Partículas ultrafinas: riesgos, medición y nuevos criterios regulatorios

Las partículas ultrafinas (PUF), también conocidas como PM0.1, se están consolidando como uno de los grandes desafíos emergentes en calidad del aire. Se trata de nanopartículas con un diámetro inferior a 100 nanómetros que, aunque apenas aportan masa total al material particulado atmosférico, pueden alcanzar concentraciones extremadamente elevadas: millones de partículas por centímetro cúbico en entornos urbanos e industriales.

Este contraste entre masa y número está en el centro del debate técnico actual. Mientras que la regulación tradicional se ha basado en mediciones gravimétricas (µg/m³) aplicables a contaminantes como PM10 o PM2.5, los expertos advierten de que este enfoque puede ocultar exposiciones relevantes cuando se trata de nanopartículas.

Un comportamiento atmosférico distinto

A diferencia de las partículas de mayor tamaño, las ultrafinas no se depositan fácilmente por gravedad. Permanecen suspendidas y se desplazan de forma errática debido al movimiento browniano, con una vida atmosférica generalmente corta, ya que tienden a coagularse o adherirse a partículas mayores.

Esta dinámica genera una fuerte variabilidad espacial: en apenas unos metros desde una fuente emisora, las concentraciones pueden cambiar de forma drástica. Por ello, una ciudad puede cumplir los límites legales de PM2.5 y, al mismo tiempo, registrar picos elevados de partículas ultrafinas en número.

Combustión, industria y formación secundaria

La combustión es el origen principal de estas partículas. El tráfico rodado —especialmente motores diésel y de inyección directa— constituye una fuente destacada, junto con turbinas aeronáuticas, refinerías, generación eléctrica o determinadas operaciones metalúrgicas.

También influye la calefacción doméstica con biomasa o gas cuando la combustión es incompleta.

Además de las emisiones directas, existe formación secundaria: gases como NOx, SO₂ o compuestos orgánicos volátiles pueden transformarse en nuevas partículas mediante procesos de nucleación atmosférica favorecidos por la radiación solar. Esto explica que la concentración en número pueda aumentar incluso sin una fuente evidente cercana.

En cuanto a su composición, suelen presentar un núcleo carbonoso con metales pesados y compuestos orgánicos adsorbidos, lo que condiciona su toxicidad y su impacto climático.

Riesgos sanitarios: penetración profunda y efectos sistémicos

El principal riesgo de las partículas ultrafinas es su capacidad para penetrar profundamente en el sistema respiratorio. Las inferiores a 100 nm pueden alcanzar la región alveolar y, en algunos casos, atravesar la barrera alveolo-capilar e incorporarse a la circulación sistémica.

Diversos estudios han detectado su presencia en órganos como el corazón o el hígado, e incluso existen indicios de transporte hacia el cerebro a través del nervio olfativo.

La evidencia científica asocia concentraciones elevadas en número con efectos cardiovasculares, daño vascular, inflamación celular y progresión de la aterosclerosis. Su elevada superficie específica facilita además el transporte de sustancias tóxicas como hidrocarburos aromáticos policíclicos.

Las partículas ultrafinas pueden alcanzar millones por cm³ y penetrar hasta el sistema circulatorio, aumentando su impacto sanitario.

Del peso al recuento: un cambio de métrica

La concentración en número (#/cm³) se considera hoy un indicador más sensible para evaluar la exposición real a las PUF. Las redes urbanas muestran que zonas que cumplen los límites de PM2.5 pueden registrar aumentos repentinos en número vinculados al tráfico, la actividad aeroportuaria o episodios fotoquímicos.

Este cambio de enfoque plantea retos técnicos: medir nanopartículas exige instrumentación específica capaz de detectar tamaños nanométricos con estabilidad y precisión.

Nuevas tecnologías para ampliar la monitorización

Dado que las PUF aportan masa despreciable, su detección se basa en métodos indirectos. Los contadores por condensación (CPC) son el método de referencia para medir concentración en número, aunque suelen emplearse en investigación por su complejidad. Los sistemas SMPS permiten obtener distribuciones detalladas de tamaño, pero requieren recursos técnicos especializados.

En paralelo, la miniaturización está impulsando sensores más compactos orientados a redes urbanas. Un ejemplo es el nuevo sensor de partículas ultrafinas de Kunak, que estima la concentración en número mediante técnicas como la carga por difusión y permite ampliar la cobertura espacial en entornos reales.

Aunque estos dispositivos no sustituyen a los equipos de referencia, su despliegue puede mejorar la resolución y complementar las redes tradicionales cuando están correctamente calibrados.

Evolución normativa: la UE empieza a incorporar las PUF

Las concentraciones de partículas ultrafinas son altamente localizadas, especialmente cerca de carreteras, aeropuertos o instalaciones industriales. Estudios europeos muestran que las emisiones aeronáuticas pueden influir en barrios situados a varios kilómetros, dependiendo del viento y la estabilidad atmosférica.

En el plano regulatorio, la Directiva (UE) 2024/2881 introduce la monitorización obligatoria de partículas ultrafinas en determinadas superestaciones antes de 2030, con foco en la concentración en número. Aún no existen valores límite vinculantes, pero organismos como la OMS ya las consideran una preocupación emergente.

Un reto clave para la próxima década

Las partículas ultrafinas representan un desafío técnico y sanitario que no puede evaluarse únicamente con métricas basadas en masa. Su elevada concentración en número, su capacidad de penetración biológica y su variabilidad espacial exigen nuevos enfoques de monitorización y regulación.

En los próximos años, medir y comprender las PUF será esencial para complementar los indicadores tradicionales y avanzar hacia una gestión más precisa de la calidad del aire.