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Compuestos orgánicos volátiles

    Independientemente de los hidrocarburos, los cuales también son compuestos orgánicos formados exclusivamente por hidrógeno y carbono, definiremos otras sustancias que han cobrado importancia por los potenciales efectos que pueden producir sobre la salud y el medio ambiente.

    Podemos definir compuesto orgánico como todo compuesto que contenga al menos el elemento carbono y uno o más de los siguientes, hidrógeno, halógenos, oxígeno, azufre, fósforo, silicio o nitrógeno, salvo los óxidos de carbono y los carbonatos y bicarbonatos inorgánicos.

    De la misma manera definimos compuesto orgánico volátil como todo compuesto orgánico que a 293° K tenga una presión de vapor de 0.01 kPa o más, o una volatilidad equivalente en las condiciones particulares de uso.

    Las emisiones de compuestos orgánicos volátiles contribuyen a la formación local y transfronteriza de oxidantes fotoquímicos en la troposfera, los cuales producen perjuicios a recursos naturales importantes para la economía y el medio ambiente, y en ciertas condiciones de exposición, efectos nocivos sobre la salud humana.

    Naturales

    Las fuentes naturales de compuestos orgánicos son la vegetación, y la actividad microbiana presente en suelos y en ecosistemas acuáticos.

    Antropogénicas

    Entre las emisiones antropogénicas, destacan la evaporación de combustible en depósitos y en las estaciones de servicio, y las debidas al uso de disolventes orgánicos en la industria. Estos disolventes orgánicos se utilizan en gran cantidad de actividades como las indicadas a continuación.

    • Industria química
    • Fabricación de pinturas y barnices
    • Limpieza y desengrase de metales
    • Vehículos de motor

    Los compuestos orgánicos volátiles se producen principalmente por la evaporación de sustancias orgánicas que presentan una baja tensión de vapor.

    Material Particulado

      Este término engloba una mezcla compleja de partículas de aerosol, sólidas o líquidas y microscópicas, que se encuentran en suspensión en el aire y presentan diversas características físicas, diferentes composiciones químicas y muy variadas fuentes de emisión.

      El tamaño de estas partículas existentes en la atmósfera es un factor importante en la determinación tanto de los efectos que producen como de las áreas afectadas, ya que establece su tiempo de permanencia en la atmósfera y la manera en que puede afectar a los seres vivos.

      Atendiendo al tamaño podemos establecer la siguiente división:

      • Las partículas de tamaño comprendido entre 10⁻¹ μm y 10 μm, tienden a formar suspensiones mecánicamente estables en el aire, por lo que reciben el nombre de 'partículas en suspensión', pudiendo ser trasladadas a grandes distancias por la acción del viento.
      • Las partículas mayores de 10 μm permanecen en suspensión en el aire durante períodos de tiempo relativamente cortos por lo que se las conoce como 'partículas o materia sedimentable'. Sus efectos son más acusados en las proximidades de las fuentes que las emiten.

      La composición química del material particulado varía mucho de unas partículas a otras, dependiendo fundamentalmente de su origen. Así las partículas de polvo procedentes del suelo contienen, principalmente compuestos de calcio, aluminio y silicio. El humo procedente de los procesos de combustión de materiales orgánicos y combustibles fósiles petróleo, madera y residuos domésticos contiene diferentes compuestos orgánicos, al igual que los humos procedentes de industria química o alimentaria.

      En la combustión de carbón y gasolinas se liberan como elementos traza metales pesados que pasan a formar parte de las partículas liberadas, generalmente en forma de óxidos metálicos.

      La importancia de las partículas en la contaminación atmosférica radica en sus propiedades físico-químicas, que le permiten actuar como:

      • Medio en el que ocurren determinadas reacciones químicas
      • Núcleo de condensación
      • Elemento capaz de dispersar, absorber y emitir radiaciones

      PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN TOTALES

      Este parámetro nos indica el total de partículas en suspensión existentes en la atmósfera, sin matizar el diámetro de dichas partículas.

      Para detectar las PST se pueden emplear dos métodos de análisis, y según se utilice uno u otro se expresarán las partículas totales como:

      • 'Humo normalizado o humos negros (HMN)', según la definición que aparece en la Orden de 22 de marzo de 1990 con respecto al método de referencia para humo normalizado, se entiende por humo normalizado las partículas finas, de origen carbonoso, suspendidas en el medio ambiente atmosférico, que absorben luz y pueden ser medidas por reflectometría después de haber sido recogidas sobre un filtro.
      • 'Partículas en suspensión totales (PST)', para evaluar el nivel de partículas en suspensión el procedimiento de detección es el "Muestreo de alto volumen". A partir de una diferencia entre dos determinaciones gravimétricas, se obtiene la masa de partículas suspendidas contenidas en un volumen de aire que ha pasado por un filtro durante 24 horas.

      Otro procedimiento utilizado para la detección de Partículas en suspensión es la 'Absorción de radiación beta'. Su aplicación se basa en el hecho de que la medida de atenuación de la radiación beta es directamente proporcional al peso de las partículas, las cuales absorben dicha radiación.

      PM₁₀, PM₂.₅, PM₁

      La Directiva 1999/30/CE del Consejo de 22 de abril de 1999 relativa a los valores límite de dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno y óxidos de nitrógeno, partículas y plomo en el aire ambiente establece diferencias en las partículas según su diámetro. Así tenemos las siguientes definiciones:

      • PM₁₀ como las partículas que pasan a través de un cabezal de tamaño selectivo para un diámetro aerodinámico de 10 μm con una eficiencia de corte del 50%.
      • PM₂.₅ como las partículas que pasan a través de un cabezal de tamaño selectivo para un diámetro aerodinámico de 2,5 μm con una eficiencia de corte del 50%.
      • PM₁ como las partículas que pasan a través de un cabezal de tamaño selectivo para un diámetro aerodinámico de 1 µm con una eficiencia de corte del 50%.

      Salud

      Los efectos en la salud dependen de la concentración de dichas partículas en la atmósfera, del tiempo de exposición, de su composición y de la sensibilidad del individuo.

      Dichos efectos son variables en función del tamaño de las partículas, siendo los seres vivos más vulnerables a aquellas de menor tamaño, ya que presentan mayor capacidad de penetrar al interior del organismo por medio de las vías respiratorias, produciendo irritación de las mismas y otros efectos dependiendo de su composición.

      Materiales

      La acción de las partículas sobre los materiales puede manifestarse por la sedimentación de éstas sobre la superficie de los mismos, afectando a su aspecto externo, así como por el ataque químico al reaccionar algunas de estas partículas con el material.

      A su vez, también podemos destacar el importante efecto erosivo que las partículas transportadas en suspensión por el viento tienen sobre los materiales.

      Medio Ambiente

      Las partículas presentan efectos nocivos ambientales debido a que forman parte de los elementos que afectan al balance energético terrestre, al influir en la temperatura atmosférica por su capacidad de absorber y/o emitir radiación, alterar la cubierta nubosa, y servir de medio para reacciones químicas.

      Por otra parte los problemas de disminución de la visibilidad están directamente relacionados con la presencia de este tipo de contaminante, debido a que estas partículas son capaces de absorber y dispersar las radiaciones del sol.

      Naturales

      Las erupciones volcánicas son la principal fuente natural de emisión de partículas en suspensión, aunque también podemos destacar los incendios forestales y las actividades sísmicas y geotérmicas, como fuentes de emisión.

      También hay que considerar como fuentes de emisión de material particulado la resuspensión de las partículas depositadas en el suelo, por efecto del viento; así también hay que destacar como fuente de emisión de partículas los desiertos, las zonas áridas y en general cualquier superficie que contenga material fragmentado y esté sometido a la acción del viento.

      Antropogénicas

      Como fuentes antropogénicas destacamos el uso de combustibles en el transporte y en las centrales eléctricas, actividades industriales, quemas incontroladas de residuos industriales, quemas agrícolas y actividades de construcción y urbanización, entre otras.

      LEGISLACIÓN

      Real Decreto 1073/2002, de 18 de octubre, sobre evaluación y gestión de la calidad del aire ambiente en relación con el dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, óxidos de nitrógeno, partículas, plomo, benceno y monóxido de carbono. Concretamente para las PM₁₀, transpone la Directiva 1999/30/CE.

       

      Valores límite para las partículas (PM₁₀) expresados en µg/m³

       Periodo de promedio200020012002200320042005
      Valor límite diario para la protección de la salud humana24 horas (*)757065605550
      Valor límite anual protección salud humana    Año Civil4846,444,843,241,640

      (*) No podrá superarse en más de 35 ocasiones por año.

      Real Decreto 1613/1985, de 1 de agosto, modificado por el Real Decreto 1321/1992, de 30 de octubre, establece los valores límite en suspensión, valores límite para el dióxido de azufre asociados a partículas en suspensión, valores guía para las partículas y valores de referencia para la declaración de la situación de emergencia. Todos estos valores se resumen en las tablas indicadas a continuación. (Valores derogados el 1 de Enero de 2005 por el Real Decreto 1073/2002)

       

      Valores límites para las partículas en suspensión expresados en µg/m³N

      Periodo consideradoValores límite
      Método del humo normalizadoMétodo gravimétrico
      Anual80 (Mediana de los valores medios diarios registrados durante el periodo anual)150 (Media aritmética de los valores medios diarios registrados durante el periodo anual)
      Invernal130 (Mediana de los valores medios diarios registrados durante el periodo invernal)---
      Anual250 (Percentil 98 de todos los valores medios diarios registrados durante el periodo anual (no se deben sobrepasar durante más de tres días consecutivos))300 (Percentil 95 de todos los valores medios diarios registrados durante el periodo anual)

       

      Valores límites para el dióxido de azufre y valores asociados para las partículas en suspensión, expresado en µg/m³N

      Periodo consideradoValor límite para el Dióxido de AzufreValor asociado para las partículas en suspensión
       Método del humo normalizadoMétodo gravimétrico
      Anual80>40>150
      120≤40≤15
      Medianas de los valores medios diarios registrados durante el periodo anual
      Invernal130>60>200
      180≤60≤200
      Medianas de los valores medios diarios registrados durante el periodo invernal
      Anual250*>150>350
      30*≤150≤350
      * No deben sobrepasar durante más de tres días consecutivos. Percentil 98 de todos los valores medios diarios registrados durante el periodo anual.

       

      Valores guía para las partículas en suspensión (por el método de medición del humo normalizado) expresado en µg/m³N

      Periodo consideradoValores guía
      Anual40-60 (Media aritmética de los valores medios diarios registrados durante el año)
      24 horas100-150 (Valor medio diario)

       

      Valores de referencia para la declaración de la situación de emergencia. Se expresa el producto de concentración de SO₂ y partículas en suspensión en µg/m³N

      Periodo de referenciaValores de Emergencia
      1º grado2º grado3º grado
      1 día160 x 10³300 x 10³500 x 10³
      3 día125 x 10³250 x 10³420 x 10³
      5 día115 x 10³230 x 10³ 
      7 día110 x 10³