Los contaminantes transportados por el aire existen en varios estados. Los polvos (o partículas) son una categoría amplia que describe las partículas sólidas suspendidas en el aire. Pueden generarse mecánica o térmicamente y pueden afectar a diferentes partes del cuerpo humano en el trabajo. Algunos polvos inhalados se eliminan del cuerpo, aunque una fracción de estos polvos permanecerá en los pulmones sin inducir una reacción biológica. Estos se denominan polvos molestos y su riesgo se presenta más como irritación menor o afectación de la visión. Sin embargo, la exposición a otros polvos puede provocar trastornos pulmonares crónicos, como cáncer de pulmón, silicosis y bronquitis.
Este artículo define los términos polvos respirables, inspirables e inhalables, y describe técnicas de monitoreo de higiene ocupacional para tomar muestras y analizar estos contaminantes. También describe los efectos fisiológicos de la exposición a polvos, particularmente sílice cristalina, amianto, fibras minerales sintéticas y polvos de madera.

DEFINICIONES
En el lugar de trabajo, las partículas sólidas pueden existir como polvo, fibra o humo. Es importante apreciar las diferencias fundamentales entre estos estados de la materia (y su riesgo asociado) para asegurar que sean correctamente monitoreados y posteriormente controlados. Por ejemplo, intentar tomar muestras de humo generado térmicamente sin identificar su naturaleza exacta puede dar como resultado una concentración y una indicación de riesgo no representativas. De manera similar, el mayor riesgo de exposición a pesticidas o herbicidas puede ocurrir al mezclar polvos. Generalmente se utilizan las siguientes definiciones:

• El polvo es una mezcla de material sólido de diferentes tamaños. Las partículas suelen tener un tamaño de 0,1 a 30 µm. Los ejemplos incluyen el polvo de algodón de la molienda de algodón y el polvo de madera del aserradero.
• La fibra es un filamento sólido similar a un hilo con una relación definida de largo a ancho. El NOHSC (1988, p. ix) define una fibra de asbesto como aquella que tiene un diámetro de menos de 3 µm, una longitud de más de 5 µm y una relación de longitud a diámetro de más de 3:1. Otros ejemplos de fibras incluyen fibra de vidrio, lana de roca y fibras cerámicas.
• Se genera humo cuando se calienta un sólido hasta que se libera un gas. El gas se vuelve a condensar en diminutas partículas sólidas o líquidas.

POLVOS
Los polvos se pueden describir en términos de su efecto fisiológico o de la distribución del tamaño de la nube de polvo. Los polvos fibróticos o fibrinogénicos son aquellos que penetran en la región alveolar del pulmón y dañan estas células, provocando una cicatrización o fibrosis. Los polvos fibróticos provocan esta acción en lo profundo de los pulmones debido a su tamaño excepcionalmente pequeño y, en algunos casos, a su composición (p. ej., sílice libre {SiO2}).
Esta es la razón por la cual los polvos fibróticos son respirables, lo que significa que ingresan a la zona respiratoria de los pulmones. La respirabilidad se define de acuerdo con un criterio estándar. Algunos ejemplos de polvos fibróticos incluyen asbesto y sílice cristalina, como cuarzo o cristobalita.
Los polvos tóxicos muestran su efecto a través de los pulmones u otros sistemas del cuerpo. Estos resultados pueden ser una respuesta inmunológica (p. ej., exposición a maderas sensibilizantes como el cedro rojo occidental o polvos orgánicos) o un efecto directo en un órgano o sistema (p. ej., cal apagada, hidróxido de calcio, quemaduras en la piel o los ojos).

Deposición de polvos en el pulmón.
El paso de polvos en el pulmón humano depende de su tamaño físico y composición química. Es posible que las partículas grandes no puedan penetrar más allá del sistema respiratorio superior. Lever y Schroter (citados en Gardiner & Harrington 1995) creen que existe una alta probabilidad de que la mayoría de las partículas con un diámetro aerodinámico entre 10 µm y 20 µm impacten en esta región y no penetren en las vías respiratorias del pulmón. Esto se debe a la filtración mecánica a través de los vellos nasales, lo que hace que los contaminantes sean expulsados por el aire o estornudados desde la cavidad nasal. Las partículas más pequeñas pueden entrar en la cavidad nasal y quedar atrapadas en los pelos cubiertos de moco dentro de la cavidad. En este punto, ciertos polvos solubles en agua como el hidróxido de potasio (un polvo alcalino) pueden disolverse en la membrana mucosa y causar un efecto irritante. Los polvos de madera también se filtran principalmente del sistema respiratorio superior; sin embargo, se informa que la exposición a algunas maderas duras causa cáncer nasal.
El principal factor que afecta la respirabilidad de los polvos es su capacidad para atravesar la cavidad nasal y llegar a la tráquea. Las partículas más grandes, debido a su diámetro aerodinámico, impactarán en la parte posterior de la cavidad nasal y no podrán sortear este giro pronunciado.
El diámetro aerodinámico equivalente (AED) de un polvo se relaciona con su diámetro físico más su densidad. La AED de polvos seleccionados se muestra en la siguiente imagen:

Los tres principales mecanismos de deposición de partículas son:
• sedimentación
• difusión
• impactación.

La fuerza gravitacional que ejercerá una partícula de polvo afecta la velocidad de sedimentación. La velocidad de sedimentación final (v) que alcanza una partícula se describe mejor a través de la ley de Stokes.

v = ρ.g.d2 / 18η
Donde:
ρ es la densidad de partículas (kg.m–3)
g es la aceleración de la gravedad
(9,8 ms–2)
d es el diámetro del polvo
partícula (m)
η es la viscosidad del aire
(≈1,9 x 10–5 N.s.m–2)

Usando la ley de Stoke, se puede ver que en realidad es la densidad y el diámetro de las partículas lo que afecta la velocidad de sedimentación, siempre que la viscosidad del aire y la aceleración debida a la gravedad sean constantes. La densidad de un objeto (ρ) se define como su masa por unidad de volumen. La unidad SI es kg.m–3. Esta relación se muestra en la siguiente ecuación.

ρ = m/V
Donde:
m es masa (kg)
V es volumen (m3)

Esto significa que las partículas más densas tendrán una mayor velocidad, por lo tanto, mayor momento o inercia. El mayor arrastre del aire sobre la partícula en movimiento hace que se asiente antes. Esta filosofía puede explicar por qué las fibras están en el aire durante un período más largo que las partículas esféricas y, por lo tanto, es más probable que se inhalen. El grado de penetración del polvo se puede describir mejor considerando su momento lineal una vez que ingresa a la cavidad nasal. El impulso (p) se define como producto de la masa del polvo y su velocidad. Su unidad SI es kg.m.s–1. Cuanto más impulso tenga el polvo, más difícil será detenerlo y mayor será el efecto que tendrá si se detiene por impacto o colisión. Por lo tanto, se sigue que un polvo más denso tendrá un momento mayor a una velocidad constante que un polvo menos denso.

Los polvos con un diámetro físico más pequeño, o que son menos densos, podrán viajar a través de la cavidad nasal, sortear el giro cerrado en la región nasofaríngea y pasar a la tráquea. El polvo arrastrado luego puede continuar moviéndose a través del bronquio primario, a través de los bronquios y bronquiolos y hacia los sacos de intercambio de aire, los alvéolos.
La difusión también afectará el tiempo disponible para la deposición del polvo. Dado que los polvos en el aire consisten en moléculas de gas que se mueven constantemente, las partículas pueden ser transportadas junto con el flujo de aire y depositadas en el tracto respiratorio.

La impactación es el factor final que afecta la deposición de partículas en el sistema respiratorio. Aunque las partículas son arrastradas en un medio gaseoso, tienen un impulso mucho mayor y, por lo tanto, una inercia mucho mayor que el gas. Por lo tanto, a medida que la dirección del flujo de aire cambia para negociar su camino a través del sistema respiratorio, las partículas de polvo no pueden adaptarse al cambio y seguir moviéndose en la misma dirección. Si el impulso de las partículas es suficiente, impactarán en las vías respiratorias curvas y los vellos nasales.