ARTÍCULOS DE INVESTIGACIÓN

 

Cuantificación económica de los beneficios en salud asociados a la reducción de la contaminación por MP₁₀ en Concepción Metropolitano, Chile

Health and economic benefits of reducing 10 µm particulate matter (PM₁₀) in Metropolitan Area of Concepción, Chile

 

Cristian Mardones^1,a, Andrés Saavedra^1,b, Jorge Jiménez^2,c

¹ Departamento de Ingeniería Industrial, Universidad de Concepción, Concepción, Chile.
² Departamento de Ingeniería Industrial y Centro de Ciencias Ambientales EULA, Universidad de Concepción, Concepción, Chile.
^a Doctor en Economía.
^b Candidato a Magister en Ingeniería Industrial.
^c Master of Science in Enviromental Science. Ph.D. in Civil Engineering.

Correspondencia a:

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Background: Several international studies show the effects of PM₁₀ pollution on health but specific analyses for many cities in Chile are lacking. Aim: To relate PM₁₀ concentrations to effects with population health and quantify the economic benefits of its reduction in Concepción Metropolitan Area. Material and Methods: Poisson regression and generalized additive models were used to analyze the short-term effects of PM₁₀ on mortality and morbidity, controlling for lags, seasonal, trend and weather variables. The damage function method to determine the economic impact of pollution reduction was used. Results: The selected concentration-response (C-R) coefficients showed that PM₁₀ concentrations had effects on hospital admissions with a two days lag for respiratory diseases in children under 15 years of age and with a one day lag for asthma in patients over 64 years. The effects on premature mortality had a six days lag. The decrease in 1 µg/m³ of PM₁₀ concentration would generate benefits ranging from 1,025.8 to 32,490.9 million of Chilean pesos per year, with a confidence level of 95%, according the estimation based on concentration-response coefficients and their economic cost. Conclusions: Reduction of PM₁₀ would have important health and economic benefits.

Key words: Air pollution; Mortality; Particulate matter; PM10; Respiratory disease.

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Las mediciones en las estaciones de monitoreo llevaron a que en 2006 se declarara zona latente por material particulado respirable (MP₁₀) a Concepción Metropolitano; y que posteriormente, en el año 2011, se aprobara el Anteproyecto del Plan de Prevención Atmosférico para las comunas del Concepción Metropolitano, el cual incorpora medidas que buscan evitar que se supere la norma para este contaminante.

Esta situación es preocupante ya que diversos estudios internacionales han relacionado la mortalidad, los problemas cardiovasculares y las enfermedades respiratorias con la contaminación del aire¹. También se ha investigado el material particulado fino y sus efectos sobre la morbilidad² y mortalidad³. Sin embargo, no es sólo la concentración la que produce daños sino que también la composición afecta el estado de salud de las personas⁴. En Santiago de Chile, se logró asociar la muerte prematura a la contaminación vehicular⁵, y también se concluyó que las concentraciones “aceptables” para la mayoría de la población no resultan ser adecuadas para los más ancianos⁶. En la ciudad de Temuco también se encontró una asociación entre contaminación diaria por MP₁₀ y mortalidad por causas respiratorias, cardiovasculares y cardiorrespiratorias⁷.

En este trabajo, los efectos de la concentración de MP₁₀ sobre la mortalidad y morbilidad son estudiados de forma desagregada según causa y por rango etario con distintos modelos estadísticos. Luego, se valorizan económicamente los efectos en la salud de variaciones en las concentraciones diarias de MP₁₀. Estos beneficios económicos provienen casi en su totalidad de las muertes prematuras evitadas, y en mucho menor magnitud, por el ahorro asociado al tratamiento de enfermedades respiratorias.

Específicamente, para la evaluación económica de los beneficios en salud se utiliza el método de la función de daño, el cual ha sido utilizado en Chile para evaluar diversos planes de descontaminación⁸ (Cifuentes L. Generación de Instrumentos de Gestión Ambiental para la Actualización del Plan de Descontaminación Atmosférica para la Región Metropolitana de Santiago al Año 2000. Santiago, Chile, Pontificia Universidad Católica de Chile. Departamento de Ingeniería Industrial y de Sistemas, Diciembre 2000 y DICTUC. Análisis General del Impacto Económico y Social de la norma de calidad del aire por MP_2,5. Santiago 2010). Las etapas del método de la función de daño son las siguientes: las emisiones de las distintas fuentes contaminantes se traducen en concentraciones sobre una localidad; existe una población expuesta que sufre los efectos de las concentraciones ambientales; luego, para relacionar las concentraciones con los efectos en la salud, se utilizan las funciones concentración-respuesta (C-R); finalmente, se pueden calcular los beneficios generados a partir de los daños evitados en mortalidad prematura y morbilidad debido a la reducción en las concentraciones del contaminante.

 

Figura 1. Concentraciones diarias MP₁₀ Concepción Metropolitano 2004-2008.
Fuente: Elaboración propia en base a SINCA.

 

Material y Método

Estudio epidemiológico

La relación entre los niveles de concentraciones y los efectos sobre la salud se establece a través de las funciones concentración-respuesta (C-R). Estas funciones se obtienen, por lo general, de estudios epidemiológicos de series de tiempo, de cohorte, o de sección transversal. Los estudios de series de tiempo relacionan estadísticamente los cambios temporales (por lo general diarios) en la incidencia de efectos en la población de una ciudad con los cambios en la concentración de un contaminante. La población expuesta a través del tiempo actúa como su propio control estadístico. Sin embargo, para establecer la función C-R se requiere condicionar por variables confundentes, como los datos meteorológicos, pues varían de forma diaria al igual que la contaminación. Dada la información disponible esta investigación tiene carácter de serie de tiempo.

Para definir los grupos vulnerables, las causas de enfermedades y mortalidad prematura, confundentes, modelos estadísticos y consideraciones más frecuentemente aplicados, se realizó una revisión de distintas investigaciones epidemiológicas internacionales y nacionales, un resumen de las más relevantes se puede observar en la Tabla 1.

 

Tabla 1. Revisión de metodologías en diversos estudios epidemiológicos

 

A partir de esta revisión se decidió utilizar los modelos de regresión Poisson y GAM (Modelo Aditivo Generalizado), también, se determinó que no existe un agrupamiento etario único en las distintas investigaciones, por lo cual se consideraron los grupos más frecuentemente utilizados, estos son mayores 64 años, de 64 a 15 años, y los menores de 15 años. Los efectos sobre la salud más estudiados son las muertes no accidentales (excluye sólo V00-Y98 del ICD-10), respiratorias (I00 a I99) y cardiovasculares (J00 a J99); que son incluidas en este estudio junto con las causas digestivas como control (K00 a K93). Además, se decidió analizar un nivel de desagregación mayor de enfermedades, que consideran asma (J45), bronquitis aguda (J20), enfermedades cardíacas isquémicas (I20 a I25) y cirrosis hepática alcohólica (K703), esta última también como control.

La información disponible junto con la revisión bibliográfica permitió definir las variables para realizar los análisis estadísticos (Tabla 2). Específicamente, se reunieron datos meteorológicos, concentraciones de MP₁₀, ingresos hospitalarios y de muertes diarias ocurridas en Concepción Metropolitano.

 

Tabla 2. Variables utilizadas en los modelos

 

Los datos meteorológicos fueron obtenidos de la Dirección Meteorológica de Chile (registrados en el aeropuerto Carriel Sur) e incluyen registros diarios de temperatura, humedad, velocidad del viento y lluvia.

La información de las concentraciones diarias de MP₁₀ provienen de las estaciones de monitoreo del Sistema de Información Nacional de Calidad del Aire (SINCA) entre los años 2004 y 2008. Los datos diarios de mortalidad e ingresos hospitalarios por enfermedades, se obtuvieron del Departamento de Estadísticas e Información de Salud (DEIS) del Ministerio de Salud. En la Tabla 3 se presentan a modo de resumen los totales anuales para cada uno de los efectos estudiados.

 

Tabla 3. Casos anuales de mortalidad y morbilidad en Concepción Metropolitano desagregados
por causa y edad 2004-2008

 

Se puede observar que la mayor cantidad anual de casos de mortalidad se presenta en las personas mayores de 64 años, y que a mayor desagregación por tipo de causa existen menos casos. Para los ingresos hospitalarios por enfermedades respiratorias, la mayoría de casos son atribuidos a las personas menores de 15 años, mientras para los ingresos por enfermedades al sistema respiratorio y circulatorio, las personas mayores de 64 años presentan cifras similares al grupo entre 15 y 64 años, aunque representan una menor población.

Para generar una asociación entre el MP₁₀ y los efectos en la salud se requieren utilizar modelos estadísticos. Los modelos de regresión Poisson pertenecen a los Modelos Lineales Generalizados (GLM) y se pueden representar de la siguiente forma:

Por otra parte, los modelos GAM permiten evaluar efectos no lineales al incluir las variables explicativas como funciones alisadas llamadas splines. En este estudio son incluidas las variables meteorológicas en splines con tres grados de libertad, excluyendo la lluvia que tiene carácter binario. Estos modelos se puede representar como:

Para la estimación de estos modelos se utiliza el protocolo APHEA (Air Pollution and Health European Approach) en el cual las variables de interés se incluyen de manera secuencial, en la medida que cumplan con tener un valor-p menor a un valor crítico (en este estudio es 0,15), luego si la variable asociada a la contaminación aún se conserva y tiene un valor-p menor a 0,05 se considera que existe una relación estadística entre la salud y la contaminación.

A partir del coeficiente C-R asociado al MP₁₀ es posible estimar el riesgo relativo (RR_ij) de la causa i en el grupo de población j, el cual se calcula de la siguiente forma:

Para validar los coeficientes C-R calculados, se definieron algunos criterios de selección. Primero, sólo fueron seleccionados aquellos coeficientes que tuvieran un nivel de significancia menor a 5%. Segundo, se escogieron aquellos coeficientes que arrojan un riesgo relativo (RR) entre 1 y 2, ya que para fuera de este rango de valores no es razonable atribuir efectos de la contaminación sobre la salud. Finalmente, se puede incluir un criterio adicional de exclusión en el caso de los ingresos hospitalarios, ya que si existen efectos para el cual se tiene más de un coeficiente C-R que cumple con el nivel de significancia y el rango de RR, pero que pertenecen a distintos niveles de desagregación, para no doble contabilizar los efectos se escoge aquél de mayor desagregación.

Evaluación Económica de Beneficios en Salud

Para el cálculo de beneficios se utiliza el método de la función de daño que consiste en una secuencia de modelos epidemiológicos y de valoración económica.

En primer lugar se utilizan modelos que vinculan los efectos de un cambio diario en la concentración de MP₁₀ sobre la salud de la población expuesta. Así, las funciones C-R para mortalidad prematura y morbilidad estimadas se proyectan a toda la población, para ello se multiplican por sus respectivas tasas bases diarias y población expuesta por el período de un año. Las tasas bases diarias reflejan el número de casos ocurridos diariamente en Concepción Metropolitano. Así, al multiplicar cada tasa base diaria por su respectivo coeficiente C-R y agregando los casos en el período de un año para todas las comunas es posible estimar los efectos sobre la salud ante la variación de 1 µg/m³ de MP₁₀.

Luego, se requiere cuantificar en términos monetarios los daños en salud, es decir, los costos monetarios asociados a los efectos valorados, que en este caso incluyen el valor de la vida estadística (VVE) por los casos de mortalidad prematura y los costos monetarios por los ingresos hospitalarios.

Para asociar valores monetarios a la mortalidad prematura en la literatura se han utilizado típicamente tres enfoques: valoración contingente, salarios hedónicos y capital humano. Mientras que para estimar los costos asociados a la morbilidad, generalmente se han utilizado los costos directos asociados con la enfermedad, gastos defensivos y valoración contingente¹¹.

En este trabajo para la valorización de la mortalidad prematura evitada se utilizan los resultados de un estudio de salarios hedónicos que a partir de diferencias salariales generadas por mayor riesgo de mortalidad laboral estima para Chile un VVE de 4,6 millones de dólares¹⁰. En cuanto a los casos evitados de morbilidad, estos son valorizados de acuerdo al costo de hospitalización que incluye el valor de los días cama más la consulta médica para cada enfermedad (MM$ 0,319, MM$ 0,226 y MM$ 0,168 para admisiones hospitalarias cardiovasculares, respiratorias y asma, respectivamente). Estos costos se calculan según el número de días de hospitalización y el valor de la prestación médica que proviene del “Estudio de costos de prestaciones de salud” realizado por el Departamento de Salud Pública de la Pontifica Universidad Católica de Chile (Pontificia Universidad Católica de Chile. Estudio de costos de prestaciones de salud. Pontificia Universidad Católica de Chile, Departamento de Salud Pública. Santiago 2012).

Finalmente, los beneficios monetarios en salud se calculan con la siguiente fórmula:

Donde,

Población_j: subgrupo j de la población.

Tasa base_ij: tasa base del período para el efecto tratado i sobre el subgrupo de la población j.

β_ij: coeficiente C-R calculado para el contaminante con respecto al efecto tratado i sobre el subgrupo de la población j.

Valor_ij: valorización del efecto tratado i sobre el subgrupo de la población j.

Resultados

En esta sección se presentan los coeficientes C-R estimados y que sirven para asociar los niveles de concentración de MP₁₀ con las muertes e ingresos hospitalarios ocurridos en Concepción Metropolitano.

De acuerdo a los resultados de la Tabla 4 y los criterios de selección de la sección 2.1, se decidió utilizar para la valoración de beneficios en salud el coeficiente C-R calculado con la regresión Poisson para el total de muertes no accidentales, donde el efecto es producido por el MP₁₀ con un rezago de seis días. Así como también, los coeficientes de los ingresos hospitalarios asociado a enfermedades respiratorias en menores de 15 años (j_15) y asma en mayores de 64 años (asm_64). La especificación de los modelos seleccionados se presenta en la Tabla 5.

 

Tabla 4. Coeficientes C-R en Concepción Metropolitano

 

Tabla 5. Especificación de los modelos de regresión seleccionados para la valoración
de beneficios en salud en Concepción Metropolitano

 

En la Tabla 6 se presentan los beneficios marginales en salud generados por la reducción de la concentración en una unidad. Para comprender el cálculo, se ejemplifica la estimación de beneficios para la comuna de Concepción: el coeficiente C-R para mortalidad prematura (0,001284) se multiplica por los habitantes de la comuna (230.729 personas), por la tasa de efectos base anual (0,503%), por el VVE en millones de pesos (MM$ 2.544,3) y por el cambio en las concentraciones (1 g/m³). El valor obtenido son los beneficios monetarios por menor mortalidad en la comuna de Concepción (MM$ 3.794,1), los cuales sumados a los beneficios por menor morbilidad estimados con similar procedimiento (MM$ 0,003 por asma en mayores de 65 años y MM$ 0,205 por enfermedades respiratorias en menores de 15 años) permiten estimar beneficios totales en la misma comuna por MM$ 3.794,3.

 

Tabla 6. Beneficios marginales estimados (MM$)

 

Es importante mencionar, que como los coeficientes C-R provienen de cálculos estadísticos, estos tienen un intervalo de confianza, por lo que también es posible obtener un intervalo para los beneficios (límite inferior y superior). Como era de esperar las comunas que presentan mayores beneficios son Concepción y Talcahuano, esto se debe a que los beneficios en salud están directamente relacionados con la población afectada, cuyo número es mayor en estas comunas.

Discusión

En general el cálculo de los beneficios en salud es sensible a los coeficientes C-R utilizados (especialmente de mortalidad), ya que para los otros parámetros requeridos en la función de daño existe menos incertidumbre respecto a su valor (población afectada, tasas base y variación en la contaminación).

En particular, para este estudio el coeficiente C-R de mortalidad para el total de la población por exposición aguda de MP₁₀ tiene un valor de 0,0012 y 0,0013, dependiendo del modelo estadístico utilizado (GAM o Poisson), valor similar al encontrado en un estudio para la ciudad de Santiago que arrojó un 0,0012 para exposición aguda a MP_2,5⁵, cabe señalar que en la zona de estudio un alto porcentaje del MP₁₀ corresponde a MP_2,5. A diferencia de otro estudio para Santiago¹¹ que encuentra efectos significativos del MP_2,5 sobre todas las causas con nivel de desagregación media para la mortalidad, en el presente estudio se encuentra un efecto sobre el total de causas no accidentales, y en causas isquémicas al corazón en mayores de 64 años, esto último concuerda parcialmente con quienes encuentran un efecto significativo de la mortalidad sobre la población de mayor edad⁶.

De acuerdo a los datos y metodología utilizada, los beneficios en salud estimados para todas las comunas del Concepción Metropolitano varían entre 1.025,8 y 32.490,9 millones de pesos anuales con un nivel de confianza de 95% por una reducción de 1 mg/m³ en las concentraciones diarias de MP₁₀, los cuales por los datos y metodología empleada corresponden a beneficios atribuibles a exposiciones de corto plazo.

Si se comparan los beneficios calculados en este estudio respecto a los que se podrían estimar con funciones C-R reportados por la evidencia internacional de los efectos de largo plazo de las concentraciones de MP₁₀ sobre la mortalidad en toda la población¹², ajustando por la relación MP₁₀ a MP_2,5 en la zona de estudio, sería posible determinar beneficios anuales entre 19.520,5 y 142.281,1 millones de pesos en la zona del Concepción Metropolitano. La diferencia se debe principalmente a que los beneficios están influenciados casi en su totalidad por el efecto de la contaminación sobre la mortalidad y el coeficiente C-R para exposición a largo plazo es aproximadamente cinco veces mayor.

 

Referencias

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Recibido el 1 de agosto de 2014, aceptado el 30 de marzo de 2015.

Correspondencia a: Cristian Mardones P.,
Edmundo Larenas 219, Concepción, Chile. Teléfono: 56-41-2203614.
crismardones@udec.cl