Calidad aire interior

EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE

El LCMA dispone actualmente de la tecnología para la realización del siguiente servicio de evaluación de calidad del aire interior :

• Evaluación del síndrome de edificio enfermo (SBS) mediante criterios recomendados por la UE. Determinación de la concentración de COV como TCOV y distribución de las concentraciones de COV para familias de compuestos.
• Determinación de la concentración de contaminantes en ambientes laborales mediante la aplicación de técnicas recomendadas por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo.
• Control de episodios de olor. Determinación del origen de actividades productoras mediante la identificación de compuestos trazadores provenientes del control químico.
• Creación de bases de datos para la evaluación del riesgo por contaminación atmosférica.
• Evaluación de sistemas de ventilación. Control en continuo de temperatura, humedad relativa, CO, CO₂, SO₂, NO, O₃, H₂S, COT. Simulación (modelo LCMA) de la evolución de la concentración de CO₂ según parámetros de diseño y tipo de actividad metabólica. Certificaciones de instalaciones.
• Evaluación de sistemas de purificación de aire: sistemas adsorbentes, fotocatalíticos,…..

ÁREAS DE APLICACIÓN

Los escenarios reales donde se han realizado estudios han sido los siguientes :

• Identificación de compuestos generadores de episodios en edificios (fuentes internas y externas)
• Identificación y cuantificación de COV en viviendas dirigido a evaluar los impactos de fuentes internas y externas en personas con sensibilidad química múltiple.
• Identificación de compuestos en el aire interior de centros de investigación (laboratorios)
• Evaluación de sistemas de ventilación en gimnasios, laboratorios, etc..
• Evaluación de diseños de áreas de atmósfera limpia (burbuja de aire puro libre de partículas y reducción de COV)
• Evaluación del aire interior en autocaravanas (TCOV, COV, CO₂, CO, formaldehido). Evaluación de la emisión de materiales constructivos y diseño del sistema de ventilación.

Figura 1. Toma de muestras de COVs mediante captador LCMA

EVALUACIÓN DEL IMPACTO DE FUENTES INTERNAS Y EXTERNAS

La detección de molestias por los ocupantes de viviendas procedentes de episodios de contaminación del aire pueden ser debidos tanto a fuentes internas como a externas. El procedimento más eficaz para su minimización es la identificación de la fuente. En este sentido el control químico es la herramienta más efectiva con la utilización de sistemas de monitoraje en continuo o discontinuo.

Ejemplos de impactos sobre la calidad del aire por fuentes internas

En la figura 2 podemos ver la evolución de la concentración de dióxido de carbono en una sala de spinning con un deficiente ratio de ventilación. Los niveles de CO₂ superan los 2800 ppm.

Figura 2. Evolución de la concentración de CO2 en una sala de spinning

En la figura 3 se puede observar como mediante un diseño adecuado de los caudales de ventilación en función del volumen del espacio, el tipo de actividad metabólica y la ocupación (número de personas) se pueden obtener importantes reducciones del incremento de la concentración de dióxido de carbono.

El LCMA ha desarrollado un sistema de simulación de la calidad del aire (concentración de CO₂) según los parámetros de diseño del sistema de ventilación (figura 4).

Figura 3. Evolución de los niveles de CO2 en una sala de spinning para diferentes actividades metabólicas. Nivel de concentración de CO2 mediante la utilización de un diseño de control de la calidad del aire

Figura 4. Simulación de la concentración de CO2 en una sala de spinning según la ocupación del espacio, el caudal de ventilación, el volumen de la sala y el tipo de actividad metabólica (Modelo LCMA)

En la figura 5 se muestra la valoración del proceso de ventilación en un sistema transportable de aire purificado (Zonair3d: www.zonair3d.com)

BUBBLE Pure Air (Zonair3d) Equipos de control LCMA Figura 5. Evaluación de la evolución de la concentración de CO2 segun el diseño del sistema de ventilación

Uno de los aspectos importantes que determinan la calidad del aire en un ambiente interior es la emisión de los materiales constructivos. La determinación de los niveles de concentración de compuestos orgánicos volátiles (COV) constituye una herramienta importante de decisión en la evaluación de los materiales utilizados y en el diseño del sistema de ventilación.

Figura 6. Control del aire interior en autocaravanas. Control del TCOV, COV, CO2 y CO

En la tabla 1 podemos observar los niveles de concentración determinados de forma individual de los compuestos con componente de olor, tóxica e irritante en el aire interior de una autocaravana. Determinación del resto de compuestos mediante el factor de respuesta del tolueno.

Ejemplo de valoración del impacto por fuentes externas sobre la calidad del aire interior

En este ejemplo se muestra la aplicación de criterios de calidad basados en las concentraciones de compuestos orgánicos volátiles en el aire interior de una vivienda que recibe el impacto de emisiones externas :

Criterios de calidad

a)Total compuestos orgánicos volátiles (TCOV) referenciado en los reports Nº 11 i 19 de la Comisión Europea (European Collaborative Action. Indoor Air Quality & its Impact on Man. EUR 17675 EN i EUR 14449 EN) :

TVOC

Intervalo de concentraciones para una situación de confort : < 200 µg/m³

Intervalo de concentraciones con inicio de situaciones de desconfort: 200–3000 µg/m³

Intervalo de concentraciones para una situación de desconfort : 3000 – 25000 µg/m³

Intervalo de situación tóxica > 25000 µg/m³

b) Concentraciones   máximas   recomendadas  por  familias químicas  en  el aire

interior (Seifert, 1990)

c) Compuestos individuales

Los valores de referencia individuales recomendados en el Report Nº 19 Comisión Europea (European Collaborative Action. Indoor Air Quality & its Impact on Man. EUR 17675 EN i EUR 14449 EN) son los siguientes :

- Ninguna concentración de un compuesto individual puede superar el 50 % de la concentración máxima de su familia química

- Ninguna concentración de un compuesto individual puede superar el 10 % del total máximo establecido del TVOC (300 µg/m³)

d) Valor guía para el formaldehído Report Nº7 Comissió Europea (European Collaborative Action. Indoor Air Quality & its Impact on Man. EUR 17675 EN i   EUR 14449 EN)

e) Valores ESL (Effects Screening Levels) publicados por la Texas Commission on Environmental Quality que corresponden a valores de concentración por debajo de los que no se esperan efectos sobre la salud y el confort. Los valores referenciados se expresan por compuesto individual para cortas y largas exposiciones.

Como ejemplo de valoración de unos de los criterios de calidad podemos observar que en la tabla 2, los valores de los porcentajes de las diferentes familias de compostos són significativamente diferentes a los valores recomendados como a no superables en viviendas (Criterio de calidad b). El hecho diferenciador son las elevadas concentraciones de compuestos como el etanol, isopropanol, acetonitrilo, ácido acético ...

Bibliografía

• Gallego, E., Roca, F.J., Perales, J.F., Guardino, X., Berenguer, M.J., “Determining indoor air quality and identifying the origin of odour episodes in indoor environments, Journal Environmental Sciences, 21, pp.333-339 (2009)

• Gallego, E., Roca, F.J., Perales, Guardino, X.,” Assessment of chemical hazards in sick building syndrome situations. Determination of concentrations and origin of VOCS in indoor air environments by dynamic sampling and TD-GC/MS analysis”, Springer, ISBN 978-3-642-17918-1p. 289-334, (2011)
• Gallego, E., Perales, J.F., Roca, F.J., Guardino, X., "Experimental evaluation of VOC removal efficiency of a coconut shell activated carbon filter for indoor air quality enhancement". Building and Environment (2013)