Descripción
USO DEL CARBÓN ACTIVADO EN LA PURIFICACIÓN DEL AIRE EN AMBIENTES URBANOS DE JULIACA
Problema
La ciudad de Juliaca enfrenta altos niveles de contaminacion del aire debido al rapido crecimiento urbano, la expansion del parque automotor y la quema de residuos solidos. Este fenomeno ha originado una crisis ambiental que impacta directamente en la salud publica, especialmente en los sectores mas vulnerables de la poblacion centricas Centro comercial ll, tupac amaru, ladrillerias Gonzalez, 2021.
La contaminacion del aire en Juliaca es provocada principalmente por las actividades urbanas no planificadas, que generan altos niveles de emisiones de particulas contaminantes, como el material particulado PM2.5 y PM10 y gases como el monoxido de carbono Lopez & Perez, 2019. La quema de residuos solidos en areas urbanas tambien contribuye significativamente a esta problematica, agravando la calidad del aire y afectando el bienestar de los habitantes Ministerio de Salud del Peru, 2020.
La exposicion constante a estos contaminantes aumenta el riesgo de enfermedades respiratorias y cardiovasculares en la poblacion, especialmente en ninos, ancianos y personas con condiciones preexistentes Ramirez, 2021. La gestion inadecuada de los residuos solidos y la falta de infraestructura adecuada para su disposicion final son factores que intensifican esta problematic Garcia, 2020.
1.1 Justificacion
La contaminacion del aire es uno de los problemas ambientales mas criticos en las ciudades intermedias de Peru, incluida Juliaca, donde el crecimiento urbano desordenado, la actividad vehicular y la quema de residuos contribuyen a niveles peligrosos de contaminacion. Este problema no solo afecta la calidad del aire, sino que tambien tiene un impacto directo en la salud publica, especialmente entre las poblaciones mas vulnerables, como ninos, ancianos y personas con enfermedades respiratorias preexistentes Lopez & Perez, 2019; Ministerio de Salud del Peru, 2020.
El uso de tecnologias para mitigar la contaminacion del aire es esencial, y el carbon activado ha mostrado ser una opcion prometedora. Este material poroso tiene la capacidad de adsorber una variedad de contaminantes, incluyendo gases toxicos como dioxido de azufre, monoxido de carbono y particulas en suspension Gonzalez, 2021; Ramirez, 2021. A traves del proceso de adsorcion, el carbon activado captura estos contaminantes en su superficie, mejorando asi la calidad del aire de manera eficiente y sostenible Hernandez, 2018.
Diversos estudios han evidenciado la efectividad del carbon activado en entornos urbanos, especialmente en areas de alta contaminacion. Segun un estudio realizado por Iberia 2023, la implementacion de sistemas de purificacion con carbon activado en diversas ciudades ha mostrado una disminucion significativa en la concentracion de particulas contaminantes, mejorando la salud de los habitantes y reduciendo los costos asociados a enfermedades respiratorias. Ademas, la investigacion de Mendoza et al. 2018 destaco la viabilidad del carbon activado como una solucion rentable y accesible para la purificacion del aire, especialmente en contextos urbanos con altos niveles de contaminacion.
En Juliaca, donde los niveles de contaminacion del aire continúan superando los limites recomendados por la Organizacion Mundial de la Salud OMS, el uso del carbon activado podria representar una solucion efectiva para mitigar los efectos de la contaminacion. La adopcion de esta tecnologia contribuiria no solo a la mejora de la calidad del aire, sino tambien a la proteccion de la salud publica, al reducir los riesgos asociados con enfermedades respiratorias y cardiovasculares causadas por los contaminantes atmosfericos Garcia, 2020.
1.2 Estado del Arte
La problematic de la contaminacion atmosferica en ciudades urbanas como Juliaca ha sido abordada por diversas investigaciones cientificas. Un eje importante en estas investigaciones es el analisis de los contaminantes comunes en el aire urbano: particulas en suspension PM2.5 y PM10, dioxido de nitrogeno NO2, monoxido de carbono CO, y dioxido de azufre SO2. Segun la Environmental Protection Agency EPA, 2018, estos compuestos estan directamente relacionados con afecciones respiratorias y cardiovasculares.
El carbon activado ha sido ampliamente documentado por su capacidad de adsorcion de estos contaminantes. Estudios como el de Journal 2018 y Chemosphere 2021 indican que la eficacia del carbon activado depende de factores como la temperatura, la humedad relativa y el tiempo de contacto con los gases. Ademas, la investigacion de Evaluacion Comparativa del Ciclo de Vida 2022 demuestra que el uso del carbon activado puede ser ambientalmente sostenible si se considera su reciclaje y reutilizacion.
En el caso especifico de Juliaca, informes del MINAM 2017 y datos mas recientes del observatorio Labs 2025 senalan que los niveles de PM2.5 y PM10 superan los Limites Maximos Permisibles establecidos por la normativa nacional. Asimismo, el estudio de ResearchGate 2022 proporciona evidencia del vinculo entre la exposicion prolongada a estos contaminantes y el aumento en la incidencia de enfermedades respiratorias, especialmente en poblaciones vulnerables como ninos y adultos mayores.
Aunque existe una solida base teorica sobre los beneficios del carbon activado en contextos urbanos, el vacio de conocimiento radica en la escasez de estudios aplicados al contexto andino y urbano especifico de Juliaca. Esta investigacion busca llenar ese vacio al evaluar empiricamente la efectividad del carbon activado en condiciones ambientales locales, considerando su impacto en la salud publica, la sostenibilidad del sistema y la percepcion de la comunidad sobre su implementacion. Investigaciones recientes como las de Environmental Science & Technology 2020 y Journal of Hazardous Materials 2019 destacan que el carbon activado no solo es eficaz para la adsorcion de PM2.5 y gases toxicos como NO2 y SO2, sino que tambien puede ser modificado quimicamente para mejorar su capacidad de captura de compuestos organicos volatiles COVs, ampliando su aplicabilidad en entornos urbanos con alta carga contaminante. Ademas, estudios de Atmospheric Pollution Research 2021 sugieren que la combinacion de carbon activado con otros materiales adsorbentes, como zeolitas o biocarbones, podria optimizar su desempeno en ciudades de altura como Juliaca, donde las condiciones atmosfericas particulares presion reducida, variacion termica influyen en la eficiencia del proceso de adsorcion. Por ello, la presente investigacion no solo aborda la eficacia tecnica del carbon activado, sino que tambien analiza su viabilidad economica, social y ambiental en funcion de su posible implementacion a gran escala, contribuyendo a la construccion de soluciones sostenibles e integrales frente a la creciente problematic de la contaminacion del aire en zonas urbanas altoandinas Atmospheric Pollution Research 2021.
1.3 Objetivos
Evaluar la efectividad del uso del carbon activado como tecnologia de purificacion del aire en ambientes urbanos de Juliaca.
1.3.1 Objetivos especificos
• Identificar los principales contaminantes del aire presentes en Juliaca PM2.5, PM10, NO2, CO, SO2 utilizando sensores caseros, instalados en soportes simples en puntos estrategicos de la ciudad.
• Determinar la capacidad de adsorcion del carbon activado bajo condiciones ambientales locales mediante un purificador casero con filtros de carbon activado, midiendo contaminantes con los sensor portatil y despues del paso del aire.
• Comparar los niveles de contaminacion antes y despues de la implementacion del carbon activado, registrando datos con el sensor manual.
1.4 Hipotesis
El uso del carbon activado como tecnologia de purificacion del aire en Juliaca reducira de manera significativa los niveles de contaminantes atmosfericos, como las particulas finas PM2.5 y PM10, los oxidos de nitrogeno NO2, monoxido de carbono CO y dioxido de azufre SO2, lo que resultara en una mejora notable de la calidad del aire y una reduccion de los riesgos para la salud publica Iberia, 2023; Mendoza et al., 2018.
*1.5 Variables*
VARIABLES INDEPENDIENTES*:
• Emisiones vehiculares
• Crecimiento urbano desorganizado
• Ausencia de monitoreo ambiental
*VARIABLE DEPENDIENTE:
Contaminacion del aire provocada por las emisiones vehiculares en la ciudad de Juliaca como factor determinante en el aumento de enfermedades respiratorias y cardiovasculares, por el impacto de los contaminantes generados por el trafico vehicular, tales como PM2.5, PM10, NO2 y CO.
Metodologia
2.1 Diseño Metodologico
El estudio aplicara un diseño longitudinal de tipo panel, con enfoque cuantitativo y explicativo. Segun Souza Julian y Perez 2015, este diseño permite evaluar el efecto de una intervencion a lo largo del tiempo en un mismo grupo. La investigacion no aleatoriza las zonas intervenidas, pero realiza mediciones antes y despues de aplicar el carbon activado, lo cual permite observar su impacto.
2.2 Diseño muestral
Poblacion: habitantes de zonas urbanas de Juliaca con alta contaminacion, centro comercial ll, Mercado tupac amaru, salida Arequipa ladrillerias
Muestra: tres zonas urbanas con niveles criticos de contaminacion, centro comercial ll, Mercado tupac amaru, salida Arequipa ladrillerias
Muestreo: no probabilistico, por conveniencia.
Tamano muestral: se determinara segun disponibilidad de sensores y acceso a registros de salud locales.
Unidad de analisis: niveles de contaminantes en aire, percepcion ciudadana e indicadores de salud.
2.3 Tecnicas de Recoleccion de Datos
• Monitoreo continuo de calidad del aire usando sensores para PM2.5, PM10, NO2, CO y SO2.
Paso1: Elaboracion de un modulo casero de monitoreo ambiental.
Paso 2: Instalacion de los sensores caseros a una altura aproximada de 1.5 metros para representar la altura de respiracion humana.
Programacion sencilla del modulo casero.
Recoleccion manual diaria de datos.
Registro y organizacion de los datos obtenidos
• Encuestas estructuradas y entrevistas para medir percepcion de calidad del aire y afecciones respiratorias.
PASO 1: Diseño de encuestas sencillas con escala de percepcion sobre calidad de aire, problemas respiratorios y conocimiento sobre el uso del carbon activado.
PASO 2: Seleccion de la muestra minimo 30 personas por zona.
PASO 3: Aplicacion directa de encuestas de manera presencial, usando papel o Google Forms.
PASO 4: Realizacion de entrevistas semiestructuradas a pobladores clave.
PASO 5: Analisis y transcripcion de datos.
• Revision de registros medicos locales para evaluar frecuencia de enfermedades respiratorias.
PASO 1: Solicitud formal de acceso a reportes medicos en centros de salud.
PASO 2: Revision de registros de casos respiratorios.
PASO 3: Anotacion de casos por zona, edad y mes.
PASO 4: Organizacion de datos medicos en Excel.
PASO 5: Comparacion con resultados de calidad de aire.
2.4 Tecnicas Estadisticas para el Procesamiento de la Informacion
Algunas opciones comunes son SPSS, Amos, Statistica, R, webQDA y Excel.
3 Referencias Bibliograficas
Chemosphere. (2021). Factors affecting activated carbon adsorption. Chemosphere, 270, 132536.
Environmental Protection Agency (EPA). (2018). Health effects of air pollution. EPA Reports.
Evaluacion comparativa del ciclo de vida de la produccion de carbon activado a partir de diferentes precursores. (2022). ResearchGate.
Hernandez Sampieri, R., & Mendoza Torres, C. (2018). Metodologia de la investigacion: Las rutas cuantitativa, cualitativa y mixta (6.ª ed.). McGraw-Hill Education.
Journal of Environmental Management. (2018). Efficiency of activated carbon in urban air pollution control: A review. Journal of Environmental Management, 223, 59–71.
Labs Peru. (2025). Concentraciones de PM2.5 y PM10 en ciudades andinas. Observatorio Nacional de Calidad del Aire.
Ministerio del Ambiente (MINAM). (2017). Estandares de calidad ambiental para aire. Gobierno del Peru.
Pollution. (2016). Environmental factors influencing urban air quality in high-altitude cities. Environmental Pollution, 218, 1189–1201.
ResearchGate. (2022). Air pollution exposure and public health outcomes in Peruvian urban zones. ResearchGate Publications.
Andia Huillca, A. (2021). Informe de monitoreo de calidad del aire en Juliaca, Peru. Universidad Peruana Union. Recuperado de es.scribd.com
Chuquija-Flores, I. C. (2021). Contaminacion del aire producido por el parque automotor de vehiculos menores de la categoria L5 y su incidencia en el impacto vial en la ciudad de Juliaca. Universidad Nacional de Juliaca. Recuperado de alicia.concytec.gob.pe
National Institute of Environmental Health Sciences (NIEHS). (s.f.). La contaminacion del aire y su salud. Recuperado de niehs.nih.gov
Organizacion Mundial de la Salud (OMS). (2025, 12 de abril). La contaminacion se asocia con el asma, fallos cardiacos y partos prematuros. Cinco Dias. Recuperado de cincodias.elpais.com
Carbotecnia. (s.f.). ¿Que es el carbon activado y para que sirve? Recuperado de carbotecnia.info
CPL Activated Carbons Iberia. (2023, 1 de febrero). La eficacia de los filtros de carbon activado. Recuperado de cpl-iberia.com
Wikipedia. (2025, 8 de junio). Carbon activado. Recuperado de es.wikipedia.org
Gutierrez Arapa, R. (2023). Determinacion de material particulado en el aire en la ciudad de Juliaca. Universidad Nacional de Juliaca. Recuperado de
Organizacion Mundial de la Salud (OMS). (2023, octubre 26). Contaminacion en el aire de ciudades peruanas supera los limites recomendados por la OMS. Ojo Publico. Recuperado de https://ojo-publico.com/derechos-humanos/salud/contaminacion-el-aire-ciudades-peruanas-supera-limites-la-oms
Perez Abarca, J. (2018). Contaminacion del aire por emisiones de CO2 de los vehiculos automotores en la ciudad de Juliaca. Recuperado de https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/9726223.pdf
Carbotecnia. (s.f.). Carbon activado en Peru. Recuperado de https://www.carbotecnia.info/carbon-activado-en-peru/
Cocarbon. (s.f.). Compania de Carbon Activado del Peru. Recuperado de https://www.cocarbon.pe/
Purocarbon. (2024, octubre 12). Proveedor de Carbon Activado en Peru. Recuperado de https://activecarbon.es/blog/proveedor-de-carbon-activado-en-peru/
Mamani, A. (2017). La contaminacion en nuestra ciudad de Juliaca y como evitarla. Recuperado de https://contaminacionjuliaca2017.blogspot.com/2017/05/
Perez Abarca, J. (2018). Contaminacion del aire en la ciudad de Juliaca
| Clasificación del trabajo de investigación | Artículo de revisión narrativa |
|---|
