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Material particulado PM10/PM2,5

La materia particulada presente en la atmósfera, varia ampliamente en su composición química y física en función de la fuente emisora y del tamaño de la partícula emitida. El material particulado presente en la atmósfera se clasifica en fracciones que tienen que ver con el tamaño de cada una de las partículas que lo constituyen.

Tres son los grupos de clasificación más habituales. Material con tamaño de partícula superior a 10 micras, material con tamaño inferior o igual a 10 micras conocido como PM10, y material con tamaño de partícula inferior a 2,5 micras conocido como PM2,5 estas últimas son las que más importancia tienen en la contaminación urbana ya que pueden penetrar profundamente en los pulmones y poseen riesgos potenciales significativos para la salud. Las partículas de tamaño comprendido entre las 2,5 y las 10 micras, no son realmente inhaladas hasta las vías profundas y se expulsan de manera relativamente eficaz a través de las mucosidades o de la tos, o sedimentan directamente sin llegar a penetrar en el árbol respiratorio.

El material particulado, se clasifica como primario si es emitido directamente a la atmósfera o secundario si se forma a partir de reacciones entre contaminantes dentro de la atmósfera, o se modifica por condensación y crecimiento.

La principal fuente de partículas primarias son los procesos de combustión, en particular de la combustión del carbón. Estas partículas son transportadas por gases calientes a lo largo de un tubo o chimenea donde pueden aparecer nucleaciones espontáneas de partículas de carbón con posterioridad a la emisión.

En nuestra zona geográfica en determinadas épocas del año esta fuente primaria es superada por el material particulado procedente de la resuspensión originada en las tareas agrícolas y por el transporte a larga distancia de material fino con tamaños entre 5 y 10 micras procedente de tormentas de polvo originadas a cientos de kilómetros de distancia (desierto del Sahara). Las partículas secundarias se forman típicamente a partir de productos de baja volatilidad que se generan dentro de la atmósfera, por ejemplo por la oxidación del dióxido de azufre a ácido sulfúrico. El tiempo de vida en la atmósfera de la materia particulada se encuentra estrechamente unida al tamaño de la partícula, pero puede llegar a los 10 días para partículas de menos de 1 micra de diámetro.

En las ciudades Europeas el material particulado generado en procesos de combustión procede tanto de los sistemas de calefacción de edificios como de las emisiones generadas por el tráfico rodado con una especial importancia en los motores de ciclo diesel con tecnologías de motor anteriores al año 2000. Es conocido que estos humos crean situaciones de reducción de la visibilidad en determinadas vías de tráfico. (ej. túneles) Los tamaños del material particulado emitido por los motores se sitúa dentro de la fracción PM2,5 y este tamaño de partículas se encuentra íntimamente asociado a problemas de salud dado que entre sus efectos aparecen impactos claros sobre las enfermedades cardiacas y pulmonares. Adicionalmente pueden producirse efectos de adsorción en superficie de compuestos carcinógenos sobre los pulmones al tratarse de un material que penetra profundamente dentro de la estructura pulmonar.

La naturaleza del material particulado ambiental

Las partículas presentes en el aire ambiente se caracterizan por su tamaño, forma y composición química. Las partículas pueden ser sólidas o líquidas, esféricas o de formas irregulares, y pueden contener una mezcla interna de compuestos y fases o estar formadas exclusivamente por un solo compuesto químico.

Un aerosol contiene una gran variedad de partículas de todos los tipos y tamaños dentro de un ambiente gaseoso. Es muy común que para caracterizar un aerosol utilicemos un método de clasificación por agregados que incluye la concentración total en masa de partículas del aerosol que analicemos.

Precursores y composición agregada en función del tamaño de la partícula

El material particulado es emitido directamente a la atmósfera o se forma a partir de procesos físicos y químicos dentro de la propia atmósfera dando como resultado toda una variedad de tamaños y composiciones. Una gran parte de las partículas finas (la fracción comprendida entre 2,5 y 10 micras) tienen un origen secundario y su presencia en la atmósfera refleja la contribución de los gases precursores en los procesos atmosféricos.

El material particulado y su impacto sobre la visibilidad

Las partículas en suspensión en el aire interfieren la transmisión de la luz dentro de la atmósfera. La dispersión y la absorción de la luz por parte de las partículas da lugar a una degradación de la visibilidad que se manifiesta por una reducción de la distancia a la que podemos ver una imagen con el adecuado contraste y color. Pero también las partículas pueden dispersar la luz solar dentro de la imagen causando una apariencia de imagen lavada, dando la apariencia de imagen brumosa con un color y brillo propio de una atmósfera libre de bruma.

Para el público en general, estos efectos ópticos constituyen uno de los indicadores más absolutos de la presencia de contaminación en el aire. La visibilidad es también afectada por la nubosidad de origen natural, la niebla y la precipitación, pero nuestro objetivo se centra en la reducción de la visibilidad como resultado de la presencia de contaminantes en el aire.

La visibilidad obedece a la propagación de la luz en dirección horizontal, este mismo proceso de dispersión y absorción, sucede en dirección vertical y afecta al balance de la luz y el calor que recibe la tierra procedente del sol y al que a su vez desprende la tierra hacia el espacio exterior. El impacto de las partículas sobre este balance de radiación tiene una influencia decisiva sobre la meteorología y el clima.

Los efectos sobre la visibilidad debidos a la contaminación atmosférica tienen lugar en dos escalas: local y regional.

Penachos localizados o nubes de contaminación pueden obscurecer la visibilidad, a causa de lo corto de su transporte en distancias muy próximas a su fuente de emisión, los efectos locales sobre la visibilidad vienen afectados fundamentalmente por partículas primarias. La contaminación de carácter regional puede llegar a extenderse por cientos de kilómetros y salvo cuando se produce por acciones de carácter natural (volcanes o tormentas de polvo) suele originarse a partir de partículas de tipo secundario. En ambos casos tienen la capacidad de ser transportadas desde decenas a cientos de kilómetros lejos de la fuente de origen y tienen la capacidad de permanecer en suspensión bastantes días.

El material particulado y su impacto sobre la salud

La exposición al material particulado se asocia de forma clara a una prevalencia incrementada de efectos adversos sobre la salud de las poblaciones humanas, principalmente por su incidencia en procesos cardiacos y respiratorios. Las estadísticas de morbilidad y mortalidad pueden facilitarnos información sobre que ocurre con las condiciones de salud si las personas se encuentran frecuentemente expuestas a material particulado.

Habitualmente la población más susceptible la forman niños y ancianos, que responden de manera más documentada a la exposición al material particulado que los adultos. Como resultado de los numerosos factores que intervienen se hace difícil establecer relaciones claras entre factores individuales y la exposición a material particulado de forma individual.

El contraste del grado de exposición personal al material particulado constituye uno de los retos del mundo científico al contar con información muy limitada al grado de exposición y mucho más en relación con la respuesta de las personas a esta exposición. Conociéndose muy poco sobre lo que ocurre desde que una partícula entra en el cuerpo humano, como se efectúa su retención, en que se convierte, y cuál es el grado de impacto final de esta partícula inhalada.

Sin embargo por parte de las autoridades ambientales de la Unión Europea se reconoce el papel del impacto de este material particulado sobre la salud de las personas y este se ha reflejado últimamente con la promulgación de nuevas Directivas que fijan valores límite específicos para este material particulado mucho más restrictivos que los anteriores valores Nacionales.

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