Estimators of social awareness concerning the pollution crisis in the city of Madrid

Abstract

Numerosos estudios epidemiológicos han demostrado la relación entre la contaminación del aire y la mortalidad y morbosidad del ser humano. En Europa se estima que la contaminación es la causa de un 6% de las muertes. Aunque intuitivamente la contaminación se relacione principalmente con enfermedades del aparato respiratorio como el asma o la bronquitis, la literatura disponible demuestra que la contaminación influye en otros diagnósticos como enfermedades cardiovasculares, enfermedades del aparato circulatorio e incluso en problemas del sistema nervioso. Por lo tanto, resulta evidente que la contaminación es un problema latente para la salud pública. Esto hace que la disminución de los niveles de contaminación y la mejora de la calidad del aire sean objetivos presentes en la legislación.
Si bien hay más de 180 contaminantes del aire que la Agencia de Protección Medioambiental (EPA) de los Estados Unidos controla, esta define únicamente 6 como contaminantes comunes: ozono (O3), monóxido de carbono (CO), dióxido de sulfuro (SO2), partículas en suspensión (PM) C que reúnen partículas de diámetro inferior a 2,5 um (PM2,5) y partículas de diámetro entre 2,5 y 10 um (PM10), óxidos de nitrógeno (NOX) y plomo (Pb).
Efectivamente, las leyes medioambientales tanto europeas como estadounidenses se centran en el control de estos contaminantes de manera bastante similar: el gobierno central marca unos límites de concentración de contaminantes en el aire y los diferentes estados son libres de elegir e implantar las medidas que consideren apropiadas, siempre y cuando les permitan alcanzar dichos limites en un tiempo determinado.
El análisis de la legislación sobre calidad del aire sitúa al tráfico como principal fuente de contaminación en medios urbanos y por lo tanto gran parte de las medidas se concentran en este ámbito. Las soluciones propuestas pasan por innovaciones técnicas y tecnológicas, cuyo efecto es a largo plazo, como por medidas que pretenden conseguir efectos a corto plazo, que suelen basarse en un cambio de comportamiento de los individuos. Ejemplos de estas últimas medidas son el fomento del uso de transporte público o de alternativas al desplazamiento en vehículos de combustión. Para ser eficaces, las medidas que dependen del comportamiento del individuo exigen una cierta concienciación social.
En Madrid, estas medidas pueden verse en la implementación del transporte compartido: la capital se ha sumado a la iniciativa europea de car2go además de haber implantado una flota de bicicletas compartidas, BiciMad. Pese a todo, la contaminación del aire ha sido un tema particularmente polémico en los últimos meses. La concentración de NOX sobrepasó los límites establecidos por la ley y se llevaron a cabo medidas de restricción de circulación.
Para afrontar con éxito la crisis de contaminación urbana es necesario realizar un estudio de mayor profundidad que relacione todos los aspectos del problema: la evaluación de la calidad del aire, los efectos de la contaminación en la salud pública y la concienciación social. Por lo ya expuesto, parece que Madrid podría beneficiarse de un estudio de esta naturaleza.
En la literatura actual existen estudios que exploran todas las relaciones bilaterales entre contaminación, sus impactos sobre salud y concienciación social de la contaminación. A continuación se destacan las ideas principales expuestas en ellos.
En la mayoría de los estudios, la monitorización de los contaminantes se realiza a través de redes de estaciones suelen ser caras y por lo tanto pocas y dispersas, por lo que sus medidas se extrapolan a otras áreas para medir la exposición a la contaminación en todos los puntos haciéndose muchas veces sin tener en cuenta los procesos meteorológicos que afectan a la dispersión de contaminantes. Además, la exposición individual obtenida mediante el enfoque estático asume que el individuo permanece en casa. Las últimas tendencias emplean un enfoque dinámico, apoyándose en novedades tecnológicas como el uso de estaciones móviles con micro sensores o la localización de individuos por GPS o por el registro que su móvil deja en las células de red. Así mejora la medida de exposición individual, adecuando los niveles de contaminación a la localización real y variable del individuo a lo largo del día. Con medidas de exposición individuales más realistas, los resultados de los estudios epidemiológicos serían mucho más precisos y las medidas establecidas por los gobiernos más adaptadas. Sin embargo, el problema de la contaminación depende enormemente de la concienciación social del individuo y de su (re)acción cívica. En este ámbito, los estudios han encontrado una laguna entre el riesgo real y latente de la contaminación y su percepción. No obstante, los estudios más recientes indican un cambio de rumbo en lo que a concienciación social sobre los problemas medioambientales se refiere, incluyendo el de la contaminación. Además, debido a la ubicuidad de las redes sociales en el día a día de la sociedad, estas se han situado como una de las herramientas sociales de mayor poder siendo lugar de debate social y de quejas. Algunos estudios pilotos de contaminación han utilizado información extraída de las redes sociales: se ha relacionado con éxito la variación del volumen diario de mensajes vinculados con la contaminación con la variación diaria real del nivel de calidad de aire en Pekín, por ejemplo. Además, utilizar las redes sociales como indicador de la concienciación social soluciona el problema de parcialidad que presentaban los métodos tradicionales de medida de concienciación social como las encuestas o entrevistas.
Hasta ahora, no existe ningún estudio que relacione explícitamente datos de contaminación, salud pública y concienciación social sobre ambos. Por lo tanto, por los beneficios ya expuestos que un estudio así aportaría, este estudio se plantea dos objetivos principales: Enriquecer la evidencia empírica existente en la literatura sobre las relaciones bilaterales entre los conceptos discutidos y proporcionar una herramienta de predicción del número de ingresos hospitalarios.
Para cumplir con los objetivos planteados, este estudio combina datos de fuentes heterogéneas que cubren el área municipal de Madrid obtenidos a lo largo de 2014 y 2015.
La contaminación se mide a través de la concentración de contaminantes en el aire, medidos por las estaciones de monitorización del Ayuntamiento de Madrid. Estas 24 estaciones proporcionan medidas horarias de alguno o de la totalidad de los siguientes contaminantes:
O3, SO2, NOX, PM2,5, PM10, CO, benceno, tolueno, etilbenceno, hidrocarburos totales e hidrocarburos excluyendo al metano.
La influencia de fenómenos meteorológicos en los procesos de dispersión de la contaminación se miden a través de las siguientes variables: temperatura, humedad relativa, dirección y velocidad del viento, presión,precipitaciones y radiaciones solar y ultravioleta.
El primer objetivo planteado pretende encontrarrelaciones entre grupos de dos variables.
Teniendo en cuenta que por su naturaleza la relación entre las variables no tiene porqué ser inmediata, se utiliza la función de correlación cruzada (CCF) que encuentra la relación entre dos variables dependientes del tiempo.
El segundo objetivo pretende estimar el valor de ingresos hospitalarios.
Estas técnicas o algoritmos construyen modelos a partir de un conjunto de datos de entrenamiento. Los modelos creados deben evaluarse mediante la medición de los errores que se generan cuando se les somete a la predicción de un conjunto de datos de evaluación. Se elige el modelo que menor error presente. Además, el modelo puede mejorarse gracias al análisis de la importancia de las variables de entrada. Tras este análisis puede variarse la selección de variables de entrada para comparar los errores del nuevo modelo de menor número de variables de entrada con el modelo anterior. De esta manera se logra alcanzar el modelo con mayor precisión de predicción y mayor simplicidad.
Aunque los resultados del CCF no permitan ratificar más que la hipótesis (iii a mayor impacto de la contaminación sobre la salud pública, mayor concienciación social) establecida en los objetivos, la correlación entre variables de contaminación y de comentarios de Twitter con los ingresos hospitalarios no pueden obviarse.
Ciertamente la autocorrelación de los ingresos hospitalarios con lo ocurrido una semana antes indica una fuerte dependencia de esta variable con el día de la semana, sin embargo esta relación puede aún mejorarse. Efectivamente, el empleo de técnicas de minería de datos permiten la construcción de un modelo basado en el algoritmo de máquinas de soporte vectorial que predice con dos días de antelación el número de ingresos hospitalarios con un 88% de precisión.
La elaboración de este modelo permite mejorar la gestión de los recursos hospitalarios, adelantándose por ejemplo a la formación de largas colas de pacientes. Además, este estudio abre líneas de investigación futuras.
Se han identificado periodos de crisis en Twitter en los que los comentarios que contienen las palabras clave seleccionadas tomaban valores extremadamente altos. Sería interesante identificar el hecho real que condujo a dichas crisis y así poder estimar la reacción social. Además, este estudio podría completarse con un análisis de la estancia hospitalaria agregando los datos por tipo de diagnóstico o tiempo de estancia del paciente, para así aumentar la información disponible acerca de la salud pública, permitiendo la toma de decisiones clínicas basadas en una mayor información.