La calidad del aire interior ( IAQ ) es la calidad del aire dentro y alrededor de edificios y estructuras . Se sabe que la IAQ afecta la salud, la comodidad y el bienestar de los ocupantes de los edificios. La mala calidad del aire interior se ha relacionado con el síndrome del edificio enfermo , la reducción de la productividad y el deterioro del aprendizaje en las escuelas. Los contaminantes comunes del aire interior incluyen: humo de tabaco pasivo , contaminantes del aire procedentes de la combustión interior , radón , moho y otros alérgenos , monóxido de carbono , compuestos orgánicos volátiles , legionella y otras bacterias, fibras de asbesto , dióxido de carbono , [1] ozono y partículas . El control de fuentes, la filtración y el uso de ventilación para diluir los contaminantes son los métodos principales para mejorar la calidad del aire interior.
La IAQ se evalúa mediante la recolección de muestras de aire, el monitoreo de la exposición humana a contaminantes, el análisis de las superficies de los edificios y el modelado por computadora del flujo de aire dentro de los edificios. La IAQ forma parte de la calidad ambiental interior (IEQ), junto con otros factores que influyen en los aspectos físicos y psicológicos de la vida en interiores (p. ej., iluminación, calidad visual, acústica y confort térmico). [2]
Los lugares de trabajo interiores incluyen oficinas, tiendas minoristas, hospitales, bibliotecas, escuelas y guarderías preescolares. Aunque los empleados en estos lugares de trabajo pueden no estar expuestos a sustancias peligrosas o ruido excesivo, los empleados pueden presentar síntomas asociados con el síndrome del edificio enfermo. Los síntomas pueden incluir ardor en los ojos, picazón en la garganta, congestión nasal y dolores de cabeza. Estas aflicciones muchas veces no pueden atribuirse a una sola causa. Para determinar el origen del problema, los investigadores pueden analizar el aire y considerar la iluminación, el ruido, la temperatura y cualquier radiación ionizante. Un informe elaborado por el Instituto de Seguridad y Salud en el Trabajo del Seguro Social de Accidentes de Alemania puede ayudar en la investigación sistemática de los problemas de salud individuales que surgen en los lugares de trabajo cerrados y en la identificación de soluciones prácticas. [3]
La contaminación del aire interior es un grave peligro para la salud en los países en desarrollo y en ese contexto se la denomina comúnmente " contaminación del aire doméstico ". [4] Se relaciona principalmente con métodos de cocción y calefacción mediante la quema de combustible de biomasa , en forma de madera , carbón vegetal , estiércol y residuos de cultivos , en ambientes interiores que carecen de una ventilación adecuada. Millones de personas, principalmente mujeres y niños, se enfrentan a graves riesgos para la salud. En total, alrededor de tres mil millones de personas en los países en desarrollo se ven afectadas por este problema. La Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que la contaminación del aire interior relacionada con la cocina causa 3,8 millones de muertes anuales. [5] El estudio sobre la Carga Global de Enfermedades estimó el número de muertes en 2017 en 1,6 millones. [6]
El humo de segunda mano es el humo del tabaco que afecta a otras personas además del fumador "activo". El humo de tabaco pasivo incluye una fase gaseosa y una de partículas , con peligros particulares que surgen de los niveles de monóxido de carbono (como se indica a continuación) y partículas muy pequeñas (partículas finas, especialmente PM2,5 y PM10 que ingresan a los bronquiolos y alvéolos) . en el pulmón. [7] El único método seguro para mejorar la calidad del aire interior en lo que respecta al humo de segunda mano es eliminar el hábito de fumar en el interior. [8] El uso de cigarrillos electrónicos en interiores también aumenta las concentraciones de partículas en el hogar . [9]
La combustión en interiores, como la utilizada para cocinar o calentar, es una de las principales causas de contaminación del aire en interiores y causa importantes daños a la salud y muertes prematuras. Los incendios de hidrocarburos causan contaminación del aire. La contaminación es causada tanto por la biomasa como por los combustibles fósiles de diversos tipos, pero algunas formas de combustibles son más dañinas que otras. El fuego interior puede producir partículas de carbón negro , óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre y compuestos de mercurio, entre otras emisiones. [10] Alrededor de 3 mil millones de personas cocinan en fogones abiertos o en estufas rudimentarias. Los combustibles para cocinar son el carbón, la madera, el estiércol animal y los residuos de cultivos. [11]
En enero de 2023, se publicaron en The New York Times formas de mejorar la contaminación del aire interior al utilizar una estufa de gas , relacionada con un mayor riesgo de asma y otras posibles enfermedades . [12]
El radón es un gas atómico radiactivo invisible que resulta de la desintegración radiactiva del radio , que puede encontrarse en formaciones rocosas debajo de los edificios o en ciertos materiales de construcción. El radón es probablemente el peligro grave más generalizado para el aire interior en Estados Unidos y Europa, y probablemente sea responsable de decenas de miles de muertes por cáncer de pulmón cada año. [13] Existen kits de prueba relativamente simples para realizar pruebas de gas radón por parte de usted mismo, pero si una casa está en venta, la prueba debe ser realizada por una persona autorizada en algunos estados de EE. UU. El gas radón ingresa a los edificios como gas del suelo y es un gas pesado, por lo que tenderá a acumularse en el nivel más bajo. El radón también puede introducirse en un edificio a través del agua potable, especialmente de las duchas de los baños. Los materiales de construcción pueden ser una fuente poco común de radón, pero se realizan pocas pruebas de productos de piedra, roca o teja que se introducen en las obras de construcción; La acumulación de radón es mayor en las casas bien aisladas. [14] La vida media del radón es de 3,8 días, lo que indica que una vez eliminada la fuente, el peligro se reducirá considerablemente en unas pocas semanas. Los métodos de mitigación del radón incluyen sellar pisos de losas de concreto, cimientos de sótanos, sistemas de drenaje de agua o aumentar la ventilación . [15] Por lo general, son rentables y pueden reducir en gran medida o incluso eliminar la contaminación y los riesgos para la salud asociados.
El radón se mide en picocurios por litro de aire (pCi/L), una medida de radiactividad. En los Estados Unidos, el nivel promedio de radón en interiores es de aproximadamente 1,3 pCi/L. El nivel medio en exteriores es de aproximadamente 0,4 pCi/L. El Cirujano General de EE. UU. y la EPA recomiendan reparar las casas con niveles de radón iguales o superiores a 4 pCi/L. La EPA también recomienda que las personas piensen en reparar sus hogares para niveles de radón entre 2 pCi/L y 4 pCi/L. [dieciséis]
Estos químicos biológicos pueden surgir de una variedad de medios, pero hay dos clases comunes: (a) crecimiento de colonias de moho inducido por la humedad y (b) sustancias naturales liberadas al aire, como la caspa de animales y el polen de plantas. El moho siempre está asociado con la humedad [17] y su crecimiento puede inhibirse manteniendo los niveles de humedad por debajo del 50%. La acumulación de humedad dentro de los edificios puede deberse a que el agua penetre en áreas comprometidas de la envolvente o revestimiento del edificio, a fugas de plomería, a condensación debida a una ventilación inadecuada o a que la humedad del suelo penetre en una parte del edificio. Incluso algo tan simple como secar la ropa en el interior sobre radiadores puede aumentar el riesgo de exposición (entre otras cosas) al Aspergillus , un moho muy peligroso que puede ser mortal para los pacientes con asma y los ancianos. En áreas donde los materiales celulósicos (papel y madera, incluidos los paneles de yeso) se humedecen y no se secan dentro de las 48 horas, el moho puede propagarse y liberar esporas alergénicas en el aire.
En muchos casos, si los materiales no se han secado varios días después del presunto evento de agua, se sospecha crecimiento de moho dentro de las cavidades de las paredes incluso si no es inmediatamente visible. A través de una investigación de moho, que puede incluir una inspección destructiva, se debería poder determinar la presencia o ausencia de moho. En una situación en la que hay moho visible y la calidad del aire interior puede haberse visto comprometida, es posible que sea necesario eliminar el moho. Las pruebas e inspecciones de moho deben ser realizadas por un investigador independiente para evitar cualquier conflicto de intereses y asegurar resultados precisos.
Existen algunas variedades de moho que contienen compuestos tóxicos (micotoxinas). Sin embargo, la exposición a niveles peligrosos de micotoxinas por inhalación no es posible en la mayoría de los casos, ya que las toxinas son producidas por el cuerpo del hongo y no se encuentran en niveles significativos en las esporas liberadas. El principal peligro del crecimiento de moho, en lo que se refiere a la calidad del aire interior, proviene de las propiedades alergénicas de la pared celular de las esporas. Más grave que la mayoría de las propiedades alergénicas es la capacidad del moho para desencadenar episodios en personas que ya padecen asma , una enfermedad respiratoria grave.
El exceso de humedad en los edificios expone a los ocupantes a esporas de hongos, fragmentos de células o micotoxinas . [18] Los bebés que viven en hogares con moho tienen un riesgo mucho mayor de desarrollar asma y rinitis alérgica . [18] Más de la mitad de los trabajadores adultos en edificios húmedos o con moho sufren síntomas nasales o sinusales debido a la exposición al moho. [18]
Uno de los contaminantes del aire interior más tóxicos es el monóxido de carbono (CO), un gas incoloro e inodoro que es un subproducto de una combustión incompleta . Las fuentes comunes de monóxido de carbono son el humo del tabaco, los calentadores que utilizan combustibles fósiles , las calderas de calefacción central defectuosas y los gases de escape de los automóviles. Al privar al cerebro de oxígeno, los niveles elevados de monóxido de carbono pueden provocar náuseas, pérdida del conocimiento y la muerte. Según la Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH), el límite promedio ponderado en el tiempo (TWA) para el monóxido de carbono es de 25 ppm .
Los compuestos orgánicos volátiles (COV) incluyen una variedad de sustancias químicas, algunas de las cuales pueden tener efectos adversos para la salud a corto y largo plazo. Las concentraciones de muchos COV son consistentemente más altas en interiores (hasta diez veces más altas) que en exteriores. Miles de productos emiten COV. Los ejemplos incluyen: pinturas y lacas, decapantes, productos de limpieza, pesticidas, materiales y muebles de construcción, equipos de oficina como fotocopiadoras e impresoras, líquidos correctores y papel para copias sin carbón , gráficos y materiales para manualidades, incluidos pegamentos y adhesivos, marcadores permanentes y soluciones fotográficas. . [19]
El agua potable clorada libera cloroformo cuando se usa agua caliente en el hogar. El benceno se emite a partir del combustible almacenado en garajes adjuntos. Los aceites de cocina sobrecalentados emiten acroleína y formaldehído. Un metaanálisis de 77 encuestas sobre COV en hogares de EE. UU. encontró que los diez COV del aire interior de mayor riesgo eran acroleína, formaldehído, benceno, hexaclorobadieno, acetaldehído, 1,3-butadieno, cloruro de bencilo, 1,4-diclorobenceno y tetracloruro de carbono. , acrilonitrilo y cloruro de vinilo. Estos compuestos excedieron los estándares sanitarios en la mayoría de los hogares. [20]
Los productos químicos orgánicos se utilizan ampliamente como ingredientes en productos para el hogar. Todas las pinturas, barnices y ceras contienen disolventes orgánicos, al igual que muchos productos de limpieza, desinfección, cosméticos, desengrasantes y para uso doméstico. Los combustibles están compuestos de sustancias químicas orgánicas. Las pruebas de emisiones de materiales de construcción utilizados en interiores se han vuelto cada vez más comunes para revestimientos de pisos, pinturas y muchos otros materiales y acabados importantes de construcción en interiores. [21]
Los materiales de interior, como placas de yeso o alfombras, actúan como 'sumideros' de COV, atrapando los vapores de COV durante períodos prolongados y liberándolos mediante desgasificación . Esto puede resultar en exposiciones crónicas y de bajo nivel a COV. [22]
Varias iniciativas prevén reducir la contaminación del aire interior limitando las emisiones de COV de los productos. Existen regulaciones en Francia y Alemania, y numerosas etiquetas ecológicas voluntarias y sistemas de calificación que contienen criterios de bajas emisiones de COV como EMICODE, [23] M1, [24] Blue Angel [25] y Indoor Air Comfort [26] en Europa, también como California Standard CDPH Sección 01350 [27] y varios otros en los EE. UU. Estas iniciativas cambiaron el mercado, donde está disponible un número cada vez mayor de productos con bajas emisiones.
Se han caracterizado al menos 18 COV microbianos (MVOC) [28] [29], incluidos 1-octen-3-ol , 3-metilfurano, 2-pentanol , 2-hexanona , 2-heptanona , 3-octanona , 3-octanol , 2-octen-1-ol, 1-octeno , 2-pentanona , 2-nonanona, borneol , geosmina , 1-butanol , 3-metil-1-butanol , 3-metil-2-butanol y tujopseno . El primero de estos compuestos se llama alcohol de hongo. Los últimos cuatro son productos de Stachybotrys chartarum , que se ha relacionado con el síndrome del edificio enfermo . [28]
La enfermedad del legionario es causada por una bacteria Legionella transmitida por el agua que crece mejor en agua tibia o tranquila y de movimiento lento. La ruta principal de exposición es a través de la creación de un efecto de aerosol, más comúnmente proveniente de torres de enfriamiento por evaporación o cabezales de ducha. Una fuente común de Legionella en edificios comerciales son las torres de enfriamiento por evaporación mal ubicadas o mantenidas, que a menudo liberan agua en forma de aerosol que puede ingresar a las tomas de ventilación cercanas. Los brotes en centros médicos y residencias de ancianos, donde los pacientes están inmunodeprimidos e inmunodébiles, son los casos de legionelosis notificados con más frecuencia. Más de un caso ha involucrado fuentes al aire libre en atracciones públicas. La presencia de Legionella en el suministro de agua de edificios comerciales no se reporta en gran medida, ya que las personas sanas requieren una exposición intensa para contraer la infección.
Las pruebas de Legionella generalmente implican recolectar muestras de agua e hisopos de superficies de recipientes de enfriamiento por evaporación, cabezales de ducha, grifos y otros lugares donde se acumula agua tibia. Luego se cultivan las muestras y se cuantifican las unidades formadoras de colonias (ufc) de Legionella como ufc/litro.
Legionella es un parásito de protozoos como la ameba y, por tanto, requiere condiciones adecuadas para ambos organismos. La bacteria forma una biopelícula resistente a tratamientos químicos y antimicrobianos, incluido el cloro. La solución para los brotes de Legionella en edificios comerciales varía, pero a menudo incluye descargas de agua muy caliente (160 °F; 70 °C), esterilización del agua estancada en lavabos de enfriamiento por evaporación, reemplazo de cabezales de ducha y, en algunos casos, descargas de sales de metales pesados. Las medidas preventivas incluyen ajustar los niveles normales de agua caliente para permitir 120 °F (50 °C) en el grifo, evaluar el diseño de las instalaciones, retirar los aireadores de los grifos y realizar pruebas periódicas en áreas sospechosas.
Hay muchas bacterias de importancia para la salud que se encuentran en el aire interior y en las superficies interiores. El papel de los microbios en el ambiente interior se estudia cada vez más mediante análisis modernos de muestras ambientales basados en genes. Actualmente se están realizando esfuerzos para vincular a los ecologistas microbianos y los científicos del aire interior para forjar nuevos métodos de análisis e interpretar mejor los resultados. [30]
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"Hay aproximadamente diez veces más células bacterianas en la flora humana que células humanas en el cuerpo, con un gran número de bacterias en la piel y en la flora intestinal". [31] Una gran fracción de las bacterias que se encuentran en el aire y el polvo de interiores son eliminadas por los humanos. Entre las bacterias más importantes que se sabe que se encuentran en el aire interior se encuentran Mycobacterium tuberculosis , Staphylococcus aureus y Streptococcus pneumoniae .
Muchos materiales de construcción comunes utilizados antes de 1975 contienen asbesto , como algunas losas para pisos, tejas, tejas, sistemas ignífugos, sistemas de calefacción, envolturas para tuberías, lodos para encintado, masillas y otros materiales aislantes. Normalmente, no se producen liberaciones significativas de fibra de asbesto a menos que se alteren los materiales de construcción, por ejemplo cortándolos, lijándolos, perforando o remodelando el edificio. La eliminación de materiales que contienen asbesto no siempre es óptima porque las fibras pueden esparcirse en el aire durante el proceso de eliminación. En su lugar, a menudo se recomienda un programa de gestión de materiales intactos que contienen asbesto.
Cuando el material que contiene asbesto se daña o se desintegra, fibras microscópicas se dispersan en el aire. La inhalación de fibras de asbesto durante largos períodos de exposición se asocia con una mayor incidencia de cáncer de pulmón , mesotelioma y asbestosis . El riesgo de cáncer de pulmón por la inhalación de fibras de amianto es significativamente mayor para los fumadores. Los síntomas de la enfermedad no suelen aparecer hasta unos 20 o 30 años después de la primera exposición al amianto.
Aunque todo el asbesto es peligroso, los productos que son friables, por ejemplo, revestimientos pulverizados y aislamientos, plantean un peligro significativamente mayor ya que es más probable que liberen fibras al aire. El gobierno federal de EE. UU. y algunos estados han establecido estándares para niveles aceptables de fibras de asbesto en el aire interior. Existen normas especialmente estrictas aplicables a las escuelas. [32]
Según ASHRAE , "La evidencia existente sobre los impactos directos del dióxido de carbono (CO 2 ) en la salud, el bienestar, los resultados del aprendizaje y el desempeño laboral en concentraciones comúnmente observadas en interiores es inconsistente y, por lo tanto, actualmente no justifica cambios en los estándares de ventilación y IAQ. , reglamentos o directrices." [33] La NASA señaló que la investigación sobre los niveles de CO 2 encontrados en submarinos o naves espaciales (de 3000 ppm a 7000 ppm) había descubierto que no afectaba el desempeño de los astronautas ni de los oficiales de submarinos. [34] Sin embargo, decidieron limitarlo a 5000 ppm para evitar dolores de cabeza. [35] Mientras que en poblaciones no especializadas, se descubrió que el CO 2 puro en una concentración común en ambientes interiores afecta la toma de decisiones de alto nivel. [36]
Además, es un sustituto relativamente fácil de medir para los contaminantes interiores emitidos por los humanos y se correlaciona con la actividad metabólica humana. Los humanos somos la principal fuente interior de dióxido de carbono en la mayoría de los edificios. Los niveles de CO 2 en interiores son un indicador de la idoneidad de la ventilación del aire exterior en relación con la densidad de ocupantes interiores y la actividad metabólica. Para eliminar la mayoría de las quejas, el nivel total de CO 2 en el interior debe reducirse a una diferencia no mayor de 700 ppm con respecto a los niveles exteriores. [37] El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional de Estados Unidos (NIOSH) considera que las concentraciones de dióxido de carbono en el aire interior que superan las 1.000 ppm son un marcador que sugiere una ventilación inadecuada. [38] Los estándares del Reino Unido para las escuelas dicen que el dióxido de carbono en todos los espacios de enseñanza y aprendizaje, cuando se mide a la altura de la cabeza sentado y se promedia durante todo el día, no debe exceder las 1.500 ppm. [39] El día completo se refiere al horario escolar normal (es decir, de 9:00 a. m. a 3:30 p. m.) e incluye períodos desocupados, como las pausas para el almuerzo. En Hong Kong, la EPD estableció objetivos de calidad del aire interior para edificios de oficinas y lugares públicos en los que un nivel de dióxido de carbono inferior a 1.000 ppm se considera bueno. [40] Las normas europeas limitan el dióxido de carbono a 3.500 ppm. OSHA limita la concentración de dióxido de carbono en el lugar de trabajo a 5000 ppm durante períodos prolongados y a 35 000 ppm durante 15 minutos.
Las concentraciones de dióxido de carbono aumentan como resultado de la ocupación humana, pero van por detrás de la ocupación acumulada y la ingesta de aire fresco. Cuanto menor sea la tasa de intercambio de aire, más lenta será la acumulación de dióxido de carbono hasta concentraciones casi "estables" en las que se basan las directrices del NIOSH y del Reino Unido. Por lo tanto, las mediciones de dióxido de carbono con el fin de evaluar la idoneidad de la ventilación deben realizarse después de un período prolongado de ocupación y ventilación constantes (en las escuelas al menos 2 horas y en las oficinas al menos 3 horas) para que las concentraciones sean un indicador razonable. de la adecuación de la ventilación. Los instrumentos portátiles utilizados para medir el dióxido de carbono deben calibrarse con frecuencia, y las mediciones en exteriores utilizadas para los cálculos deben realizarse casi en el tiempo que las mediciones en interiores. También pueden ser necesarias correcciones por los efectos de la temperatura en las mediciones realizadas al aire libre.
Las concentraciones de dióxido de carbono en habitaciones cerradas o confinadas pueden aumentar a 1000 ppm dentro de los 45 minutos posteriores al encierro. Por ejemplo, en una oficina de 3,5 por 4 metros (11 pies × 13 pies), el dióxido de carbono atmosférico aumentó de 500 ppm a más de 1000 ppm dentro de los 45 minutos posteriores al cese de la ventilación y al cierre de ventanas y puertas. [41]
El ozono se produce por la luz ultravioleta del Sol que incide en la atmósfera terrestre (especialmente en la capa de ozono ), los rayos , ciertos dispositivos eléctricos de alto voltaje (como los ionizadores de aire ) y como subproducto de otros tipos de contaminación.
El ozono existe en mayores concentraciones en altitudes a las que suelen volar los aviones de pasajeros. Las reacciones entre el ozono y las sustancias a bordo, incluidos los aceites para la piel y los cosméticos, pueden producir sustancias químicas tóxicas como subproductos. [42] El ozono en sí también es irritante para el tejido pulmonar y perjudicial para la salud humana.
El aire exterior utilizado para ventilación puede tener suficiente ozono para reaccionar con contaminantes interiores comunes, así como con aceites para la piel y otras sustancias químicas o superficies comunes del aire interior. Se justifica una preocupación particular cuando se utilizan productos de limpieza "verdes" basados en extractos de cítricos o terpenos, porque estos químicos reaccionan muy rápidamente con el ozono para formar químicos tóxicos e irritantes [43] , así como partículas finas y ultrafinas . [44] La ventilación con aire exterior que contiene concentraciones elevadas de ozono puede complicar los intentos de remediación. [45]
La Ley de Aire Limpio de 1990 requirió que la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos estableciera Estándares Nacionales de Calidad del Aire Ambiental (NAAQS) para seis contaminantes atmosféricos de criterio perjudiciales para la salud humana. [46] El ozono es uno de los contaminantes atmosféricos de criterio. Otras organizaciones han propuesto estándares para el aire, como la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA), el Instituto Nacional de Salud y Seguridad Ocupacional (NIOSH) y la Organización Mundial de la Salud (OMS). El estándar de OSHA para la concentración de ozono en el lugar de trabajo es de 0,1 ppm en promedio durante un período de 8 horas. [47] El estándar de la EPA para la concentración de ozono es de 0,07 ppm en promedio durante un período de 8 horas. [48]
Las partículas atmosféricas, también conocidas como partículas , se pueden encontrar en interiores y pueden afectar la salud de los ocupantes. Las autoridades han establecido estándares para la concentración máxima de partículas para garantizar la calidad del aire interior. [40]
El adulto medio respira aproximadamente 11.000 litros de aire al día. [49] Por razones de salud, es fundamental respirar aire limpio, libre de productos químicos y tóxicos en la medida de lo posible. Se estima que los seres humanos pasan aproximadamente el 90% de su vida en interiores [50] y que la contaminación del aire interior puede ser mucho peor que la del aire ambiente. [51] [52] Hay diferentes factores que contribuyen a la alta concentración de contaminantes en el interior, que van desde la emisión de gases de los muebles, muebles como alfombras, actividades en el interior (cocinar, limpiar, pintar, fumar, etc. en los hogares hasta el uso de oficinas). equipos en oficinas), parámetros de confort térmico como temperatura, humedad, flujo de aire y propiedades fisicoquímicas del aire interior.
Dado que los contaminantes del aire interior pueden afectar negativamente a la salud humana, es muy importante contar con un sistema de evaluación/monitoreo de la calidad del aire interior en tiempo real que pueda ayudar no sólo a mejorar la calidad del aire interior sino también a detectar fugas y derrames en un entorno de trabajo e impulsar la eficiencia energética de los edificios proporcionando retroalimentación en tiempo real a los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). [53] Además, ha habido suficientes estudios que resaltan la correlación entre la mala calidad del aire interior y la pérdida de rendimiento y productividad de los trabajadores en un entorno de oficina. [54]
La combinación de la tecnología de Internet de las cosas (IoT) con sistemas de monitoreo de IAQ en tiempo real ha ganado tremendamente impulso y popularidad, ya que se pueden realizar intervenciones basadas en datos de sensores en tiempo real y, por lo tanto, ayudar a mejorar la IAQ. [55]
En 2015, estudios experimentales informaron de la detección de un deterioro cognitivo episódico (situacional) significativo debido a impurezas en el aire respirado por sujetos de prueba que no estaban informados sobre los cambios en la calidad del aire. Investigadores de la Universidad de Harvard, la Universidad Médica SUNY Upstate y la Universidad de Syracuse midieron el rendimiento cognitivo de 24 participantes en tres atmósferas de laboratorio controladas diferentes que simulaban las que se encuentran en edificios "convencionales" y "verdes", así como edificios ecológicos con ventilación mejorada. El desempeño se evaluó objetivamente utilizando la herramienta de simulación de software de simulación de gestión estratégica ampliamente utilizada, que es una prueba de evaluación bien validada para la toma de decisiones ejecutivas en una situación sin restricciones que permite la iniciativa y la improvisación. Se observaron déficits significativos en las puntuaciones de rendimiento logradas al aumentar las concentraciones de COV o dióxido de carbono , mientras se mantenían constantes otros factores. Los niveles de impureza más altos alcanzados no son infrecuentes en algunos entornos de aulas u oficinas. [56] [57]
Las plantas de interior, junto con el medio en el que se cultivan, pueden reducir los componentes de la contaminación del aire interior, en particular los compuestos orgánicos volátiles (COV), como el benceno , el tolueno y el xileno . Las plantas eliminan CO 2 y liberan oxígeno y agua, aunque el impacto cuantitativo para las plantas de interior es pequeño. El interés en utilizar plantas en macetas para eliminar los COV surgió de un estudio de la NASA realizado en 1989 en cámaras selladas diseñadas para replicar el entorno de las estaciones espaciales . Sin embargo, estos resultados adolecieron de una replicación deficiente [58] y no son aplicables a edificios típicos, donde el intercambio de aire exterior-interior ya elimina los COV a un ritmo que sólo podría igualarse mediante la colocación de 10-1000 plantas/m 2 de la superficie de un edificio. [59]
Las plantas también parecen reducir los microbios y mohos en el aire y aumentar la humedad . [60] Sin embargo, el aumento de la humedad puede provocar en sí mismo un aumento de los niveles de moho e incluso de COV. [61]
Cuando las concentraciones de dióxido de carbono son elevadas en el interior en relación con las concentraciones exteriores, es sólo un indicador de que la ventilación es inadecuada para eliminar los productos metabólicos asociados con la ocupación humana. Las plantas necesitan dióxido de carbono para crecer y liberan oxígeno cuando consumen dióxido de carbono. Un estudio publicado en la revista Environmental Science & Technology consideró las tasas de absorción de cetonas y aldehídos por el lirio de la paz ( Spathiphyllum clevelandii ) y el potos dorado ( Epipremnum aureum ). Akira Tani y C. Nicholas Hewitt encontraron que "los resultados de la fumigación a largo plazo revelaron que el total Las cantidades absorbidas fueron entre 30 y 100 veces mayores que las cantidades disueltas en la hoja, lo que sugiere que los carbonos orgánicos volátiles se metabolizan en la hoja y/o se translocan a través del pecíolo ". [62] Vale la pena señalar que los investigadores sellaron las plantas en bolsas de teflón. "No se detectó pérdida de COV en la bolsa cuando las plantas estaban ausentes. Sin embargo, cuando las plantas estaban en la bolsa, los niveles de aldehídos y cetonas disminuyeron lenta pero continuamente, lo que indica que las plantas las eliminaron". [63] Los estudios realizados en bolsas selladas no reproducen fielmente las condiciones en los ambientes interiores de interés. Es necesario estudiar las condiciones dinámicas con la ventilación del aire exterior y los procesos relacionados con las superficies del edificio en sí y su contenido, así como con los ocupantes.
Dado que una humedad extremadamente alta se asocia con un mayor crecimiento de moho, respuestas alérgicas y respuestas respiratorias, la presencia de humedad adicional de las plantas de interior puede no ser deseable en todos los ambientes interiores si el riego se realiza de manera inapropiada. [64]
Los conceptos de diseño ambientalmente sustentables también incluyen aspectos relacionados con la industria de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) comercial y residencial. Entre varias consideraciones, uno de los temas atendidos es la cuestión de la calidad del aire interior durante las etapas de diseño y construcción de la vida de un edificio.
Una técnica para reducir el consumo de energía manteniendo una calidad adecuada del aire es la ventilación controlada por demanda . En lugar de establecer el rendimiento en una tasa fija de reemplazo de aire, se utilizan sensores de dióxido de carbono para controlar la tasa dinámicamente, en función de las emisiones de los ocupantes reales del edificio.
Durante los últimos años, ha habido muchos debates entre los especialistas en calidad del aire interior sobre la definición adecuada de calidad del aire interior y específicamente qué constituye una calidad del aire interior "aceptable".
Una forma de garantizar cuantitativamente la salud del aire interior es mediante la frecuencia de renovación efectiva del aire interior mediante su sustitución por aire exterior. En el Reino Unido, por ejemplo, se exige que las aulas tengan 2,5 cambios de aire exterior por hora . En pasillos, gimnasios, comedores y espacios de fisioterapia, la ventilación debe ser suficiente para limitar el dióxido de carbono a 1.500 ppm. En EE.UU., y según las normas ASHRAE, la ventilación en las aulas se basa en la cantidad de aire exterior por ocupante más la cantidad de aire exterior por unidad de superficie del suelo, no en cambios de aire por hora. Dado que el dióxido de carbono en el interior proviene de los ocupantes y del aire exterior, la idoneidad de la ventilación por ocupante se indica mediante la concentración en el interior menos la concentración en el exterior. El valor de 615 ppm por encima de la concentración exterior indica aproximadamente 15 pies cúbicos por minuto de aire exterior por ocupante adulto que realiza un trabajo de oficina sedentario donde el aire exterior contiene 385 ppm, la concentración atmosférica promedio global actual de CO 2 . En las aulas, los requisitos de la norma ASHRAE 62.1, Ventilación para una calidad aceptable del aire interior, normalmente darían como resultado aproximadamente 3 cambios de aire por hora, dependiendo de la densidad de ocupantes. Como los ocupantes no son la única fuente de contaminantes, es posible que sea necesario aumentar la ventilación del aire exterior cuando existen fuentes de contaminación inusuales o fuertes en el interior.
Cuando el aire exterior está contaminado, la entrada de más aire exterior puede empeorar la calidad general del aire interior y exacerbar algunos síntomas de los ocupantes relacionados con la contaminación del aire exterior. Generalmente, el aire exterior del campo es mejor que el aire interior de la ciudad. Las fugas de gases de escape pueden ocurrir en los tubos de escape metálicos del horno que conducen a la chimenea cuando hay fugas en la tubería y el diámetro del área de flujo de gas de la tubería se ha reducido. [ se necesita aclaración ]
El uso de filtros de aire puede atrapar algunos de los contaminantes del aire. El Consejo de Construcción Ecológica de EE. UU. sugiere "Utilizar purificadores de aire portátiles con filtros HEPA, especialmente si la ventilación es deficiente o el aire exterior tiene un alto nivel de PM 2,5". [3] Los filtros de aire se utilizan para reducir la cantidad de polvo que llega a los serpentines húmedos. El polvo puede servir como alimento para el crecimiento de moho en los serpentines y conductos húmedos y puede reducir la eficiencia de los serpentines.
El manejo y control de la humedad requiere operar los sistemas HVAC según lo diseñado. El manejo y control de la humedad pueden entrar en conflicto con los esfuerzos por conservar energía. Por ejemplo, la gestión y el control de la humedad requieren que los sistemas se configuren para suministrar aire de reposición a temperaturas más bajas (niveles de diseño), en lugar de las temperaturas más altas que a veces se utilizan para conservar energía en condiciones climáticas dominadas por el enfriamiento. Sin embargo, en la mayor parte de los EE. UU. y muchas partes de Europa y Japón, durante la mayor parte de las horas del año, las temperaturas del aire exterior son lo suficientemente frías como para que el aire no necesite enfriamiento adicional para brindar confort térmico en el interior. Sin embargo, la alta humedad en el exterior crea la necesidad de prestar especial atención a los niveles de humedad en el interior. Las humedades elevadas dan lugar al crecimiento de moho y la humedad en el interior se asocia con una mayor prevalencia de problemas respiratorios en los ocupantes.
La "temperatura del punto de rocío" es una medida absoluta de la humedad del aire. Algunas instalaciones se están diseñando con puntos de rocío de diseño en los 50 °F inferiores y algunas en los 40 °F superiores e inferiores. Algunas instalaciones se están diseñando utilizando ruedas desecantes con calentadores a gas para secar la rueda lo suficiente como para obtener los puntos de rocío requeridos. En esos sistemas, después de eliminar la humedad del aire de reposición, se utiliza un serpentín de enfriamiento para bajar la temperatura al nivel deseado.
Los edificios comerciales, y a veces residenciales, a menudo se mantienen bajo una presión de aire ligeramente positiva en relación con el exterior para reducir la infiltración . Limitar la infiltración ayuda con el manejo y control de la humedad.
La dilución de contaminantes interiores con aire exterior es eficaz en la medida en que el aire exterior esté libre de contaminantes nocivos. El ozono en el aire exterior se produce en el interior en concentraciones reducidas porque el ozono es altamente reactivo con muchas sustancias químicas que se encuentran en el interior. Los productos de las reacciones entre el ozono y muchos contaminantes interiores comunes incluyen compuestos orgánicos que pueden ser más olorosos, irritantes o tóxicos que aquellos a partir de los cuales se forman. Estos productos de la química del ozono incluyen formaldehído, aldehídos de mayor peso molecular, aerosoles ácidos y partículas finas y ultrafinas, entre otros. Cuanto mayor sea la tasa de ventilación exterior, mayor será la concentración de ozono interior y más probable será que se produzcan reacciones, pero incluso a niveles bajos, las reacciones se producirán. Esto sugiere que se debe eliminar el ozono del aire de ventilación, especialmente en áreas donde los niveles de ozono al aire libre son frecuentemente altos. Investigaciones recientes han demostrado que la mortalidad y la morbilidad aumentan en la población general durante los períodos de mayor ozono exterior y que el umbral para este efecto es de alrededor de 20 partes por mil millones (ppb).
Mucha gente supone que los edificios son entidades físicas simples, relativamente estables en el tiempo con poca interacción entre el edificio, lo que hay en él (ocupantes y contenidos) y lo que lo rodea (el entorno más amplio). De hecho, la verdadera naturaleza de los edificios puede verse como el resultado de un complejo conjunto de interacciones dinámicas físicas, químicas y biológicas. Los edificios pueden describirse y entenderse como sistemas complejos. La investigación que aplica los enfoques que utilizan los ecólogos para comprender los ecosistemas puede ayudar a aumentar nuestra comprensión. La "ecología de la construcción" se propone como la aplicación de esos enfoques al entorno construido considerando el sistema dinámico de los edificios, sus ocupantes y el entorno más amplio. [sesenta y cinco]
Los edificios evolucionan constantemente como resultado de los cambios en el entorno que los rodea, así como de los ocupantes, materiales y actividades dentro de ellos. Las superficies y el aire dentro de un edificio interactúan constantemente y esta interacción da como resultado cambios en cada uno. Por ejemplo, podemos ver que una ventana cambia ligeramente con el tiempo a medida que se ensucia, luego se limpia , vuelve a acumular suciedad , se vuelve a limpiar, y así sucesivamente a lo largo de su vida. De hecho, la "suciedad" que vemos puede estar evolucionando como resultado de las interacciones entre la humedad, los productos químicos y los materiales biológicos que se encuentran allí.
Los edificios están diseñados o destinados a responder activamente a algunos de estos cambios dentro y alrededor de ellos con sistemas de calefacción, refrigeración, ventilación , limpieza del aire o iluminación. [66] Limpiamos, desinfectamos y mantenemos superficies para mejorar su apariencia, rendimiento o longevidad. Dichos cambios alteran los edificios de maneras que pueden ser importantes para su propia integridad o su impacto en sus ocupantes a través de procesos físicos, químicos y biológicos.
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El tema de la IAQ se ha vuelto popular debido a la mayor conciencia sobre los problemas de salud causados por el moho y los desencadenantes del asma y las alergias . En los EE.UU., la concienciación también ha aumentado gracias a la participación de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), que ha desarrollado un programa "IAQ Tools for Schools" para ayudar a mejorar las condiciones ambientales interiores de las instituciones educativas. El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional realiza evaluaciones de riesgos para la salud (HHE) en los lugares de trabajo a solicitud de los empleados, representantes autorizados de los empleados o empleadores, para determinar si alguna sustancia que normalmente se encuentra en el lugar de trabajo tiene efectos potencialmente tóxicos, incluso en interiores. calidad del aire. [67]
Una variedad de científicos trabajan en el campo de la calidad del aire interior, incluidos químicos, físicos, ingenieros mecánicos, biólogos, bacteriólogos e informáticos. Algunos de estos profesionales están certificados por organizaciones como la Asociación Estadounidense de Higiene Industrial, el Consejo Estadounidense de Calidad del Aire Interior y el Consejo de Calidad del Aire Ambiental Interior.
A nivel internacional, la Sociedad Internacional de Calidad del Aire Interior y Clima (ISIAQ), formada en 1991, organiza dos conferencias importantes, las series Indoor Air y Healthy Buildings. [68]
Según el estudio Global Burden of Disease, 1,6 millones de personas murieron prematuramente en 2017 como resultado de la contaminación del aire interior... Pero vale la pena señalar que la OMS publica un número sustancialmente mayor de muertes por contaminación del aire interior.
La quema de gas natural no solo produce una variedad de gases como óxidos de azufre, compuestos de mercurio y partículas, sino que también conduce a la producción de óxidos de nitrógeno, principalmente dióxido de nitrógeno... La quema de combustible de biomasa o cualquier otro fósil El combustible aumenta la concentración de carbono negro en el aire.
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