Medio Ambiente y Desarrollo Sustentable  
Artículo arbitrado  
Estudio comparativo de la influencia de las  
zonas arboladas urbanas en la calidad del  
aire de Ciudad Juárez, Chihuahua, México  
A comparative study of the influence of wooded urban zones  
in the air quality of Ciudad Juarez, Chihuahua, México  
1
1,2  
CLAUDIA ELIZABETH BACA-SANTINI , FELIPE ADRIÁN VÁZQUEZ-GÁLVEZ  
Recibido: Octubre 13, 2015  
Aceptado: Diciembre 8, 2015  
Resumen  
Abstract  
Desde 1997, en Ciudad Juárez, Chihuahua, se han incrementado  
los esfuerzos por reducir los niveles de contaminantes presentes  
en el aire y que están relacionados con procesos inflamatorios  
en el sistema respiratorio y cardiovascular. La presencia de  
árboles en zonas urbanas ha demostrado ser una herramienta  
para la remoción de contaminantes, como material particulado  
Since 1997, Ciudad Juarez, Chihuahua, has increased its efforts  
to reduce levels of air pollutants associated with respiratory  
and cardiovascular inflammatory processes. The presence of  
trees in urban areas has proven to be a tool for the removal of  
contaminants, such as particulate matter (PM), from the local  
atmosphere. A study was conducted during November 2014 to  
measure simultaneously five aerodynamic diameters  
corresponding to 1.0 m, 2.5 m, 4 m, 10 m and total (PM1,  
PM2.5, PM4, PM10 and PMTot) at two different sites (one wooded  
and other not), in order to study the effect vegetation has on the  
concentrations of the different fractions of particulate matter.  
The study sites were located approximately in the same area of  
the city in order to minimize the effects of dispersion by terrain  
or urban structures. Higher values of particle concentration in  
all fractions were observed in the least wooded place; however,  
a significant difference in the removal of the largest fractions  
(>10 m) was observed. The study shows the importance of  
green infrastructure into the urban areas of semiarid climates to  
mitigate exposure to PM>10 μm and justifies financing the  
incorporation of vegetation into urban areas to reduce the  
concentration of fine particles.  
(
PM), de la atmósfera local. En este estudio, se realizó una  
medición simultánea de cinco fracciones correspondientes a  
los diámetros aerodinámicos de 1.0 μm, 2.5 μm, 4 μm, 10 μm y  
totales (PM1, PM2.5, PM4, PM10 y PMTot) en dos sitios (uno  
arbolado y otro no) durante el mes de noviembre de 2014 para  
estudiar el efecto de la vegetación en la disminución de  
concentraciones de las diferentes fracciones de PM. Los sitios  
de estudio se ubicaron aproximadamente en la misma zona de  
la ciudad, por lo que los efectos de la dispersión por orografía o  
estructuras urbanas se minimizan. Los valores más altos de  
concentración de partículas en todas las fracciones se  
observaron en el punto menos arbolado. Sin embargo, se  
observó una diferencia significativa en la reducción de las  
fracciones más grandes (>10 μm). El estudio muestra la  
importancia de la infraestructura verde en las zonas urbanas  
de climas semiáridos para mitigar la exposición a PM>10 μm y  
justifica el financiamiento de incorporar vegetación para reducir  
la concentración de partículas finas.  
Keywords: air quality, particulate matter, public health, wooded  
zones.  
Palabras clave: calidad de aire, material particulado, salud  
pública, zonas arboladas.  
_
________________________________  
1
Universidad Autónoma de Ciudad Juárez. Instituto de Ingeniería y Tecnología. Av. del Charro núm. 450 Nte., Ciudad Juárez, Chih.,  
México, 32310. Tel. (656) 688-4847.  
Dirección electrónica del autor de correspondencia: fvazquez@uacj.mx.  
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arboladas urbanas en la calidad del aire de Ciudad Juárez, Chihuahua, México  
Introducción  
ecientemente se ha reconocido la importancia de la vegetación urbana como un  
elemento esencial de la calidad de vida por los efectos estéticos y ambientales.  
R
Varios estudios muestran evidencia de que la vegetación urbana influye directa e  
indirectamente en la calidad del aire por el proceso de fotosíntesis que consume bióxido de  
carbono, emitiendo oxígeno y produciendo agua (Nowak et al., 1998., Nowak et al, 2006).  
Adicionalmente, la vegetación arbórea  
puede remover cantidades significativas de  
contaminantes antropogénicos, mejorando la  
calidad del medio ambiente y la de la salud  
humana. Los árboles disminuyen la temperatura  
del aire por medio de la transpiración de agua a  
través de sus hojas, bloquean la radiación solar  
aire en la salud continuarán empeorando, y la  
contaminación atmosférica podría convertirse  
en el año 2050 en la principal causa ambiental  
de mortalidad prematura. El número de muertes  
prematuras relacionadas con la exposición a  
partículas PM y PM aumentará de poco más  
10  
2.5  
de un millón en el mundo en el año 2000 a cerca  
de 3.5 millones en 2050 (OCDE, 2015).  
(sombra), reducen la absorción y el almacena-  
miento de calor en las estructuras urbanas  
como calles y edificios, y alteran las  
características del viento, factor primordial que  
influye en la dispersión de los contaminantes  
Estudios epidemiológicos han demostrado  
que la contaminación atmosférica se relaciona  
con diversos problemas de salud, y que la  
exposición está asociada a malestares en la  
salud humana que van desde irritaciones  
oculares menores hasta síntomas respiratorios  
de mayor consideración a corto plazo, y  
trastornos respiratorios crónicos como asma,  
padecimientos cardiovasculares y cáncer de  
pulmón a largo plazo. Los niños y los ancianos  
son particularmente vulnerables (Hernández et  
al., 2000; Rosales et al., 2001; Cortez et al.,  
(Nokaw et al., 1998; Nowak et al., 2006) y en los  
procesos de «isla de calor urbana» (Crutzen  
2004; Garcia-Cueto et al., 2007; Steward y Oke,  
2010). Se estima que una hectárea de árboles  
atrapa más de 500 kg de contaminantes,  
incluyendo más de 100 kg de ozono (O ) y  
3
partículas (Mexal et al., 2013).  
La remoción de contaminantes en el aire  
se lleva a cabo principalmente por tres  
mecanismos: por deposición húmeda donde la  
intervención de la lluvia ayuda a precipitar o lavar  
los contaminantes; a través de reacciones  
químicas en fase gaseosa y, finalmente, por  
deposición seca al ser retenidos en diferentes  
superficies, incluyendo los árboles. En esta  
última, los contaminantes pueden ser retenidos  
en la vegetación por sedimentación por efecto  
de la gravedad y colisiones con ayuda de  
corrientes de aire (Nowak et al., 1994).  
2
004; Haar et al., 2006; Lanki 2006; Pope y  
Dokery, 2006).  
Datos estadísticos indican que durante el año  
de 1997 en Ciudad Juárez, se emitieron a la  
atmósfera 662 mil toneladas de contaminantes,  
de los cuales, el 72% correspondía a monóxido  
de carbono (CO), 10% a hidrocarburos (HC) y el  
9.6% a partículas menores a 10 micrómetros  
(PM ) (Dirección General de Gestión de la  
1
0
Calidad del Aire y Registro de Emisiones y  
Transferencia de Contaminantes, 2012).  
A nivel mundial, la Organización Mundial de  
la Salud ha estimado que más de un millón de  
muertes prematuras al año son atribuibles a la  
contaminación atmosférica (Yang et al., 2008;  
Amorim et al., 2013).Algunos estudios estiman  
que los efectos de la contaminación urbana del  
Ciudad Juárez se localiza en el norte del  
estado de Chihuahua, a los 31º 44’ de latitud  
norte, y 106º 26’ de longitud oeste. La ciudad  
2
cuenta con una extensión territorial de 3,561 km  
y una población estimada de 1,351,302  
1
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arboladas urbanas en la calidad del aire de Ciudad Juárez, Chihuahua, México  
habitantes (Plan Estratégico de Juárez, A.C.,  
015). Sus principales actividades económicas  
pequeñas con diámetro aerodinámico menor a  
2.5 μm (fracción fina) se asocian, en general, a  
fuentes móviles y quema de biomasa. La  
composición química de las partículas finas en  
las zonas desérticas con poca aportación de  
aire marítimo, está dominada por diferentes tipos  
de hidrocarburos poliaromáticos, olefinas y  
carbón negro (Kelly et al., 2006). Las partículas  
con diámetro aerodinámico mayor a 10 μm  
2
radican en la manufactura (principalmente  
maquiladora), el comercio y servicios (Dirección  
General de Gestión de la Calidad del Aire y  
Registro de Emisiones y Transferencia de  
Contaminantes, 2012).  
El programa PROAIRE desarrolló un  
conjunto de estrategias y acciones para mitigar  
el efecto de los contaminantes atmosféricos en  
el medio ambiente y en la salud de la población.  
Entre las principales medidas que se han  
plasmado destacan la mejora de la calidad de  
los combustibles, el fortalecimiento de los  
programas de verificación vehicular, el control de  
emisiones de la industria ladrillera y la formación  
de un comité de reforestación, entre otras. Aun  
así, de acuerdo con los reportes de resultados  
del mismo PROAIRE, los niveles de varios  
contaminantes, entre ellos PM , siguen  
(fracción gruesa), normalmente se asocian a  
polvos ligeros cuya presencia se agudiza con  
el tráfico vehicular en zonas sin pavimento. Por  
tal motivo, la mayoría de las zonas urbanas en  
el norte de México exhiben una curva bi-modal  
en cuanto a la distribución del tamaño de  
partícula y una primera caracterización del  
origen y la posible composición de las partículas,  
se puede deducir por la abundancia relativa de  
partículas en función de la distribución de  
tamaños.  
1
0
mostrando una tendencia sin cambio significativo  
y arriba del valor de referencia de la NOM-025-  
SSA1-1993 para la mayoría de las estaciones  
con series de tiempo de reporte de más de cinco  
años (Figura 1).  
Las medidas establecidas en el programa  
PROAIRE, si bien están enfocadas a reducir la  
emisión de contaminantes en los puntos de  
generación, no parecen haber tenido los efectos  
esperados en la calidad del aire en cuanto a  
partículas de la fracción gruesa en general  
(Figura 1). Adicionalmente, diferentes instancias  
de gobierno han lanzado programas tendientes  
a reducir la obesidad sobre todo en niños y  
jóvenes. Como consecuencia, se han generado  
campañas para motivar a la realización de  
actividad física sin considerar la calidad del aire  
en las áreas donde se practica deporte o se  
realizan actividades de recreación familiar. Una  
de las áreas tradicionales para la realización de  
actividad física en Ciudad Juárez es el parque  
El Chamizal, que consiste en un área arbolada  
de aproximadamente 124 ha, que es  
frecuentada sobre todo los fines de semana  
para la realización de actividades físicas y días  
de campo familiares. Es el área arbolada más  
importante en Ciudad Juárez, por la edad de  
los árboles y su extensión (una discusión  
completa sobre el impacto de las áreas verdes  
en la zona metropolitana de Ciudad Juárez se  
puede consultar en Romo-Aguilar, 2008).  
Figura 1. Comparativo anual del percentil 98 de PM10 por estación  
de medición. (Ciudad Juárez, Chih., 2000-2011).  
Fuente: tomado del Informe de Evaluación del Programa de  
Gestión de la Calidad del Aire de Ciudad Juárez 2006-2012.  
Un aspecto relevante en la descripción de  
la contaminación atmosférica es la distribución  
del tamaño de las partículas en los ambientes  
urbanos. Esta distribución está inducida por las  
fuentes y la composición química de las  
mismas (Xue et al., 2014). Las fracciones más  
1
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arboladas urbanas en la calidad del aire de Ciudad Juárez, Chihuahua, México  
El presente estudio evalúa las concen-  
traciones de diferentes fracciones de material  
particulado en áreas arboladas del parque El  
Chamizal en comparación con áreas contiguas  
sin la misma densidad de árboles y aproximada-  
mente la misma influencia de tráfico vehicular  
de vehículos comerciales entre las áreas  
industriales del oriente de la ciudad con el cruce  
internacional el puente de Córdova. En otras  
palabras, ¿podría la vegetación representar una  
disminución en la exposición a partículas  
suspendidas de las personas que trabajan o se  
ejercitan en la zona? Por lo tanto, el objetivo es  
determinar las diferencias en concentraciones  
para las fracciones de partículas suspendidas  
medidas asociadas al efecto de la vegetación.  
vehicular: el Boulevard Juan Pablo II («Cuatro  
Siglos») y la Ave. Heroico Colegio Militar. Estas  
avenidas, adicional a la carga de tráfico urbano,  
son puntos de acceso al cruce internacional  
«Américas», donde las emisiones de vehículos  
en espera han sido identificadas como  
importantes contribuyentes de partículas finas  
(Mukerjee et al., 2004; Sarnat et al., 2012; Olvera  
et al., 2013). Adicionalmente, la Autopista  
Interestatal 10, principal vía de transporte  
comercial en la región, se encuentra a una  
distancia mínima de 1,300 m al norte, paralela a  
la línea fronteriza (lado americano de la frontera).  
Dentro de esta zona, se eligieron dos sitios para  
el monitoreo de PM; el que corresponde a la zona  
arbolada se ubicó dentro de las 124 hectáreas  
que ocupa la zona núcleo del parque público «El  
Chamizal». El otro sitio se ubicó a 2 km al oeste,  
en los patios de la Comisión Internacional de  
Límites y Aguas (CILA) y que no presenta una  
densidad considerable de árboles en  
comparación con el primer sitio (Figura 2).  
Materiales y métodos  
Se monitorearon las concentraciones de  
partículas suspendidas correspondientes a cinco  
fracciones: PM , PM , PM , PM y PM durante  
1
2.5  
4
10  
Tot  
la época de otoño durante el mes de noviembre  
de 2014 en dos sitios de la zona norte de Ciudad  
Juárez, Chihuahua (Figura 2). Se analizaron  
condiciones climáticas del mes de noviembre a  
partir de las estadísticas de cinco años de los  
valores de concentración por mes del año de  
material particulado PM (Sistema Nacional de  
Figura 2. Ubicación geográfica de sitios de medición.  
10  
Información de la Calidad del Aire, 2013) para  
Ciudad Juárez, Chihuahua y El Paso Texas  
(Texas Commission of Environmental Quality,  
2013). Se analizaron los datos de altura de capas  
de mezclado para la cuenca Paso del Norte (que  
comprende el municipio de Ciudad Juárez y los  
condados de El Paso, Texas, y DoñaAna, Nuevo  
México) y los valores de estabilidad atmosférica  
por mes. Como resultado, noviembre mostró ser  
el mejor mes para realizar la evaluación por la  
menor probabilidad de tener el efecto de  
deposición húmeda (por lluvias y neblinas  
principalmente) de las partículas, así como el  
acarreo de polvos de las dunas que rodean la  
ciudad y de dispersión de los contaminantes. El  
área identificada como «sitio de interés» se ubicó  
hacia el norte de la ciudad, en colindancia con la  
línea fronteriza internacional a la altura de la  
ciudad de El Paso, Texas. Esta zona está  
rodeada por dos principales vías de tráfico  
1
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arboladas urbanas en la calidad del aire de Ciudad Juárez, Chihuahua, México  
Para el monitoreo de material particulado,  
se instalaron dos equipos DustTrak DRX  
Aerosol Monitor 8533 (Figura 3). Los  
Resultados y discusión  
De acuerdo con la prueba de hipótesis, se  
observó diferencia significativa (P < 0.05) para  
todos los conjuntos de concentraciones para el  
periodo de tiempo analizado. El sitio que mostró  
valores más bajos de concentraciones de  
material particulado fue el arbolado.  
instrumentos miden a través de fotómetros  
láser simultáneamente la concentración de  
cinco fracciones de masa segregadas por  
tamaño PM , PM , PM , PM y PM , durante  
1
2.5  
4
10  
Tot  
2
4 horas, con una resolución de 12 minutos.  
-3  
Su rango de operación es de 0.001 a 150 mg.m .  
Los equipos funcionan a partir de detectores de  
dispersión y conteo que elimina la necesidad  
de obtener muestras en filtros y obtener valores  
de concentración por gravimetría. Una ventaja  
sobre los métodos inerciales y filtros es que,  
para concentraciones bajas, se puede reducir  
de manera significativa la incertidumbre por la  
pérdida de masa y manipulación de filtros  
Durante el periodo de estudio, con  
excepción de los días 19 y 20 de noviembre,  
las concentraciones no sobrepasaron el límite  
-3  
máximo permisible de 45 μg.m para PM  
y
2.5  
-3  
de 75 μg.m para PM (NOM-025-SSA1-2014).  
10  
En la Figura 4 se observa, para las cinco  
fracciones de partículas, que a partir de una  
-3  
concentración de 20.0 μg.m el comportamiento  
del sitio sin árboles comienza diferir del sitio  
arbolado, incrementando los valores de  
concentración.  
(
Mathai, 1990; Chow et al., 2006; Campos-  
Trujillo et al., 2015). Los monitoreos se  
realizaron del día 13 al 30 de noviembre del  
2
014. Las condiciones meteorológicas se  
Figura 4. Comparativo de concentraciones promedio de 24 horas  
obtuvieron del portal electrónico del Servicio  
Meteorológico Nacional de la Estación Sinóptica  
Meteorológica Automática de Ciudad Juárez,  
localizada dentro de las inmediaciones del CILA.  
Los datos obtenidos se procesaron estadística-  
mente mediante el programa Minitab 16. Se  
realizó una prueba de normalidad y se obtuvo  
la estadística descriptiva de cada conjunto de  
datos. Con base en los datos obtenidos se  
realizó una prueba de hipótesis por medio del  
método t de student pareada.  
durante 18 días de noviembre 2014 para PM (A), PM (B),  
1
2.5  
PM (C), PM (D) y PMTot (E).  
4
10  
Figura 3. Equipo de monitoreo DustTrak DRX Aerosol Monitor  
8
533 instalados en sitios de monitoreos: (A) Comisión  
Internacional de Límites y Aguas, B) Parque El Chamizal.  
A
B
1
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como la gruesa. De acuerdo con la Figura 5, el  
1
9 de noviembre se observa una presencia  
bimodal con predominancia de partículas  
gruesas, en donde los árboles permiten una  
mayor suspensión de partículas y en la zona  
sin árboles las condiciones de viento tienden a  
esparcir y diluir la presencia de contaminantes  
de ambas fracciones. Es decir, que realizar  
alguna actividad al aire libre es mejor cuando  
sopla viento que cuando está en calma en las  
zonas sin árboles, mientras que el viento tiene  
un efecto menor en la dilución de las partículas  
en las zonas arboladas.  
Figura 5. Comportamiento de días de mayor y menor  
concentración bajo condiciones de estabilidad atmosférica:  
A. Día menor concentración (16 de noviembre), B. Día mayor  
concentración (19 de noviembre).  
Con objeto de valorar la distribución bimodal  
de las partículas finas y gruesas, se analizaron  
los días 16 y 19 de noviembre, por ser los días  
en el periodo de pruebas con las condiciones  
de menor y mayor concentración de material  
particulado, respectivamente, así como una  
mayor estabilidad atmosférica. El día 16 en el  
sitio sin árboles, la fracción gruesa es  
claramente dominante asociada a una mayor  
presencia de partículas aglutinadas y de suelo  
en suspensión y en el sitio arbolado se observan  
altas concentraciones tanto de la fracción fina  
La retención de partículas está influenciada  
por varios factores. Uno de ellos, es que las  
plantas con hojas pequeñas o con hojas con  
una superficie áspera son más eficientes  
reteniendo partículas, de igual forma, partículas  
1
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arboladas urbanas en la calidad del aire de Ciudad Juárez, Chihuahua, México  
más grandes son depositadas en las hojas más  
rápido que las partículas pequeñas (Nowak,  
1
6
994). Este mecanismo se observa en la Figura  
, donde la diferencia entre ambos valores de  
concentración es más grande conforme se  
incrementa la fracción de las partículas (Figura  
6
D y 6E para PM y PM , respectivamente).  
10 Tot  
Figura 6. Comparativo de media y desviación estándar para  
valores diarios de concentraciones para PM (A), PM (B), PM4  
1
2.5  
(C), PM10 (D) y PMTot (E).  
Otro factor que afecta la retención de  
partículas es la estabilidad atmosférica y la  
velocidad del viento. En la Figura 7 se muestra  
que durante el periodo de estudio se mantuvo  
una amplia estabilidad atmosférica (vientos  
bajos y en calma).  
Figura 7. Distribución de frecuencias tipos de vientos.  
1
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arboladas urbanas en la calidad del aire de Ciudad Juárez, Chihuahua, México  
DIRECCIÓN GENERAL DE GESTIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE Y REGISTRO DE  
EMISIONES Y TRANSFERENCIA DE CONTAMINANTES. Programa de Gestión  
Conclusiones  
de la Calidad del Aire de Ciudad Juárez 2006-2012. Informe  
de evaluación (Diciembre 2012).  
De acuerdo con los resultados del estudio  
realizado se puede afirmar que la presencia de  
vegetación disminuye la concentración de  
material particulado en las zonas urbanas. Las  
concentraciones medidas de cinco fracciones  
de partículas suspendidas: PM , PM , PM ,  
GARCÍA-CUETO, O.R., M., Jáuregui, E., Toudert, D. yTejeda-Martinez,  
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1
2.5  
4
PM y PM mostraron una diferencia favorable  
10  
Tot  
medible entre la zona arbolada y la zona no  
arbolada, lo cual es posible atribuirse a la  
vegetación presente en el sitio arbolado. La  
información obtenida en este estudio puede ser  
un respaldo para justificar el financiamiento para  
incorporar, dentro de las medidas para mejorar  
la calidad del aire, la implementación de  
infraestructura verde en zonas urbanas y  
contribuir a mejorar la salud de los habitantes.  
1
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Agradecimientos.  
Al comisionado Roberto Salmón Castelo de  
la Comisión Internacional de Límites y Aguas,  
al Lic. Jesús Molinar del Invernadero del Parque  
El Chamizal del Gobierno Municipal de Ciudad  
Juárez por las facilidades brindadas para la  
realización del presente estudio. Al Dr. Héctor  
Olvera de la Universidad de Texas en El Paso,  
Adrián Vicente Peña López de la Universidad  
Autónoma de Ciudad Juárez, al Biol. Gerardo  
Tarín de la delegación de SEMARNAT en  
Chihuahua y al Dr. Alfredo Granados Olivas por  
sus valiosos comentarios.  
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Este artículo es citado así:  
Baca-Santini, C. E., F. A. Vázquez-Gálvez. 2015. Estudio comparativo de la influencia de las zonas arboladas  
urbanas en la calidad del aire de Ciudad Juárez, Chihuahua, México. TECNOCIENCIA Chihuahua 9(3): 171-179.  
Resumen curricular del autor y coautores  
CLAUDIA ELIZABETH BACA SANTINI. Concluyó sus estudios nivel licenciatura en el año 2005, obteniendo así el título de Licenciatura en  
Ingeniería Química por el Instituto Tecnológico de Parral (ITP).Realizó su posgrado en Ingeniería Ambiental, obteniendo el grado de  
Maestría en el 2015 por la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez (UACJ). Actualmente se desempeña como Ingeniero Ambiental  
y de Seguridad dentro de una empresa de clase mundial en el ramo automotriz; así como cuenta con la certificación pertinente como  
auditora líder de sistemas de administración ISO14001:2004 y OHSAS 18001:2007.  
FELIPE ADRIÁN VÁZQUEZ GÁLVEZ. Terminó su licenciatura en 1982, año en que le fue otorgado el título de Químico por el Departamento de  
Química de la Universidad De Texas en El Paso (UTEP). Realizó su posgrado en la misma universidad, donde obtuvo el grado de  
Maestro en Ciencias en Química en 1985 y el grado de Doctor en Filosofía también en el área de aerosoles atmosféricos por el  
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. Desde 2014 labora en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad  
Autónoma de Ciudad Juárez y posee la categoría de Académico titular C. Su área de especialización es la química atmosférica y la  
calidad del aire urbano. Se ha desempeñado como Subprocurador Federal delAmbiente, Subsecretario de Gestión en la SEMARNAT,  
Director Ejecutivo de la Comisión de Cooperación Ambiental de América del Norte y Coordinador General del Servicio Meteorológico  
Nacional de México.  
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