UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA QUIMÍCA Y METALURGIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA T E S I S “NIVELES DE RADIACIÓN ULTRAVIOLETA (UV) EN LA CIUDAD DE AYACUCHO PERIODO 2006 - 2011 E INCIDENCIA DE CÁNCER DE PIEL EN LA POBLACIÓN” PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERA QUÍMICA PRESENTADO POR: SUSANA GÓMEZ VEGA ASESOR: M.Sc. JORGE S. GARCÍA BLÁSQUEZ MOROTE AYACUCHO – PERÚ 2017 i A mis padres ii AGRADECIMIENTO El desarrollo y culminación de la presente tesis no habría sido posible sin el apoyo brindado por las diversas personas e instituciones que facilitaron la resolución de los problemas planteados en las diferentes fases de su elaboración. Deseo expresar mi más profundo agradecimiento a mi asesor de tesis, M.Sc. Jorge S. García Blásquez Morote, porque sin su apoyo esta tesis no habría sido posible. Por su forma de trabajo, seria y puntual. Por la guía y enseñanzas que me brindo. Por su buen trato. Igualmente, agradezco al personal, a los responsables y directivos de la Estación Meteorológica de la Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, del Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas (INEN), de la Oficina de Estadística del Ministerio de Salud (MINSA) por la información brindada. Gracias a estas instituciones por todo el aporte y sustento brindado en el desarrollo de esta tesis. Gracias a mi familia: a mis padres Jaime y Mariela, a mi hermana Anabél, por su constante apoyo, confianza y cariño. iii R E S U M E N La ciudad de Ayacucho ubicada en la vertiente oriental de la cordillera de los Andes a 2,746 m.s.n.m. es considerada una de las zonas más expuestas del país a la radiación solar, por lo expuesto, fue pertinente evaluar la intensidad de la radiación ultravioleta a la que estuvo expuesta la población ayacuchana desde las 9:00 a.m. a 5 p.m. del día durante el periodo 2006-2011 e igualmente conocer la incidencia de cáncer de piel. En el trabajo, se determinó el comportamiento de las variables climatológicas, principalmente la radiación ultravioleta en Ayacucho, utilizando información registrada en la estación meteorológica de la Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga. Los datos de las variables climatológicas fueron analizados y procesados aplicando programas como SPSS, Excel y otras requeridas. La incidencia y tendencia de cáncer de piel en la población fue deducida de datos e información de casos confirmados y registrados en el Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas (INEN) de Lima, en el Ministerio de Salud (MINSA) y otras entidades de salud. Igualmente, considerando una población muestral de 383 habitantes se administró una encuesta orientada a obtener información sobre antecedentes de quemaduras y/o cáncer, conocimiento, actitudes y medidas de fotoprotección a la exposición de radiación solar y radiación ultravioleta. Los valores promedio anuales de las variables climatológicas, mostraron que la temperatura externa estuvo entre 19,4°C (2006) y 20,6°C (2010), sin embargo, el año 2011 disminuyó a 19,9°C, por lo que se infiere que hubo un menor vertido de gases de “efecto invernadero”; la temperatura máxima osciló de 20,2°C (2006) a 21°C (2010) y la temperatura mínima varió entre 18,7°C (2006) y 20,1°C (2010). Las temperaturas máximas y mínimas fueron de 21 °C (2010) y 18,7°C (2006), respectivamente. La radiación solar fue de 592 W/m2 (2006), decayendo a un valor promedio de 499,8 w/m2 (2011). En cuanto a la radiación iv solar máxima los valores estuvieron entre 778,9 W/m2 (2006) y 582,2 W/m2 (2011). La energía solar mostró valores de 50,9 W (2006) y 12,4 W (2009). La humedad externa (humedad relativa) fluctuó de 39,6% (2006) a 33,2% (2011). El índice UV estuvo entre valores de 8,3 (2006) y 5,3 (2011), la dosis UV varió entre 2,7 (2006) y 0,6 (2009), y en la máxima UV los valores estuvieron entre 10,3 (2006) y 6,1 (2011). Los índices de radiación ultravioleta fueron de 8,3 (2006) y 5,3 (2011), sin embargo, durante los meses de setiembre a mayo alcanzaron valores extremos (11+) y muchas veces valores picos de 14 y 15. Los valores promedios anuales máximos de índice UV, dosis UV y máximo UV mostraron un decaimiento gradual del año 2006 al año 2011. Las correlaciones de Pearson directas “muy buenas “de las variables climatológicas de la ciudad de Ayacucho analizadas se dieron entre: índice UV y máximo UV, máxima radiación solar y máximo UV, máxima radiación solar y dosis UV, radiación solar y máximo UV, máxima radiación solar e índice UV, energía solar y dosis UV, radiación solar y máximo UV, y finalmente entre la radiación solar e índice UV. En lo que concierne a la incidencia de cáncer de piel en la población de Ayacucho, entre 2006 y 2011, se conoció de 139 casos registrados por el MINSA, de los cuales 107 fueron del tipo no melanoma y 32 de melanoma maligno; observándose que en el periodo 2009 al 2011 se diagnosticaron 43 casos de cáncer de piel en mujeres y 29 casos en varones. Las personas mayores de 60 años fueron las más afectadas, registrándose 60 casos entre 2006 y 2011.El INEN, registró en el mismo periodo 58 casos de cáncer de piel epidermoide y basocelular, y 24 casos de melanoma de piel. Aproximadamente 6 personas de cada 100 000 habitantes en Ayacucho fueron diagnosticadas con cáncer de piel en los años 2008 y 2009, respectivamente. El año 2013 esta tasa de incidencia se duplicó y el 2014 descendió a 7,6. La variación del número de casos entre 2006 y 2011 no siguió una tendencia definida, debido probablemente a que el registro de casos depende del control voluntario de las personas en los centros de salud, de las campañas de prevención, concientización y chequeos que se realizan para diagnosticar cáncer de piel. Por otro lado, la población ayacuchana tiene poco conocimiento sobre aspectos y temas relacionadas sobre fotoprotección, debido a que los hábitos y actitudes frente a medidas de v fotoprotección no son los adecuados; y desconocían los valores de índices de radiación ultravioleta, sin embargo sabían que exponerse por tiempo prolongado a la radiación solar entre las 10:00 a.m. y 2:00 p.m. del día causará daños a la piel y a los ojos a largo plazo y que el cáncer de piel se puede desarrollar en todas las personas con diferentes fototipos cutáneos. vi Í N D I C E RESUMEN ------------------------------------------------------------------------------------------iii INTRODUCCIÓN----------------------------------------------------------------------------------- 1 I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA-------------------------------------------4 Descripción del problema-------------------------------------------------------------- 4 1.1.1. Problema principal ----------------------------------------------------------------------- 5 1.1.2. Problemas específicos ------------------------------------------------------------------- 5 1.2. Objetivos----------------------------------------------------------------------------------5 1.2.1. Objetivo principal ----------------------------------------------------------------------- 5 1.2.2. Objetivos específicos -------------------------------------------------------------------- 6 1.3. Justificación------------------------------------------------------------------------------ 6 II. FUNDAMENTO TEÓRICO-----------------------------------------------------------7 Antecedentes----------------------------------------------------------------------------- 7 2.2. Factores que influyen en la intensidad de la radiación ultravioleta--------------10 2.3. Centros de recolección de información de radiación ultravioleta----------------12 2.4. Centros de registros de información y datos sobre cáncer-------------------------14 2.5. Marco teórico---------------------------------------------------------------------------15 2.5.1. Espectro solar --------------------------------------------------------------------------- 15 2.5.1.1. Radiación ultravioleta ----------------------------------------------------------------- 17 2.5.1.1.1. Efectos UV en el cuerpo y en la salud ---------------------------------------------- 17 2.5.1.2. Radiación visible ----------------------------------------------------------------------- 19 2.5.1.3. Radiación infrarroja -------------------------------------------------------------------- 19 2.5.1.3.1. Efectos de la radiación infrarroja en el cuerpo y en la salud -------------------- 19 2.5.2. El ozono --------------------------------------------------------------------------------- 20 2.5.3. La capa de ozono y la influencia en el aumento de radiación UV en la superficie de la Tierra ----------------------------------------------------------------- 22 2.5.4. Destrucción de la capa de ozono ----------------------------------------------------- 23 2.5.5. Índice de radiación ultravioleta ------------------------------------------------------ 25 2.5.5.1. Cálculo del índice ultravioleta, IUV ------------------------------------------------ 27 2.5.5.2. Categorías de exposición a la radiación UV --------------------------------------- 27 2.5.6. Efectos de los rayos ultravioleta en la biosfera ------------------------------------ 28 2.5.6.1. La radiación ultravioleta UVB y las plantas --------------------------------------- 28 2.5.6.2. La radiación ultravioleta UVB y la vida acuática --------------------------------- 29 Página vii 2.5.6.3. Daños y riesgos de la radiación ultravioleta en la salud humana --------------- 29 2.5.7. El cáncer --------------------------------------------------------------------------------- 31 2.5.7.1. Cáncer de piel --------------------------------------------------------------------------- 32 2.5.7.1.1. La piel------------------------------------------------------------------------------------ 33 2.5.7.2. Tipos de cáncer de piel ---------------------------------------------------------------- 34 2.5.7.2.1. Carcinoma de células basales (CCB)------------------------------------------------ 34 2.5.7.2.2. Carcinoma de células escamosas ---------------------------------------------------- 36 2.5.7.2.3. Melanomas -------------- --------------------------------------------------------------- 38 2.5.7.3. Factores de riesgos para el desarrollo de cáncer de piel-------------------------- 41 2.5.7.4. Medidas de fotoprotección a la exposición de la radiación solar --------------- 45 III. METODOLOGÍA DE ESTUDIO-------------------------------------------------- 47 Tipo de investigación------------------------------------------------------------------ 47 3.2. Región Ayacucho---------------------------------------------------------------------- 47 3.3. Población de Ayacucho----------------------------------------------------------------48 3.4. Equipos y materiales-------------------------------------------------------------------48 3.5. Metodología---------------------------------------------------------------------------- 49 3.5.1. Obtención de datos e información --------------------------------------------------- 49 3.5.2. Análisis estadístico de datos ---------------------------------------------------------- 50 3.5.3. Diseño y administración de encuestas ---------------------------------------------- 50 3.5.3.1. Criterio para la administración de encuestas --------------------------------------- 50 3.5.3.2. Población encuestada ------------------------------------------------------------------ 50 3.5.3.3. Muestra de población encuestada ---------------------------------------------------- 50 3.5.3.4. Método de análisis de la encuesta --------------------------------------------------- 50 IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN--------------------------------------------------- 51 Resultados------------------------------------------------------------------------------ 51 4.1.1. Variables climatológicas de Ayacucho ---------------------------------------------51 4.1.1.1. Análisis estadístico de variables climatológicas (mensual/anual) -------------- 96 4.1.1.2. Análisis estadístico de variables climatológicas por estación-------------------104 4.1.1.3. Valores promedio anual de variables climatológicas----------------------------110 4.1.2. Análisis estadístico correlacional de variables climatológicas------------------115 4.1.3. Estadística de casos de cáncer de piel en la población de Ayacucho-----------126 4.1.4. Grado de aplicación de medidas de fotoprotección por la población de Ayacucho----------------------------------------------------------------------------- 130 4.1.4.1. Características generales de las personas encuestadas -------------------------- 131 viii 4.1.4.2. Conocimiento en temas generales de radiación ultravioleta y cáncer de piel--------------------- -------------------------------------------------------------- 131 4.1.4.3. Antecedentes que pueden incidir en el desarrollo de cáncer de piel ---------- 133 4.1.4.4. Actitudes y hábitos de los habitantes ante la exposición de la radiación solar------------------------------------------------------------------------ 133 4.1.4.5. Conocimiento en el uso de cremas con filtro solar------------------------------- 134 4.2. Discusión------------------------------------------------------------------------------ 135 CONCLUSIONES-------------------------------------------------------------------------------- 142 RECOMENDACIONES------------------------------------------------------------------------- 145 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS--------------------------------------------------------- 147 ANEXOS------------------------------------------------------------------------------------------- 150 Anexo 1: Cálculo del índice UV------------------------------------------------------------------150 Anexo 2: Funcionamiento de una estación meteorológica------------------------------------152 Anexo 3: Consola Vantage Pro 2----------------------------------------------------------------154 Anexo 4: Promedio mensual de índice UV en la ciudad de Lima (2012 – 2014)---------156 Anexo 5: Variables climatológicas de Ayacucho (2006 - 2011)---------------------------- 158 Anexo 6: Datos de cáncer de piel en Lima registrados por INEN (1994 – 1997)----------211 Anexo 7: Datos de cáncer de piel en Lima registrados por INEN (2004 – 2005)----------213 Anexo 8: Cáncer de piel en Cusco registrados por INEN (2006-2012)---------------------215 Anexo 9: Cáncer de piel en Arequipa registrados por INEN (2006-2012)------------------216 Anexo 10: Cáncer de piel en Junín registrados por INEN (2006-2012)---------------------217 Anexo 11: Cáncer de piel en Cajamarca registrados por INEN (2006-2012)---------------218 Anexo 12: Cáncer de piel en Ayacucho, Cusco, Arequipa, Junín, Cajamarca, registrados por INEN (2006 – 2012)-----------------------------------------------219 Anexo 13: Casos de melanoma de piel por etapas de vida y sexo en las regiones del Perú 2009 (MINSA)------------------------------------------------------------------221 Anexo 14: Casos de melanoma de piel por etapas de vida y sexo en las regiones del Perú 2010 (MINSA)------------------------------------------------------------------222 Anexo 15: Casos de melanoma de piel por etapas de vida y sexo en las regiones del Perú 2011 (MINSA)------------------------------------------------------------------223 Anexo 16: Casos de melanoma de piel por etapas de vida y sexo en las regiones del Perú 2012 (MINSA)------------------------------------------------------------------224 Anexo 17: Casos de melanoma de piel por etapas de vida y sexo en las regiones del Perú 2013 (MINSA)------------------------------------------------------------------225 Anexo 18: Casos de tumores malignos de piel por etapas de vida y sexo en las regiones del Perú 2009 (MINSA)---------------------------------------------------226 ix Anexo 19: Casos de tumores malignos de piel por etapas de vida y sexo en las regiones del Perú 2010 (MINSA)---------------------------------------------------227 Anexo 20: Casos de tumores malignos de piel por etapas de vida y sexo en las regiones del Perú 2011 (MINSA)---------------------------------------------------228 Anexo 21: Casos de tumores malignos de piel por etapas de vida y sexo en las regiones del Perú 2012 (MINSA)---------------------------------------------------229 Anexo 22: Casos de tumores malignos de piel por etapas de vida y sexo en las regiones del Perú 2013 (MINSA)---------------------------------------------------230 Anexo 23: Casos de cáncer de piel por etapas de vida y sexo en las regiones del Perú (MINSA), 2009-2013)---------------------------------------------------------------231 Anexo 24: Encuesta------------------------------------------------------------------------------- 232 Anexo 25: Acrónimos-----------------------------------------------------------------------------234 x Í N D I C E D E T A B L A S Tabla 2.1. Categorias de Exposición a la Radiación Ultravioleta -----------------------------28 Tabla 3.1. Población de Ayacucho Estimada al 30 de Junio por Años Calendario --------48 Tabla 4.1. Valores Promedio Diario de Variables Climatológicas (Febrero 2006) --------52 Tabla 4.2. Valores Promedio Horario de Variables Climatológicas (Febrero 2006) -------54 Tabla 4.3. Valores Promedio Diario de Variables Climatológicas (Julio 2006) ----------- 56 Tabla 4.4. Valores Promedio Horario de Variables Climatológicas (Julio 2006) ----------58 Tabla 4.5. Valores Promedio Diario de Variables Climatológicas (Enero 2007) ----------60 Tabla 4.6. Valores Promedio Horario de Variables Climatológicas (Enero 2007) --------62 Tabla 4.7. Valores Promedio Diario de Variables Climatológicas (Julio 2007) -----------64 Tabla 4.8. Valores Promedio Horario de Variables Climatológicas (Julio 2007) ----------66 Tabla 4.9. Valores Promedio Diario de Variables Climatológicas (Enero 2008) ----------68 Tabla 4.10. Valores Promedio Horario de Variables Climatológicas (Enero 2008) -------70 Tabla 4.11. Valores Promedio Diario de Variables Climatológicas (Julio 2008) ----------72 Tabla 4.12. Valores Promedio Horario de Variables Climatológicas (Julio 2008)---------74 Tabla 4.13. Valores Promedio Diario de Variables Climatológicas (Enero 2009) --------76 Tabla 4.14. Valores Promedio Horario de Variables Climatológicas (Enero 2009) -------78 Tabla 4.15. Valores Promedio Diario de Variables Climatológicas (Julio 2009) ----------80 Tabla 4.16. Valores Promedio Horario de Variables Climatológicas (Julio 2009) ---------82 Tabla 4.17. Valores Promedio Diario de Variables Climatológicas (Enero 2010) ---------84 Tabla 4.18. Valores Promedio Horario de Variables Climatológicas (Enero 2010) ------- 86 Tabla 4.19. Valores Promedio Diario de Variables Climatológicas (Julio 2010) ---------- 88 Tabla 4.20. Valores Promedio Horario de Variables Climatológicas (Julio 2010)----------90 Tabla 4.21. Valores Promedio Diario de Variables Climatológicas (Julio 2011) ---------- 92 Tabla 4.22. Valores Promedio Horario de Variables Climatológicas (Julio 2011)----------94 Tabla 4.23. Valores Promedio y Desviación Estándar Mensual/Anual de Temperatura Externa, Temperatura Máxima, Temperatura Miníma y Humedad Externa (H.R.) (2006-2011) ---------------------------------------------------------96 Tabla 4.24. Valores Promedio y Desviación Estándar Mensual/Anual de Radiación Solar, Energía Solar y Máxima Radiación Solar (2006-2011) -----------------99 Tabla 4.25. Valores Promedio y Desviación Estándar Mensual/Anual de Índice UV, Dósis UV y Máximo UV (2006-2011) -------------------------------------------101 Tabla 4.26. Valores Promedio y Desviación Estándar Estación/Anual de Temperatura Externa, Temperatura Máxima, Temperatura Miníma y Humedad Externa (H.R.)(2006-2011)-------------------------------------------------------- 104 Página xi Tabla 4.27. Valores Promedio y Desviación Estándar Estación/Anual de Radiación Solar, Energía Solar y Máxima Radiación Solar en Ayacucho (2006-2011)- 106 Tabla 4.28. Valores Promedio y Desviación Estándar Estación/Anual de Índice UV, Dosis UV y Máximo UV (2006-2011) -------------------------------------------108 Tabla 4.29. Valores Promedio Anual de Temperatura Externa (°C) (9:00a.m a 5:00p.m.) -------------------------------------------------------------- 110 Tabla 4.30. Valores Promedio Anual de Temperatura Máxima (°C) (9:00a.m a 5:00p.m.)---------------------------------------------------------------- 110 Tabla 4.31. Valores Promedio Anual de Temperatura Mínima (°C) (9:00a.m. a :00p.m.) ----------------------------------------------------------------110 Tabla 4.32.Valores Promedio Anual de Humedad Externa (H.R.%) (9:00 a.m. a 5:00 p.m.) --------------------------------------------------------------111 Tabla 4.33. Valores Promedio Anual de Radiación Solar (W/m2) (9:00 a.m. a 5:00 p.m.) ------------------------------------------------------------- 111 Tabla 4.34. Valores Promedio Anual de Energía Solar (W) (9:00 a.m. a 5:00 p.m.) -----111 Tabla 4.35. Valores Promedio Anual de Máxima Radiación Solar (W/m2) (9:00a.m. a 5:00p.m.) -------------------------------------------------------------- 111 Tabla 4.36. Valores Promedio Anual de Índice UV (9:00 a.m. a 5:00 p.m.) ---------------112 Tabla 4.37. Valores Promedio Anual de Dosis UV (9:00 a.m. a 5:00 p.m.) ---------------112 Tabla 4.38. Valores Promedio Anual de Máximo Índice UV (9:00 a.m. a 5:00 p.m.) ----112 Tabla 4.39. Valores Promedio Anual de Variables Climatológicas, 2006-2011 -----------112 Tabla 4.40. Correlación de Pearson para las Variables Climatológicas de Ayacucho (Promedio Mensual,2006-2011) -------------------------------------------------- 115 Tabla 4.41. Casos de cáncer de piel en la población de Ayacucho, registrados por el Ministerio de Salud (2004-2014) ---------------------------------------------- 126 Tabla 4.42. Casos de cáncer de piel en Ayacucho, por grupo de edad, registrados por el Ministerio de Salud (2006-2008) ---------------------------------------------- 127 Tabla 4.43. Casos de cáncer de piel en Ayacucho, por grupo de edad y sexo, registrados por el Ministerio de Salud (2009-2014) -----------------------------128 Tabla 4.44. Tasa de incidencia de casos de cáncer de piel en Ayacucho registrados por el MINSA (2004-2014) ------------------------------------------------------- 129 Tabla 4.45. Casos de cáncer de piel en Ayacucho registrados por el Instituto Nacional Nacional de Enfermedades Neoplásicas (2006-2012) --------------------------129 Tabla 4.46. Tasa de incidencia de casos de cáncer de piel en Ayacucho registrados por el INEN (2006-2012) ---------------------------------------------------------- 130 Tabla 4.47. Conocimiento sobre los niveles de Índice Ultravioleta (IUV) en la atmosfera de la ciudad de Ayacucho ----------------------------------------------131 Tabla 4.48. Conocimiento de la población sobre los daños por la exposición a la radiación solar ---------------------------------------------------------------------- 132 xii Tabla 4.49. Antecedentes de quemaduras según fototipo cutáneo en la población de Ayacucho---------------------------------------------------------------------------- 133 Tabla 4.50. Actitud de las mujeres en cuanto al uso de implementos de protección de la radiación solar -------------------------------------------------------------------- 134 Tabla 4.51. Actitud de los varones en cuanto al uso de implementos de protección de la radiación solar -------------------------------------------------------------------- 134 Tabla 4.52. Frecuencia de uso de crema con filtro solar, por género ------------------------135 xiii Í N D I C E D E F I G U R A S Figura 2.1. Espectro Electromagnético ------------------------------------------------------ 16 Figura 2.2. Penetración de la radiación solar en la piel-------------------------------------18 Figura 2.3. Mecanismo de destrucción de ozono por clorofluorocarbonos ------------- 25 Figura 2.4. La piel -------------------------------------------------------------------------------33 Figura 2.5. Cáncer de células basales -------------------------------------------------------- 35 Figura 2.6. Formas de cáncer de células basales --------------------------------------------36 Figura 2.7. Carcinoma de células escamosas ------------------------------------------------37 Figura 2.8. Cuatro formas de carcinoma de células escamosas----------------------------38 Figura 2.9. Melanoma -------------------------------------------------------------------------- 39 Figura 2.10. Formas de melanoma ------------------------------------------------------------40 Figura 2.11. Fototipo cutáneo de personas (Fitzpatrick) -----------------------------------43 Figura 2.12. Sistema de protección solar (OMS, 2003) ------------------------------------45 Figura 3.1. Mapa del departamento de Ayacucho ------------------------------------------ 48 Figura 3.2. Consola Vantage Pro 2 ----------------------------------------------------------- 49 Figura 4.1 a la 4.8. Comportamiento de Variables Climatológicas en Función del Tiempor (Febrero 2006) -----------------------------------------(52-55) Figura 4.9 a la 4.16. Comportamiento de Variables Climatológicas en Función del Tiempo (Julio 2006) -------------------------------------------- (56-59) Figura 4.17 a la 4.24. Comportamiento de Variables Climatológicas en Función del Tiempo (Enero 2007) ------------------------------------------ (60-63) Figura 4.25 a la 4.32. Comportamiento de Variables Climatológicas en Función del Tiempo (Julio 2007) ------------------------------------------- (64-67) Figura 4.33 a la 4.40. Comportamiento de Variables Climatológicas en Función del Tiempo (Enero 2008) ------------------------------------------ (68-71) Figura 4.41 a la 4.48. Comportamiento de Variables Climatológicas en Función del Tiempo (Julio 2008) ------------------------------------------- (72-75) Figura 4.49 a la 4.56. Comportamiento de Variables Climatológicas en Función del Tiempo (Enero 2009) ------------------------------------------ (76-79) Figura 4.57 a la 4.64. Comportamiento de Variables Climatológicas en Función del Tiempo (Julio 2009) -------------------------------------------- (80-83) Figura 4.65 a la 4.72. Comportamiento de Variables Climatológicas en Función del Tiempo (Enero 2010) -------------------------------------------(84-87) Figura 4.73 a la 4.80. Comportamiento de Variables Climatológicas en Función del Tiempo (Julio 2010)--------------------------------------------(88-91) Figura 4.81 a la 4.88. Comportamiento de Variables Climatológicas en Función del Tiempo (Julio 2011) ------------------------------------------- (92-95) Figura 4.89. Promedio Mensual de Temperatura Externa en Ayacucho (2006-2011) --97 Página file:///F:/10ma%20borradora.docx%23_Toc431931966 xiv Figura 4.90. Promedio Mensual de Temperatura Máxima en Ayacucho (2006-2011)--97 Figura 4.91. Promedio Mensual de Temperatura Mínima en Ayacucho (2006-2011)-- 98 Figura 4.92. Promedio Mensual de Humedad Externa en Ayacucho (2006-2011)------ 98 Figura 4.93. Promedio Mensual de Radiación Solar en Ayacucho (2006-2011)------- 100 Figura 4.94. Promedio Mensual de Energía Solar en Ayacucho (2006-2011---------- 100 Figura 4.95. Promedio Mensual de Máxima Radiación Solar en Ayacucho (2006-2011)------------------------------------------------------------------------101 Figura 4.96. Promedio Mensual de Índice UV en Ayacucho (2006-2011) --------------102 Figura 4.97. Promedio Mensual de Dosis UV en Ayacucho (2006-2011) -------------- 103 Figura 4.98. Promedio Mensual de Máximo UV en Ayacucho (2006-2011)------------103 Figura 4.99. Promedio de Temperatura Externa por Estación (2006-2011)------------- 104 Figura 4.100. Promedio de Temperatura Máxima por Estación (2006-2011) ---------- 105 Figura 4.101. Promedio de Temperatura Mínima por Estación (2006-2011)------------105 Figura 4.102. Promedio de Humedad Externa por Estación (2006-2011) ---------------105 Figura 4.103. Promedio de Radiación Solar por Estación (2006-2011)------------------106 Figura 4.104. Promedio de Energía Solar por Estación (2006-2011)--------------------107 Figura 4.105. Promedio de Máxima Radiación Solar por Estación (2006-2011)-------107 Figura 4.106 Promedio de Índice UV por Estación (2006-2011)------------------------ 108 Figura 4.107. Promedio de Dosis UV por Estación (2006-2011) ------------------------109 Figura 4.108. Promedio de Máximo UV por Estación (2006-2011)----------------------109 Figura 4.109. Promedio Anual de Temperatura Externa, Temperatura Mínima y Temperatura Máxima (2006-2011)-------------------------------------------113 Figura 4.110. Promedio Anual de Humedad Externa (2006-2011)----------------------113 Figura 4.111. Promedio Anual de Radiación Solar y Máxima Radiación Solar (2006-2011)---------------------------------------------------------------------113 Figura 4.112. Promedio Anual de Energía Solar (2006-2011) -------------------------- 114 Figura 4.113. Promedio Anual de Índice UV, Máximo UV y Dosis UV (2006-2011) -------------------------------------------------------------------- 114 Figura 4.114 a la 4.141. Correlación de Pearson de las Variables Climatológicas de Ayacucho --------------------------------(117-126) Figura 4.142. Casos de Cáncer de Piel en la Población de Ayacucho, MINSA (2006-2014)----------------------------------------------------------------------127 Figura 4.143. Casos de Cáncer de Piel en la Población de Ayacucho INEN (2006- 2012)------------------------------ --------------------------------------130 Figura 4.144. Tasa de incidencia de casos de cáncer de piel en Ayacucho (MINSA 2004-2014)------------------------------------------------------------136 Figura 4.145. Tendencias promedio anual Índice UV, Máximo UV y Dosis UV en Ayacucho (2006-2011)------------------------------------------------------140 1 I N T R O D U C C I Ó N El Sol es una fuente natural de radiaciones electromagnéticas que se caracterizan por sus frecuencias y longitudes de onda, los cuales tienen una relación inversa, y según estas características el espectro electromagnético se clasifica desde ondas de radio, microondas, infrarrojo, luz visible, luz ultravioleta, rayos X, rayos gamma, etc. Sin embargo, no todas estas radiaciones llegan a la superficie terrestre. La capa de ozono se encarga de bloquear estas radicaciones de longitud de onda corta que vienen a ser las más dañinas y mortales para el ecosistema; permitiendo el paso de radiaciones que son benéficas y necesarias para la vida en la Tierra; dentro de las cuales se encuentran las radiaciones de onda larga como la infrarroja, visible y una parte de la radiación ultravioleta (Duro, Campillos & Causin, 2003). La radiación ultravioleta (UV) abarca el intervalo de longitudes de onda de 100 nm a 400 nm y se divide en tres niveles: radiación ultravioleta A (UVA) que abarca el rango de 315 nm – 400 nm, radiación ultravioleta B (UVB) que comprende el rango de 280 nm – 315 nm, y la radiación ultravioleta C (UVC) que están en el rango de 100 nm – 280 nm. La UVC y la UVB son las más dañinas dentro de este rango por tener longitudes de onda corta, pero toda la radiación UVC y gran parte de la UVB son absorbidos por la atmósfera de la Tierra. En consecuencia, la radiación UV que alcanza la superficie terrestre se compone en su mayor parte de rayos UVA, con una pequeña fracción de rayos UVB (International Comission on Non Ionizing Radiation Protection [ICNIRP], S.F.). La exposición moderada a la radiación UVB no presenta peligro; de hecho, en los seres humanos constituye una parte esencial del proceso de formación de la vitamina D. Sin embargo, el agotamiento de la capa de ozono está causando que las personas y el ambiente se vean expuestas a mayores niveles de radiación UV y específicamente a mayores niveles de radiación UVB, que es la que produce mayor impacto sobre la salud de las personas, mamíferos, organismos marinos y plantas (ICNIRP, S.F.). 2 La cantidad y composición de radiación ultravioleta solar que llega a la superficie de la Tierra, depende de varios factores, como el ángulo del cénit1 solar que varía durante el día, el Sol es más intenso alrededor del mediodía y en estaciones de verano, y cuanto más cerca de la línea ecuatorial la distancia recorrida por los rayos UV son más cortas, con respecto a la altura, a mayor altura hay menos atmósfera que nos proteja, entonces mayor es la radiación UV, la presencia de nubes bloquea en cierta medida los rayos UV, y si la capa de ozono no estuviese deteriorada nos protegería de mejor manera de la radiación UVB que llega a la superficie de la Tierra. (Enviromental Protectión Agency [EPA], 2001) La radiación UV afecta el sistema inmunológico2. El aumento de la radiación UVB acelera la tasa de fotoenvejecimiento3 y aumenta la incidencia de cáncer de piel (Duro, et al. 2003) La exposición prolongada a la UVB es responsable del cáncer de piel dado que penetra superficialmente en la piel afectando la epidermis en donde daña directamente el ADN celular y estas células afectadas pueden formar un cáncer (American Cancer Society [ACS], 2014). En los últimos años el cáncer de piel de las personas ha llegado a constituirse como uno de los cánceres más frecuentes en el Perú ocupando el cuarto lugar de neoplasia a nivel nacional, y el tercer lugar en la región de Ayacucho. (Ramos & Venegas, 2013) Tanto la aparición de cáncer de piel como el flujo de radiación ultravioleta, descienden al aumentar la distancia al Ecuador. La intensidad de la radiación UV depende dela latitud. Esto tiene una doble causa: una incidencia más directa de la radiación solar a latitudes bajas y un menor espesor de la capa de ozono en el Ecuador que en los polos. Ayacucho, es una región vulnerable por presentar altos niveles de radiación ultravioleta, llegando a valores extremos de índice UV. Por lo expuesto, fue conocer la situación de cáncer de piel en la población de Ayacucho asociadas a la radiación ultravioleta (índice UV, dosis UV y máximo UV), como a su vez conocer las actitudes de las personas frente a medidas de 1 Cénit: punto más alto en el cielo con relación al observador. 2 Sistema inmunológico: conjunto de estructuras y procesos biológicos en el interior de un organismo que le protege contra enfermedades identificando y eliminando células patógenas y cancerosas. 3 Fotoenvejecimiento: envejecimiento prematuro de la piel inducido por la radiación ultravioleta. http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_biol%C3%B3gico http://es.wikipedia.org/wiki/Ser_vivo http://es.wikipedia.org/wiki/Enfermedad http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula http://es.wikipedia.org/wiki/Agente_biol%C3%B3gico_pat%C3%B3geno http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1ncer 3 fotoprotección, es decir la fotoeducación y fotoprevención ante la exposición a la radiación solar. El trabajo de investigación surgió debido a que en la actualidad los niveles de radiación ultravioleta están aumentando por el deterioro de la capa de ozono, y además la gran mayoría de la población no está tomando la debida importancia ya que no tienen conciencia de los efectos que viene causando en la salud. 4 I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Descripción del problema La radiación ultravioleta (UV) es una forma de energía radiante que proviene del Sol. La longitud de onda de la radiación ultravioleta fluctúa entre 100 nm y 400 nm y constituye la porción más energética del espectro electromagnético que incide sobre la superficie terrestre. La radiación UV desempeña un papel importante en la determinación de las condiciones climáticas, el balance energético y el equilibrio natural del planeta. La medición continua de éste parámetro permite estudiar su comportamiento y relación con el estado de la biosfera y la salud humana. La exposición excesiva a la radiación solar puede originar efectos negativos en la salud humana, tales como el cáncer de piel y otros trastornos cutáneos, cataratas, envejecimiento prematuro, y debilitamiento del sistema inmunológico. El grado de daño de la radiación UV en la piel, depende de la intensidad y la longitud de onda, así como el tipo de piel. En los últimos años se ha venido notando que la radiación ultravioleta es mucho mayor debido a que la capa de ozono, que actúa como un filtro protector del planeta ante la radiación solar, se ha debilitado por el incremento de las emisiones de sustancias agotadoras de ozono. Lo que significa que estamos más expuestos a sufrir de cáncer de piel. Tal vez esto sea conocido por muchas personas, sin embargo, tan dramático como la disminución de la capa de ozono o el aumento de la temperatura en la Tierra, es la confirmación de que el Perú se haya convertido en el país con el mayor nivel de radiación ultravioleta en el mundo, como señaló un estudio realizado por el científico neozelandés Richard McKenzie en el año 2006 (McKenzie & Liley, 2006). 5 Orlando Ccora, especialista en radiación ultravioleta del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI), señala que la capa de ozono se ha deteriorado más en la franja ecuatorial por efectos de la contaminación ambiental, y según el informe de la Agencia Espacial Civil de Ecuador (EXA) se reveló que la concentración de ozono en la franja ecuatorial había disminuido considerablemente, por lo cual los niveles de radiación solar en Ecuador, Colombia y Perú habían aumentado de manera preocupante y que a diferencia de otros países, en el Perú recién se empezaron a realizar monitoreos de rayos ultravioletas a partir de los años noventa, sin embargo a pesar del corto tiempo los resultados han sido desalentadores, ya que se ha superado el límite de radiación no peligrosa que indica la Organización Mundial de la Salud (OMS). Siendo la radiación ultravioleta generadora de un gran impacto sobre el ecosistema terrestre y sobre la salud de las personas; y al estar Ayacucho ubicada en la sierra sur que es considerada una de las zonas más expuestas del país a la radiación solar, es pertinente e imperativo que se evalúe la intensidad de radiación ultravioleta a la que estuvo expuesta la población ayacuchana en el periodo 2006 – 2011, y conocer la incidencia de cáncer de piel. 1.1.1. Problema principal ¿Cuáles son los niveles de radiación ultravioleta a la que estuvo expuesta la población ayacuchana en el periodo 2006 - 2011 y cuál fue la incidencia en casos de cáncer de piel en la población? 1.1.2. Problemas específicos • ¿Cuáles son los factores que inciden en el desarrollo de cáncer de piel? • ¿Cuál fue la situación de la salud de la población respecto al cáncer de piel durante el periodo 2006-2011? • ¿Cuál es el conocimiento e implementación de medidas de fotoprotección por la población ayacuchana? 1.2. Objetivos 1.2.1. Objetivo principal Conocer los niveles de radiación ultravioleta en la ciudad de Ayacucho en el periodo 2006 - 2011 y la incidencia de cáncer de piel en la población. 6 1.2.2. Objetivos específicos • Señalar los factores que inciden en el desarrollo de cáncer de piel en la población. • Determinar la situación de la salud de la población respecto al cáncer de piel durante el periodo 2006-2011. • Evaluar el conocimiento e implementación de medidas de fotoprotección por la población de Ayacucho. 1.3. Justificación En el país hay pocos estudios epidemiológicos sobre la radiación ultravioleta y su relación con el cáncer de piel. Igualmente son escasas las investigaciones realizadas en cuanto a los efectos generados en la población de Ayacucho por exposición a la radiación solar y ultravioleta. El proyecto de investigación surge debido a que en la actualidad los niveles de radiación ultravioleta están aumentando por el deterioro de la capa de ozono, y además la mayoría de la población no le está dando la debida importancia ya que no toman conciencia de los efectos que viene causando en la salud. Los resultados del presente estudio, en el que se analizaron retrospectivamente la incidencia de cáncer de piel, permitirá a la población, a los profesionales de la salud, y a las autoridades de los gobiernos locales tener conocimiento de los reales niveles de radiación ultravioleta en Ayacucho y sobre la tasa de incidencia de cáncer de piel, lo que motivará a que se implementen medidas de fotoprotección contra la exposición solar, y subsecuentemente a una disminución de casos de cáncer de piel; y además con modificaciones pequeñas en la conducta de las personas, el riesgo esperado a la exposición de la radiación ultravioleta puede ser mitigado considerablemente. 7 II. FUNDAMENTO TEÓRICO Antecedentes Del estudio realizado por el neozelandés Richard Mackenzie en el año 2006, científico principal de la radiación en el Instituto Nacional de Nueva Zelanda de Agua e Investigación Atmosférica (NIWA siglas en inglés) se reveló que Perú es el país más afectado por las radiaciones UV. Su estudio en base a la información de satélites a nivel mundial, de todos los países que brindan datos sobre radiaciones UV, y a nivel de superficie también donde recogió datos importantes, establece que Perú es el más afectado (McKenzie & Liley, 2006). Las investigaciones de Mackenzie determinaron que en las alturas de Cusco se detectó el nivel más alto de radiación ultravioleta del planeta, con un valor de índice ultravioleta (IUV) de 25. Más del doble del límite señalado como peligroso para la salud humana (McKenzie & Liley, 2006). De las estadísticas ambientales realizadas en Lima con datos del monitoreo realizado por el SENAMHI, se observó que los meses con mayor intensidad de índice UV en el año 2012 fueron los meses de enero, febrero y marzo. En año 2013 el mes de febrero alcanzó un índice UV promedio de 13 siendo el mes con mayor intensidad en todo el año. El 2014 el índice UV promedio del mes de febrero fue de 12, volviendo a ser el mes con mayor intensidad del año. Durante estos últimos tres años se comprobó que los meses de verano son los que tuvieron mayor intensidad, y los meses de invierno fueron los meses con menor intensidad de índice UV. (Instituto Nacional de Estadística e Informática [INEI], 2014) (Anexo 4). En el mes de febrero del 2015 la ciudad de Lima registró un nivel de índice UV de 14, considerado extremo. Según SENAMHI para las ciudades de Lima, Ica y Cajamarca 8 la tendencia de esta medida de radiación UV debió continuar hasta la quincena de marzo. En regiones como Arequipa, Cusco y Moquegua el nivel llegó a 15, en Piura 16; y en Junín registró 17, considerados valores muy extremos. (Salinas, 2015). Los docentes investigadores de la Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga (UNSCH), Jorge García Blásquez Morote y Nilo Juscamayta Tomasevich determinaron que los valores promedios del índice de radiación ultravioleta durante los años 2006 y 2007 fueron de 9,89 y 9,27 respectivamente, que muestra la exposición de la radiación ultravioleta cercana a la categoría extrema que recibieron los habitantes de Ayacucho. Igualmente reportaron que la dosis mínima de eritema4 promedio en el año 2006 fue de 3,18 y el año 2007 de 2,84 (García Blásquez & Juscamayta, 2007). Así mismo, Hernán Quispe M., Nilo Juscamayta T. y Oscar Roque S., docentes de la UNSCH evaluaron los índices y dosis ultravioleta y sus efectos en la población de Ayacucho, observando que durante el periodo de un año comprendido de marzo de 2006 a marzo de 2007, la ciudad de Ayacucho soportó entre las 10 y 14 horas del día, índices de radiación ultravioleta de niveles alto, muy alto y extremo. Confirmando que en julio de 2006 el máximo índice de radiación ultravioleta fue de 9,8 (nivel alto). Los meses de abril y junio de 2006, registraron un máximo de 11; en el mes de mayo fue de 13, mientras que en agosto se llegó a un índice de radiación ultravioleta de 14 (nivel muy alto). Los meses más preocupantes fueron enero, febrero, marzo, setiembre, octubre, noviembre y diciembre, donde el índice de radiación ultravioleta estuvo entre 15 y 16, teniendo un valor extremo. Igualmente reportaron para el mes de julio una dosis mínima de radiación ultravioleta de 3.1; junio 3,5 y abril 3,7. En mayo se registró un valor de 4,3 y en agosto 4,7. Los meses de setiembre, octubre, noviembre, diciembre, enero, febrero y marzo sobrepasaron el valor de 5 (Juscamayta & Quispe, 2008). Por otro lado, del estudio sobre la carga mundial de morbilidad humana atribuible a la radiación ultravioleta solar de Robyn Lucas, Tony McMichael, Wayne Smith y Bruce Armstrong, se infiere que la radiación ultravioleta es causante de la mortalidad y morbilidad humana. A nivel mundial, la exposición excesiva a la radiación ultravioleta solar causó en el año 2000 la muerte de aproximadamente 1,5 millones de personas que tenían un diagnóstico de enfermedad a consecuencia de la radiación (el 0,1% de la carga de 4 Dosis mínima de eritema: dosis efectiva de radiación UV que causa un enrojecimiento perceptible de la piel humana 9 morbilidad mundial total) y 60000 muertes prematuras. Las mayores cargas de morbilidad causada por la radiación ultravioleta se debieron a las cataratas corticales, los melanomas cutáneos malignos y las quemaduras solares, aunque las estimaciones de estas últimas son muy inciertas debido a los escasos datos disponibles. Cabe señalar que una exposición nula a la radiación ultravioleta no tendría como consecuencia una carga de morbilidad mínima, sino una elevada carga de morbilidad debida a las enfermedades relacionadas con la carencia de vitamina D (Lucas, et al., 2006). Los médicos Ramos Muñoz, W. y Venegas Ojeda, R. de la Dirección General de Epidemiología (DGE) del Ministerio de Salud (MINSA) realizaron un análisis de la situación del cáncer a nivel nacional en base a la vigilancia epidemiológica de cáncer, encontrando que en el periodo comprendido entre los años 2006 y 2011 se registró un total de 7242 casos de cáncer de piel (3297 en varones y 3945 en mujeres) que representa el 6,6% del total de cánceres registrados en el Perú. Según este informe, el cáncer de piel ocupa el cuarto lugar de frecuencia a nivel nacional (superado por el cáncer de cérvix, estómago y mama). (Ramos & Venegas, 2013) Las regiones donde la distribución proporcional del cáncer de piel respecto al total de neoplasias registradas fue superior al promedio nacional (6,6%), han sido La Libertad (10,3%), Cajamarca (9,4%), Madre de Dios (8,5%), Ucayali (8,1%), San Martín (7,9%), Amazonas (7.9%), Lima (7,8%), Ayacucho (7,6%), Arequipa (7,5%) y Ancash (6,7%). Si bien estas proporciones no representan una medida de frecuencia de la enfermedad en la población, sí es importante resaltar la preponderancia del cáncer de piel en el sistema de vigilancia, y también que la mayoría de las regiones de la selva peruana presentan una distribución proporcional superior al promedio nacional. La Dirección General de Epidemiología, también señala, que el año 2011 se registró un total de 463 defunciones por neoplasias malignas de piel (266 en hombres y 197 en mujeres), lo que representó una tasa ajustada5 de mortalidad de 1,6 (Ramos & Venegas, 2013). El 90% de cáncer de piel se atribuye a la radiación UVB y se supone que una disminución en la capa de ozono de un 1% podría incidir en aumentos de 4% a 6% de distintos tipos de cáncer de piel, aunque esto no está tan claro en el más maligno de todos: el melanoma, cuya relación con exposiciones cortas pero intensas a los rayos ultravioleta parece notoria, 5 Ajustada: el término más general, engloba tanto la estandarización como otros procedimientos para quitar los efectos de los factores que distorsionan o confunden una comparación. 10 aunque poco comprendida y puede llegar a manifestarse hasta 20 años después de la sobreexposición al Sol (Polo,2012). Según el Registro de Cáncer de Lima Metropolitana elaborado por el Centro de Investigación en Cáncer “Maes-Heller” del Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas correspondiente al periodos 1994 a 1997, se registró 2726 casos de cáncer de piel de los cuales 1341 corresponde a hombres y 1385 a mujeres; para el periodo 2004 a 2005, se registraron 3366 casos de cáncer de piel de los cuales 1630 corresponde a hombres y 1736 a mujeres (Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas [NEN], 2013). (Anexo 6, 7) En Ayacucho en el año 2013 el Ministerio de Salud (MINSA) registró 15 casos de melanoma maligno de piel y 70 casos de otros tumores malignos de piel (Anexo 17, 22). En el año 2014 se registraron 12 casos de melanoma maligno y 40 casos de otros tumores malignos de piel (Tabla 4.43) 2.2. Factores que influyen en la intensidad de la radiación ultravioleta La radiación ultravioleta que llega a la superficie de la Tierra puede variar en función del tiempo, con las horas del día, el Sol está en su punto más alto en el cielo alrededor del mediodía, a esa hora, la distancia que recorren los rayos solares dentro de la atmósfera es más corta y los niveles de radiación ultravioleta B (UVB) son los más intensos; mientras que por la mañana y al final de la tarde, los rayos solares atraviesan la atmósfera de forma oblicua, lo cual reduce en gran medida la intensidad de los rayos UVB. Los niveles de radiación ultravioleta A (UVA) no dependen de la capa de ozono y varían a lo largo del día, de la misma manera que la luz solar visible (EPA, 2001. P.3). Cuanto más alto se encuentre el Sol en el cielo, más intensa es la radiación UV. Así, la intensidad de la radiación UV varía según la hora del día y la estación del año. Fuera de las zonas tropicales, las mayores intensidades de la radiación UV se producen cuando el Sol alcanza su máxima altura, alrededor del mediodía solar durante los meses de verano. Entre las 10 horas y 14 horas del día se recibe el 60% de la radiación UV (Organización Mundial de la Salud [OMS], 2003, p.2). De la misma manera la latitud y altitud influyen en la intensidad de los rayos ultravioleta, la radiación solar es mucho más fuerte en el Ecuador, ya que el Sol pasa por la parte más 11 alta del cielo y la distancia recorrida por los rayos ultravioleta dentro de la atmósfera es más corta. Además, el espesor de la capa de ozono es menor en los trópicos que en las latitudes medias y altas, por lo que hay menos ozono para absorber la radiación ultravioleta mientras atraviesa la atmósfera. A latitudes más altas, el Sol está más bajo en el cielo, por lo que los rayos ultravioleta deben recorrer una distancia mayor a través de las capas de la atmósfera en donde hay más ozono, y en consecuencia la radiación ultravioleta es menor en esas latitudes, lo que no ocurre con la altitud, que por el contrario a mayor altitud mayor radiación solar, ya que hay menos atmósfera para absorber los rayos dañinos del Sol (EPA, 2001, p.3). A mayor altitud la atmosfera es más delgada y absorbe una menor proporción de radiación UV. Con cada 1000 metros de incremento de la altitud, la intensidad de la radiación UV aumenta entre 10% a 12% (OMS, 2003, p.2). Además, se precisa que la capa de ozono juega un papel importante en cuanto a la influencia de la radiación solar. El ozono absorbe la mayor cantidad de la radiación ultravioleta dañina, pero el espesor de la capa de ozono varía según la época del año y los cambios climáticos. La capa de ozono ha disminuido en ciertas zonas, debido a la emisión de productos químicos que destruyen el ozono. (EPA, 2001, p.3) Las nubes reducen el nivel de radiación ultravioleta, pero no la eliminan completamente. Según el espesor de las nubes, es posible sufrir quemaduras en un día nublado, aunque no se sienta calor (EPA, 2001, p.3). Más del 90% de la radiación UV puede atravesar las nubes poco densas (OMS, 2003, p.2). La importancia de la nubosidad sobre la radiación UV en superficie está bien establecida. La nubosidad tiene un efecto plano sobre la radiación UV, de modo que atenúa el espectro en la misma medida para todo el rango sin modificar ostensiblemente la estructura espectral. La cantidad de radiación UV atenuada por la nube será en función del tipo de nube y de su desarrollo. Así, como norma general, las nubes más densas y oscuras bloquearán más eficientemente la radiación UV, mientras que las nubes blancas y con menor desarrollo junto con las nieblas y calimas6 atenúan en mucha menor medida la radiación UV. El hecho de sentir menos calor en presencia de estas nubes puede resultar engañoso, ya que se puede sufrir quemaduras debido a la escasa atenuación de estas nubes en la región ultravioleta. La presencia de nubes y el contenido de humedad de la atmósfera hacen que la radiación solar disminuya, con respecto a otra que no tenga nubes y la húmeda atmosférica sea baja. La fracción del cielo cubierto y el tipo de nubes afectan la intensidad y composición espectral de la radiación ultravioleta que llega a la 6 Calimas: partículas muy pequeñas de polvo o arena en suspensión en la atmósfera. 12 superficie terrestre. Este efecto es debido principalmente a la reflexión de la radiación ultravioleta por las gotas de agua o cristales de hielo que forman la nube. No siempre el efecto neto es una disminución de la irradiancia7; en ocasiones, las nubes cubren gran parte del cielo, pero no ocultan el disco solar. En estas circunstancias, la radiación solar reflejada por la superficie terrestre hacia arriba, es reflejada a su vez por las nubes nuevamente hacia la Tierra, por lo que así aumenta el nivel de irradiancia en la superficie (Instituto Meteorológico Nacional de Costa Rica [IMNCR], 2016). La reflexión por el suelo también influye en la intensidad de radiación UV, ya que diferentes tipos de superficie reflejan o dispersan la radiación UV en diversa medida; la nieve reciente puede reflejar hasta un 80% de la radiación UV; la arena seca de la playa, alrededor de 15%, y la espuma del agua de mar, aproximadamente de 25%.(OMS, 2003, p.2) El comportamiento de la radiación ultravioleta muestra un grado de variabilidad en el tiempo, con el ciclo diario y anual, la altitud, latitud, el desgaste de la capa de ozono, son factores que pueden aumentar el riesgo de exposición excesiva a la radiación ultravioleta y a sus efectos sobre la salud. 2.3. Centros de recolección de información de radiación ultravioleta El Servicio de Internet de Monitoreo de Emisiones Troposféricas (TEMIS sigla en inglés), es parte del Programa de Datos de Usuario (DUP siglas en ingles) de la Agencia Espacial Europea (ESA siglas en inglés) (página web: http://www.temis.nl). El TEMIS ayuda a calcular y entregar información sobre concentraciones globales de trazas de gases en la troposfera, aerosoles y productos derivados de UV a partir de observaciones de los instrumentos del satélite Envisat. En el proyecto TEMIS, conjuntos de datos a largo plazo, son generados para ozono, rayos UV, aerosoles y varias trazas de gases. Técnicas de recuperación avanzada, modelamiento del transporte químico y técnicas de asimilación de datos son utilizados para derivar productos troposféricos de alta calidad basados en las mediciones del satélite Envisat. Estos 7 Irradiancia: Potencia solar incidente en una superficie por unidad de área. Sus unidades son W/m2. (SENAMHI, 2003) http://www.temis.nl/ 13 conjuntos de datos son procesados gratuitamente y disponibles a través de una interface fácil de usar. La implementación del servicio TEMIS procederá mediante interacciones directas con las partes interesadas en los productos de datos del satélite de la troposfera. La elección final de los conjuntos de datos será entregada a través del servicio de Internet TEMIS, y dependerá de las solicitudes y requerimientos de los usuarios. El Centro Mundial de Datos de Ozono y Radiación Ultravioleta (WOUDC, sigla en inglés), es uno de los seis centros mundiales de datos que forman parte de la Vigilancia Global de la Atmosfera (GAW sigla en inglés), y que a su vez forman parte del programa de la Organización Meteorológica Mundial (WMO sigla en inglés). El WOUDC está operado por la División de Estudios Experimentales del Servicio Meteorológico de Canadá, formalmente Servicio de la Atmosfera y del Medioambiente (AES sigla en inglés), ubicado en Toronto (página web: http://www.woudc.org). El origen del WOUDC se remonta al año 1962, y en principio recogía únicamente datos de ozono, denominándose Centro Mundial de Datos de Ozono, WODC. Este centro publicó sus primeros datos en el año 1964. En junio de 1992 la AES aceptó incluir datos de radiación ultravioleta atendiendo una petición de la WMO. Fue entonces cuando el centro pasó a llamarse WOUDC con sus dos componentes: el WODC y el Centro de Datos de Radiación UV (WUDC). Los datos almacenados sobre el ozono y la radiación ultravioleta provienen de más de 400 estaciones que comprende más de 100 agencias internacionales y universidades en todo el mundo. De igual modo el Centro Mundial de Datos de Radiación ( WRDC, sigla en inglés) forma parte de los 6 centros mundiales de datos de la GAW (página web: http://wrdc.mgo.rssi.ru). En San Petersburgo (Rusia) se encuentra el Observatorio Geofísico Principal del Servicio Federal Ruso de Hidrometeorología y Vigilancia del Medio Ambiente. El WRDC se estableció en 1964, y desde entonces recoge archivos de forma centralizada y publica datos radiométricos para el mundo, para asegurar la disponibilidad de estos datos para fines de http://www.woudc.org/ http://wrdc.mgo.rssi.ru/ http://wrdc.mgo.rssi.ru/ 14 investigación de la comunidad científica internacional. Edita un boletín periódico titulado “La radiación solar y la radiación de balance de datos. La Red Mundial.” El WRDC procesa datos de radiación solar presentados actualmente por más de 500 estaciones ubicadas en 56 países y opera un archivo con más de 1.200 estaciones que figuran en su catálogo. El WRDC es el depositario central de los componentes medidos como: global, difusa y la radiación solar directa, la radiación atmosférica baja, total neto y radiación en la superficie terrestre (hacia arriba), componentes de la radiación espectral (fundentes instantáneos), y duración de la insolación, en cada hora, base diaria o mensual. En el Perú la organización dedicada a la recolección de datos de radiación ultravioleta es el Servicio Nacional de Hidrología y Meteorología (SENAMHI) (página web: http://www.senamhi.gob.pe), institución que desde 1969 brinda servicios públicos, asesoría, estudios e investigaciones científicas en las áreas de meteorología, hidrología, agrometeorología y asuntos ambientales en beneficio del país. Actualmente el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología, es un organismo público ejecutor adscrito al Ministerio del Ambiente. En la región de Ayacucho se cuenta, entre otras estaciones meteorológicas con la Estación Meteorológica de la Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga (Pampa del Arco-UNSCH) ubicada en el Campus Universitario. 2.4. Centros de registros de información y datos sobre cáncer La Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC) (página web: http://www.iarc.fr), se encuentra ubicado en Francia, organismo especializado de cáncer de la Organización Mundial de la Salud. El objetivo de la IARC es promover la colaboración internacional en la investigación del cáncer. La Agencia es interdisciplinaria, que reúne las habilidades en epidemiología, ciencias de laboratorio y bioestadística para identificar las causas de cáncer de modo que las medidas preventivas se pueden adoptar y reducir la carga de la enfermedad y el sufrimiento asociado. Una característica importante de la IARC es su experiencia en la coordinación de la investigación entre los países y las organizaciones; su papel independiente como organización internacional facilita esta actividad. La Agencia tiene un interés particular en la realización de investigaciones en http://www.senamhi.gob.pe/ http://www.iarc.fr/ 15 países de bajos y medianos ingresos, a través de alianzas y colaboraciones con los investigadores en estas regiones. Incidencia del cáncer en cinco continentes (CI5) es el resultado de una larga colaboración entre la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer y la Asociación Internacional de Registros de Cáncer. La serie de monografías, publicadas cada cinco años, se ha convertido en la fuente de referencia de los datos sobre la incidencia internacional de cáncer. Las bases de datos CI5 proporcionan acceso a información detallada sobre la incidencia de cáncer registrados por los registros de cáncer (regionales o nacionales) en todo el mundo. En Sudamérica solo se cuenta con la información de Brasil, Colombia, Ecuador y Costa Rica. El Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas (INEN) “Dr. Eduardo Cáceres Graziani” del Perú es un organismo público ejecutor del sector salud, especializado en la prevención, detección, diagnóstico, tratamiento y rehabilitación de las personas afectadas por enfermedades tumorales o neoplásicas (página web: http://www.inen.sld.pe). Fue creado en 1939, con fin exclusivo de ser un hospital dedicado a la cura de cáncer. En el año 2007, se inauguraron las sedes de los Institutos Regionales de Enfermedades Neoplásicas (IREN) en el norte (Trujillo, La Libertad) y sur (Arequipa). La Oficina General de Estadística e Informática del Ministerio de Salud (MINSA), es el órgano responsable de la producción, análisis y difusión de la información estadística del Sector Salud, del desarrollo de tecnologías y sistemas de información y comunicaciones, así como la administración de los recursos informáticos del Ministerio (página web: http://www.minsa.gob.pe/index.asp?op=29.) 2.5. Marco teórico 2.5.1. Espectro solar La luz solar, es el espectro solar total de radiación electromagnética proveniente del Sol. El Sol es una fuente natural de radiaciones electromagnéticas que se caracterizan por su frecuencia y longitud de onda los cuales guardan una relación inversamente proporcional entre sí. Las radiaciones más potentes presentan las mayores frecuencias y las menores longitudes de onda, mientras que las más débiles se caracterizan por sus bajas frecuencias http://www.inen.sld.pe/ http://www.minsa.gob.pe/index.asp?op=29 http://es.wikipedia.org/wiki/Espectroscop%C3%ADa 16 y amplias longitudes de onda. A partir de esos parámetros se ha establecido una clasificación, denominada espectro electromagnético, que se divide en dos grandes tipos de acuerdo a los cambios que provocan sobre los átomos en los que actúa: radiación ionizante de alta frecuencia y baja longitud de onda (rayos x, rayos gamma, etc.). (Duro, et al. 2003, p. 40) Figura 2.1. Espectro Electromagnético De todo el espectro solar sólo la luz visible, los infrarrojos y una parte de la radiación ultravioleta alcanzan la superficie terrestre, en las siguientes proporciones: 50%, 40% y 10% respectivamente. El resto, son detenidas por el ozono estratosférico. (Duro, et al. 2003, p. 40) El ojo humano puede detectar longitudes de onda entre 400 nm y 700 nm, por lo que a esta región se le llama región visible del espectro. Todos los colores de la luz están comprendidos en esta pequeña región. En la parte alta del espectro se halla la luz roja, con longitudes de onda alrededor de 630 nm, mientras que en el otro extremo está la luz azul, alrededor de 430 nm, y la luz violeta, alrededor de 410 nm. La siguiente banda de radiación de longitud de onda más corta que la violeta, recibe el nombre de ultravioleta. (Estrella, 2008, p. 26) La radiación solar en la cima de la atmosfera contiene una cantidad apreciable de radiación ultravioleta, que es más energética que la luz visible. Dentro de esta región se establecen tres categorías cuyos límites están fijados por determinadas longitudes de onda, pero se 17 caracterizan por su muy diferente contenido energético y por su capacidad de afectar a los organismos vivos. 2.5.1.1. Radiación ultravioleta La radiación ultravioleta (UV) es la banda de la radiación no ionizante que se encuentra al lado de las radiaciones ionizantes en el espectro electromagnético. La radiación UV se clasifica como UVA (400 nm – 315 nm), UVB (315 nm – 280 nm) y UVC (280 nm – 100 nm). El Sol es la principal fuente de UV pero todos los UVC del Sol y gran parte de la UVB son absorbidos por la atmósfera de la Tierra. En la superficie de la Tierra la mayor proporción de UV es UVA (más del 90%). Sin embargo la exposición de la UVB es biológicamente mucho más relevante que la exposición a la UVA (ICNIRP, S.F.) Los niveles de UVB en la superficie de la Tierra varían inversamente con la latitud, por lo que son más altos en el Ecuador y más bajos en los polos. El agotamiento de la capa de ozono en la estratosfera por efecto de los clorofluorocarbonos ha dado lugar a mayores niveles de UVB en algunas regiones de alta latitud. Los niveles de UVB varían según la temporada y durante el día, siendo mayor en verano que en invierno, y al mediodía. La cobertura de nubes disminuye la UV terrestre. La reflexión de UVB por la atmósfera y por las superficies de color claro, como la nieve, la arena y el agua seca, puede aumentar los niveles de UVB solares en la superficie de la Tierra considerablemente (ICNIRP, S.F.). Varias fuentes de UV artificiales se encuentran en lugares de trabajo. Estos incluyen las lámparas de vapor de mercurio, equipos de soldadura por arco y lámparas UV bactericida comerciales y equipos de polimerización dental (ICNIRP, S.F.). 2.5.1.1.1. Efectos UV en el cuerpo y en la salud En los seres humanos, la exposición de la piel a los rayos UVB en pequeñas cantidades es responsable de la síntesis de la vitamina D, que es esencial para la salud ósea. Sin embargo, la exposición de células de la piel a niveles altos de radiación UV tiene efectos nocivos para la salud. En corto plazo, la intensa exposición de la piel pálida a la UVB causa inflamación o quemaduras de Sol y la inmunosupresión local. La exposición UV de la piel más profunda durante muchos años causa arrugas y envejecimiento prematuro de la piel, 18 causando también cánceres de piel tales como el cáncer de células basales, cáncer de células escamosas y el melanoma maligno (ICNIRP, S.F.). Figura 2.2. Penetración de la radiación solar en la piel La melanina es el pigmento natural en la piel exterior que es responsable del color de la piel. Este sirve para filtrar la radiación UV y fisiológicamente para proteger a las células profundas de la piel de los rayos UV. Por lo tanto, las personas de piel oscura que tienen de forma natural grandes cantidades de pigmento en la piel, rara vez sufren efectos dañinos en la piel por efecto de los rayos UV. En las personas con piel pálida, la exposición a la UVB estimula las células de pigmento para producir melanina adicional para broncear la piel y ayudar a proteger temporalmente. Las personas como los albinos y los pelirrojos que no pueden broncearse son muy propensos a los efectos nocivos de los rayos UV (ICNIRP, S.F.). También la exposición de los ojos a los altos niveles de radiación UV es perjudicial. La exposición intensa de UV puede causar inflamación de la córnea del ojo exterior y daño en la retina en la parte posterior del ojo. La exposición a largo plazo causa cambios degenerativos tales como el crecimiento de tejido no deseado en la córnea, opacidades de la lente conocidas como cataratas, degeneración de la retina, y varios tipos de cáncer de los ojos (ICNIRP, S.F.). 19 2.5.1.2. Radiación visible El rango de longitud de onda donde la radiación óptica es visible no tiene límites bien definidos. En este rango se utiliza la banda de longitud de onda de 380 nm a 780 nm. Existe un solapamiento con la gama de longitud de onda UV, que se extiende a 400 nm y con el infrarrojo en el intervalo superior. Fuentes naturales comunes que producen radiación visible, son el Sol y el fuego. Fuentes artificiales más comunes son las lámparas para la iluminación, proyectores, pantallas, luces indicadoras, arcos de soldadura y láser (ICNIRP, S.F.). La propiedad única de la radiación visible, o “luz”, es que se forma la imagen por la córnea y el cristalino del ojo a la retina e induce un estímulo visual. En circunstancias normales, la pupila del ojo controla el nivel de luz que llega a la retina. Cuando este nivel es demasiado alto, se produce una respuesta de aversión natural, como entrecerrar los ojos o parpadear (ICNIRP, S.F.). 2.5.1.3. Radiación infrarroja La radiación infrarroja (IR), también conocida como radiación térmica, es la banda en el espectro de la radiación electromagnética con longitudes de onda por debajo de la luz visible de color rojo entre 780 nm y 1 mm. La radiación infrarroja se clasifica como IR-A (780 nm – 1.4 µm), IR-B (1.4 µm – 3 µm) e ir-C también conocido como IR lejana (3 µm – 1 mm). Fuentes naturales más comunes de radiación infrarroja son la radiación solar y el fuego. Fuentes artificiales más comunes incluyen dispositivos de calefacción, las lámparas de infrarrojos. Las fuentes industriales de calor tales como la producción de acero / hierro también entran en la región del infrarrojo. Los láseres son una fuente especial de IR emitida sobre una o más bandas de longitud de onda extremadamente estrechas. (ICNIRP, S.F.) 2.5.1.3.1. Efectos de la radiación infrarroja en el cuerpo y en la salud Los principales objetivos de una exposición a la radiación infrarroja (IR), son la piel y los ojos. En la mayoría de condiciones de exposición el principal mecanismo de interacción de la IR es térmico (ICNIR, S.F). 20 Los riesgos al exponerse a la radiación visible e infrarroja para los ojos y la piel están limitados por la aversión de los ojos a la luz brillante y la sensación de dolor en la piel producida por un calentamiento radiante intenso. No obstante, las fuentes con fuerte emisión IR sin un estímulo visual intenso pueden ser peligrosas, La córnea, iris, el cristalino y la retina son altamente sensibles a los diversos grados de daño térmico (ICNIRP, S.F.). La radiación infrarroja es uno de los factores que contribuyen al estrés por calor. Niveles elevados de temperatura y humedad ambiental y un bajo grado de circulación del aire pueden combinarse con el calor radiante y producir estrés por calor con el potencial riesgo de lesiones por calor. Daño en la piel debido a la hipertermia puede ocurrir, pero depende de la intensidad y la duración de la exposición IR. Si la temperatura de la piel se mantiene a 44 °C que se necesita varias horas antes de que ocurra un daño irreversible. Esto se compara con menos de un segundo a temperaturas superficiales de 70 °C. La exposición IR de la piel sin quemarse a largo plazo, puede causar un moteado rojo-marrón en la piel. Sin embargo, no se cree que la radiación infrarroja desempeñe un papel en la iniciación de cáncer de piel (ICNIRP, S.F.). 2.5.2. El ozono El ozono (O3) es una forma del elemento oxígeno (O) que tiene tres átomos en cada molécula. El ozono es una molécula inestable. Las radiaciones altamente energéticas del Sol no sólo lo crean, sino que lo vuelven a descomponer, creando nuevamente oxígeno molecular (O2) y átomos de oxígeno libres. La concentración de ozono en la atmosfera depende de un equilibrio dinámica entre la velocidad con que se forma y la velocidad a que se destruye. (Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente [PNUMA], 2005) En la formación de una molécula de ozono interviene la radiación ultravioleta de muy alta energía (λ<240nm). Esta rompe una molécula de oxígeno (O2) en dos átomos de oxígeno (O). Estos dos átomos se recombinan con otras dos moléculas de oxígeno para dar lugar a dos moléculas de ozono. (Estrella, 2008, p24) 𝑂2 + ℎ𝑣 → 𝑂 + 𝑂 (240 𝑛𝑚) 2(𝑂 + 𝑂2 + M) → 2(𝑂3 + 𝑀) 21 El ritmo de formación es lento, ya que hay pocos fotones de radiación solar con esta energía. Si se destruyera todo el ozono existente en la capa alrededor de 20 Km, el proceso de regeneración tardaría 1 año. Sin embargo, la segunda reacción es rápida. El oxígeno atómico se recombina rápidamente con una molécula de oxígeno para dar ozono. M es un catalizador. El proceso dura pocos segundos. (Estrella, 2008, p.24) La mayor parte de la vida de una molécula de ozono transcurre en interacción con la radiación UV. El proceso de absorción de un fotón de radiación ultravioleta ocurre cuando éste disocia la molécula de ozono (O3) en una molécula de oxígeno (O2) y un átomo de oxígeno (O), seguida de una recombinación de dos átomos de oxígeno para rehacer la molécula de ozono. En el proceso, la radiación UV se transforma en energía calorífica y de ahí el aumento de temperatura de la estratosfera media respecto a la troposfera. (Estrella, 2008, p.25) 𝑂3 + ℎ𝑣 → 𝑂2 + 𝑂 𝑂 + 𝑂 + 𝑀 → 𝑂2 + 𝑀 M es otra molécula que actúa como catalizador (típicamente N2). Esta molécula es la que se lleva la energía extra de la reacción y es la que contribuye a que se midan temperaturas más altas en esa capa. El conjunto de estos procesos es tan efectivo que la radiación UV dañina para la vida que llega a la superficie es muy pequeña. (Estrella, 2008, p.25) El ozono se encuentra principalmente en dos regiones de la atmósfera de la Tierra. La mayoría del ozono (aproximadamente el 90%) reside en una capa que empieza a una distancia comprendida entre 8 y 18 kilómetros por encima de la superficie de la Tierra y que se extiende hasta una altura aproximada de 50 kilómetros. Esta región de la atmósfera se denomina la estratosfera. El ozono de esta región se denomina capa de ozono y corresponde al ozono benéfico, protector de la radiación UV. El resto del ozono está en la región más baja de la Tierra que comúnmente se denomina la troposfera, este ozono es tóxico para los sistemas vivos, viene a ser un componente del smog (PNUMA, 2005). 22 2.5.3. La capa de ozono y la influencia en el aumento de radiación UV en la superficie de la Tierra La capa de ozono es un término que se usa para describir la presencia de moléculas de ozono en la estratosfera. La capa se expande alrededor del globo completo de la Tierra como una burbuja y actúa como filtro de la radiación ultravioleta nociva UVB. La estratosfera es aquella parte de la atmósfera que se encuentra a continuación de la troposfera. Comienza a una distancia comprendida entre 10 km a 20 km. Por encima de la superficie de la Tierra y continúa hasta una altura aproximada de 40 km a 50 km. (Programa de las Naciones Unidad para el Medio Ambiente [PNUMA], S.F.p.2) La capa de ozono es fundamental para la vida en la superficie del planeta, cumple un rol esencial en la conservación de la vida en el planeta, nos protege de las radiaciones ultravioleta que es el carcinógeno8 físico más importante para el hombre, animales y ecosistemas marinos. El término “columna de ozono” se refiere a cuántas moléculas de ozono hay en el aire sobre cierto punto en la Tierra y esta cantidad se expresa en “unidades Dobson” (UD). Si se trajera la capa de ozono a la superficie de la Tierra a temperatura y presión estándar, ésta mediría 3 mm de grosor. A esta medida de 3 mm, se le asignó, arbitrariamente, el valor de 300 UD que corresponde, aproximadamente, al promedio global de la columna de ozono. (Sánchez, 2006, p.1186) En los últimos treinta años, el ozono de la estratosfera ha sido estudiado con dedicación y una característica importante de la capa de ozono, es que tiene un comportamiento extremadamente dinámico y su grosor varía constantemente. Por este motivo, el valor promedio de 300 UD debe ser considerado como un marco de referencia, ya que los niveles de la columna de ozono dependen de: a) la ubicación geográfica: la capa de ozono es más delgada en el Ecuador que en latitudes medias y, en general, en el hemisferio sur los valores de la columna de ozono son más bajos que en el hemisferio norte; b) las estaciones: los niveles más bajos se presentan a fines del invierno e inicio de primavera y los más altos, a fines del verano e inicio de otoño en ambos hemisferios. Los registros más bajos de todo el 8 Carcinógeno: es un agente físico, químico o biológico potencialmente capaz de producir cáncer al exponerse a tejidos vivos 23 planeta se dan sobre la Antártica en los meses de setiembre y octubre; c) fenómenos naturales: actividad solar, explosiones volcánicas que aportan gases que destruyen el ozono y las corrientes de aire de la estratosfera, responsables del desplazamiento de las moléculas de ozono. (Sánchez, 2006, p.1186) Los científicos clasifican la radiación UV en tres tipos o bandas: UVA, UVB y UVC. La banda UVC no llega a la superficie de la Tierra. La banda UVB es filtrada parcialmente por la capa de ozono. La banda UVA no es filtrada por la capa de ozono en absoluto. No obstante, la radiación UVB es la responsable principal de los daños en la salud y de los impactos negativos en el medio ambiente. (PNUMA, S.F., p.2) En los años 70 los científicos descubrieron la existencia de sustancias químicas que al ser liberadas agotaban la capa de ozono. La concentración de ozono sobre la Antártida disminuyó entre los años 70 y 90 hasta en un 70% comparada con la concentración que normalmente se encuentra. Este fenómeno de gran escala se llama habitualmente agujero de ozono. Los científicos han observado concentraciones de ozono decrecientes sobre todo el globo terráqueo. (PNUMA, S.F., p.3) Cuando el agotamiento de las moléculas de ozono es más rápido que la producción natural de nuevas moléculas para reemplazarlas, se produce lo que se conoce como déficit de ozono. El agotamiento de la capa de ozono llevará a la reducción de su capacidad protectora y consecuentemente a una mayor exposición a la radiación UVB. (PNUMA, S.F., p.3) 2.5.4. Destrucción de la capa de ozono El equilibrio dinámico entre la creación y la descomposición de las moléculas de ozono depende de la temperatura, la presión, las condiciones energéticas y la concentración de las moléculas. El equilibrio se puede perturbar por reacción de las moléculas de sustancias que agotan la capa de ozono con las moléculas de ozono, produciendo la consecuente destrucción de estas últimas. Si este proceso de destrucción es rápido y la creación de nuevas moléculas de ozono es demasiado lenta como para reponer las moléculas de ozono destruidas, se perderá el equilibrio. Como resultado, disminuirá la concentración de las moléculas de ozono. (PNUMA, S.F., p.3) 24 Las sustancias que agotan la capa de ozono (SAO), son sustancias químicas que tienen el potencial de reaccionar con las moléculas de ozono de la estratosfera. El poder destructivo de estas sustancias es enorme porque reaccionan con las moléculas de ozono en una reacción fotoquímica en cadena. Una vez destruida una molécula de ozono, la SAO está disponible para destruir otras más. La duración de la vida destructiva de una SAO puede extenderse entre los 100 años y 400 años, dependiendo del tipo de SAO. Por consiguiente, una molécula de SAO puede destruir cientos de miles de moléculas de ozono. (PNUMA, S.F., p.5) El agujero de ozono es un nombre poco preciso, ya que la capa de ozono no desaparece, sino que se adelgaza considerablemente. Se habla de agujero de ozono cuando los valores de la columna de ozono son menores a 220 UD. Este fenómeno ocurre sólo en la Antártica y se produce por las condiciones climáticas excepcionales que se dan a fines del invierno antártico. Las frías y fuertes corrientes de aire, menores a –80ºC de este a oeste, permiten la formación de nubes polares altas, en cuya superficie se forman cristales de hielo que facilitan la destrucción acelerada de ozono, incluso por gases que en otras condiciones no reaccionarían con esta molécula. La destrucción catalítica del ozono es tan rápida que en pocas semanas se puede destruir más de 70% del ozono sobre la Antártica. Pero, ¿qué ha pasado con la capa de ozono en las últimas décadas sobre el resto del mundo? Hoy en día está bien documentada la declinación de la columna de ozono durante las décadas 1980- 1989 y 1990-1999. Basados en los datos satelitales de la columna de ozono registrados por TOMS (siglas en inglés: Total Ozone Mapping Spectrometer) y mediciones en tierra, se ha podido documentar, desde aproximadamente el año 1980, una tendencia a la disminución del ozono estratosférico en las latitudes medias y polares de 3%-6% por década. No se trata tampoco de una disminución homogénea, sino que en invierno es de 6%-7% por década y sólo 3%-2% en verano/otoño. (Sánchez, 2006, p.1187) En el marco del Protocolo de Montreal se identificó un número de sustancias que agotan la capa de ozono (SAO) y se controla la producción y la utilización de las mismas. Las SAO son básicamente hidrocarburos clorinados, fluorinados o brominados e incluyen: clorofluorocarbonos (CFC), hidroclorofluorocarbonos (HCFC), halones, hidrobromofluorocarbonos (HBFC), bromoclorometano, metilcloroformo, tetracloruro de carbono, bromuro de metilo. (PNUMA, S.F., p.5) 25 Figura 2.3. Mecanismo de destrucción de ozono por clorofluorocarbonos Una reciente evaluación realizada por 300 científicos concluyó que la capa de ozono que protege a la Tierra lleva camino de recuperarse en las próximas décadas, gracias a las medidas internacionales adoptadas de forma concertada contra las sustancias que agotan esa capa. De no ser por el Protocolo de Montreal y los acuerdos correspondientes, los niveles de concentración atmosférica de las sustancias que agotan la capa de ozono podrían haber llegado a multiplicarse por 10 antes del año 2050. Según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), los modelos mundiales indican que, el año 2030, el Protocolo habrá evitado 2 millones de casos anuales de cáncer de piel, además de impedir lesiones oculares y daños al sistema inmunológico humano y proteger la fauna y flora silvestres y la agricultura (Secretaria del ozono, 2014). 2.5.5. Índice de radiación ultravioleta El índice UV Solar (IUV)9 es un indicador numérico simple de la máxima radiación solar ultravioleta (UV) recibida en la superficie de la Tierra durante el día. Existe un índice 9 Índice de UV: Por simplicidad se informa al público de los niveles de RUV al mediodía, a través de un índice que se calcula a partir de la tasa de dosis de eritema y corresponde a un valor proporcional a éste que en condiciones normales cubre el intervalo de 0 a 15. (Lovengreen, el al. 2002) 26 ultravioleta estándar introducido en forma conjunta por la Organización Mundial de la Salud (OMS), el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (UNEP) , la Organización Meteorológica Mundial (OMM) , y la Comisión Internacional de Protección contra las Radiaciones no Ionizantes (ICNIRP). No solo estandariza los métodos de cálculo del índice sino también un código de colores y gráficos para ofrecer la información al público. El índice UV solar mundial (IUV) es una medida de la intensidad de la radiación UV solar en la superficie terrestre que tiene relación con los efectos sobre la piel humana. El índice se expresa como un valor superior a cero, y cuanto más alto, mayor es la probabilidad de lesiones cutáneas y oculares y menos tardan en producirse esas lesiones (OMS, 2003, p. 4). Según los datos actuales, los hábitos personales de exposición al Sol constituye el factor de riesgo más importante de alteraciones ocasionadas por la radiación ultravioleta. El índice de radiación ultravioleta es un vehículo importante para aumentar la conciencia de la población sobre los riesgos de la exposición excesiva a la radiación ultravioleta y para advertir a las personas de la necesidad de adoptar medidas de protección. Si se impulsa a las personas a que reduzcan su exposición a la radiación solar, pueden reducirse los efectos perjudiciales para la salud y los costos de la atención de la salud (OMS, 2003, p.4). Este instrumento educativo debe utilizarse como parte integral de un programa para informar a la población sobre la protección solar y los riesgos de la radiación ultravioleta para la salud, así como para cambiar las actitudes y el comportamiento de las personas con respecto a la exposición a la radiación ultravioleta. El índice de radiación ultravioleta debe dirigirse especialmente a los grupos de población vulnerables y con exposición alta, como los niños y los turistas, y debe servir para informar a la población sobre los diversos efectos de la radiación ultravioleta sobre la salud, como las quemaduras solares, el cáncer de piel y el envejecimiento de la piel, o las alteraciones oculares y del sistema inmunitario. Las recomendaciones de las campañas educativas deben subrayar que el riesgo de efectos adversos para la salud debidos a la exposición a la radiación ultravioleta es acumulativo, y que la exposición en la vida diaria puede ser tan importante como la que se produce durante las vacaciones en climas soleados. (OMS, 2003, p.4) La intensidad de la radiación ultravioleta y, en consecuencia, el valor del índice varía a lo largo del día. Al comunicar el índice ultravioleta, se pone el máximo énfasis en la intensidad http://www.who.int/uv/publications/globalindex/en/ http://www.who.int/uv/publications/globalindex/en/ http://www.unep.org/Documents.multilingual/Default.asp?DocumentID=468&ArticleID=3944&l=en http://www.wmo.int/pages/prog/arep/gaw/UV-radiation.html 27 máxima de la radiación ultravioleta en un día determinado, que se produce durante el periodo de cuatro horas en torno al mediodía solar. Dependiendo de la ubicación geográfica y de si se aplica o no el horario de verano, el mediodía solar puede tener lugar entre las 12 horas y 14 horas del día. Habitualmente, los medios de comunicación ofrecen una predicción de la intensidad máxima de la radiación ultravioleta del día siguiente. (OMS, 2003, p.5). 2.5.5.1. Cálculo del índice ultravioleta, IUV La formulación del índice UV solar mundial se basa en el espectro de acción de referencia de la Comisión Internacional sobre Iluminación (CIE) para el eritema inducido por la radiación UV en la piel humana (ISO 17166:1999/CIE S 007/E-1998). Dicho índice es una medida de la radiación UV aplicable a y definida para una superficie horizontal. El IUV es adimensional y se define mediante la siguiente fórmula: 𝐼𝑈𝑉 = 𝑘𝑒𝑟 ∗ ∫ 𝐸𝜆 ∗ 𝑆𝑒𝑟(𝜆)𝑑𝜆 400𝑚𝑛 250𝑛𝑚 Donde Eλ es la irradiancia espectral solar expresada en W/(m2 .nm) a la longitud de onda λ y dλ es la diferencia de longitud de onda utilizado en la integración. Ser(λ) es el espectro de acción de referencia para el eritema y ker es una constante igual a 40m2 /W. (OMS, 2003, p.21) 2.5.5.2. Categorías de exposición a la radiación UV El índice UV se agrupa en 5 categorías diferentes y cada categoría tiene un código de color para que las personas puedan visualizar el nivel de riesgo UV y tomar las precauciones adecuadas. Los valores 0-2 se clasifican como de bajo (verde); 3-5 como moderado (amarillo); 6-7 como alto (naranja); 8-10 como muy alta (rojo); 11 + como extremo (violeta). (OMS, 2003, p.6) 28 Tabla 2.1. Categorías de Exposición a la Radiación Ultravioleta CATEGORIA DE EXPOSICION INTERVALO DE VALORES IUV BAJA < 2 MODERADA 3 a 5 ALTA 6 a 7 MUY ALTA 8 A 10 EXTREMADAMENTE ALTA 11 + Fuente: OMS, 2003 2.5.6. Efectos de los rayos ultravioleta en la biosfera La radiación ultravioleta no solo afecta a los seres humanos, las plantas, la vida acuática también se ve afectado con el aumento de esta radiación. 2.5.6.1. La radiación ultravioleta UVB y las plantas En general, las plantas tienen desarrollados mecanismos que las protegen de los altos niveles de UVB. Sin embargo, algunas especies son más sensibles a esta radiación y se ven afectadas cuando su nivel crece. Una mayor exposición podría tener efectos directos e indirectos complejos, tanto sobre los cultivos como sobre los ecosistemas naturales. Los experimentos han demostrado que cuando cultivos como el arroz y la soja están más expuestos a los rayos UV-B, las plantas son más pequeñas y el rendimiento más bajo. El aumento de la radiación UV-B podría alterar químicamente los cultivos, reduciendo su valor nutritivo o aumentando su toxicidad. (PNUMA, 2005 p. 14) Las radiaciones UV-B tienen una serie de efectos indirectos sobre las plantas, como una alteración de su forma, la distribución de la biomasa en las distintas partes de la planta y la producción de sustancias químicas que impiden el ataque de los insectos. El aumento de la radiación UV-B podría, por ende, provocar efectos a nivel del ecosistema, como cambios en el equilibrio competitivo entre plantas, los animales que las comen, los agentes patógenos y las plagas de las plantas. (PNUMA, 2005 p. 14) 29 2.5.6.2. La radiación ultravioleta UVB y la vida acuática La radiación UVB puede penetrar algunas decenas de metros en el agua clara, por lo tanto, un incremento en esta radiación podría afectar los ecosistemas acuáticos. No solo el efecto directo de la UVB sobre una especie debe ser tenido en cuenta, sino, también, como este efecto puede repercutir sobre la cadena alimenticia. El incremento de la UVB afecta al fitoplancton, que forma la base de la cadena alimenticia para peces, moluscos y crustáceos. (Díaz, 1998. p.41) 2.5.6.3. Daños y riesgos de la radiación ultravioleta en la salud humana A las personas les place estar expuestas a las radiaciones del Sol y pasan un apreciable tiempo al aire libre trabajando, jugando o haciendo ejercicios frecuentemente con gran parte de la piel sin protección. El principal factor de riesgo para el desarrollo de cáncer de piel es la exposición acumulativa y/o intermitente intensa a la radiación ultravioleta. (DGE, 2003. p. 33) La mayoría de la población tiene conocimiento que el exceso de radiación solar puede producir cáncer de piel. De todas formas, pocas personas conocen el grado de riesgo que entraña la sobreexposición a la radiación solar, y menos aún son conscientes de que los riesgos van más allá del cáncer de piel. Sus efectos biológicos son muy diversos y dependen de su longitud de onda, penetración en la piel y tiempo de exposición, pudiendo aparecer poco después de la exposición solar o años más tarde. (Duro, et al. 2003, p. 40) La exposición a la radiación solar puede producir en el ser humano cáncer de piel melanoma y no melánico, efectos agudos y crónicos en la salud de la piel, los ojos y el sistema inmunitario. El cáncer de piel no melánico comprende los carcinomas de células basales y los carcinomas de células escamosas. El cáncer melanoma empieza en los melanocitos (las células que elaboran el pigmento melanina). El eritema solar es una respuesta inflamatoria de la piel que aparece a las pocas horas de la exposición solar y alcanza su máxima intensidad de 12 horas a 24 horas. En casos extremos de exposición puede llegar a convertirse en una quemadura solar de 1º o 2º grado 30 superficial, con formación de ampollas. Este tipo de reacción se utiliza como sistema de medida del efecto biológico de los rayos ultravioleta y ha hecho definir el concepto de dosis eritematosa mínima (DEM)10 como la mínima dosis de exposición a una determinada banda de luz que provoca eritema uniforme y con límites bien definidos en la piel. Los UVB son los principales responsables del eritema y la quemadura solar. Se requieren aproximadamente dosis de 20 mJ/cm2 a 70 mJ/cm2 para producir un mínimo eritema cutáneo. La exposición a múltiples DEM (10-15) puede terminar provocando una quemadura. La capacidad eritematógena de los UVA esta entre 600 a 1000 veces inferior a los UVB, necesitándose dosis de 20J/cm2-80 J/cm2 para producir un mínimo enrojecimiento cutáneo. En los meses de verano, la cantidad total de radiación UVA y UVB que puede alcanzar la superficie terrestre entre las 9 a.m. y las 3 p.m. es de hasta 15 DEM correspondiendo aproximadamente el 85% de las mismas a rayos UVB y el 15% restante a UVA. Epidemiológicamente, el eritema y la quemadura solar son considerados como señal clínica de riesgo de cáncer cutáneo. (Duro, et al. 2003, p. 40) El fotoenvejecimiento o envejecimiento cutáneo extrínseco, a diferencia del cronológico se caracteriza por una piel áspera, seca y apergaminada, sin elasticidad, con arrugas profundas y gruesas y alteraciones de la pigmentación. Aparece como consecuencia de exposiciones repetidas y prolongadas al Sol, sobre todo radiación UVA. Las zonas expuestas son las más afectadas como cara, cuello, escote, nuca y dorso de manos. Su intensidad depende del fototipo de piel y la dosis total de radiación acumulada a lo largo de la vida. (Duro, et al. 2003, p. 40) Inhibición del sistema inmunitario. El sistema inmunitario es el mecanismo de defensa del organismo contra las infecciones y el cáncer, y normalmente reconoce y responde de forma muy eficaz a los microorganismos invasores o a la aparición de un tumor. Aunque los datos son aún preliminares, hay cada vez más pruebas de la existencia de un efecto inmunodepresor sistemático por la exposición a la radiación UV, tanto aguda como de dosis baja. (OMS, 2003, p.17) 10 Para describir el potencial eritémico de la RUV se utiliza la Dosis Eritémica Mínima (MED). Un MED se define como la dosis efectiva de UV que causa un enrojecimiento perceptible de la piel humana no expuesta previamente. Sin embargo, como no todos los individuos tienen la misma sensibilidad a la radiación UV debido a las diferentes capacidades de autoprotección de sus pieles, el MED varía entre 200 y 500 J/m2. (Lovengreen, et al. 2002) 31 Experimentos con animales han demostrado que la radiación UV puede modificar el curso y la gravedad de los tumores cutáneos. Además, las personas tratadas con medicamentos inmunodepresores presentan una mayor incidencia de carcinoma de células escamosas que la población normal. En consecuencia, además de su papel iniciador del cáncer de piel, la exposición al Sol puede reducir las defensas del organismo que normalmente limitan el desarrollo progresivo de los tumores cutáneos. (OMS, 2003, p.17) Varios estudios han demostrado que la exposición a niveles medioambientales de radiación UV altera la actividad y distribución de algunas de las células responsables de desencadenar las respuestas inmunitarias en el ser humano. En consecuencia, la exposición al Sol puede aumentar el riesgo de infecciones víricas, bacterianas, parasitarias o fúngicas, según se ha comprobado en diversos experimentos con animales. Asimismo, especialmente en los países en desarrollo, niveles altos de radiación UV pueden reducir la eficacia de las vacunas. Dado que muchas enfermedades prevenibles por vacunación son extremadamente infecciosas, cualquier factor que disminuya, aunque sea levemente, la eficacia de las vacunas puede tener un gran impacto en la salud pública. (OMS, 2003, p.17, 18) Efectos oculares. La catarata es la opacificación parcial o total del crista