Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol., 1(2), e373, doi: 10.51252/reacae.v1i2.373
Artículo original
Original article
Jul-Dic, 2022
https://revistas.unsm.edu.pe/index.php/reacae
e-ISSN: 2810-8817
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Nivel de contaminación del aire urbano por partículas
suspendidas respirables (PM-10 y PM-2,5)
Urban air pollution level by respirable suspend particles (PM-10 and PM-2.5)
Rojas-Bardález, Alfonso1*
Guerra-Saldaña, Miguel1
1Universidad Nacional de San Martín, Moyobamba, Perú
Recibido: 19 May. 2022 | Aceptado: 25 Jun. 2022 | Publicado: 20 Jul. 2022
Autor de correspondencia*: arojas@unsm.edu.pe
Cómo citar este artículo: Rojas-Bardález, A. & Guerra-Saldaña, M. (2022). Nivel de contaminación del aire urbano por
partículas suspendidas respirables (PM-10 y PM-2,5). Revista Amazónica de Ciencias Ambientales y Ecológicas, 1(2), e373.
https://doi.org/10.51252/reacae.v1i2.373
RESUMEN
Las poblaciones diariamente se encuentran expuestos a partículas suspendidas respirables que resultan ser un
problema en todas las ciudades del planeta poniendo en riesgo la calidad del aire y salud del ser humano, es ante
ello que se desarrolló el presente estudio en el ámbito de la cuenca del Alto Mayo, en la cual se encuentran
comprendidas las localidades de Naranjos, Nueva Cajamarca, Segunda Jerusalén, Rioja y Moyobamba, lugares
donde se realizaron los monitoreos. Se contempló como objetivos la determinación de la concentración de
partículas suspendidas respirables menores a 10 micras (PM-10) y menor a 2.5 micras (PM-2.5). La metodología
utilizada para la determinación de las concentraciones fue por método gravimétrico, del cual se obtuvo que
durante el periodo de muestreo (4 meses), en todos los puntos el valor obtenido de PM-10, no supera el Estándar
de Calidad Ambiental (ECA) para 24 horas de 100 uց/m3; sin embargo, las localidades de Nueva Cajamarca y
Moyobamba presentan los valores más altos, asimismo, en todos los puntos de muestreo el valor obtenido de
PM-2.5, tampoco superan el ECA para 24 horas de 50 uց/m3, siendo las localidades de Nueva Cajamarca y
Moyobamba quienes presentan los valores más altos.
Palabras clave: aire; calidad; material particulado PM-10; material particulado PM-2,5
ABSTRACT
The populations are daily exposed to breathable suspended particles that turn out to be a problem in all the cities
of the planet, putting at risk the quality of the air and the health of the human being, it is in response to this that
the present study was developed in the area of the river basin Alto Mayo, which includes the towns of Naranjos,
Nueva Cajamarca, Segunda Jerusalem, Rioja and Moyobamba, places where the monitoring was carried out. The
determination of the concentration of breathable suspended particles smaller than 10 microns (PM-10) and
smaller than 2.5 microns (PM-2.5) was considered as objectives. The methodology used to determine the
concentrations was by gravimetric method, from which it was obtained that during the sampling period (4
months), at all points the value obtained for PM-10 does not exceed the Environmental Quality Standard (ECA).
) for 24 hours of 100 uց/m3; however, the towns of Nueva Cajamarca and Moyobamba have the highest values,
likewise, at all sampling points the value obtained for PM-2.5 does not exceed the ECA for 24 hours of 50 u/m3,
with the towns of Nueva Cajamarca and Moyobamba who present the highest values.
Keywords: air; quality; particulate matter PM-10; particulate matter PM-2.5
Rojas-Bardales, A. & Guerra-Saldaña, M.
2 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 1(2): e373; (jul-dic, 2022). e-ISSN: 2810-8817
1. INTRODUCCIÓN
La contaminación del aire es el principal riesgo para la salud ambiental que afecta la salud humana (Samoli
et al., 2005), siendo peligrosamente elevados en diferentes partes del mundo que de acuerdo a nuevos
datos donde nueve de diez personas respiran aire con elevados niveles de contaminantes (Organización
Mundial de la Salud, 2018). Debido a los procesos de deposición húmeda y seca los contaminantes pueden
asentarse de manera fácil en el suelo, vegetación, ecosistemas, agua y materiales de construcción (Saxena
& Sonwani, 2019).
El material particulado (PM) se define como un contaminante del aire microscópico extendido que consiste
en partículas sólidas y líquidas (a excepción del agua pura) suspendidas en la atmósfera del aire (Jaenicke,
2001; Fang et al., 2003), pudiendo dispersarse a partir de fuentes naturales (partículas de polvo del
desierto, aerosoles de sal marina, incendios forestales) o procesos de combustión, actividades industriales
y calefacción comunitaria (OECD, 2001). El PM incluye iones de metales y metales pesados (potasio, sodio,
calcio, magnesio, cadmio, cobre, níquel, vanadio y zinc), sulfatos, nitratos, amonio y otros compuestos
químicos orgánicos e inorgánicos, como por ejemplo alérgenos y microbios compuestos, siendo las
partículas primarias que se liberan directamente a la atmósfera, y en tanto, las secundarias que se forman
mediante la transformación de los precursores (WHO, 2013).
Las partículas transportadas por el aire se han relacionado con un aumento de la mortalidad y la morbilidad
(Adar et al., 2014), siendo capaces de penetrar a lo largo de todo el sistema respiratorio hasta los pulmones,
produciendo irritaciones e incidiendo en diversos daños a los órganos respiratorios (EPA, 2022; Wark &
Warner, 2012), es así que el material particulado PM2,5 es un excelente indicador de los efectos de los
contaminantes primarios en la salud de la población, resultando necesario la implementación de medidas
para la minimización del material particulado en las grandes ciudades del mundo (Linares & Díaz, 2009).
Del mismo modo, entre los efectos del material particulado en el ambiente también se encuentran la
corrosión acelerada de los metales, daños a las pinturas, esculturas y superficies expuestas al suelo de las
estructuras construidas por el hombre, pudiendo modificar el clima mediante la formación de nubes y
nieve, y contribuyendo además a la deposición ácida y hasta llegar a absorber radiación solar e impedir o
reducir la visibilidad (Sanchez, 2011). Por acción del viento, las partículas son transportadas a través de
largas distancias, pudiendo instalarse en el suelo o el agua, cuyos efectos de sedimentación pueden que los
lagos y arroyos se vuelvan ácidos, cambio en el balance nutricional de las aguas costeras y de las grandes
cuencas fluviales, reducción de los nutrientes del suelo, daño en los bosques sensibles y cultivos agrícolas,
efectos perjudiciales sobre la diversidad de ecosistemas y la contribución a los efectos de la lluvia ácida
(EPA, 2022).
Debido a la consideración del aire como un bien común limitado, indispensable para la vida, a raíz del cual
su utilización debe estar sujeta a normas que eviten el deterioro de su calidad por el uso o abuso indebido
del mismo, para lograr preservar su pureza como garantía del normal desarrollo de los seres vivos sobre
la tierra y de la conservación del patrimonio natural y artístico de la humanidad, se desarrolló este estudio,
la misma que persiguió como objetivos determinar la concentración de partículas suspendidas respirables
menores a 10 micras (PM-10) y 2,5 micras (PM-2,5) en la zona del Alto Mayo, de la región San Martín.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
Se determinaron cinco puntos de muestreo de partículas suspendidas respirables, en las localidades de
Naranjos, Nueva Cajamarca, Segunda Jerusalén, Rioja y Moyobamba; donde en puntos estratégicos se
evaluaron las concentraciones de partículas suspendidas respirables (PM-2,5 y PM-10), para ello se empleó
un muestreador de alto volumen para las partículas de mayor diámetro, en tanto para la medición de
partículas menores a 2,5 micras se usó un muestreador de bajo volumen.
Rojas-Bardales, A. & Guerra-Saldaña, M.
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Los puntos de muestreo se presentan en la siguiente tabla:
Tabla 1. Ubicación de puntos de muestreo
N°
Descripción
Punto 1
Localidad de Naranjos
Punto 2
Localidad de Nueva Cajamarca
Punto 3
Localidad de Segunda Jerusalén
Punto 4
Localidad de Rioja
Punto 5
Localidad de Moyobamba
El muestreo se inició en el mes de septiembre de 2015 y finalizó en noviembre del mismo año. Se
establecieron los muestreos con frecuencia de colección de cada 15 días. Las muestras fueron establecidas
de 24 h de muestreo continuo en filtro de fibra de cuarzo de 8x10. Para el número de blancos de campo se
seleccionaron cinco filtros (100% del total de muestras).
La información generada durante el muestreo fue registrada en un formato de hoja de campo. Cabe
mencionar que las concentraciones de PM10 y PM2,5 en µg/m3 se determinaron de acuerdo a la
metodología descrita en la Norma Oficial Mexicana (NOM-035-SEMARNAT-1993), la cual considera la
diferencia del peso inicial (WI) y final (wf) en microgramos (µg), el volumen de aire promedio (Vp) en m3
obtenido durante el periodo de muestreo de 24 h y las condiciones de temperatura y presión del sitio de
muestreo.
a) Método de medición de partículas en suspensión menores a 10 micras, PM10: El método utilizado
fue la EPA IO 2,1 que coincide con lo descrito en el Apendix J Reference Method for the Determination of
Particulate Matter as PM10 in the Atmosphere (Federal Register, 1987). Se utilizó el muestreador de alto
volumen, con cabezal fraccionador de partículas, de diámetro inferior a 10 micras, del tipo impactación
selectiva y control de volumen volumétrico. El rango de flujo de medición, aceptable para esta
metodología de medición es de 1,13 m3 /min +/- 10%, para un periodo de medición de 24 +/- 1 hora
según la EPA y de 18 horas según la DIGESA.
b) Método de medición de partículas en suspensión menores a 2,5 micras, PM2,5: El aire del
ambiente fue introducido en la unidad de bajo volumen PM 2,5 a un flujo de 16,7 l/min a través de una
abertura situada en el cabezal. El flujo pasa a una cámara donde la velocidad se regula mediante el
propio sistema, a su vez pasa a través de una malla diseñada para prevenir el paso de insectos y desechos
suspendidos en el aire hasta el sistema de fraccionamiento. Las partículas con diámetro superior a 2,5
micras impactan sobre una placa, sumergida en aceite, a su vez el equipo cuenta con un sistema de filtro
para humedad y aceite, los cuales son contenidos en un frasco de vidrio externo. Las partículas menores
a 2,5 micras son retenidas en el filtro.
La determinación de pesos de los filtros de PM2,5 y PM10, se realizó por gravimetría, determinando el peso
constante antes y después del monitoreo, aplicándose el primero para PM2,5 y el segundo para PM10:
Método IO-3,1; Selection, Preparation and Extraction of Filter Material. Compendium of Methods the
Determination of Inorganic Compounds in Ambient Air EPA/625/R-96/010ª. Center for Enviromental
Research Information Office of Research and Development U.S Enviromental Protection Cincinnati, OH 45 268
June 1999. Método IO-2.1; Compendium methot IO-2,1 Sampling of Ambient Air for Total Suspendet
Particulate Matter (SPM) and PM 10 Using High Volume (HV) Sampler. June 1999.
El procesamiento de los datos se realizó mediante la aplicación de la estadística descriptiva, para
determinar el promedio, desviación estándar, varianza y sobre todo la dispersión de los datos (muestras).
El análisis de los datos se realizó mediante gráficos y tablas, para verificar la tendencia y proyección de los
datos, y finalmente determinar la influencia entre las variables.
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3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1. Resultados
De acuerdo a las muestras obtenidas en campo y analizadas en laboratorio durante los cuatro meses de
monitoreo, se obtuvieron los siguientes resultados:
Resultados de PM-10 según fechas de muestreo en las diferentes localidades del Alto Mayo
Figura 1. Resultados de monitoreo de PM-10 en la localidad de Naranjos según fechas de muestreo
En la Figura 1, se muestra que en los cuatro meses de muestreo los valores encontrados en el punto 01
(Localidad de Naranjos) no superan el estándar de calidad ambiental establecido en 100 µg/m3. Asimismo,
se tiene que la mayor y menor concentración de PM-10 registrada fue de 85 ug/m3 el 01/10/2015 y de 65
ug/m3 el 30/11/2015, respectivamente.
Figura 2. Resultados de monitoreo de PM-10 en la localidad de Nueva Cajamarca según fechas de muestreo
En la Figura 2, se evidencia que en los cuatro meses de muestreo los valores encontrados en el punto 02
(Localidad de Nueva Cajamarca) no superan el estándar de calidad ambiental establecido en 100 µg/m3.
Asimismo, se tiene que la mayor y menor concentración de PM-10 registrada fue de 90 ug/m3 el
01/10/2015 y de 54 ug/m3 el 30/11/2015, respectivamente.
Rojas-Bardales, A. & Guerra-Saldaña, M.
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Figura 3. Resultados de monitoreo de PM-10 en la localidad de Segunda Jerusalén según fechas de muestreo
En la Figura 3, se observa que en los cuatro meses de muestreo los valores encontrados en el punto 03
(Localidad de Segunda Jerusalén) no superan el estándar de calidad ambiental establecido en 100 µg/m3.
Asimismo, se tiene que la mayor y menor concentración de PM-10 registrada fue de 88 ug/m3 el
01/09/2015 y 15/11/2015; y de 67 ug/m3 el 30/10/2015, respectivamente.
Figura 4. Resultados de monitoreo de PM-10 en la localidad de Segunda Jerusalén según fechas de muestreo
En la Figura 4, se muestra que en los cuatro meses de muestreo los valores encontrados en el punto 04
(Localidad de Rioja) no superan el estándar de calidad ambiental establecido en 100 µg/m3. Asimismo, se
tiene que la mayor y menor concentración de PM-10 registrada fue de 90 ug/m3 el 30/11/2015 y de 67
ug/m3 el 01/09/2015, respectivamente
Figura 5. Resultados de monitoreo de PM-10 en la localidad de Moyobamba según fechas de muestreo
Rojas-Bardales, A. & Guerra-Saldaña, M.
6 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 1(2): e373; (jul-dic, 2022). e-ISSN: 2810-8817
En la Figura 5, se observa que en los cuatro meses de muestreo los valores encontrados en el punto 05
(Localidad de Moyobamba) no superan el estándar de calidad ambiental establecido en 100 µg/m3.
Asimismo, se tiene que la mayor y menor concentración de PM-10 registrada fue de 90 ug/m3 el
30/10/2015 y de 68 ug/m3 el 01/10/2015, respectivamente.
Resultados de PM-2,5 según fechas de muestreo en las diferentes localidades del Alto Mayo
Figura 6. Resultados de monitoreo de PM-2,5 en la localidad de Naranjos según fechas de muestreo
En la Figura 6, se muestra que en los cuatro meses de muestreo los valores encontrados en el punto 01
(Localidad de Naranjos) no superan el estándar de calidad ambiental establecido para 24 horas en 50
µg/m3. Asimismo, se tiene que la mayor y menor concentración de PM-2,5 registrada fue de 47 ug/m3 el
30/10/2015 y de 25 ug/m3 el 30/11/2015, respectivamente.
Figura 7. Resultados de monitoreo de PM-2,5 en la localidad de Nueva Cajamarca según fechas de muestreo
En la Figura 7, se demuestra que en los cuatro meses de muestreo los valores encontrados en el punto 02
(Localidad de Nueva Cajamarca) no superan el estándar de calidad ambiental establecido para 24 horas en
50 µg/m3. Asimismo, se tiene que la mayor y menor concentración de PM-2,5 registrada fue de 49 ug/m3 el
01/10/2015 y de 25 ug/m3 el 30/11/2015, respectivamente.
Rojas-Bardales, A. & Guerra-Saldaña, M.
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Figura 8. Resultados de monitoreo de PM-2,5 en la localidad de Segunda Jerusalén según fechas de muestreo
En la Figura 8, se evidencia que en los cuatro meses de muestreo los valores encontrados en el punto 03
(Localidad de Segunda Jerusalén) no superan el estándar de calidad ambiental establecido para 24 horas
en 50 µg/m3, a diferencia del muestreo en el día 15/10/2015 con 54 ug/m3 que a la vez fue la mayor
concentración de PM-2,5 y la menor fue de 28 ug/m3 el 30/11/2015, respectivamente.
Figura 9. Resultados de monitoreo de PM-2,5 en la localidad de Rioja según fechas de muestreo.
En la Figura 9, se observa que en los cuatro meses de muestreo los valores encontrados en el punto 04
(Localidad de Rioja) no superan el estándar de calidad ambiental establecido para 24 horas en 50 µg/m3.
Asimismo, se tiene que la mayor y menor concentración de PM-2,5 registrada fue de 49 ug/m3 el
30/11/2015 y de 34 ug/m3 el 15/10/2015, respectivamente.
Figura 10. Resultados de monitoreo de PM-2,5 en la localidad de Moyobamba según fechas de muestreo.
Rojas-Bardales, A. & Guerra-Saldaña, M.
8 Rev. Amaz. Cienc. Ambient. Ecol. 1(2): e373; (jul-dic, 2022). e-ISSN: 2810-8817
En la Figura 10, se evidencia que en los cuatro meses de muestreo los valores encontrados en el punto 03
(Localidad de Segunda Jerusalén) no superan el estándar de calidad ambiental establecido para 24 horas
en 50 µg/m3, a diferencia del muestreo en el día 30/11/2015 con 55 ug/m3 que a la vez fue la mayor
concentración de PM-2,5 y la menor fue de 36 ug/m3 las fechas 15/09/2015 y 01/10/2015,
respectivamente.
Resultados promedios de PM-10 y PM-2,5 según fechas de muestreo en las diferentes localidades
del Alto Mayo
Figura 11. Resultados promedios de PM-10 en la zona del Alto Mayo
En la Figura 11, se muestra que el punto de muestreo 2 (Localidad de Nueva Cajamarca) y punto de
muestreo 5 (Localidad de Moyobamba) presentan los valores promedios más altos durante el periodo de
muestreo, pero sin embargo no superan el estándar de calidad establecido de 100 µg/m3. Por otro lado, se
determinó que la menor concentración de PM-10 se registró en el punto 1 (Localidad de Naranjos).
Figura 12. Resultados promedios de PM-2,5 en la zona del Alto Mayo
En la Figura 12, se observa que el punto de muestreo 2 (Localidad de Nueva Cajamarca) y punto de
muestreo 5 (Localidad de Moyobamba) presentan los valores promedios más altos durante el periodo de
muestreo, por otro lado, se determinó que la menor concentración de PM-2,5 se registró en el punto 1
(Localidad de Naranjos). En tanto ninguno de los valores promedios determinados superan el estándar de
calidad establecido para 24 horas de 50 µg/m3.
Rojas-Bardales, A. & Guerra-Saldaña, M.
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3.2. Análisis de varianza
Tabla 2. Análisis de varianza
Origen de las
variaciones
Grados de
libertad
Promedio de
los cuadrados
F
Valor crítico
para F
Puntos de
muestreo
3
52,13
1,75
2,71
Concentraciones
1
72051,04
2415,58
3,95
Interacción
3
54,57
1,83
2,71
Error
88
29,83
Total
95
Respecto a los puntos de muestreo (Tabla 2), dado que F<valor crítico entonces se concluye que no existen
diferencias significativas entre dichos puntos evidenciándose un comportamiento homogéneo.
Se concluye que existen diferencias significativas entre las concentraciones de partículas suspendidas
respirables (valor crítico > F), evidenciándose la mayor concentración en PM-10 (ug/m3).
Asimismo, se demostró que no existen diferencias significativas (F<valor crítico) al realizar la interacción
punto de muestreo y concentraciones lo cual indica que los puntos de muestreo no influyen en las
concentraciones.
3.3. Discusiones
Se determinó que en ninguna de las localidades de estudio las concentraciones de PM-10 superan los
estándares de calidad ambiental para aire que es de 100 ug/m3, resultado que no presenta similitud con el
de Ilizarbe-Gonzáles et al. (2020), quienes determinaron valores máximos de PM-10 que exceden los
estándares siendo 160,0 y 295,06 µg/m3 para Puente Piedra y San Juan de Lurigancho respectivamente, lo
cual se asume que se debe a que estás ciudades del Perú cuentan con mayor actividad del parque
automotor.
Feng et al. (2016) determinaron la existencia de una fuerte relación positiva entre PM2,5 y el riesgo de
enfermedades de ETI en la temporada de influenza, no encontrando lo mismo en la temporada sin gripe, lo
que demuestra una influencia de los elevados niveles de PM-2,5 en la salud, encontrándose en la presente
investigación concentraciones de este parámetro que no exceden los ECA de 24 horas para aire, aunque
ello no es una limitante para causar problemas en la salud de la población del Alto Mayo, que en los últimos
años crece significativamente, a comparación de la ciudad de Beijing en China que es más desarrollada, tal
y como sucede en el área urbana de la provincia de Alta Silesia en Polonia donde Kobza et al. (2018)
menciona que la calidad del aire es mala debido a las concentraciones de material particulado.
Pacsi Valdivia (2016) determinó que los promedios diarios de PM10 no sobrepasan los Estándares de
Calidad del aire (ENCA) del Perú, resultado que es afirmado con la presente investigación determinándose
que ningún muestreo realizado durante los cuatro meses en las diferentes localidades supera los
estándares.
Se determinó en la presente investigación que los resultados promedio de los cuatro meses de muestreo
de PM-10 oscilan entre 75,0 ug/m3 y 82,5 ug/m3, en tanto los de PM-2,5 se encuentran entre 36,7 ug/m3
y 43,1 ug/m3, que al ser comparados con los resultados de Suárez-Salas et al. (2017), que en Huancayo
determinaron concentraciones entre 64,54 ± 30,87 ug/m3 para PM-10 y para PM-2,5 entre 34,47 ± 14,75
ug/m3 encontrándose similitud en los resultados sobre todo en las mayores concentraciones a diferencia
de las más bajas concentraciones para ambos parámetro estableciendo que las concentraciones mínimas
en la ciudad de Huancayo son mucho menores.
Rojas-Bardales, A. & Guerra-Saldaña, M.
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4. CONCLUSIONES
De acuerdo a los resultados se concluye que, durante el periodo de muestreo, en todos los puntos el valor
obtenido de PM-10, no supera el Estándar de Calidad Ambiental (ECA) cuyo valor para 24 horas es de 100
µg/m3; sin embargo, las localidades de Nueva Cajamarca y Moyobamba presentan los valores más altos;
con respecto a PM-2,5 en todos los puntos los valores obtenidos no superan el Estándar de Calidad
Ambiental (ECA) que para 24 horas es de 50 µg/m3, siendo las localidades de Nueva Cajamarca y
Moyobamba las que presentan los valores más altos.
Se emplearon equipos de medición de alto y bajo volumen para PM-10 y PM-2,5 respectivamente,
aplicándose los métodos de análisis de pesos de filtros para el primero y de gravimetría para el segundo, lo
cual nos permite conocer la concentración de material particulado mediante este método, a partir de lo
cual se pueden derivar nuevas investigaciones referidos a otras metodologías que permitan caracterizar el
tipo de material particulado presente en el medio atmosférico.
FINANCIAMIENTO
Ninguno
CONFLICTO DE INTERESES
No existe ningún tipo de conflicto de interés relacionado con la materia del trabajo.
CONTRIBUCIÓN DE LOS AUTORES
Conceptualización: Rojas-Bardález, A.; Guerra-Saldaña, M.
Curación de datos: Rojas-Bardález, A.; Guerra-Saldaña, M.
Análisis formal: Rojas-Bardález, A.
Investigación: Rojas-Bardález, A.; Guerra-Saldaña, M.
Metodología: Rojas-Bardález, A.; Guerra-Saldaña, M.
Supervisión: Rojas-Bardález, A.
Redacción - borrador original: Rojas-Bardález, A.; Guerra-Saldaña, M.
Redacción - revisión y edición: Rojas-Bardález, A.; Guerra-Saldaña, M.
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