Las partículas ultrafinas (UFP) son partículas en suspensión con diámetro menor o igual a 0,1µm (100 nm) clasificadas como uno de los contaminantes emergentes más relevantes para la salud en Europa, puesto que por su diminuto tamaño son capaces de penetrar profundamente en el pulmón y alcanzar fácilmente el torrente sanguíneo.
¿Qué son las partículas ultrafinas (UFP/PM0.1)? Definición
Las partículas ultrafinas (UFP) se definen, de forma consensuada, como aquellas con diámetro aerodinámico menor o igual a 0,1 µm (100 nm); también se las denomina PM0.1.
La comisión Europea y la OMS encuadran las UFP dentro de la “fracción fina” (PM2.5), pero distinguen específicamente las partículas menores de 0,1 µm como partículas ultrafinas por sus propiedades físicas y biológicas singulares.
Aunque aportan muy poca masa a PM2.5 o PM10, las UFP suelen representar más del 90% del número total de partículas presentes en el aire ambiente, lo que significa que, desde el punto de vista de exposición, dominan por “cantidad” más que por “peso”.
Diferencias entre PM10, PM2.5 y PM0.1
| Fracción | Diámetro típico | Métrica principal | Principales fuentes | Situación normativa |
| PM10 | ≤ 10 µm | Masa (µg/m³) | Resuspensión de polvo, obras, agricultura | Valores límite consolidados en la UE (Directiva 2008/50/CE y 2024/2881). |
| PM2.5 | ≤ 2,5 µm | Masa (µg/m³) | Combustión (tráfico, industria, biomasa) | Valores límite más estrictos en la Directiva (UE) 2024/2881. |
| PM0.1 / UFP | ≤ 0,1 µm | Número (partículas/cm³) | Tráfico rodado, aviación, puertos, combustión industrial y doméstica | Sin valores límite específicos; la Directiva 2024/2881 exige su monitorización en supersites. |
Revisiones científicas recientes subrayan que, debido a su pequeño tamaño, elevada superficie específica y capacidad para adsorber metales y compuestos orgánicos reactivos, las UFP pueden ser más tóxicas que partículas más grandes de igual masa.
Informes de expertos del Reino Unido y la OMS destacan que todavía no existe un estándar de calidad del aire específico para UFP, pero recomiendan reducir sus emisiones, especialmente de motores diésel y fuentes de combustión, a causa de su posible contribución significativa a los efectos adversos asociados a las PM2.5.
Origen y formación de las partículas ultrafinas
Las UFP se generan tanto de forma primaria, emitidas directamente por procesos de combustión y actividad industrial, como de forma secundaria, formadas en la atmósfera por nucleación y condensación de gases precursores.
En entornos urbanos europeos, la mayor parte de las UFP tiene origen antropogénico, principalmente por tráfico rodado -más concretamente por motores diésel y gasolina de inyección directa- y por los procesos de “nueva formación de partículas” a partir de gases precursores como SO₂ y compuestos orgánicos volátiles.
Los informes de AQEG para el Reino Unido muestran que, por número de partículas, las UFP proceden en gran medida del transporte por carretera pero también de la combustión de carbón en centrales térmicas, la navegación marítima, la aviación (entorno de aeropuertos) y la combustión doméstica de madera.
Fuentes urbanas e industriales de UFP
- Tráfico rodado (motores diésel y gasolina GDI), especialmente en grandes vías urbanas.
- Aviación en entornos aeroportuarios, donde los despegues y aterrizajes generan picos de UFP.
- Puertos marítimos y fluviales, debido a combustibles marinos con contenido en azufre y motores auxiliares.
- Centrales térmicas de carbón y otras instalaciones de combustión en el sector energético.
- Combustión de biomasa (incendios forestales, quemas agrícolas y calefacción doméstica con leña).
Fuentes interiores (ambientales laborales y domésticos)
- Cocción y fritura en cocina.
- Tabaco y cigarrillos electrónicos.
- Velas, incienso y quemas decorativas.
- Impresoras y fotocopiadoras láser en oficinas.
- Equipos electrónicos con motores de escobillas y ciertos aerosoles domésticos.
Estudios epidemiológicos en Europa y Canadá han asociado las UFP procedentes de tráfico y aviación con aumentos de mortalidad prematura, especialmente en áreas cercanas a vías principales, aeropuertos y zonas industriales.
La publicación de Kwon et al. muestra que, pese a las mejoras en filtros de partículas y combustibles bajos en azufre, la condensación de compuestos semivolátiles en gases de escape puede generar UFP adicionales, con distribuciones de tamaño centradas en el rango 10-30 nm, especialmente en tecnologías modernas de combustión.
Efectos en la salud, ¿por qué es crítico monitorear las UFP?
Las UFP pueden depositarse profundamente en los alveolos pulmonares, superar las defensas respiratorias, atravesar la barrera alveolo-capilar y distribuirse por el organismo, contribuyendo a enfermedades respiratorias, cardiovasculares y posiblemente neurológicas.
Tanto la OMS como grupos de trabajo en alergología y neumología describen que las UFP inducen estrés oxidativo e inflamación en vías respiratorias, favorecen la exacerbación del asma y pueden actuar como adyuvantes en la sensibilización frente a alérgenos, incrementando la respuesta alérgica.
Su elevada área superficial permite transportar grandes cantidades de hidrocarburos aromáticos policíclicos, metales y otros compuestos redox-activos que generan especies reactivas de oxígeno, amplificando el daño en el epitelio pulmonar y el endotelio vascular.
Principales efectos descritos de las partículas ultrafinas
- Sistema respiratorio
- Exacerbación de asma y aumento de visitas a urgencias por crisis asmáticas.
- Inflamación de vías respiratorias, disminución de función pulmonar y mayor hiperreactividad bronquial.
- Posible papel en el desarrollo de enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC).
- Sistema cardiovascular
- Alteraciones en variabilidad de frecuencia cardíaca y disfunción microvascular.
- Favorecimiento de aterosclerosis y eventos isquémicos.
- Aumento de marcadores de inflamación sistémica y estrés oxidativo.
- Otros sistemas
- Lesiones oxidativas en ADN y posibles efectos sobre desarrollo fetal (bajo peso al nacer).
- Evidencia emergente de depósito de UFP en cerebro y asociación con enfermedades neurodegenerativas, aunque aún con incertidumbre.
Las revisiones de la OMS de 2021 concluyen que, aunque la evidencia sugiere efectos dañinos crecientes al disminuir el tamaño de las partículas, los estudios disponibles sobre UFP siguen siendo menos numerosos y heterogéneos que los de PM2.5, lo que impide fijar aún valores límite específicos.
Aún así, informes como el de AQEG señalan que las UFP “se cree que contribuyen a la toxicidad del material particulado en aire”, con un grado de contribución todavía cuantitativamente “poco claro”, reforzando la necesidad de monitorización y de investigación adicional.
¿Por qué las partículas ultrafinas requieren monitorización específica?
Monitorizar las UFP es clave porque su comportamiento no se puede inferir a partir de las mediciones tradicionales de PM2.5/PM10, se concentran en puntos calientes (hot-spots) específicos (carreteras, aeropuertos, puertos…) y su métrica relevante es el número de partículas, no la masa.
Las redes de calidad del aire europeas se han diseñado históricamente para medir masa de PM y gases regulados, pero informes técnicos muestran que las UFP tienen patrones espaciales y temporales distintos: disminuyen muy rápido cuanta mayor sea la distancia a la fuente, presentan picos intensos de corta duración y sus concentraciones pueden variar en varias órdenes de magnitud en segundos.
Además, la correlación entre masa de PM2.5 y número de UFP es débil: se ha observado que la PNC (particle number concentration) se correlaciona mejor con NOx y carbono negro, lo que refuerza que PM2.5/PM10 no son buenos sustitutos para evaluar exposición a UFP.
Motivos operativos y sanitarios para medir UFP
- Identificar hot-spots de exposición cerca de grandes vías, puertos y aeropuertos, donde la población puede ser sometida a niveles mucho más altos que los que reflejan las estaciones de fondo urbano.
- Evaluar el impacto real de tecnologías de abatimiento (filtros diésel, combustibles bajos en azufre, mejoras en motores) sobre el número y tamaño de UFP.
- Alimentar estudios epidemiológicos que diferencien en efecto de UFP frente a otras fracciones de PM.
- Diseñar planes de acción y hojas de ruta (air quality roadmaps) ajustadas a la nueva Directiva (UE) 2024/2881.
El informe de AQEG destaca que solo tres sitios de monitorización continua de UFP estaban operativos en Reino Unido (carretera, fondo urbano y fondo rural), lo que se considera insuficiente para entender las emisiones en aviación, navegación y bioamasa.
La nueva Directiva 2024/2881 reconoce expresamente este vacío y obliga a los Estados miembros a monitorizar UFP en superemplazamientos de control (supersites), tanto urbanos como rurales, especialmente en áreas influenciadas por transporte por carretera, aéreo, marítimo y fluvial.
Instrumentación para la monitorización de partículas ultrafinas
La monitorización de partículas ultrafinas exige instrumentación específica, capaz de detectar partículas en el rango nanométrico y reportar concentraciones en número de partículas por centímetro cúbico, no sólo en masa.
Los instrumentos tradicionales de PM basados en masa y filtros gravimétricos no son adecuados para UFP, porque estas tienen muy poca masa y están sometidas a fuerzas distintas de la gravedad, como difusión browniana y termofóresis.
En redes de monitorización avanzadas y supersites, la combinación de contadores de partículas por condensación (CPC), analizadores de movilidad eléctrica (SMPS/MPSS) y soluciones CPC miniaturizadas (MEMS, microfluídicas o portátiles) permiten caracterizar tanto la concentración total como la distribución de tamaños de las UFP.
Los CPC, por ejemplo, hacen “crecer” las partículas ultrafinas mediante condensación de un vapor (p. ej. alcohol o agua) hasta tamaños micrométricos, y luego las cuentan individualmente mediante óptica de dispersión de luz, reportando concentraciones en partículas/cm³.
Por otro lado, los sistemas de movilidad eléctrica (SMPS/MPSS) clasifican eléctricamente las partículas antes de contarlas con un CPC, obteniendo distribuciones de tamaño detalladas en el rango aproximado de 2-1.000 nm, fundamentales para diferenciar nucleación, crecimiento y modos de acumulación.
Además, se ha producido un avance significativo en CPC miniaturizados basados en tecnología MEMS y microfluídica, capaces de detectar UFP de 3-15 nm con equipos muy compactos y de bajo consumo, adecuados para monitorización portátil y multipunto.
Tabla resumen de instrumentación específica para monitorizar UFP
| Tipo de instrumento | Principio | Rango típico de tamaño | Métrica principal | Peculiaridades relevantes para UFP |
| CPC de referencia (Condensation Particle Counter) | Condensación de vapor (agua, butanol, isopropanol…) sobre las partículas, crecimiento a gotas micrométricas y conteo óptico individual | Según modelo, desde ~1–2,5 nm hasta ~1.000 nm | Número de partículas/cm³ | Alta sensibilidad para UFP; modelos como el Ultrafine CPC TSI 3756 y los WCPC 3785/3786 detectan partículas de ~2,5–5 nm, y el CPC 3750‑CEN10 está diseñado para monitorización de UFP conforme a EN 16976:2024. |
| SMPS / MPSS (Scanning / Mobility Particle Sizer) | Clasificación de partículas por movilidad eléctrica y conteo con CPC aguas abajo | ~2–1.000 nm | Distribución de tamaño y número (espectros granulométricos) | Permiten obtener el espectro de tamaños de UFP y nanopartículas, clave para estudiar procesos de nucleación, crecimiento y coagulación, y para diferenciar contribución de tráfico, aviación, industria o biomasa. |
| OPC (Optical Particle Counter) | Dispersión de luz láser por cada partícula que atraviesa el haz | ~100 nm – varios µm (según diseño) | Número y tamaño aproximado en canales discretos | Menos sensibles en el rango ultrafino; útiles para completar el rango por encima de 100 nm y como parte de sistemas híbridos (p. ej. MEMS‑CPC + mini‑OPC) en dispositivos compactos. |
| CPC miniaturizados (MEMS, microfluídicos, portátiles) | Chip MEMS o microfluídico que integra saturador y condensador, moderación de condensación (normalmente con agua) y mini‑OPC para conteo de gotas | Aproximadamente ~3–15 nm (según diseño); algunos prototipos demuestran detección de hasta 3,4 nm | Número de partículas/cm³ en formatos portátiles o multipunto | Miniaturizan el principio de CPC en dispositivos muy compactos (p. ej. 75 × 130 × 50 mm, ~200 g, ~2,7 W), con alta concordancia frente a instrumentos de referencia y capacidad para monitorización portátil y multipunto de UFP. |
Supersites de monitorización y Directiva (UE) 2024/2881, ¿qué relación tienen con las UFP?
Los supersites o superemplazamientos de control son estaciones avanzadas diseñadas para ofrecer una visión integrad de la contaminación en áreas representativas, según la Directiva (UE) 2024/2881 en las que se agrupa instrumentación de alta calidad para múltiples contaminantes, incluyendo UFP, carbono negro y amoníaco.
La Directiva (UE) 2024/2881 reclama una expansión de las redes de monitorización y, en particular, la creación de supersites de fondo urbano y rural donde se mida la concentración y distribución granulométrica de UFP y black carbon, especialmente en zonas influenciadas por transporte aéreo, marítimo, fluvial o por carretera.
Según el análisis de esta directiva, los contaminantes emergentes a medir son:
- Partículas ultrafinas (UFP): concentración y distribución granulométrica.
- Carbono negro (black carbon)
- Amoníaco (NH3) en supersites rurales).
- Poder oxidativo de las partículas, levoglucosano, y ácido nítrico (recomendado)
La creación de estos supersites permitirá, además, validar modelos de UFP (incluyendo procesos de nucleación, condensación y coagulación) y soportar el diseño de hojas de ruta de calidad del aire, incluidas las posibles solicitudes de aplazamiento de objetivos para 2030, que deberán justificarse con información exhaustiva.
Conclusión
Las partículas ultrafinas han pasado, en muy pocos años, de ser un parámetro prácticamente invisible a convertirse en uno de los focos clave de la calidad del aire en Europa, tanto por su potencial impacto en la salud como por el nuevo marco regulatorio que impulsa su monitorización sistemática. La Directiva (UE) 2024/2881 reconoce explícitamente las UFP como contaminante emergente, exige su medición en superemplazamientos de fondo urbano y rural e integra esa información en el camino hacia el objetivo de «contaminación cero» para 2050.
En este contexto, monitorizar UFP ya no es sólo una cuestión de investigación avanzada, sino una necesidad operativa para administraciones y empresas que deban demostrar diligencia en la protección de la salud de la población y en el cumplimiento de las nuevas obligaciones europeas.
Como especialista en redes y campañas de medición de la calidad del aire, desde Envira estamos en posición de acompañar a las administraciones y al tejido industrial en este nuevo escenario: diseñando supersites que integren la monitorización de UFP, desplegando estaciones y campañas específicas allí donde más se necesita (tráfico, aeropuertos, puertos y núcleos industriales) e incorporando los datos de partículas ultrafinas en la toma de decisiones estratégicas.
Dar el paso hacia la monitorización de UFP hoy significa avanzar un tramo importante en la protección de la salud y en la adaptación temprana al marco regulatorio que marcará la calidad del aire en Europa durante las próximas décadas.
Fuentes y referencias
- European Commission. Glossary: Fine particles – Ultrafine particles. Disponible en: https://ec.europa.eu/health/scientific_committees/opinions_layman/en/indoor-air-pollution/glossary/def/fine-particles-ultrafine-particles.htm (consultado el 07/07/2026).
- UK Department for Environment, Food and Rural Affairs (Defra) – Air Quality Expert Group. Ultrafine Particles (UFP) in the UK. 2018. Disponible en: https://uk-air.defra.gov.uk/assets/documents/reports/cat09/1807261113_180703_UFP_Report_FINAL_for_publication.pdf (consultado el 07/07/2026).
- Kwon H‑S, et al. Ultrafine particles: unique physicochemical properties relevant to health. Disponible en: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7156720/ (consultado el 07/07/2026).
- Nel A, et al. Ultrafine particles: biological effects (AAAAI Work Group). Disponible en: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4976002/ (consultado el 07/07/2026).
- Ultrafine particle. Disponible en: https://en.wikipedia.org/wiki/Ultrafine_particle (consultado el 07/07/2026).
- CBC News. Ultrafine particles 2024. Disponible en: https://www.cbc.ca/newsinteractives/features/ultrafine-particles (consultado el 07/07/2026).
- Yoo S‑J, et al. Microelectromechanical-system-based condensation particle counter for sensitive and precise monitoring of airborne ultrafine particles (UFPs). Atmospheric Measurement Techniques, 2019. Disponible en: https://amt.copernicus.org/articles/12/5335/2019/ (consultado el 07/07/2026).
