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Medición de la calidad del aire interior en la Universidad Técnica de Ambato Arboleda-Silva, Carlos1; Bonilla-Bonilla, Daniela1; Espinel-Vega, Galo 1; Lozada-Arroba, Anita1; Pilla-Aman, Norma1; Salazar-Lizano,Freddy1 1
Universidad Técnica de Ambato, Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial, Ambato, Ecuador
aire interior en la Universidad Técnica Resumen: Para la parte preliminar del proyecto “ Medición de la calidad del aire de Ambato”, Ambato”, se determinó mediante la medición de la calidad del aire en la aula del quinto piso de la Facultad de Idiomas de la Universidad Técnica de Ambato, para esto se midieron los siguientes compuestos; CO2, CO, NOx, T°C y HR. Se tomaron 23 muestras de las cuales se obtuvo una media estimada de 1727.4733 ppm.
Measurement of indoor air quality at the Technical T echnical University of Ambato Summary: For the preliminary part of the project "Measurement of indoor air quality at the Technical University of Ambato", was determined by measuring the air quality in the classroom of the fifth floor of the Faculty of Languages of the Technical University of Ambato, for this the following compounds were measured; CO2, CO, NOx, T ° C and HR. 23 samples were were taken from which an estimated average of 1727.4733 1727.4733 ppm was obtained.
1. INTRODUCCIÓN Las personas pasan un tiempo importante respirando el aire en áreas cerradas en los que, por algunos orígenes, pueden generarse contaminantes que afectan a la calidad del aire y generan un factor de riesgo para la salud. Las actividades del día a día hacen que las personas pasen un buen tiempo en espacios interiores (oficinas, viviendas, comerciales, aulas....); por lo que, la calidad del aire que dichas personas que respiran puede afectar a la su salud. Los que más comúnmente se encuentran en nuestro ambiente son: - Componentes orgánicos volátiles: formaldehído, disolventes, compuestos desprendidos de impresoras y fotocopiadoras, pinturas y barnices. - Polvo y fibras del ambiente interior: asbesto, fibra de vidrio, polvo de papel, descomposición de materiales de construcción y suciedad. Bioaerosoles: bacterias, hongos, virus, ácaros, excrementos y pelos de animales. - Vapores de escape de vehículos y de la industria. - Contaminantes generados por la actividad humana: dióxido de carbono y monóxido de carbono. Humo del tabaco: algunos estudios han demostrado que los no fumadores que trabajan con fumadores presentan más síntomas que aquellos que se encuentran en un ambiente sin humo. - Otros: deterioro por humedad, pesticidas, materiales del edificio, productos de la combustión de carburantes, etc. (Boldú y Pascal, 2005, p. 119). El dióxido de carbono es un componente del aire que se origina de forma natural en diferentes procesos como la actividad volcánica, incendios forestales y en la evaporación del agua de mar, pero sobre todo se libera por la respiración de los organismos vivos. Es un gas incoloro e inodoro, más denso que el aire y ligeramente soluble en
agua donde forma acido carbónico. La concentración de dióxido de carbono ha aumentado alrededor de un 30% desde la revolución industrial, principalmente como resultado de la combustión de los combustibles fósiles. En las zonas urbanas se genera en todos aquellos procesos en los que tiene lugar la combustión de sustancias que contienen carbono emitiéndose a la atmosfera desde las chimeneas de las industrias y de los vehículos de motor. Tiene numerosas utilidades, entre ellas: líquidos de refrigeración, extinción de incendios y como gas conservante. La principal preocupación ambiental con el dióxido de carbono es el papel que desempeña este compuesto como un gas de efecto invernadero que influye en el cambio climático. (Morales, Acevedo y Nieto, 2010, p. 17) "El conocimiento general de la calidad del aire interior en las escuelas suele ser muy bajo y los ocupantes no saben que la exposición a los contaminantes del aire interior tiene un impacto en su salud, comodidad y productividad. "(Vilčeková, Kapalo, Mečiarová, Burdová, Imreczeová, 2017, p. 7) Los contaminantes biológicos (moho, ácaros del polvo, pólvora, polen, etc.), dióxido de carbono, monóxido de carbono, polvo, humo ambiental del tabaco, partículas finas, plomo, óxidos de nitrógeno (NO , NO2), radón, compuestos orgánicos volátiles, formaldehído, disolventes y agentes de limpieza. Las fuentes de contaminación atmosférica típica de los edificios escolares son diferentes: emisiones de materiales de construcción, pinturas, barnices, disolventes, combustibles combustibles, productos de la calefacción, subproductos de las actividades de los ocupantes del edificio, fuentes biológicas, etc. Es muy difícil cuantificar la exposición de los contaminantes de
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Arboleda-Silva, Carlos1; Bonilla-Bonilla, Daniela1; Espinel-Vega, Galo1; Lozada-Arroba, Anita1; Pilla-Aman, Norma1; Salazar-Lizano,Freddy _________________ __________________________ __________________ ________________ ________________ __________________ _________________ _________________ __________________ ________________ ________________ __________________ _________________ ________________ ________
interior (expuestos personalmente de la contaminación de interior), especialmente para los contaminantes que se pueden asociar a los efectos de la salud (fenómeno llamado SBS (Sick Building Syndrome)). (Jovanovi, Biljana, Turanjanin, Zivkovi y Spasojevi, 2014, p. 2)
Para la toma de datos la Tabla 1 muestra el método de medición por cada parámetro que va a ser medido:
Tabla 1. Métodos de análisis y criterios de valoración
2. METODOLOGÍA 2.1. Determinación de parámetros Los parámetros mínimos a muestrear son (UNE 1713302,2014): Evaluación higiénica de los sistemas de climatización. Temperatura y humedad relativa. Dióxido de carbono: determinación de la tasa de ventilación. Monóxido de carbono. Partículas en suspensión por gravimetría (PM2,5). Partículas en suspensión (0,5 µm y 5µM). Bacterias en suspensión. Hongos en suspensión.
PAR PAR METRO METRO
M TODO TODO
Sin embargo para la aplicación en este ejercicio tomamos en cuenta 5 parámetros mínimos.
Temperatura y humedad relativa
Equipos de medición directa
Dióxido de carbono
Medición directa mediante sonda infrarroja Célula electroquímic a
2.2. Determinación del número de muestra La muestra fue determinada con la fórmula (Aguilar, 2010):
= 0,15√
(1)
Dónde: P= Nº de puntos S= superficie
Monóxido de carbono
Partículas en suspensión (PM 2,5)
Gravimetría Medición directa Equipo de difracción de rayos laser
CRIT CRITER ERIO IO DE VALO VALORA RACI CI N Criterio Confort Se acepta hasta un 25% de superaciones Temperatura PrimaveraVerano: 23-25 ºC 30-70% OtoñoInvierno 21-23 ºC 30-70% Interiorexterior ˂
500 ppm
Criterio Valor límite máximo
Norma/reglame nto de referencia
Valores límites máximos solo para temperatu ra (todo el año) 17-27 ºC
RITE (Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio. Reglamento de Instalaciones Técnicas en los Edificios. Valores límite Real Decreto 486/1997 UNE-EN 137792005 Valor límite 50% VLA del INSTH Real Decreto 102/2011 Valor límite 75% VLA del INSTH Real Decreto 102/2011 Valor límite 10% VLA del INSTH
Valor límite máximo: 2500 ppm
˂ 5 ppm
Valor límite máximo: 09 ppm
˂ 20 µg/m3
Valor límite máximo: 1000 µg/m3
Fuente: UNE 171330-2,2014 Se cumple con el requisito del método utilizando el equipo Bacharach IEQ Chek; Medidor de calidad del aire interior:
Fuente: (Aguilar, 2010) Figura 1. Determinación de número de puntos de muestreo P= 1,05 muestras, sin embargo el ejercicio se realiza con 23 muestras 2.3 Toma de datos
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Mismo que registra temperatura, humedad relativa y hasta 5 sensores "inteligentes" plug-and-play adicionales tiene una gran pantalla LCD retro iluminada de varias líneas con visualización simultánea de todos los sensores instalados, por medio de determinaciones de corta duración de los contaminantes en un lugar concreto. Se toma los datos de forma directa del equipo y se registra los datos de los parámetros mencionados en el tabla:
Tabla 2: Número de muestras de concentración en ppm Nº MUESTRAS DE CONCENTRACIÓN EN PPM PARÁMETROS C02
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
2
1506 1616 1616 1642 1701 1304 1393 1393 1488 1577 1664 1576 1576 1582 1576 1576 1576 1576 1582 1579 1579 1572 1572 1579 1576 16
CO
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
NOX
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
TºC
27
25 25
25
25
25
25
25
25
25
2 5. 5. 1
25 25
HR%
28
48
49
49
49
49
49
49
48
48
48
24. 8 24. 9 48
48
2 5. 5. 1 25. 1 25. 1 25. 1 25. 1 25. 1 25. 1 49
49
49
49
49
49
48
0 0 2
.
.
4
Fuente: (Aguilar, 2010) Una vez obtenidos los datos de sustancias químicas realizamos el procesamiento aplicando la estimación del valor más probable de la media de las mediciones efectuadas (Aguilar, 2010). 1. Calcular los logaritmos neperianos de las “n” concentraciones (ci) de la Tabla 2.
Figura 2. Valor de Φ en función de DSG y el numero de muestras Φ= 1.1 7. A partir de la media geométrica y de Φ se estima la media aritmética, es decir, el valor más probable de la media de la concentración (media estimada): (6)
2. Calcular mL, la media aritmética de los Ln ci
estimada = 1727.473323
(2)
Y para los datos no químicos se realiza un promedio simple de los mismos.
mL= 7.35910493
∑ ̅ = (7)
3. Calcular la desviación estándar, sL
Donde: ̅ = promedio = valores n= número de muestras
(3) SL= 0.057883436
T ºC= 25.0173913
4. Calcular la media geométrica, MG (4)
HR%= 48.47826087
MG= 1570.430293 5. Calcular la desviación estándar geométrica, DSG
3. RESULTADO Y DISCUSIÓN
(5) DSG= 1.059591478
3.1 Determinación de la muestra
6. Calcular Φ, Φ , se puede obtener de la Figura 2, conociendo DSG y el número de muestras.
El tamaño calculado de la muestra fue de 1,05; el cálculo se de acuerdo a lo establecido en la sección de metodología, sin embargo el ejercicio se realiza con 23 muestras. 3.2 Cálculo de las dosis
CO2 En la Tabla 1 se muestra los TLV mínimo y máximo permisibles para el contaminante: Dmínima= 3.454946645 Dmáxima= 0.690989329
T ºC
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HR% 4. CONCLUSIONES De los resultados obtenidos de CO2 se determinó que la dosis mínima de exposición es mayor que 1, debido a que se encuentra por encima del TLV, lo cual da un riesgo alto. De los resultados obtenidos de C02 se determinó que la dosis máxima de exposición se encuentra entre 0,5 y 1, lo cual da un riesgo medio. La temperatura..
REFERENCIAS Boldú, J. y Pascal, I. (2005). Enfermedades relacionadas con los edificios. An. Sist. Sanit. Navar, 28(28), 117-121 . Recuperado de http://scielo.isciii.es/scielo.php?pid=S113766272005000200015&script=sci_arttext Morales, I. et al., (2010). Calidad del aire interior en edificios de uso público [Archivo PDF]. Recuperado de http://www.higieneambiental.com/sites/default/files/i mages/pdf/PDF_baja_aire_impresion_Dir_Gral_1_juli o_2011.pdf Vilčeková. S et al., (2017). Investigación de la calidad del ambiente interior en el aula - estudio de caso. Procedia Engineering, 190(190), Engineering, 190(190), 496-503. Recuperado de http://sci-hub.io/10.1016/j.proeng.2017.05.369 Jovanovi. M et al,. (2014). La investigación de la calidad del aire interior y exterior de las aulas en una escuela en Serbia. Energy, 77(77), 42-48. Recuperado de http://sci-hub.io/10.1016/j.energy.2014.03.080
UNE 171330-2 (2014). Calidad ambiental en interiores. 6-711 Dan Norbäck, Jamal Hisham Hashim, Zailina Hashim, Faridah Ali (2017). Volatile organic compounds (VOC), formaldehyde and nitrogen dioxide (NO2) in schools in Johor Bahru, Malaysia: Associations with rhinitis, ocular, throat and dermal symptoms, headache and fatigue Science of the Total
Environment
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