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Tipos de partículas en suspensión contaminantes

Publicado en 12 agosto, 2019

Conectividad IOT, Entornos inteligentes,

Las partículas en suspensión contaminantes y no contaminantes (esta condición viene definida por su naturaleza u origen) son una de las sustancias presentes en el aire que más problemas de salud generan. Este perjudicial impacto se debe a su pequeño tamaño, que hace posible que lleguen a lo más profundo del sistema respiratorio e, incluso, al torrente sanguíneo.

Caracterización de las partículas en suspensión contaminantes y no contaminantes

Como ya se analizó de manera pormenorizada en el artículo sobre PM2.5 y PM10, las partículas en suspensión se pueden considerar como una suma de compuestos sólidos y líquidos (a excepción del agua pura) que flotan en el aire. No obstante, también se tiende a englobar bajo esta denominación las partículas sedimentables con diámetro superior a 20 µm (Viana, 2003).

En los siguientes epígrafes se analizan sus características físicas, composición química y fuentes de emisión.

Características físicas de las partículas en suspensión

El tamaño de las partículas es una de las variables físicas más importantes, siendo de hecho un factor fundamental para determinar su grado de afección sobre la salud humana. Aunque para su clasificación se alude al diámetro o al radio, dando a entender que las partículas presentan una forma esférica, Salvador (2004) recuerda que se trata de una medida equivalente, ya que «en la naturaleza las partículas presentan en general formas muy irregulares».

En este punto cabe comentar que la clasificación de las partículas por tamaño varía en función de la disciplina de estudio (ciencias atmosféricas, epidemiología, etc.) o de si se tienen en cuenta los procesos de formación, en cuyo caso se habla de “modas”. No obstante, a efectos del presente artículo y con el objetivo de recurrir a denominaciones que comienzan a ser reconocidas por amplios grupos de población, se ha optado por considerar solo la fracción granulométrica que se emplea en el ámbito de la calidad del aire, esto es:

  • Partículas en suspensión totales (PST), que en España no están reguladas por la legislación pero que países como Canadá definen como partículas «con un límite superior de tamaño de aproximadamente 100 micrómetros o micras (µm) de diámetro equivalente aerodinámico» (1).
  • PM10, partículas con diámetro inferior a 10 micras (µm) y cuyos valores límite, medidos en µg/m3, regula el Real Decreto 102/2011, de 28 de enero, relativo a la mejora de la calidad del aire.
  • PM2.5, partículas con diámetro inferior a 2.5 micras (µm) con valores límite recogidos en el RD 102/2011.
  • PM1, partículas con diámetro inferior a 1 micra (µm) y cuya regulación no está contemplada por la legislación española.

En la siguiente imagen se puede observar un esquema del sistema respiratorio humano y el grado de penetración de las partículas en función de su tamaño.

 partículas en suspensión contaminantes esquema

Características químicas de las partículas en suspensión

La composición química de las partículas varía según la fuente emisora, el proceso de formación, que puede tener un origen natural o antropogénico, y el mecanismo, que puede ser primario o secundario. Así, por ejemplo, las partículas de las regiones costeras tendrán gran cantidad de cloruro de sodio, mientras que las procedentes de motores de combustión presentarán una mezcla de carbón, metales y sulfatos.

No obstante y como detallan Mejía & Páramo (2011), se pueden distinguir una serie de compuestos mayoritarios y minoritarios que se listan a continuación:

  • Compuestos mayoritarios, que representan la mayor parte de masa y entre los que destacan los sulfatos, nitratos, amonio, sodio y cloro, carbón elemental, carbón orgánico, componentes minerales y agua.
  • Compuestos minoritarios, presentes de forma adicional en forma de elementos traza, representados por metales pesados tales como el plomo, cadmio, mercurio, níquel, cromo, zinc o manganeso, y compuestos orgánicos traza, que están formados por hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) y alifáticos, aldehídos, ácidos carboxílicos y cetonas.

En relación con el impacto que, atendiendo a su composición, tienen las partículas sobre la salud humana, cabe señalar un estudio que alerta sobre los efectos nocivos que podrían tener las sustancias de origen metálico (Lequy et al., 2019). La citada investigación sugiere que algunos metales antropogénicos atmosféricos pueden estar asociados con un exceso de mortalidad, incluso en zonas con niveles relativamente bajos de exposición a la contaminación atmosférica.

Fuentes y mecanismos de formación de las partículas

Las partículas también admiten una caracterización en función de la fuente y el proceso de formación.

En este sentido, se pueden distinguir 4 grandes grupos (Salvador, 2004):

  • Emisiones naturales primarias, constituidas por la resuspensión de polvo del suelo, las erupciones volcánicas, el aerosol marino y las emisiones biogénicas. Un ejemplo claro de este tipo de partículas es el polvo sahariano que ocasionalmente causa picos de contaminación en diversas ciudades europeas.
  • Emisiones antropogénicas primarias, que se corresponden con las emanaciones de instalaciones de combustión y el transporte rodado y suelen dar lugar a material particulado carbonoso (elemental y orgánico) y partículas en suspensión contaminantes representadas por los metales pesados.
  • Compuestos inorgánicos secundarios, como los sulfatos y nitratos señalados en el epígrafe anterior, y que se forman por reacciones atmosféricas del dióxido de azufre (SO2) y los óxidos de nitrógeno (NOx).
  • Compuestos orgánicos secundarios, como los compuestos orgánicos volátiles que se forman a partir de las emisiones de la vegetación y que se engloban dentro de las partículas ultrafinas o PM2.5 o los aerosoles orgánicos secundarios que resultan de la transformación de hidrocarburos no metánicos aromáticos de la gasolina.

En resumen y como se puede observar, la caracterización de las partículas en suspensión contaminantes y no contaminantes varía en función de su tamaño, composición química u origen. No obstante, e independientemente de su tipología, todas son susceptibles de ser monitorizadas a través de las redes de calidad del aire y dispositivos IoT que ENVIRA IoT instala, configura y mantiene.

Referencias:

– (1) Environment Canada. (2013). Particulate matter 2.5 and 10. Canada.ca. https://www.canada.ca/en/environment-climate-change/services/air-pollution/pollutants/common-contaminants/particulate-matter.html
– (2) España. Real Decreto 102/2011, de 28 de enero, relativo a la mejora de la calidad del aire. Boletín Oficial del Estado, 29 de enero de 2011, núm. 25, pp. 9574 a 9626. https://www.boe.es/boe/dias/2011/01/29/pdfs/BOE-A-2011-1645.pdf
– Lequy, E., Siemiatycki, J., Leblond, S., Meyer, C., Zhivin, S., & Vienneau, D. et al. (2019). Long-term exposure to atmospheric metals assessed by mosses and mortality in France. Environment International, 129, 145-153. doi: http://doi.org/c6tk
– Mejía, G., & Páramo, V. H. (rev.). Guía metodológica para la estimación de emisiones de PM 2.5. México D.F.: Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. Instituto Nacional de Ecología (2011). ISBN 978-607-8246-52-6. http://biblioteca.semarnat.gob.mx/janium/Documentos/Ciga/libros2009/225459.pdf
– Salvador, P. (2004). Caracterización de la contaminación atmosférica producida por partículas en suspensión en Madrid. (Universidad Complutense de Madrid). https://eprints.ucm.es/5402/
– Viana, M. (2003). Niveles, composición y origen del material particulado atmosférico en los sectores Norte y Este de la Península Ibérica y Canarias (Universitat de Barcelona). http://hdl.handle.net/10261/27476

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