La calidad del aire es de suma importancia. Uno de los factores que influyen en ella, es la presencia de COV o compuestos orgánicos volátiles, los cuales están ahí aunque no se vean, causando daños en nuestra salud y en el medio ambiente. A continuación, os explicamos qué son, cuáles son, qué efectos producen y que medidas hay contra los COVs.
¿Qué son los compuestos orgánicos volátiles o COVs?
Los compuestos orgánicos volátiles, COV o VOC (en inglés), son sustancias químicas que contienen carbono y que se convierten fácilmente en vapor o gas, estando normalmente en forma gaseosa a temperatura ambiente. La normativa europea los define como compuestos orgánicos con una presión de vapor superior a 0.01KPa a 293,15K.
Los COVs son todos aquellos hidrocarburos con menos de 12 átomos de carbono y que contienen, junto al carbono, hidrógeno, oxígeno, flúor, cloro, bromo, azufre o nitrógeno. Son compuestos volátiles, liposolubles, tóxicos e inflamables. Los más abundantes en el aire son: metano, tolueno, n-butano, i-pentano, etano, benceno, n-pentano, propano y etileno.
Los COV son liberados por la quema de combustibles fósiles, como gasolina, madera, carbón o gas natural. También son liberados por disolventes, cov pinturas, el humo del tabaco, el transporte, lacas, repelentes de polillas, aromatizantes del aire, materiales empleados para tratar maderas, aerosoles, materiales de construcción, productos de oficina, productos de limpieza, líquidos de lavado en seco, etc.
Casi una cuarta parte de los compuestos orgánicos volátiles emitidos a la atmósfera proviene del uso de disolventes, tanto en el ámbito industrial, donde abarcan la práctica totalidad de los sectores industriales, como en el doméstico. Cabe indicar que en interiores, se concentran hasta 10 veces más que en exteriores, con el consiguiente peligro que conllevan.
Pero además de los compuestos orgánicos volátiles de origen antrópico, los procesos biogénicos naturales también suponen un aporte de COVs a la atmósfera, e incluyen las emisiones de plantas, árboles, animales, incendios forestales, procesos anaerobios en turberas y pantanos, etc. Por otra parte, algunos COVs también están presentes en la atmósfera como resultado de la degradación fotoquímica de otros compuestos orgánicos volátiles.
Compuestos orgánicos volátiles, clasificación
Existen varias maneras de clasificar los compuestos orgánicos volátiles. En primer lugar, según su fuente de procedencia, pueden ser naturales o artificiales o antropogénicos. 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 ejemplos de COV naturales son los isoprenoides, los terpenos, el pineno y el limoneno.
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Por su parte, como ya hemos comentado, 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. Pero dentro del hogar, también podemos encontrar numerosas fuentes de COV, como los productos de limpieza, productos de higiene personal, cosméticos, pinturas, plásticos, etc. Algunos ejemplos de COVs artificiales son el benceno, el tolueno y el nitrobenceno.
Por otro lado, según su peligrosidad para nuestra salud y el Medio Ambiente, los compuestos orgánicos volátiles pueden ser “Extremadamente peligrosos para la salud”, como el benceno, el cloruro de vinilo y el 1.2-dicloroetano; “Compuestos de clase A” que pueden causar daños significativos en el Medio Ambiente, como: acetaldehído, anilina, bencil cloruro, tetracloruro de carbono, CFC, acrilato de etilo, halones, anhídrido maleico, 1,1,1-tricloroetano, tricloroetileno y triclorotolueno; y “Compuestos de clase B”, con menor impacto ambiental, como la acetona y el etanol.
Y según sus propiedades físico-químicas, los COV puede ser Oxigenados (alcoholes, esteres y cetonas), Hidrocarburos (alifáticos y aromáticos), o Halogenados (clorados y fluorados).
Listado de compuestos orgánicos volátiles
El término COV agrupa a una gran cantidad de tipos de compuestos químicos, entre los que se incluyen los hidrocarburos alifáticos, aromáticos y clorados; aldehídos, cetonas, éteres, ácidos y alcoholes.
Hay más de un millar de compuestos que pueden considerarse COV. En este enlace tenéis el listado de los compuestos orgánicos volátiles.
Consecuencias de los compuestos orgánicos volátiles en el Medio Ambiente
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Muchos compuestos orgánicos volátiles son peligrosos contaminantes del aire. Su importancia reside en su capacidad como precursores del ozono troposférico y su papel como destructores del ozono estratosférico, por lo que participan en la destrucción de la capa de ozono. También favorecen el efecto invernadero y contribuyen a la formación del smog fotoquímico al reaccionar con otros contaminantes atmosféricos (como óxidos de nitrógeno) y con la luz solar, dando lugar a atmósferas de un color marrón-rojizo.
Asimismo, los compuestos orgánicos volátiles son también responsables del 90% de las precipitaciones en zonas boscosas, siendo éstos formados por partículas microscópicas como esporas de hongos, polen, así como también por isoprenos; las cuales parcialmente fotoxidadas atraen a las moléculas de agua logrando la precipitación.
Así pues, el estudio de los COVs resulta de especial relevancia debido a que dichos contaminantes juegan un papel importante en muchos de los problemas medioambientales actuales:
- Agotamiento del ozono estratosférico. Muchos COVs presentan gran estabilidad química y son capaces de alcanzar la estratosfera. Si contienen cloro o bromo en su estructura, los procesos de fotólisis estratosférica y la destrucción a cargo del radical hidroxilo, pueden conducir a la liberación de compuestos desencadenantes de la destrucción de ozono.
- Formación fotoquímica de ozono troposférico. En presencia de óxidos de nitrógeno y luz solar, los compuestos orgánico volátiles reaccionan formando ozono, que no sólo resulta alarmante para la salud humana, sino también para cultivos y vegetación, receptores sobre los que ejerce un efecto fitotóxico. Por lo que, los COVs no sólo presentan problemas de acción directa, sino también actúan como contaminantes secundarios, siendo precursores de sustancias oxidantes.
- Potenciación del efecto invernadero global. Si los COVs que se acumulan en la troposfera tienen la capacidad de absorber radiación infrarroja terrestre o solar, pueden potenciar el efecto invernadero. Y aunque algunos compuestos carecen de dicha capacidad, pueden modificar las distribuciones globales de otros gases que sí la poseen. En consecuencia, pueden contribuir mediante la formación de ozono troposférico (gas de efecto invernadero que posee un potencial 2.000 veces superior al CO2) o aumentando o disminuyendo la distribución de radical hidroxilo troposférico y, por tanto, perturbando la distribución de metano.
- Acumulación y persistencia en el ambiente. Algunos COVs, especialmente los de alto peso molecular, superan los procesos de oxidación y se vuelven persistentes, siendo adsorbidos sobre partículas y transportados a largas distancias.
Compuestos orgánicos volátiles: efectos en la salud
Los efectos sobre la salud de los compuestos orgánicos volátiles son variados, dependiendo del compuesto y del tiempo al que se haya estado expuesto. La exposición a estos contaminantes puede realizarse por inhalación, ingestión o contacto con la piel. Asimismo, los compuestos orgánicos volátiles son liposolubles, y gracias a su afinidad por las grasas se acumulan en diversas partes del cuerpo humano.
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A corto plazo, los COV pueden causar: irritación de ojos, garganta y nariz, náuseas, dolor de cabeza, vómito de sangre, reacciones alérgicas, hinchazón, mareos, dolores estomacales e intestinales fatiga, manchas en la piel y trastornos de la memoria.
Y a largo plazo, pueden dañar el hígado, los riñones, el sistema nervioso central, y el intestino delgado hasta crear orificios que causan la muerte. Así como también pueden ser carcinógenos, como por ejemplo el benceno y el 1,3-butadieno, que están clasificados como carcinogénicos y mutagénicos.
Y al igual que ocurre en otras situaciones, los niños son especialmente vulnerables, debido a que sus mecanismos de desintoxicación no están completamente desarrollados y sus órganos están en formación. Además, están más expuestos que los adultos; un niño menor de cinco años consume de tres a cuatro veces más comida y bebe más agua y zumos que un adulto por unidad de peso corporal. Asimismo, en un estudio realizado en Minneapolis, se analizó la concentración de once COVs en sangre en una muestra de 150 niños, comprobando que la concentración de estos compuestos excedió a la de los adultos, incluyendo fumadores.
Normativa compuestos orgánicos volátiles y medidas contra ellos
La normativa europea tiene como objetivo el de limitar las emisiones de componentes orgánicos volátiles (COV) a la atmósfera. Para ello, la ley prohibió, desde el 1 de enero de 2007, la comercialización dentro de la Unión Europea de cualquier producto con un valor COV superior al máximo permitido.
Asimismo, para prevenir y reducir los efectos de las emisiones de COV en el Medio Ambiente, y los riesgos potenciales para la salud humana, el Consejo de Europa, publicó en su día la Directiva 1999/13/CE del 11 de marzo, relativa a la limitación de las emisiones de COV debidas al uso de disolventes orgánicos en determinadas actividades e instalaciones. Su objeto es evitar o reducir los efectos de las emisiones de COV sobre el medio ambiente y las personas. Se aplica a las instalaciones donde se desarrollen algunas de las 15 actividades listadas en su Anexo I, siempre que se superen los umbrales de consumo de disolventes de su Anexo II.
Esta directiva quedó derogada el 7 de enero de 2014 por la Directiva 2010/75/UE del 24 de noviembre, sobre las emisiones industriales (prevención y control integrados de la contaminación), que expone disposiciones para instalaciones y actividades que utilicen disolventes orgánicos en su Capítulo V, e impone valores límite de emisión para estas instalaciones en su Anexo VII.
Para complementar la normativa anterior, el 21 de abril de 2004 se aprobó la Directiva 2004/42/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, relativa a la limitación de las emisiones de COV debidas al uso de disolventes orgánicos en determinadas pinturas y barnices y en los productos de renovación del acabado de vehículos.
Y además de estas directivas, también cabe citar el Protocolo de Gotemburgo, derivado del Convenio de Ginebra de 1979, sobre contaminación transfronteriza a larga distancia, en el cual se imponen valores límite de emisión para compuestos orgánicos volátiles en su Anexo VI. Así como también el sello de sostenibilidad LEED, el cual, a través de su herramienta LEED Rating System, propone el crédito “Materiales bajo emisivos” para el control y la limitación de los compuestos orgánicos volátiles.
Por otro lado, en España hay 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 del 31 de enero que transpone la Directiva 1999/13/CE y se basa en la limitación de emisiones de compuestos orgánicos volátiles debidas al uso de disolventes en determinadas actividades, define los 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”, e incluye la obligatoriedad de disponer de la Autorización Ambiental Integrada de la Ley 16/2002 de Prevención y control integrados de la contaminación. Además, esta legislación recoge los límites aplicables a las emisiones de compuestos orgánicos volátiles en general y límites específicos para el tricloroetileno, disolvente empleado en algunas operaciones de limpieza de superficies, por tratarse de un compuesto orgánico volátil halogenado con la frase R40.
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. En él se establecen una serie de requisitos exigibles para la comercialización de dichos productos, para antes y después del 2007. Además, impone la obligación de llevar una etiqueta indicando el tipo de producto y el contenido máximo de COV.
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Asimismo, existen tres 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, el Real Decreto 1437/2002, de 27 de diciembre, por el que se adecuan las cisternas de gasolina al Real Decreto 2102/1996, y el Real Decreto 455/2012, de 5 de marzo, por el que se establecen las medidas destinadas a reducir la cantidad de vapores de gasolina emitidos a la atmósfera durante el repostaje de los vehículos de motor en las estaciones de servicio.
Y con posterioridad se publicó 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 que actualiza la normativa sobre estos compuestos.
Reemplazamiento de los disolventes con COVs como medida contra los mismos
Después de todo lo dicho, queda patente la necesidad de minimizar la exposición humana a disolventes con compuestos orgánicos volátiles, por lo que el estudio de diferentes sistemas de reemplazo de los mismos con medios de reacción alternativos constituye todo un campo de trabajo.
No obstante, para que se pueda producir un reemplazo eficiente, el disolvente alternativo tiene que cumplir una serie de condiciones: debe disolver los materiales de partida y los reactivos, debe ser inerte y no interferir en la reacción deseada, y debería tener un efecto positivo en la velocidad de la reacción. Así como también la reacción debe de ser eficiente, sin tener subproductos indeseados, el disolvente no debe ser tóxico o por lo menos ser menos tóxico que al que va a reemplazar, teniendo una volatilidad adecuada, y si es posible, siendo biodegradable.
Tras esto, existen tres alternativas sostenibles a los disolventes con compuestos orgánicos volátiles:
- Uso de disolventes convencionales más sostenibles: Esta alternativa consiste en sustituir los disolventes empleados por otros, también convencionales, pero que representen un menor riesgo de toxicidad, una menor volatilidad, y que se puedan reciclar fácilmente. Por ejemplo, se considera que los alcoholes son disolventes relativamente seguros, especialmente si los comparamos con otros disolventes orgánicos. En este sentido, etanol e iso-propanol son las mejores opciones. Cabe indicar que estas sustituciones no son sin duda la mejor solución, pero al menos suponen un primer paso que se puede hacer inmediatamente y sin ninguna implementación de tecnología adicional.
- Diseño de nuevos disolventes: La búsqueda de disolventes con menor toxicidad ambiental y menor volatilidad es una tarea de vital importancia. En este sentido, puede llegar a ser razonable llevarla cabo la “síntesis de novo” de nuevos disolventes, en lugar de emplear los métodos tradicionales de aislamiento de fuentes naturales, si el aumento de sostenibilidad del proceso es muy elevado. Por ejemplo, el empleo de lactato de etilo (obtenido a través de procesos de fermentación biodegradable y fácilmente reciclable) como disolvente de polímeros y resinas supone una alternativa excelente. Asimismo, está cobrando fuerza el empleo de fluidos supercríticos y líquidos iónicos como nuevos disolventes. En el caso de los primeros, se trata de gases que se han comprimido y calentado de modo que muestren propiedades de líquido y de gas al mismo tiempo, al superar lo que se conoce como el punto crítico, teniendo una gran capacidad de disolución de diferentes compuestos orgánicos y gran facilidad de eliminación. El CO2 supercrítico es el más empleado, pues las condiciones de su punto crítico son fáciles de alcanzar. Los líquidos iónicos, por su parte, son sales orgánicas que son líquidas a temperatura ambiente y que están formadas de forma genérica por un anión orgánico o inorgánico y un catión consistente en un compuesto orgánico nitrogenado, tipo imidazolio o piridinio, fundamentalmente. Este tipo de compuestos pueden disolver muchos compuestos orgánicos, son esencialmente no volátiles y pueden usarse hasta temperaturas en torno a 300ºC, lo que les confiere una alta versatilidad, y por tanto su utilización parece muy interesante, aunque todavía hay que profundizar en el estudio de su biodegradabilidad.
- Diseño de procesos sin disolventes: Sin duda esta sería la mejor opción. Si atendemos al papel de los disolventes en una reacción química (favorecer la mezcla íntima de los reactantes, facilitar la separación y purificación de los productos de reacción, y dispersión de energía en los procesos exotérmicos), podemos pensar que en ciertas reacciones se puede prescindir de ellos, como en reacciones entre sólidos, entre gases y sólidos, o bien directamente en fase gaseosa. Diferentes ejemplos de este tipo de procesos ya han sido descritos, y sin duda, representan la mejor alternativa para la eliminación de la emisión de COVs al medio.
Medidas que puedes hacer tú para reducir los orgánicos volátiles
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Por último, a continuación te damos algunos consejos que puedes llevar a cabo tú mismo n tu hogar para evitar el impacto negativo de los COV:
- Sellar las superficies que contienen estos compuestos peligrosos.
- Revisa la lista de materiales de tu hogar. En general la madera contrachapada o aglomerada puede verse tratada con resinas y pegamentos que desprenden COV. No obstante en la mayoría de ocasiones, encontramos estas maderas recubiertas de melamina decorativa, la cual además impide que las partículas peligrosas se liberen al aire.
- Comprar con cuidado, leyendo bien las etiquetas para ver si contienen sustancias peligrosas. Si aun así compras un producto que las contiene, ya que su uso es habitual, debes almacenar el producto según las instrucciones del fabricante, y asegúrate de que el envase esta herméticamente cerrado.
- Si utilizas productos de limpieza con fuerte olor, asegúrate siempre de no mezclarlos entre sí y ventilar bien las estancias después de su uso.
- No almacenes recipientes viejos de pinturas, limpiadores o disolventes. Los guardamos con la intención de poder utilizarlos de nuevo, per se suelen quedar ahí durante años hasta que acabamos por tirarlos.
- Trata siempre de comprar la cantidad justa que vas a utilizar, para después poder deshacerte del poco resto que quede y del envase de forma responsable.
- Estos productos no pueden tirarse a la basura sin más, es necesario que los lleves a un punto limpio.
Fuentes: Wikipedia y Ministerio para la Transición Ecológica de España.
