños fueron aquellos negocios con asadores metálicos de menor tamaño. En la Figura 1 se observa que los locales pequeños y medianos, no tienen un patrón de distribución definido, por el contrario, los grandes se localizan a lo largo de una franja central que atraviesa la ciudad.

Se aplicaron 101 encuestas distribuidas de la siguiente manera: 15 en establecimientos grandes, 23 en comercios medianos y 63 en establecimientos pequeños. Con la información obtenida se estimó la cantidad promedio de combustible consumido anualmente por cada una de las categorías. Los establecimientos pequeños (R² = 0.68) y grandes (R² = 0.63), tienen una relación directa con el consumo de carbón y la producción de pollos asados. Mientras que en los establecimientos medianos, no se identificó este comportamiento con el uso de la leña, lo cual se atribuye a la falta de control en el uso de este combustible, ya que utilizan cualquier tipo de vegetación sin importar su poder calorífico. Lo anterior, sumado al diseño irregular de los asaderos, generan que el consumo de leña de los establecimientos medianos presente mayor variación (± 52.2 kg d^-1) en comparación con las otras categorías. Los establecimientos medianos consumen aproximadamente 1 419 t año^-1 de leña, mientras que los pequeños queman cerca de 768 t año^-1 y los grandes 504 t año^-1 de carbón (Tabla 1).

En las Tablas 2 y 3, se observa que los FE_p para CO₂, CO, N₂O y NO_x del carbón, son mayores a los de la leña, sin embargo, las desviaciones son más grandes, lo que coincide con ^{Andreae y Merlet (2001)}. Pero de acuerdo con ^{Zhang et al. (2000)} y ^{Akagi et al. (2011)}, se observó lo contrario para TNMOC, TNMHC, PST y PM₁₀, donde los FE_p son mayores para la leña. Para CH₄ y PM_2.5, como lo reportan la ^{EPA (1995)} y ^{Andreae y Merlet (2001)}, los FE_P son similares para ambos combustibles. Las diferencias entre los FE utilizados resultan de las técnicas aplicadas y las características de los combustibles empleados para su determinación.

El comportamiento de las emisiones de los diferentes GEI y otros contaminantes para cada categoría se muestra en la Figura 2 y la Tabla 4. Los establecimientos medianos presentaron las descargas más altas de CO₂, CH₄, NO_x, TNMOC, TNMHC, PST, PM₁₀ y PM₂.₅, lo cual, de acuerdo con ^{Battacharya y Abdul-Salam (2002)}, se debe a la cantidad de combustible consumido anualmente y, con base al tipo de combustible, los resultados coinciden con ^{Akagi et al. (2011)}, ^{IEECC (2015)} y ^{Lango-Reynoso et al. (2018)} quienes señalan que las emisiones por el uso de leña son mayores a las del carbón.

Figura 2: Comparativo de emisiones generadas por el asado de pollos en las diferentes categorías. 

Por el contrario, los establecimientos pequeños generaron las emisiones más altas de CO y N₂O, lo cual, considerando la diferencia en la cantidad de combustible consumido (Tabla 1), se atribuye a los FE que, de acuerdo con ^{Akagi et al. (2011)} y ^{Andreae (2019)} son mayores para el carbón (Tablas 2 y 3). En tanto que los grandes establecimientos o franquicias presentan las emisiones más bajas, lo cual se puede deber a que el proceso de producción tiene un aprovechamiento energético más eficiente que reduce el consumo de combustible; lo que coincide con ^{Zhang et al. (2000)} y ^{Battacharya y Abdul-Salam (2002)} quienes señalan el beneficio generado por el uso de dispositivos con mejor eficiencia energética.

En la Tabla 4 se observa que el CO₂ (5 312.12 t año^-1) y el CO (290.13 t año^-1) son los gases más abundantes. Lo que es de interés debido a que en la región las tasas de deforestación y degradación de la cobertura forestal son mayores a las de recuperación (^{SEMAHN 2011}), lo cual se encuentra relacionado con la extracción de leña. En el caso de las partículas, las más abundantes son las PM₁₀ (27.23 t año^-1), seguidas de las PM₂.₅ (14.03 t año^-1) y de las PST (8.37 t año^-1); en los tres casos, los establecimientos medianos generaron más del 50% de las emisiones de cada contaminante por el consumo de leña.

Las emisiones de TNMOC y NO_x no son tan grandes como aquellas de CO₂, sin embargo, su importancia radica en el rol que desempeñan como precursores para la formación de ozono (^{Akagi et al. 2011}), el cual, junto con PM₁₀, son los principales contaminantes que afectan la calidad del aire de la ciudad.

Los resultados muestran la relevancia que tiene el consumo de leña y carbón en la preparación de pollos asados como fuente de emisión de contaminantes atmosféricos que sumado a los incendios forestales, quemas de predios, a las emisiones vehiculares y la resuspensión de partículas en calles sin pavimentar que se presentan en la región, permiten dimensionar y entender la problemática ambiental. Por lo que el monitoreo de la calidad del aire es necesario para desarrollar e implementar estrategias que permitan prevenir escenarios severos de contaminación atmosférica para cualquier ciudad en desarrollo.