Calidad del aire interior
Calidad del aire dentro y alrededor de edificios y estructuras

Un filtro de aire que se está limpiando
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La calidad del aire interior ( CAI ) es la calidad del aire dentro de edificios y estructuras . Se sabe que la mala calidad del aire interior debido a la contaminación del aire interior afecta la salud, la comodidad y el bienestar de los ocupantes de los edificios. También se ha relacionado con el síndrome del edificio enfermo , problemas respiratorios, reducción de la productividad y deterioro del aprendizaje en las escuelas. Los contaminantes comunes del aire interior incluyen: humo de tabaco de segunda mano , contaminantes del aire de la combustión en interiores , radón , moho y otros alérgenos , monóxido de carbono , compuestos orgánicos volátiles , legionela y otras bacterias, fibras de amianto , dióxido de carbono , [1] ozono y partículas .

El control de la fuente, la filtración y el uso de ventilación para diluir los contaminantes son los principales métodos para mejorar la calidad del aire interior. Aunque la ventilación es un componente integral para mantener una buena calidad del aire interior, puede que no sea satisfactoria por sí sola. [2] En situaciones en las que la contaminación exterior pueda deteriorar la calidad del aire interior, también pueden ser necesarios otros dispositivos de tratamiento, como la filtración . [3]

La calidad del aire interior se evalúa mediante la recolección de muestras de aire, el control de la exposición humana a contaminantes, el análisis de las superficies de los edificios y la modelización informática del flujo de aire en el interior de los edificios. La calidad del aire interior es parte de la calidad ambiental interior (IEQ), junto con otros factores que ejercen una influencia en los aspectos físicos y psicológicos de la vida en interiores (por ejemplo, la iluminación, la calidad visual, la acústica y el confort térmico). [4]

La contaminación del aire en interiores es un importante riesgo para la salud en los países en desarrollo y, en ese contexto, se la suele denominar " contaminación del aire en el hogar ". [5] Se relaciona principalmente con los métodos de cocción y calefacción que utilizan combustible de biomasa , en forma de madera , carbón , estiércol y residuos de cultivos , en ambientes interiores que carecen de una ventilación adecuada. Millones de personas, principalmente mujeres y niños, enfrentan 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 en interiores relacionada con la cocina causa 3,8 millones de muertes anuales. [6] El estudio Global Burden of Disease estimó el número de muertes en 2017 en 1,6 millones. [7]

Definición

Por razones de salud, es fundamental respirar aire limpio, libre de sustancias químicas y tóxicas en la medida de lo posible. Se estima que los seres humanos pasan aproximadamente el 90% de su vida en espacios interiores [8] y que la contaminación del aire en espacios interiores en algunos lugares puede ser mucho peor que la del aire ambiente. [9] [10]

Diversos factores contribuyen a las altas concentraciones de contaminantes en interiores, que van desde la afluencia de contaminantes de fuentes externas, la liberación de gases de los muebles, el mobiliario, incluidas las alfombras, las actividades en interiores (cocinar, limpiar, pintar, fumar, etc. en los hogares hasta el uso de equipos de oficina en las oficinas), los parámetros de confort térmico como la temperatura, la humedad, el flujo de aire y las propiedades fisicoquímicas del aire interior. [ cita requerida ] Los contaminantes del aire pueden ingresar a un edificio de muchas maneras, incluso a través de puertas o ventanas abiertas. Los sistemas de aire acondicionado/ventilación mal mantenidos pueden albergar moho, bacterias y otros contaminantes, que luego circulan por los espacios interiores, lo que contribuye a los problemas respiratorios y las alergias.

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".

Efectos sobre la salud

Porcentaje de muertes por contaminación del aire en espacios interiores. Los colores más oscuros indican cifras más altas.

La calidad del aire interior es importante para la salud humana, ya que los seres humanos pasan gran parte de su tiempo en ambientes interiores. Los estadounidenses y los europeos pasan en promedio aproximadamente el 90% de su tiempo en interiores. [11] [12]

La Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que 3,2 millones de personas mueren prematuramente cada año por enfermedades atribuidas a la contaminación del aire en interiores causada por cocinar en interiores, y más de 237 000 de ellas son niños menores de 5 años. Esto incluye alrededor de una octava parte de todas las muertes mundiales por cardiopatía isquémica , accidente cerebrovascular y cáncer de pulmón . En general, la OMS estimó que la mala calidad del aire en interiores provocó la pérdida de 86 millones de años de vida saludable en 2019. [13]

Estudios realizados en el Reino Unido y Europa muestran que la exposición a contaminantes del aire interior, productos químicos y contaminación biológica puede irritar el sistema de las vías respiratorias superiores, desencadenar o exacerbar el asma y otras afecciones respiratorias o cardiovasculares, e incluso puede tener efectos cancerígenos. [14] [15] [16] [17] [18] [19]

La mala calidad del aire interior puede provocar el síndrome del edificio enfermo . Los síntomas incluyen ardor en los ojos, irritación de garganta, congestión nasal y dolores de cabeza. [20]

Contaminantes comunes

Generado por combustión en interiores

una estufa de 3 piedras
Una estufa tradicional de leña de tres piedras en Guatemala, que causa contaminación del aire en interiores

La combustión en espacios interiores, como la que se realiza para cocinar o calentar, es una de las principales causas de la contaminación del aire en espacios interiores y provoca importantes daños a la salud y muertes prematuras. Los incendios de hidrocarburos provocan contaminación del aire. La contaminación es causada tanto por biomasa como por combustibles fósiles de diversos tipos, pero algunas formas de combustibles son más dañinas que otras.

El fuego en espacios interiores puede producir partículas de carbono negro , óxidos de nitrógeno , óxidos de azufre y compuestos de mercurio , entre otras emisiones. [21] Alrededor de 3 mil millones de personas cocinan en fuegos abiertos o en cocinas rudimentarias. Los combustibles para cocinar son carbón, madera, estiércol animal y residuos de cultivos. [22] La calidad del aire interior es una preocupación particular en los países de ingresos bajos y medios donde tales prácticas son comunes. [23]

Cocinar con gas natural (también llamado gas fósil, gas metano o simplemente gas) está asociado con una peor calidad del aire interior. La combustión de gas produce dióxido de nitrógeno y monóxido de carbono, y puede provocar un aumento de las concentraciones de dióxido de nitrógeno en el entorno doméstico, lo que está vinculado a problemas y enfermedades respiratorias . [24] [25]

Monóxido de carbono

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 la combustión incompleta . El monóxido de carbono puede emitirse a partir del humo del tabaco y generarse a partir del mal funcionamiento de las estufas que queman combustible (madera, queroseno, gas natural, propano) y los sistemas de calefacción que queman combustible (madera, petróleo, gas natural) y de los conductos de humos bloqueados conectados a estos aparatos. [26] En los países desarrollados, las principales fuentes de emisión de CO en interiores provienen de los aparatos de cocina y calefacción que queman combustibles fósiles y que están defectuosos, instalados incorrectamente o mal mantenidos. [27] El mal funcionamiento de los aparatos puede deberse a una instalación defectuosa o a la falta de mantenimiento y uso adecuado. [26] En los países de ingresos bajos y medios, las fuentes más comunes de CO en los hogares son la quema de combustibles de biomasa y el humo del cigarrillo. [27]

Los efectos sobre la salud de la intoxicación por CO pueden ser agudos o crónicos y pueden ocurrir de forma no intencionada o intencionada ( autolesión ). Al privar al cerebro de oxígeno, la exposición aguda al monóxido de carbono puede tener efectos sobre el sistema neurológico (dolor de cabeza, náuseas, mareos, alteración de la conciencia y debilidad subjetiva), los sistemas cardiovascular y respiratorio ( infarto de miocardio , dificultad para respirar o respiración rápida, insuficiencia respiratoria ). La exposición aguda también puede provocar efectos neurológicos a largo plazo, como cambios cognitivos y conductuales. La intoxicación grave por CO puede provocar pérdida de conocimiento, coma y muerte. La exposición crónica a bajas concentraciones de monóxido de carbono puede provocar letargo, dolores de cabeza, náuseas, síntomas similares a los de la gripe y problemas neuropsicológicos y cardiovasculares. [28] [26]

Los niveles recomendados por la OMS de exposición al CO en interiores durante 24 horas son de 4 mg/m3 . [ 29] La exposición aguda no debe superar los 10 mg/m3 en 8 horas, los 35 mg/m3 en una hora y los 100 mg/m3 en 15 minutos. [27]

Humo de tabaco de segunda mano

El humo de segunda mano es el humo del tabaco que afecta a otras personas además del fumador "activo". Está compuesto por el humo exhalado (15%) y, principalmente, por el humo que sale del extremo encendido del cigarrillo, conocido como humo secundario (85%). [30]

El humo de segunda mano contiene más de 7000 sustancias químicas, de las cuales cientos son nocivas para la salud. [30] El humo de tabaco de segunda mano incluye materiales tanto gaseosos como particulados , con peligros particulares derivados de los niveles de monóxido de carbono y partículas muy pequeñas (partículas finas, especialmente PM2.5 y PM10 ) que ingresan en los bronquiolos y alvéolos de los pulmones. [31] La inhalación de humo de segunda mano en múltiples ocasiones puede causar asma , neumonía , cáncer de pulmón y síndrome de muerte súbita del lactante , entre otras afecciones. [32]

El humo de tercera mano (THS, por sus siglas en inglés) se refiere a las sustancias químicas que se depositan en objetos y cuerpos en espacios interiores después de fumar. La exposición al humo de tercera mano puede ocurrir incluso después de que el humo del cigarrillo ya no esté presente y afectar a quienes ingresan al ambiente interior mucho más tarde. Las sustancias tóxicas del THS pueden reaccionar con otras sustancias químicas en el aire y producir nuevas sustancias químicas tóxicas que de otra manera no estarían presentes en los cigarrillos. [33]

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 espacios cerrados. [34] El uso de cigarrillos electrónicos en interiores también aumenta las concentraciones de partículas en el hogar . [35]

Partículas

Las partículas atmosféricas, también conocidas como partículas , se pueden encontrar en interiores y pueden afectar la salud de los ocupantes. Las partículas en interiores pueden provenir de diferentes fuentes interiores o crearse como aerosoles secundarios a través de reacciones de gas a partícula en interiores. También pueden ser partículas exteriores que ingresan al interior. Estas partículas interiores varían ampliamente en tamaño, desde nanomet (nanopartículas/partículas ultrafinas emitidas por fuentes de combustión) hasta micromet (polvo resuspendido). [36] Las partículas también se pueden producir a través de actividades de cocina. Freír produce concentraciones más altas que hervir o asar a la parrilla y cocinar carne produce concentraciones más altas que cocinar verduras. [37] Preparar una cena de Acción de Gracias puede producir concentraciones muy altas de partículas, que superan los 300 μg/m 3 . [38]

Las partículas pueden penetrar profundamente en los pulmones y el cerebro desde el torrente sanguíneo, causando problemas de salud como enfermedades cardíacas , enfermedades pulmonares , cáncer y parto prematuro . [39]

Otras partículas pequeñas incluyen microplásticos transportados por el aire , por ejemplo en forma de polvo microplástico producido durante proyectos de renovación , construcción, reconstrucción de puentes y carreteras [40] y el uso de herramientas eléctricas . [41]

Generado a partir de materiales de construcción, muebles y productos de consumo.

Compuestos orgánicos volátiles

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. Existen numerosas fuentes de COV en espacios interiores, lo que significa que sus concentraciones son sistemáticamente más altas en espacios interiores (hasta diez veces más altas) que en espacios exteriores. [42] Algunos COV se emiten directamente en espacios interiores, y otros se forman a través de reacciones químicas posteriores que pueden ocurrir en la fase gaseosa o en superficies. [43] [44] Los COV que presentan riesgos para la salud incluyen benceno , formaldehído , tetracloroetileno y tricloroetileno . [45]

Miles de productos de uso doméstico emiten COV, entre los que se incluyen pinturas, barnices, ceras y lacas, decapantes, productos de limpieza y cuidado personal, pesticidas, materiales de construcción y mobiliario, equipos de oficina como fotocopiadoras e impresoras, líquidos correctores y papel autocopiativo , materiales gráficos y de manualidades, incluidos pegamentos y adhesivos, rotuladores permanentes y soluciones fotográficas. [46] El agua potable clorada libera cloroformo cuando se utiliza agua caliente en el hogar. El combustible almacenado en garajes anexos emite benceno.

Las actividades humanas como cocinar y limpiar también pueden emitir COV. [47] [48] Cocinar puede liberar aldehídos y alcanos de cadena larga cuando se calienta el aceite y se pueden liberar terpenos cuando se preparan y/o cocinan especias. [47] Las fugas de gas natural de los aparatos de cocina se han relacionado con niveles elevados de COV, incluido el benceno, en los hogares de los EE. UU. [49] Los productos de limpieza contienen una variedad de COV, incluidos monoterpenos , sesquiterpenos , alcoholes y ésteres . Una vez liberados al aire, los COV pueden experimentar reacciones con el ozono y los radicales hidroxilo para producir otros COV, como el formaldehído. [48]

Los efectos sobre la salud incluyen irritación de ojos, nariz y garganta , dolores de cabeza , pérdida de coordinación, náuseas y daños al hígado , los riñones y el sistema nervioso central . [50]

Cada vez es más habitual comprobar las emisiones de los materiales de construcción utilizados en interiores en el caso de revestimientos de suelos, pinturas y muchos otros materiales y acabados importantes para la construcción en interiores. [51] Los materiales de interior, como las placas de yeso o las alfombras, actúan como "sumideros" de COV, ya que atrapan los vapores de COV durante largos períodos de tiempo y los liberan mediante desgasificación . Los COV también pueden sufrir una transformación en la superficie a través de la interacción con el ozono. [44] En ambos casos, estas emisiones retardadas pueden dar lugar a exposiciones crónicas y de bajo nivel a los COV. [52]

Varias iniciativas tienen como objetivo reducir la contaminación del aire en interiores limitando las emisiones de COV de los productos. Existen regulaciones en Francia y Alemania, y numerosas etiquetas ecológicas voluntarias y sistemas de clasificación que contienen criterios de bajas emisiones de COV, como EMICODE [53] , M1 [54] Blue Angel [55] e Indoor Air Comfort [56] en Europa, así como la Sección 01350 del Estándar CDPH de California [57] y varias otras en los EE. UU. Debido a estas iniciativas, cada vez hay más productos de bajas emisiones disponibles para la venta.

Se han caracterizado al menos 18 COV microbianos (COVM) [58] [59], incluidos 1-octen-3-ol (alcohol de hongo), 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 . Los últimos cuatro son productos de Stachybotrys chartarum , que se ha relacionado con el síndrome del edificio enfermo . [58]

Fibras de amianto

Muchos materiales de construcción comunes utilizados antes de 1975 contienen amianto , como algunas baldosas para pisos, baldosas para techos, tejas, materiales ignífugos, sistemas de calefacción, envolturas de tuberías, masillas para encintado, masillas y otros materiales de aislamiento. Normalmente, no se producen liberaciones significativas de fibras de amianto a menos que se alteren los materiales de construcción, como al cortarlos, lijarlos, perforarlos o remodelarlos. La eliminación de materiales que contienen amianto no siempre es óptima porque las fibras pueden esparcirse por el aire durante el proceso de eliminación. En su lugar, a menudo se recomienda un programa de gestión de materiales intactos que contienen amianto.

Cuando el material que contiene amianto se daña o se desintegra, se dispersan fibras microscópicas en el aire. La inhalación de fibras de amianto 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 inhalación de fibras de amianto es significativamente mayor para los fumadores. Los síntomas de la enfermedad no suelen aparecer hasta unos 20 a 30 años después de la primera exposición al amianto.

Aunque todo el amianto es peligroso, los productos que son friables, por ejemplo, los revestimientos pulverizados y el aislamiento, plantean un riesgo significativamente mayor ya que tienen más probabilidades de liberar fibras al aire. [60]

Ozono

El ozono (O3 ) en interiores se produce por ciertos dispositivos eléctricos de alto voltaje (como los ionizadores de aire ) y como subproducto de otros tipos de contaminación. Aparece en concentraciones más bajas en interiores que en exteriores, generalmente entre el 0,2 y el 0,7 de la concentración en exteriores. [61] Por lo general, la mayor parte del ozono se pierde en reacciones superficiales en interiores, en lugar de en reacciones en el aire, debido a las grandes relaciones superficie-volumen que se encuentran en interiores. [62]

El aire exterior utilizado para la ventilación puede contener suficiente ozono como para reaccionar con contaminantes comunes en interiores, así como con aceites de la piel y otras sustancias químicas o superficies comunes en el aire interior. Se debe tener especial cuidado cuando se utilizan productos de limpieza "ecológicos" basados ​​en extractos de cítricos o terpenos, porque estos productos químicos reaccionan muy rápidamente con el ozono y forman sustancias químicas tóxicas e irritantes [48], así como partículas finas y ultrafinas [63] . La ventilación con aire exterior que contiene concentraciones elevadas de ozono puede complicar los intentos de remediación [64] .

El estándar de la OMS para la concentración de ozono es de 60 μg/m3 para exposición a largo plazo y 100 μg/m3 como promedio máximo durante un período de 8 horas. [29] El estándar de la EPA para la concentración de ozono es de 0,07 ppm en promedio durante un período de 8 horas. [65]

Agentes biológicos

Moho y otros alérgenos

Los ocupantes de los edificios pueden estar expuestos a esporas de hongos, fragmentos de células o micotoxinas que pueden surgir de una variedad de medios, pero hay dos clases comunes: (a) el crecimiento de colonias de moho inducido por el exceso de humedad y (b) sustancias naturales liberadas al aire, como caspa de animales y polen de plantas. [66]

Si bien el crecimiento de moho está asociado con altos niveles de humedad, [67] es probable que crezca cuando surge una combinación de condiciones favorables. Además de altos niveles de humedad, estas condiciones incluyen temperaturas, pH y fuentes de nutrientes adecuados. [68] El moho crece principalmente en superficies y se reproduce liberando esporas, que pueden viajar y asentarse en diferentes lugares. Cuando estas esporas experimentan condiciones apropiadas, pueden germinar y dar lugar al crecimiento del micelio . [69] Diferentes especies de moho prefieren diferentes condiciones ambientales para germinar y crecer, algunas son más hidrófilas (crecen a niveles más altos de humedad relativa) y otras más xerófilas (crecen a niveles de humedad relativa tan bajos como 75-80%). [69] [70]

El crecimiento de moho se puede inhibir manteniendo las superficies en condiciones que estén alejadas de la condensación, con niveles de humedad relativa por debajo del 75%. Esto generalmente se traduce en una humedad relativa del aire interior por debajo del 60%, de acuerdo con las pautas de confort térmico que recomiendan una humedad relativa entre el 40 y el 60%. La acumulación de humedad en los edificios puede surgir de la penetración de agua en áreas de la envoltura o la estructura del edificio, de fugas de plomería, penetración de agua de lluvia o subterránea, o de la condensación debido a una ventilación inadecuada, calefacción insuficiente o mala calidad térmica de la envoltura del edificio. [71] Incluso algo tan simple como secar la ropa en el interior sobre radiadores puede aumentar el riesgo de crecimiento de moho, si la humedad producida no puede escapar del edificio a través de la ventilación. [72]

El moho afecta predominantemente las vías respiratorias y los pulmones. Los efectos conocidos del moho en la salud incluyen el desarrollo y la exacerbación del asma , [73] siendo los niños y los ancianos los que tienen mayor riesgo de sufrir impactos más graves en la salud. [ 74] Los bebés que viven en hogares con moho tienen un riesgo mucho mayor de desarrollar asma y rinitis alérgica . [75] [66] Más de la mitad de los trabajadores adultos en edificios con moho o húmedos sufren síntomas nasales o sinusales debido a la exposición al moho. [66] Algunas variedades de moho 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.

Legionella

La enfermedad del legionario es causada por una bacteria transmitida por el agua, la Legionella , que crece mejor en agua tibia, quieta o de movimiento lento. La principal vía de exposición es a través de la creación de un efecto aerosol, más comúnmente a partir 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 instalaciones médicas y residencias de ancianos, donde los pacientes están inmunodeprimidos e inmunodeprimidos, son los casos de legionelosis notificados con mayor frecuencia. Más de un caso ha involucrado fuentes al aire libre en atracciones públicas. La presencia de Legionella en los suministros de agua de los edificios comerciales está muy subnotificada, ya que las personas sanas requieren una exposición intensa para contraer la infección.

Las pruebas de detección de Legionella generalmente implican la recolección de muestras de agua y de superficies de piscinas de enfriamiento por evaporación, cabezales de ducha, grifos y otros lugares donde se acumula agua tibia. Luego, las muestras se cultivan y las unidades formadoras de colonias (UFC) de Legionella se cuantifican como UFC/litro.

La legionela es un parásito de protozoos como la ameba y, por lo tanto, requiere condiciones adecuadas para ambos organismos. La bacteria forma una biopelícula que es resistente a los tratamientos químicos y antimicrobianos, incluido el cloro. Las medidas de remediación para los brotes de legionela en edificios comerciales varían, pero a menudo incluyen descargas con agua muy caliente (160 °F (71 °C)), esterilización del agua estancada en los estanques de enfriamiento por evaporación, reemplazo de los 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 (49 °C) en el grifo, evaluar el diseño de la instalación, quitar los aireadores del grifo y realizar pruebas periódicas en áreas sospechosas.

Otras bacterias

Bacterias transportadas por el aire

En el aire y las superficies interiores se encuentran muchas bacterias importantes para la salud. El papel de los microbios en el ambiente interior se estudia cada vez más mediante el análisis genético moderno de muestras ambientales. Actualmente, se están realizando esfuerzos para vincular a los ecólogos microbianos y a los científicos del aire interior para forjar nuevos métodos de análisis e interpretar mejor los resultados. [76]

Una gran parte de las bacterias que se encuentran en el aire y el polvo de espacios interiores provienen de los seres humanos. Entre las bacterias más importantes que se conocen en el aire de espacios interiores se encuentran Mycobacterium tuberculosis , Staphylococcus aureus y Streptococcus pneumoniae . [ cita requerida ]

Virus

Plano del noveno piso del Hotel Metropole en Hong Kong, que muestra dónde se produjo un brote del síndrome respiratorio agudo severo (SARS)

Los virus también pueden ser un problema para la calidad del aire interior. Durante el brote de SARS de 2002-2004 , se encontró que aerosoles cargados de virus se habían filtrado a los baños desde los desagües del piso del baño, exacerbados por el consumo de los extractores de aire del baño, lo que resultó en la rápida propagación del SARS en Amoy Gardens en Hong Kong . [77] [78] En otras partes de Hong Kong, se encontró ARN del SARS CoV en la alfombra y en las rejillas de ventilación de entrada de aire del Hotel Metropole, lo que mostró que la contaminación ambiental secundaria podría generar aerosoles infecciosos y resultó en eventos de superpropagación. [79]

Dióxido de carbono

Los seres humanos son la principal fuente de dióxido de carbono (CO2 ) en interiores de la mayoría de los edificios. Los niveles de CO2 en interiores son un indicador de la adecuación de la ventilación del aire exterior en relación con la densidad de ocupantes y la actividad metabólica en interiores.

Los niveles de CO2 en interiores superiores a 500 ppm pueden provocar un aumento de la presión arterial y la frecuencia cardíaca, y un aumento de la circulación sanguínea periférica. [80] Con concentraciones de CO2 superiores a 1000 ppm, el rendimiento cognitivo puede verse afectado, especialmente al realizar tareas complejas, lo que hace que la toma de decisiones y la resolución de problemas sean más lentas, pero no menos precisas. [81] [82] Sin embargo, la evidencia sobre los efectos del CO2 en la salud a concentraciones más bajas es contradictoria y es difícil vincular el CO2 con los impactos en la salud a exposiciones inferiores a 5000 ppm: los resultados de salud notificados pueden deberse a la presencia de bioefluentes humanos y otros contaminantes del aire en interiores relacionados con una ventilación inadecuada. [83]

Las concentraciones de dióxido de carbono en interiores se pueden utilizar para evaluar la calidad de la ventilación de una habitación o un edificio. [84] Para eliminar la mayoría de las quejas causadas por el CO 2 , el nivel total de CO 2 en interiores debe reducirse a una diferencia de no más de 700 ppm por encima de los niveles exteriores. [85] El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) considera que las concentraciones de dióxido de carbono en el aire interior que superan las 1000 ppm son un marcador que sugiere una ventilación inadecuada. [86] Las normas del Reino Unido para las escuelas dicen que los niveles de dióxido de carbono de 800 ppm o menos indican que la habitación está bien ventilada. [87] Las regulaciones y normas de todo el mundo muestran que los niveles de CO 2 por debajo de 1000 ppm representan una buena calidad del aire interior, entre 1000 y 1500 ppm representan una calidad del aire interior moderada y mayores de 1500 ppm representan una calidad del aire interior mala. [83 ]

Las concentraciones de dióxido de carbono en espacios cerrados o confinados pueden aumentar hasta 1000 ppm en los 45 minutos siguientes al encierro. Por ejemplo, en una oficina de 3,5 x 4 metros (11 pies x 13 pies), el dióxido de carbono atmosférico aumentó de 500 ppm a más de 1000 ppm en los 45 minutos siguientes al cese de la ventilación y el cierre de ventanas y puertas. [88]

Radón

El radón es un gas atómico radiactivo e 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 más grave y generalizado para el aire interior en los Estados Unidos y Europa. Es una de las principales causas de cáncer de pulmón , responsable del 3 al 14 % de los casos en los países, y causa decenas de miles de muertes. [89]

El gas radón entra en los edificios como gas del suelo . Como es un gas pesado, tiende a acumularse en el nivel más bajo. El radón también puede introducirse en un edificio a través del agua potable, en particular de las duchas de los baños. Los materiales de construcción pueden ser una fuente poco frecuente de radón, pero se realizan pocas pruebas de los productos de piedra, roca o baldosas que se llevan a los lugares de construcción; la acumulación de radón es mayor en las casas bien aisladas. [90] Hay kits sencillos para hacer uno mismo para realizar pruebas de gas radón, pero un profesional autorizado también puede comprobar las casas.

La vida media del radón es de 3,8 días, lo que indica que una vez eliminada la fuente, el riesgo se reducirá en gran medida en unas pocas semanas. Los métodos de mitigación del radón incluyen el sellado de losas de hormigón, los cimientos de los sótanos, los sistemas de drenaje de agua o el aumento de la ventilación . [91] Por lo general, son rentables y pueden reducir en gran medida o incluso eliminar la contaminación y los riesgos para la salud asociados. [ cita requerida ]

El radón se mide en picocurios por litro de aire (pCi/L) o becquerelios por metro cúbico (Bq m -3) . Ambas son medidas de radiactividad. La Organización Mundial de la Salud (OMS) establece los niveles ideales de radón en interiores en 100 Bq/m- 3 . [92] En los Estados Unidos, se recomienda reparar las casas con niveles de radón iguales o superiores a 4 pCi/L. Al mismo tiempo, también se recomienda que las personas consideren reparar sus casas para niveles de radón entre 2 pCi/L y 4 pCi/L. [93] En el Reino Unido, la presencia ideal de radón en interiores es de 100 Bq/m- 3 . Se deben tomar medidas en casas con 200 Bq/m −3 o más. [94]

Hay mapas interactivos de las zonas afectadas por el radón disponibles para varias regiones y países del mundo. [95] [96] [97]

Calidad del aire interior y cambio climático

La calidad del aire interior está inextricablemente vinculada a la calidad del aire exterior . El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) tiene diversos escenarios que predicen cómo cambiará el clima en el futuro. [98] El cambio climático puede afectar la calidad del aire interior al aumentar el nivel de contaminantes del aire exterior, como el ozono y las partículas, por ejemplo a través de las emisiones de los incendios forestales causados ​​por el calor extremo y la sequía . [99] [100] Se han realizado numerosas predicciones sobre cómo cambiarán los contaminantes del aire interior, [101] [102] [103] [104] y los modelos han intentado predecir cómo los escenarios previstos por el IPCC variarán la calidad del aire interior y los parámetros de confort interior, como la humedad y la temperatura. [105]

El desafío de cero emisiones netas requiere cambios significativos en el desempeño de los edificios nuevos y renovados. Sin embargo, las viviendas más eficientes energéticamente atraparán contaminantes en su interior, ya sea que se produzcan en interiores o exteriores, y conducirán a un aumento de la exposición humana. [106] [107]

Normas y vigilancia de la calidad del aire interior

Directrices y estándares de calidad

En lo que respecta a la exposición ocupacional, existen normas que cubren una amplia gama de sustancias químicas y se aplican a adultos sanos que están expuestos a lo largo del tiempo en los lugares de trabajo (normalmente entornos industriales). Estas normas son publicadas por organizaciones como la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA), el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) y la Agencia Ejecutiva de Salud y Seguridad del Reino Unido (HSE).

No existe un consenso global sobre los estándares de calidad del aire interior o las pautas de salud. Sin embargo, existen regulaciones de algunos países individuales y de organizaciones de salud. Por ejemplo, la Organización Mundial de la Salud (OMS) ha publicado pautas de calidad del aire global basadas en la salud para la población general que son aplicables tanto al aire exterior como al interior, [29] así como las pautas de la OMS sobre la calidad del aire interior para compuestos seleccionados, [108] mientras que la Agencia de Seguridad Sanitaria del Reino Unido publicó pautas sobre la calidad del aire interior para compuestos orgánicos volátiles seleccionados. [109]  El Comité Científico y Técnico (STC34) de la Sociedad Internacional de Calidad del Aire Interior y Clima (ISIAQ) creó una base de datos abierta que recopila pautas de calidad ambiental interior en todo el mundo. [110] La base de datos se centra en la calidad del aire interior (IAQ), pero actualmente se ha ampliado para incluir estándares, regulaciones y pautas relacionadas con la ventilación, el confort, la acústica y la iluminación. [111] [112]

Monitoreo en tiempo real

Dado que los contaminantes del aire interior pueden afectar negativamente a la salud humana, es importante contar con un sistema de evaluación/monitoreo de la calidad del aire interior en tiempo real que pueda ayudar no solo a mejorar la calidad del aire interior, sino también a detectar fugas y derrames en un entorno de trabajo y aumentar la eficiencia energética de los edificios al proporcionar información en tiempo real a los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). [113] Además, ha habido suficientes estudios que destacan la correlación entre la mala calidad del aire interior y la pérdida de rendimiento y productividad de los trabajadores en un entorno de oficina. [114]  

La combinación de la tecnología de Internet de las cosas (IoT) con sistemas de monitoreo de la calidad del aire interior en tiempo real ha ganado un enorme impulso y popularidad, ya que se pueden realizar intervenciones basadas en datos de sensores en tiempo real y, por lo tanto, ayudar en la mejora de la calidad del aire interior. [115]   

Medidas de mejora

La calidad del aire interior puede abordarse, lograrse o mantenerse durante el diseño de nuevos edificios o como medidas de mitigación en los edificios existentes. El Instituto de Gestión de la Calidad del Aire ha propuesto una jerarquía de medidas que hace hincapié en la eliminación de las fuentes contaminantes, la reducción de las emisiones de las fuentes restantes, la interrupción de las vías entre las fuentes y las personas expuestas, la protección de las personas frente a la exposición a los contaminantes y el alejamiento de las personas de las zonas con mala calidad del aire. [116]

Un informe elaborado con la ayuda del Instituto de Seguridad y Salud Laboral del Seguro Social de Accidentes de Trabajo de Alemania puede servir de apoyo para la investigación sistemática de los problemas de salud individuales que surgen en los lugares de trabajo interiores y para la identificación de soluciones prácticas. [117]

Control de fuente

Diseño de HVAC

Los conceptos de diseño ambientalmente sustentables incluyen aspectos de las tecnologías de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) comerciales y residenciales. Entre varias consideraciones, uno de los temas que se abordan es la cuestión de la calidad del aire interior durante las etapas de diseño y construcción de un edificio. [ cita requerida ]

Una técnica para reducir el consumo de energía manteniendo una calidad del aire adecuada es la ventilación controlada por demanda . En lugar de establecer un caudal de aire fijo, se utilizan sensores de dióxido de carbono para controlar el caudal de forma dinámica, en función de las emisiones de los ocupantes reales del edificio. [ cita requerida ]

Una forma de garantizar cuantitativamente la salubridad 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, las aulas deben tener 2,5 cambios de aire exterior por hora . En los pasillos, el gimnasio, el comedor y los espacios de fisioterapia, la ventilación debe ser suficiente para limitar el dióxido de carbono a 1.500 ppm. En los EE. UU., 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, no en los cambios de aire por hora. Dado que el dióxido de carbono en interiores proviene de los ocupantes y del aire exterior, la adecuación de la ventilación por ocupante se indica mediante la concentración en interiores menos la concentración en exteriores. 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 más de 400 ppm [118] (promedio mundial a partir de 2023). En las aulas, los requisitos de la norma ASHRAE 62.1, Ventilación para una calidad aceptable del aire interior, normalmente darían como resultado unos 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 la ventilación del aire exterior deba ser mayor cuando existan 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 relacionados con la contaminación del aire exterior en los ocupantes. En general, el aire exterior del campo es mejor que el aire interior de la ciudad. [ cita requerida ]

El uso de filtros de aire puede atrapar algunos de los contaminantes del aire. Se pueden utilizar purificadores de aire portátiles con filtros HEPA si la ventilación es deficiente o si el aire exterior tiene un alto nivel de PM 2,5. [117] Los filtros de aire se utilizan para reducir la cantidad de polvo que llega a las bobinas húmedas. [ cita requerida ] El polvo puede servir como alimento para el crecimiento de moho en las bobinas y conductos húmedos y puede reducir la eficiencia de las bobinas. [ cita requerida ]

El uso de rejillas de ventilación en las ventanas también es útil para mantener una ventilación constante. Pueden ayudar a prevenir la acumulación de moho y alérgenos en el hogar o el lugar de trabajo. También pueden reducir la propagación de algunas infecciones respiratorias. [119]

La gestión y el control de la humedad requieren que los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado funcionen según lo previsto. La gestión y el control de la humedad pueden entrar en conflicto con los esfuerzos por conservar la 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 la energía en condiciones climáticas dominadas por la refrigeración. Sin embargo, en la mayor parte de los EE. UU. y en muchas partes de Europa y Japón, durante la mayoría de las horas del año, las temperaturas del aire exterior son lo suficientemente frías como para que el aire no necesite enfriarse más para proporcionar confort térmico en el interior. [ cita requerida ] Sin embargo, la alta humedad en el exterior crea la necesidad de prestar especial atención a los niveles de humedad en el interior. La alta humedad da lugar al crecimiento de moho y la humedad en el interior se asocia con una mayor prevalencia de problemas respiratorios de los ocupantes. [ cita requerida ]

La " temperatura del punto de rocío " es una medida absoluta de la humedad del aire. Algunas instalaciones se están diseñando con puntos de rocío en los 50 °F inferiores, y otras en los 40 °F superiores e inferiores. [ cita requerida ] Algunas instalaciones se están diseñando utilizando ruedas desecantes con calentadores a gas para secar la rueda lo suficiente para obtener los puntos de rocío requeridos. [ cita requerida ] En esos sistemas, después de eliminar la humedad del aire de reposición, se utiliza un serpentín de enfriamiento para reducir la temperatura al nivel deseado. [ cita requerida ]

Los edificios comerciales, y a veces los residenciales, suelen mantenerse bajo una presión de aire ligeramente positiva en relación con el exterior para reducir la infiltración . Limitar la infiltración ayuda a gestionar y controlar 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 interiores en concentraciones reducidas porque el ozono es altamente reactivo con muchas sustancias químicas que se encuentran en interiores. 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 en interiores y más probable será que se produzcan reacciones, pero incluso a niveles bajos, las reacciones se producirán. Esto sugiere que el ozono debe eliminarse del aire de ventilación, especialmente en áreas donde los niveles de ozono exterior son frecuentemente altos.

Efecto de las plantas de interior

Las plantas araña ( Chlorophytum comosum ) absorben algunos contaminantes del aire.

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 el CO2 y liberan oxígeno y agua, aunque el impacto cuantitativo para las plantas de interior es pequeño. El interés en el uso de plantas en macetas para eliminar los COV se desató a partir de un estudio de la NASA de 1989 realizado en cámaras selladas diseñadas para replicar el entorno de las estaciones espaciales . Sin embargo, estos resultados adolecían de una mala replicación [120] y no son aplicables a los edificios típicos, donde el intercambio de aire exterior a interior ya elimina los COV a una velocidad que solo podría igualarse con la colocación de 10 a 1000 plantas/m2 de superficie de un edificio. [121]

Las plantas también parecen reducir los microbios y mohos transportados por el aire y aumentar la humedad . [122] Sin embargo, el aumento de la humedad puede conducir a un aumento de los niveles de moho e incluso de COV. [123]

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 entornos interiores si el riego se realiza de manera inadecuada. [124]

Programas institucionales

Gráfico de la EPA sobre los desencadenantes del asma

El tema de la calidad del aire interior se ha vuelto popular debido a la mayor conciencia de los problemas de salud causados ​​por el moho y los desencadenantes del asma y las alergias .

En los Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) ha desarrollado un programa de "Herramientas de calidad del aire interior para escuelas" para ayudar a mejorar las condiciones ambientales interiores en 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 pedido 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, incluida la calidad del aire interior. [125]

En el campo de la calidad del aire en interiores trabajan diversos científicos, entre ellos químicos, físicos, ingenieros mecánicos, biólogos, bacteriólogos, epidemiólogos y científicos informáticos. Algunos de estos profesionales están certificados por organizaciones como la Asociación Estadounidense de Higiene Industrial, el Consejo Estadounidense de Calidad del Aire en Interiores y el Consejo de Calidad del Aire Ambiental en Interiores.

En el Reino Unido, bajo el Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales , el Grupo de Expertos en Calidad del Aire considera el conocimiento actual sobre la calidad del aire interior y proporciona asesoramiento al gobierno y a los ministros de la administración descentralizada. [126]

A nivel internacional, la Sociedad Internacional de Calidad del Aire Interior y Clima (ISIAQ), fundada en 1991, organiza dos conferencias importantes: la serie sobre Aire Interior y la serie sobre Edificios Saludables. [127]

Véase también

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  • Steinemann, Anne (2017). "Diez preguntas sobre ambientadores y ambientes interiores construidos". Building and Environment . 111 : 279–284. Bibcode :2017BuEnv.111..279S. doi : 10.1016/j.buildenv.2016.11.009 . hdl : 11343/121890 .

Lectura adicional

  • Lin, Y.; Zou, J.; Yang, W.; Li, CQ (2018). "Una revisión de los avances recientes en la investigación sobre PM2.5 en China". Revista internacional de investigación ambiental y salud pública . 15 (3): 438. doi : 10.3390/ijerph15030438 . PMC  5876983 . PMID  29498704.
  • Abdel Hameed, AA; Yasser, IH; Khoder, IM (2004). "Calidad del aire interior durante las acciones de renovación: un estudio de caso". Journal of Environmental Monitoring . 6 (9): 740–744. doi :10.1039/b402995j. PMID  15346177.
  • Información sobre la calidad del aire interior (CAI) de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.
  • Mejores prácticas para la calidad del aire interior al remodelar su hogar, EPA de EE. UU.
  • Cómo abordar las preocupaciones ambientales en interiores durante la remodelación, EPA de EE. UU.
  • Renovación y reparación, parte de las herramientas de diseño de calidad del aire interior para escuelas, EPA de EE. UU.
  • Los 9 fundamentos de un edificio saludable, Escuela de Salud Pública TH Chan de Harvard
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