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¿Qué son las partículas PM10 y PM2.5?

Publicado en 10 junio, 2019

Entornos inteligentes,

La contaminación del aire es, en esencia, una mezcla de gases y partículas contaminantes (PM, del inglés “particulate matter”) que afectan a la salud humana, el entorno natural o las edificaciones. Pero son de manera especial estas últimas sustancias, las partículas en suspensión, las que según numerosos estudios epidemiológicos ocasionan un mayor perjuicio, siendo en muchos casos las responsables de miles de muertes y las causantes de la pérdida de años de vida saludable, como se intentará mostrar en el presente artículo.

¿Qué son las partículas en suspensión?

Las partículas en suspensión, denominadas también PM, material particulado o aerosoles, hacen referencia a las sustancias o compuestos líquidos o sólidos presentes en la atmósfera (1). Difieren entre sí, básicamente, por:

➢ su tamaño, que abarca desde unos pocos nanómetros (nm) de diámetro (el tamaño aproximado de los virus) hasta los 100 micras (µm), micrones o micrómetros (el grosor de un pelo humano),
➢ su origen, primario o secundario, en función de si han sido emitidas de forma directa a la atmósfera desde una fuente natural o antropogénica o si han experimentado algún tipo de reacción química que las ha modificado.
➢ su naturaleza, orgánica o inorgánica. En este punto cabe señalar un reciente estudio de Lequy et al. (2019) que hace referencia al especial peligro que representan las partículas de origen metálico.

El tamaño es la principal variable de clasificación, permitiendo agrupar las diferentes sustancias en:

➢ partículas gruesas, que son las que tienen un diámetro menor o igual a 10 micras.
➢ partículas finas, aquellas con un tamaño inferior o igual a 2,5 micras.

Cabe señalar también que numerosos autores, algunos de los cuales han sido consultados para la redacción del presente artículo (Liang, 2013; Bourdrel, Bind, Béjot, Morel & Argacha, 2017) distinguen también una fracción ultrafina (< 0,1µm) que ha sido también objeto de estudio desde un punto de vista médico (Fernández-Camacho et al., 2010; Araujo, 2011). No obstante, ni la legislación vigente ni las recomendaciones de organismos como la OMS han establecido todavía límites de exposición para las partículas de este tamaño.

En la siguiente imagen se puede apreciar la distribución en micras de diversos tipos de partículas (2).

particulas pm

El origen de las partículas contaminantes o PM

Tal y como se ha señalado en el epígrafe anterior, las partículas pueden tener un origen natural o antropogénico y ser emitidas de forma directa, origen mayoritario de las PM10, o estar sujetas a una serie de transformaciones en la atmósfera, que arrojan como resultado la formación de partículas PM2.5.

Las fuentes de origen de natural incluyen, por ejemplo, los incendios forestales, las erupciones volcánicas, la arena de los desiertos, el polen o las partículas de sodio procedentes de los mares y océanos. Las partículas que tiene su origen en la actividad humana, por contra, proceden de la quema de combustibles fósiles o las actividades industriales (Liang, 2013).

El tráfico, por ejemplo, es una importante fuente de generación de este tipo de sustancias. Las partículas primarias, en este caso, se generan tanto por la quema de combustible o el uso de lubricantes en el motor como por el desgaste de los neumáticos y las pastillas de freno de los vehículos (1), aunque algunos equipos investigadores apuntan a la necesidad de profundizar en estos análisis. Las partículas secundarias, en cambio, resultan de la reacción química de los gases emitidos, que adquieren un estado sólido o líquido de fácil inhalación por las personas.

Afección de las partículas PM10 y PM2.5 sobre la salud humana

Numerosas investigaciones han puesto de relieve cómo las partículas PM10 y PM2.5 afectan a la salud humana. Algunas de ellas sugieren una relación directa con enfermedades tales como la diabetes (Pearson, Bachireddy, Shyamprasad, Goldfine & Brownstein, 2010; He et al., 2017) o problemas en el desarrollo fetal (de ahí que las mujeres embarazadas puedan ser consideradas un grupo de riesgo junto con la población infantil, las personas mayores y las personas enfermas).

Sin embargo, las principales causas de muerte en el mundo son las enfermedades isquémicas del corazón, los accidentes cerebrovasculares (infartos cerebrales, derrames, etc.) y las enfermedades pulmonares obstructivas crónicas (EPOC), atendiendo a los datos de la OMS (3) y el proyecto Global Burden of Disease (4). Por tanto, el presente epígrafe describirá brevemente la relación entre las partículas y las citadas dolencias.

Enfermedades isquémicas y partículas en suspensión

La cardiopatía isquémica o enfermedad coronaria es la enfermedad causada por la arterioesclerosis. Se produce cuando las arterias que suministran sangre al corazón se estrechan, llevando a la obstrucción parcial o completa.

En relación con la implicación de las partículas en su ocurrencia, Bourdrel et al. (2017) señalan la existencia de estudios que sugieren una correlación clara, si bien muchos de los experimentos llevados a cabo para analizar las consecuencias a largo plazo han sido realizados sobre animales. No obstante, destaca un aspecto a tener en cuenta: el efecto negativo de las partículas se produce incluso cuando su concentración se sitúa por debajo de lo que establece la normativa vigente.

¿Cómo desencadenan un accidente cerebrovascular las partículas PM10 y PM2.5?

Los accidentes cerebrovasculares, también conocidos como ictus, suelen ocurrir cuando los vasos sanguíneos que transportan sangre hasta el cerebro se taponan por efecto de coágulos u otras sustancias, como las partículas en suspensión. En este sentido, cabe comentar que las PM2.5 y las partículas ultrafinas tienen el tamaño suficiente para ser absorbidas por el torrente sanguíneo, con lo cual pueden contribuir a este tipo de obstrucciones.

Los estudios consultados revelan algunos aspectos importantes en torno a la incidencia de las partículas:

➢ Bourdrel et al. (2017)

○ Estudios prospectivos apuntan a un aumento del 19% en el riesgo de accidente cerebrovascular asociado con un incremento de 5 μg/m3 en las PM2.5 anuales.
○ La exposición al tráfico aumenta el riesgo de accidente cerebrovascular, con una fuerte asociación en sujetos que viven a menos de 75 m de una carretera principal.
○ La diferente concentración de partículas también se puede relacionar con un mayor riesgo de accidente cerebrovascular y mortalidad.

➢ Hamanaka & Mutlu (2018)

○ Hacen mención a los resultados del Global Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors Study 2015, que estima que las partículas PM2.5 son el quinto factor de riesgo de mortalidad global.

La incidencia de las partículas en la ocurrencia de enfermedades pulmonares obstructivas crónicas (EPOC)

Esta enfermedad inflamatoria de carácter crónico obstruye el flujo de aire desde los pulmones, manifestándose a través de afecciones tales como el enfisema o la bronquitis crónica.

Aunque es una dolencia ligada de forma tradicional al tabaquismo (Wen & Gao, 2018), la incidencia de las partículas en suspensión cada vez es mayor, especialmente en los países en desarrollo. Esta circunstancia se debe, en gran medida, a la contaminación interior que genera la quema de combustibles fósiles destinados a la preparación de alimentos o la iluminación y calefacción de las estancias (Brakema et al., 2019).

¿Cuáles son los límites de exposición?

La principal normativa de referencia en el ámbito estatal en relación con la exposición a partículas en suspensión es el Real Decreto 102/2011, de 28 de enero, relativo a la mejora de la calidad del aire.

En este RD, además de definir qué son y cómo se debe efectuar su medición, se establecen los valores límite, medidos en µg/m3, para PM10 y los valores objetivo y límite para PM2.5, los cuales se muestran en las siguientes dos tablas..

Cómo reducir la exposición a las partículas

Aunque alcanzar una exposición cero resulta imposible, algunas estrategias orientadas a reducir la concentración de las partículas están demostrando ser útiles.

Una de ellas es, por ejemplo, la reducción del tráfico rodado y la delimitación de zonas de bajas emisiones. Este tipo de medidas, algunas de las cuales fueron descritas en el artículo sobre soluciones para reducir la contaminación de los vehículos, se pueden complementar con la monitorización de la calidad del aire en tiempo real a través de dispositivos IoT, uno de los servicios llave en mano que ofrece ENVIRA IoT.

El objetivo de estas mediciones, además de informar a la ciudadanía a través de pantallas o aplicaciones móviles, es analizar si las políticas de restricción en el tráfico tienen un reflejo positivo en la calidad del aire, un aspecto que están corroborando iniciativas como Madrid Central.

Las partículas en suspensión son, en resumen, uno de los principales agentes contaminantes presentes en la atmósfera. Su reducido tamaño hace que puedan ser absorbidas por el cuerpo, ocasionando problemas sobre la salud que se pueden manifestar en forma de obstrucciones coronarias o insuficiencia respiratoria. Su efecto negativo se constata incluso cuando la concentración es inferior a los valores límite establecidos en la legislación. Adoptar medidas como restringir el tráfico o monitorizar la calidad del aire con equipos como los ofrecidos por ENVIRA IoT son, por tanto, estrategias a tener en cuenta para reducir los aproximadamente 7 millones de personas que perecen cada año como consecuencia de la contaminación del aire interior y exterior.

Referencias:

– (1) Air Quality Expert Group – AQEG (2005) Particulate Matter in the UK: Summary. Defra, London. 
– (2) Particulates (s.f.). En Wikipedia. Fecha consulta: 04/06/2019.
– (3) Organización Mundial de la Salud (OMS). (2018). Las 10 principales causas de defunción. 
– (4) Institute for Health Metrics and Evaluation (IHME). (2018). GBD Compare.
– (5) 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.
– Araujo, J. (2011). ¿Las partículas ultrafinas son un factor de riesgo de enfermedades cardiovasculares?. Revista Española De Cardiología, 64(8), 642-645.
– Brakema, E., van Gemert, F., van der Kleij, R., Salvi, S., Puhan, M., & Chavannes, N. (2019). COPD’s early origins in low-and-middle income countries: what are the implications of a false start?. Npj Primary Care Respiratory Medicine, 29(1).
– Bourdrel, T., Bind, M., Béjot, Y., Morel, O., & Argacha, J. (2017). Cardiovascular effects of air pollution. Archives Of Cardiovascular Diseases, 110(11), 634-642.:
– Cherrie, J., Apsley, A., Cowie, H., Steinle, S., Mueller, W., & Lin, C. et al. (2018). Effectiveness of face masks used to protect Beijing residents against particulate air pollution. Occupational And Environmental Medicine, 75(6), 446-452.
– Fernández-Camacho, R., Rodríguez, S., de la Rosa, J., Sánchez de la Campa, A., Viana, M., Alastuey, A., & Querol, X. (2010). Ultrafine particle formation in the inland sea breeze airflow in Southwest Europe. Atmospheric Chemistry And Physics, 10(19), 9615-9630.
– Hamanaka, R., & Mutlu, G. (2018). Particulate matter air pollution: effects on the cardiovascular system. Frontiers In Endocrinology, 9.
– He, D., Wu, S., Zhao, H., Qiu, H., Fu, Y., Li, X., & He, Y. (2017). Association between particulate matter 2.5 and diabetes mellitus: a meta-analysis of cohort studies. Journal Of Diabetes Investigation, 8(5), 687-696.:
– 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.
– Liang, J. (2013). Particulate matter. Chemical Modeling For Air Resources, 189-219.
– Pearson, J., Bachireddy, C., Shyamprasad, S., Goldfine, A., & Brownstein, J. (2010). Association between fine particulate matter and diabetes prevalence in the U.S. Diabetes Care, 33(10), 2196-2201.
– Wen, C., & Gao, W. (2018). PM 2·5 : an important cause for chronic obstructive pulmonary disease?. The Lancet Planetary Health, 2(3), e105-e106.

¿Qué son las partículas PM10 y PM2.5?

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