Numerosos estudios epidemiológicos demuestran que, luego de exposiciones al material particulado de variada naturaleza y duración, se generan efectos adversos sobre la salud relacionados principalmente con el sistema respiratorio y cardiovas- cular. Con el fin de fijar los valores máximos permitidos sobre este y otros contami- nantes en el ambiente, se fijan los estándares de calidad de aire, con el propósito de garantizar la conservación de la calidad ambiental.
Hasta comienzos del año 2005, el objeto de estudio de la mayor parte de las investiga- ciones era el PM10. Estudios posteriores demostraron que los principales responsables
de los efectos adversos sobre la salud correspondían a las fracciones más finas del material particulado en suspensión(Lanki et al., 2006; Pope y Dockery, 2006). Por esta razón, el interés se dirigió a las fracciones menores.
Una de las técnicas más sencillas para la caracterización de los aerosoles es la técnica gravimétrica, que consiste en la colección del material particulado sobre un sustrato y la subsiguiente determinación de su masa en relación al volumen de aire mues- treado. Esta técnica resulta muy útil, ya que permite comparar las concentraciones 49
50 Mariana Achad - Tesis Doctoral
de material particulado determinadas en un sitio particular con los estándares de calidad de aire mundiales. La Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Unión Europea (UE) establecen un valor límite de 25 µg/m3 para PM
2,5 y de 50 µg/m3
para PM10, en promedio para un día.
Entre los trabajos que emplean esta técnica para el análisis de las diferentes frac- ciones del material particulado en el mundo cabe mencionar los realizados por Eef- tens et al. (2012)en Europa,Castanho y Artaxo (2001),Mariani y de Mello (2007)yMkoma et al. (2014)en Brasil, yJorquera y Barrarza (2012, 2013) en Chile. En Argentina, Bogo et al. (2003) y Arkouli et al. (2010) analizaron los niveles de material particulado en la ciudad de Buenos Aires. En el primero de ellos, sólo los niveles de PM2,5 medidos superaron los límites especificados por la
OMS, con un valor máximo de 41 µg/m3 durante el verano. El hecho de que los
niveles de PM2,5 fueran mayores en los meses de verano fue atribuído a los fuertes
vientos detectados durante esos meses, que provocaron la resuspensión de mayor cantidad de partículas. En el segundo trabajo se encontró que tanto los niveles de PM2,5 como de PM10 superaron los niveles especificados por la OMS en numerosas
ocasiones.
Si bien la técnica gravimétrica permite evaluar los niveles de material particulado y compararlos con los estándares internacionales, no es posible obtener ninguna infor- mación sobre su distribución de tamaños. Esta información es muy valiosa, ya que son las partículas más pequeñas las que generan los efectos más perjudiciales para la salud; sin embargo, su estudio es muy complejo debido al comportamiento dinámico que presentan las partículas. Zhu et al. (2002 a,b) analizaron las distribuciones de tamaño de las partículas emitidas por los vehículos en una ruta. Ellos obser- varon que, cerca de las fuentes de emisión se generan cambios significativos en las distribuciones de tamaño, ya que las partículas más pequeñas coagulan y luego son depositadas por procesos de deposición húmeda. A una distancia mayor de las fuen- tes de emisión, estos procesos disminuyen significativamente al disminuir el número de partículas, observándose una distribución de tamaño prácticamente estacionaria. Las regulaciones sobre la calidad de aire se actualizan continuamente, con la finalidad de brindar orientación sobre la manera de reducir su contaminación. Las mejoras en la tecnología de los motores, el desarrollo de dispositivos de control de emisiones co- mo filtros de partículas y catalizadores de iones, y las fuentes alternativas de energía, han tendido a disminuir las concentraciones de material particulado(Goncalves et al., 2009; Sabapathy, 2008). Sin embargo, el número de partículas sigue siendo una causa que preocupa, ya que no solo no han sido reducidas, sino que en algu- nos sitios han incrementado, principalmente a causa de las emisiones crecientes del tráfico (Holmen y Ayala, 2002; Kreyling et al., 2003; Betha y Balasubra- manian, 2011). Específicamente las partículas ultrafinas (d <0,1 µm) tienen una contribución muy baja en la masa del PM, pero contribuyen significativamente al número de partículas (Kittelson et al., 2004). Estas partículas pueden provenir de fuentes primarias, como las emisiones vehiculares e industriales, pero además pueden formarse en la atmósfera mediante los procesos de formación de partículas secundarias (Kulmala et al., 2004; Boy et al., 2008; Betha et al., 2013). En la actualidad, muchos estudios de campo son realizados a fines de contribuir al desarrollo de regulaciones basadas en el número de partículas (Agus et al., 2007;
Capítulo 3. Aerosoles: cuantificación y distribución de tamaños 51 Boogaard et al., 2010; Gómez-Moreno et al., 2011; Agudelo-Castaneda et al., 2013). Recientemente, la UE ha establecido que las emisiones vehiculares no deben superar las 6×1011 partículas/km (UE, 2012).
Luego de Buenos Aires, el núcleo urbano de la ciudad de Córdoba es el segundo más grande en Argentina. Las características geográficas y meteorológicas de ambas ciudades difieren sustancialmente; así, en Buenos Aires no hay acumulación de gases contaminantes debido a la elevada velocidad promedio del viento, mientras que la ciudad de Córdoba atraviesa episodios de contaminación, principalmente durante el invierno, debido a las inversiones de temperatura(Olcese y Toselli, 1997, 1998). Estudios llevados a cabo en el grupo de investigación demostraron que el factor que más contribuye a la contaminación urbana son las fuentes móviles, constituyendo el 85 % del total de las emisiones. Esto se ve agravado por la topografía de la ciudad, su meteorología y las altas tasas de emisiones vehiculares(Stein y Toselli, 1996). Olcese y Toselli (1997) analizaron las variaciones estacionales de los niveles de PM10, encontrando valores que superaron varias veces los 150 µg/m3. Un trabajo
más reciente(López et al., 2011)determinaron los niveles de PM10y PM2,5 en un
sitio urbano y uno semi-urbano de la ciudad, encontrando que los niveles de ambos contaminantes en ambos sitios superaban los niveles establecidos por la UE y por la OMS, en una relación de 2,5 y 2,8, respectivamente.