Compuestos orgánicos volátiles

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[1]​Los compuestos orgánicos son sustancias químicas que contienen carbono y se encuentran en todos los seres vivos. Los compuestos orgánicos volátiles (COV) se convierten fácilmente en vapores o gases. Junto con el carbono, contienen elementos como hidrógeno, oxígeno, flúor, cloro, bromo, azufre o nitrógeno. Los COV son liberados por la quema de combustibles, como gasolina, madera, carbón o gas natural. También son liberados por disolventes, pinturas y otros productos empleados y almacenados en la casa y el lugar de trabajo.

Algunos ejemplos de compuestos orgánicos volátiles son:

Naturales: isopreno, pineno y limoneno

Artificiales: benceno, tolueno, nitrobenceno

Otros ejemplos son el formaldehído, clorobenceno, disolventes como tolueno, xileno, acetona, y tetracloroetileno (o percloroetileno), el principal disolvente usado en la industria de lavado en seco.

Muchos compuestos orgánicos volátiles se usan comúnmente en disolventes de pintura y de laca, repelentes de polillas, aromatizantes del aire, materiales empleados en maderas, sustancias en aerosol, disolventes de grasa, productos de uso automotor y disolventes para la industria de lavado en seco.

Muchos compuestos orgánicos volátiles son peligrosos contaminantes del aire. La importancia de los COV reside en su capacidad como precursores del ozono troposférico y su papel como destructores del ozono estratosférico. Contribuyen a la formación del smog fotoquímico al reaccionar con otros contaminantes atmosféricos (como óxidos de nitrógeno) y con la luz solar. Se da principalmente en áreas urbanas, dando lugar a atmósferas ricas en ozono de un color marrón. Reduciendo la emisión de estos compuestos orgánicos volátiles y de los óxidos de nitrógeno se conseguiría evitar la formación del smog.

Se ha de mencionar que los compuestos orgánicos volátiles son también responsables del 90 % de las precipitaciones en zonas boscosas, siendo estos formados por partículas microscópicas como esporas de hongos, polen, así como también isoprenos; las cuales parcialmente fotoxidadas atraen a las moléculas de agua logrando la precipitación.[2]

Definición y propiedades de compuestos orgánicos volátiles[editar]

El término compuestos orgánicos volátiles (COV) incluye un conjunto de hidrocarburos que, en circunstancias normales se encuentran en forma gaseosa a temperatura ambiente, o bien, tienen una alta volatilidad en esas condiciones. La normativa europea los define como compuestos orgánicos con una presión de vapor superior a 0,01kPa a 293,15 K.[3]

Son compuestos ligeros, con menos de 12 átomos de carbono, y grupos funcionales diversos. Hay más de un millar de compuestos que pueden considerarse COV, pero los más abundantes son: metano, etano, propano, n-butano, n-pentano, benceno, tolueno, xileno y etileno.

Las fuentes pueden ser naturales (metano, isoprenoides emitidos por la vegetación) o antrópicas (disolventes).

Los compuestos orgánicos volátiles presentan propiedades características responsables de sus efectos sobre la salud y el medio ambiente. Son compuestos volátiles, liposolubles, tóxicos e inflamables.

- Volatilidad: Son compuestos orgánicos que se evaporan rápidamente a la atmósfera. Esta propiedad da lugar tanto a contaminación atmosférica como a importantes riesgos para la salud. La vía de entrada más peligrosa al organismo es la inhalación.

- Liposolubilidad: Son moléculas orgánicas y por lo tanto son liposolubles, presentan afinidad por las grasas y se acumulan en los tejidos grasos del cuerpo humano. Productos resultantes de su metabolismo dentro del organismo si presentan hidrosolubilidad.

- Inflamabilidad: Generalmente son compuestos inflamables, es decir que arden con facilidad en contacto con el aire.

- Toxicidad: Las propiedades tóxicas van a depender de cada compuesto y de las condiciones de exposición. A corto plazo pueden causar reacciones alérgicas o mareos y en exposiciones más prolongadas se relacionan con lesiones neurológicas y otros efectos psiquiátricos como irritabilidad, falta de memoria, dificultad de concentración…

- Reactividad química: Estos compuestos tienen una química atmosférica muy activa[4]​ y, en unión a la luz solar y los óxidos de nitrógeno, generan un tipo de contaminación atmosférica conocido como smog. Otros efectos ambientales asociados a algunos COV son la destrucción de la capa de ozono (metano, tetracloruro de carbono) o el cambio climático (metano...)

Fuentes de compuestos orgánicos volátiles[editar]

La fuente de los COV puede ser natural o artificial. La fuente natural más común es el metano, un gas de efecto invernadero, generado por la descomposición de la materia orgánica, por la quema de biomasa o por animales rumiantes como las vacas. Otros COV de origen natural son los aceites esenciales constituidos por terpenos.

Las fuentes artificiales de compuestos orgánicos volátiles tienen su origen principalmente en actividades industriales como la industria de pinturas, del calzado o siderúrgica, los disolventes de la industria de lavado en seco, la evaporación de disolventes orgánicos, los automóviles e incluso el humo del tabaco. Dentro del hogar podemos encontrar numerosas fuentes de COV, como en los productos de limpieza, productos de higiene personal, cosméticos, pinturas, plásticos

Lugares donde se producen COV[editar]

Efectos sobre la salud[editar]

Los efectos sobre la salud son variados, dependen del compuesto y del periodo al que se ha estado expuesto. Los compuestos orgánicos volátiles son liposolubles, y gracias a su afinidad por las grasas se acumulan en diversas partes del cuerpo humano. A corto plazo pueden causar:

- Irritación de ojos y garganta, nariz,

- Náuseas, irritación de garganta,

- Dolor de cabeza, vómito de sangre,

- Reacciones alérgicas, hinchazón,

- Mareos, dolores estomacales e intestinales

- Fatiga, manchas en la piel.

Y a largo plazo pueden dañar el hígado, los riñones o el sistema nervioso central. También pueden ser carcinógenos, como por ejemplo el benceno. también daña el intestino delgado a tal punto que se crean orificios que causan la muerte

Los COV se pueden clasificar según su peligrosidad en 3 grupos:

• Compuestos extremadamente peligrosos para la salud: Benceno, cloruro de vinilo y 1,2 dicloroetano y azufre.

• Compuestos de clase A: Son compuestos que pueden causar daños significativos al medio ambiente, como Acetaldehído, anilina, tetracloruro de carbono, 1,1,1-tricloroetano, tricloroetileno, triclorotolueno etc.

• Compuestos de clase B: con menor impacto en el medio ambiente como Acetona, etanol y combustibles fósiles.

COV en Hospitales y Centros de Cuidado para Adultos Mayores[editar]

Los Compuestos Orgánicos Volátiles son también encontrados en hospitales y centros del cuidado de la salud. En estos ambientes, estas sustancias químicas son ampliamente utilizadas para labores de limpieza, desinfección, e higiene de las diferentes áreas.[5]​ De esta forma, profesionales de salud como enfermeros, doctores, personal sanitario, etc., pueden presentar efectos de salud adversos como Asma, aun así, mayores estudios se requieren para determinar los niveles exactos, así como los determinantes que influencian la exposición a estos compuestos.[5][6][7]

Estudios han mostrado que los niveles de concentración de diferentes COV como hidrocarburos halogenados y aromáticos difieren sustancialmente entre áreas del mismo hospital. Sin embargo, uno de estos estudios informó que el Etanol, el Isopropanol, el Éter, y la Acetona eran los compuestos principales al interior del sitio.[8][9]​ Siguiendo la misma línea, en un estudio conducido en los Estados Unidos, se estableció que los ayudantes de enfermería son la población más expuesta a compuestos como el etanol, mientras que los preparadores de equipos médicos están más expuestos a 2-propanol.[8][9]

En relación a la exposición a COV por limpieza e higiene personal, un estudio conducido en 4 hospitales de los Estados Unidos estableció que los trabajadores de desinfección y esterilización están relacionados con exposiciones a d-limonene y 2-propanol, mientras que aquellos responsables de la limpieza con productos que contienen cloro son más propensos a tener niveles más altos de exposición a α-pinene y cloroformo.[7]​ Por su parte, el personal que realiza tareas de limpieza de plantas y otras superficies (por ejemplo, el encerado de suelos) y que utiliza productos a base de amonio cuaternario, alcohol y cloro se asocia a una exposición a COV más elevada que la de los dos grupos anteriores, es decir, está especialmente vinculado a la exposición a la acetona, el cloroformo, el α-pineno, el 2-propanol o el d-limoneno.[7]

Otros entornos de atención médica y sanitaria como las residencias de personas mayores o centros gerontológicos apenas han sido objeto de estudio, a pesar de que los ancianos y las poblaciones vulnerables pueden pasar un tiempo considerable en estos ambientes interiores, donde podrían estar expuestos a COV, erivados del uso habitual de productos de limpieza, sprays y ambientadores.[10][11]​ En un estudio realizado en Francia, un equipo de investigadores desarrolló un cuestionario en línea para diferentes centros de asistencia social al adulto mayor, en el que se preguntaba por las prácticas de limpieza, los productos utilizados y la frecuencia de estas actividades. Como resultado, se identificaron más de 200 sustancias químicas, de las cuales se sabe que 41 tienen efectos adversos para la salud, siendo 37 de ellas COV. Los efectos de salud incluyen sensibilización de piel, toxicidad en la reproducción y en órganos específicos, carcinogenicidad, mutagenicidad, y alteración endocrina.[10]​ Asimismo, en otro estudio realizado en el mismo país europeo, se descubrió que existe una asociación significativa entre la dificultad respiratoria en la población de edad avanzada y la elevada exposición a COV como el tolueno y o-xileno, a diferencia del resto de la población.[12]

Control en laboratorios de fecundación in vitro (FIV)[editar]

Es muy importante evitar la entrada de estos compuestos perjudiciales para la salud en los laboratorios de FIV ya que pueden contener compuestos embriotóxicos que perjudiquen a los embriones. Sin embargo, estos compuestos presentan la dificultad de que no pueden ser eliminados mediante los filtros normales y causan la muerte.

Para la eliminación de estos COV en los laboratorios de FIV se emplean filtros de carbón activo con distintas concentraciones de permanganato potásico. Estos filtros se disponen en todas las entradas de gas del laboratorio, como en los sistemas de climatización y la entrada de gases al incubador. Sin embargo, esto filtros no son capaces de eliminar totalmente estos compuestos y hay que renovarlos cada cierto tiempo dependiendo de su poder de absorción.

Ya que el aire del exterior de la sala de FIV sí contiene COV, se establece un gradiente de presión entre la sala de FIV y el exterior de manera que la presión en la sala de FIV sea mayor y si se abre alguna puerta el aire salga, impidiendo la entrada de compuestos externos. Además, se establecen sistemas de recirculación de este aire purificado.

Legislación en España[editar]

En España hay actualmente varios reales decretos que tienen como objetivo principal la prevención y la reducción de la contaminación atmosférica debida a la emisión de compuestos orgánicos volátiles en diversas actividades industriales.

El Real Decreto 117/2003 transpone la Directiva 1999/13/CE[3]​ y se basa en la limitación de emisiones de compuestos orgánicos volátiles debidas al uso de disolventes en determinadas actividades. En él se define COV como “todo compuesto orgánico que tenga a 293,15 K una presión de vapor de 0,01 kPa o más, o que tenga una volatilidad equivalente en las condiciones particulares de uso”. Incluye la obligatoriedad de disponer de la Autorización Ambiental Integrada de la Ley 16/2002 de Prevención y control integrados de la contaminación.[13]

El Real Decreto 227/2006 transpone la Directiva 2004/42/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 21 de abril de 2004, y tiene como principal objetivo limitar el contenido de COV en pinturas, barnices y productos de renovación del acabado de vehículos.

Con posterioridad se publica el Real Decreto Legislativo 1/2016, de 16 de diciembre, por el que se aprueba el texto refundido de la Ley de prevención y control integrados de la contaminación[14]​ que actualiza la normativa sobre estos compuestos.

Hay dos reales decretos que regulan las emisiones de COV de las gasolinas: El Real Decreto 2102/1996, de 20 de septiembre, sobre el control de emisiones de COV resultantes de almacenamiento y distribución de gasolinas desde las terminales a las estaciones de servicio y el Real Decreto 1437/2002, de 27 de diciembre, por el que se adecuan las cisternas de gasolina al Real Decreto 2102/96.

Véase también[editar]

Referencia[editar]

  1. Koppmann, Ralf (2007). Volatile organic compounds in the atmosphere (1st ed edición). Blackwell Pub. ISBN 978-0-470-99415-3. OCLC 608623032. Consultado el 7 de diciembre de 2021. 
  2. «El rol de los bosques en atraer la lluvia – Revista Endémico». 15 de marzo de 2017. Archivado desde el original el 15 de marzo de 2017. Consultado el 15 de marzo de 2017. 
  3. a b Consejo de la Unión Europea (11 de marzo de 1999). «Directiva 1999/13/CE». Consultado el 15 de febrero de 2017. 
  4. J.E. Figueruelo y M.M. Dávila (2004). Química Física del ambiente y de los procesos ambientales. Reverté. p. 212. ISBN 84-291-7903-8. 
  5. a b Virji, M Abbas; Liang, Xiaoming; Su, Feng-Chiao; Lebouf, Ryan F; Stefaniak, Aleksandr B; Stanton, Marcia L; Henneberger, Paul K; Houseman, E Andres (16 de noviembre de 2020). «Corrigendum to: Peaks, Means, and Determinants of Real-Time TVOC Exposures Associated with Cleaning and Disinfecting Tasks in Healthcare Settings». Annals of Work Exposures and Health (en inglés) 64 (9): 1041-1041. ISSN 2398-7308. doi:10.1093/annweh/wxz059. Consultado el 2 de diciembre de 2021. 
  6. Charlier, Bruno; Coglianese, Albino; De Rosa, Federica; De Caro, Francesco; Piazza, Ornella; Motta, Oriana; Borrelli, Anna; Capunzo, Mario et al. (24 de marzo de 2021). «Chemical risk in hospital settings: Overview on monitoring strategies and international regulatory aspects». Journal of Public Health Research 10 (1). ISSN 2279-9036. PMC 8018262. PMID 33849259. doi:10.4081/jphr.2021.1993. Consultado el 2 de diciembre de 2021. 
  7. a b c Su, Feng-Chiao; Friesen, Melissa C; Stefaniak, Aleksandr B; Henneberger, Paul K; LeBouf, Ryan F; Stanton, Marcia L; Liang, Xiaoming; Humann, Michael et al. (13 de agosto de 2018). «Exposures to Volatile Organic Compounds among Healthcare Workers: Modeling the Effects of Cleaning Tasks and Product Use». Annals of Work Exposures and Health (en inglés) 62 (7): 852-870. ISSN 2398-7308. PMC 6248410. PMID 29931140. doi:10.1093/annweh/wxy055. Consultado el 2 de diciembre de 2021. 
  8. a b Bessonneau, Vincent; Mosqueron, Luc; Berrubé, Adèle; Mukensturm, Gaël; Buffet-Bataillon, Sylvie; Gangneux, Jean-Pierre; Thomas, Olivier (5 de febrero de 2013). «VOC Contamination in Hospital, from Stationary Sampling of a Large Panel of Compounds, in View of Healthcare Workers and Patients Exposure Assessment». En Levin, Jan-Olof, ed. PLoS ONE (en inglés) 8 (2): e55535. ISSN 1932-6203. PMC 3564763. PMID 23393590. doi:10.1371/journal.pone.0055535. Consultado el 2 de diciembre de 2021. 
  9. a b LeBouf, Ryan F; Virji, M Abbas; Saito, Rena; Henneberger, Paul K; Simcox, Nancy; Stefaniak, Aleksandr B (2014-09). «Exposure to volatile organic compounds in healthcare settings». Occupational and Environmental Medicine (en inglés) 71 (9): 642-650. ISSN 1351-0711. PMC 4591534. PMID 25011549. doi:10.1136/oemed-2014-102080. Consultado el 2 de diciembre de 2021. 
  10. a b Reddy, Manasa; Heidarinejad, Mohammad; Stephens, Brent; Rubinstein, Israel (2021-04). «Adequate indoor air quality in nursing homes: An unmet medical need». Science of The Total Environment (en inglés) 765: 144273. doi:10.1016/j.scitotenv.2020.144273. Consultado el 2 de diciembre de 2021. 
  11. Belo, Joana; Carreiro-Martins, Pedro; Papoila, Ana L.; Palmeiro, Teresa; Caires, Iolanda; Alves, Marta; Nogueira, Susana; Aguiar, Fátima et al. (15 de octubre de 2019). «The impact of indoor air quality on respiratory health of older people living in nursing homes: spirometric and exhaled breath condensate assessments». Journal of Environmental Science and Health, Part A (en inglés) 54 (12): 1153-1158. ISSN 1093-4529. doi:10.1080/10934529.2019.1637206. Consultado el 2 de diciembre de 2021. 
  12. Bentayeb, Malek; Billionnet, Cécile; Baiz, Nour; Derbez, Mickaël; Kirchner, Séverine; Annesi-Maesano, Isabella (2013-10). «Higher prevalence of breathlessness in elderly exposed to indoor aldehydes and VOCs in a representative sample of French dwellings». Respiratory Medicine (en inglés) 107 (10): 1598-1607. doi:10.1016/j.rmed.2013.07.015. Consultado el 2 de diciembre de 2021. 
  13. «Ley 16/2002, de 1 de julio, de Prevención y Control Integrados de la Contaminación». Consultado el 15 de febrero de 2017. 
  14. «Real Decreto Legislativo 1/2016». Consultado el 15 de febrero de 2017. 

Enlaces externos[editar]