Técnicas de depuración del aire

Es conveniente elegir y diseñar con precisión los métodos de depuración del aire para cada tipo concreto de contaminante. Una vez instalado, el mantenimiento periódico evitará que el propio sistema se convierta en una nueva fuente de contaminación. A continuación se describen seis métodos empleados para eliminar contaminantes del aire.

Control del ambiente

Los ambientes interiores de edificios no industriales suelen tener muchas fuentes de contaminación que, además, tienden a estar dispersas. El sistema más empleado para corregir o prevenir los problemas de contaminación en interiores es, por consiguiente, la ventilación, ya sea general o de dilución. Lo que se hace es mover

y dirigir el flujo de aire para capturar, retener y transportar los contaminantes desde su fuente hasta el sistema de ventilación. Por añadidura, la ventilación general también permite el control de las características térmicas del ambiente interior acondicio- nando y recirculando el aire (véase más adelante, en este mismo capítulo, la sección “Objetivos y principios de la ventilación general y de la ventilación de dilución”).

A fin de diluir la contaminación interna, sólo es aconsejable aumentar el volumen de aire exterior si el sistema es de tamaño apropiado y no se provoca falta de ventilación en otras zonas ni se impide el correcto acondicionamiento del aire. Para que un sistema de ventilación sea lo más eficaz posible, es conveniente instalar extractores localizados en las fuentes de contaminación; el aire mezclado con contaminación no deberá volver a utili- zarse; los ocupantes deberán situarse junto a los difusores de aire

y las fuentes de contaminación junto a los extractores; los contaminantes deberán expulsarse por la vía más corta posible, y los recintos que tengan fuentes de contaminación localizadas deberán mantenerse a presión negativa en relación con la presión atmosférica exterior.

La mayoría de las deficiencias de ventilación parecen ir ligadas a una cantidad inadecuada de aire exterior. Con todo, una distribución inadecuada del aire de renovación también puede dar lugar a problemas de calidad del aire. Por ejemplo, en habitaciones con techos muy altos, que reciban aire caliente

(menos denso) desde arriba, pueden ocurrir problemas de estra- tificación y entonces la ventilación no podrá diluir la contaminación presente en la habitación. La ubicación y colocación de los difusores y retornos de aire en relación con los ocupantes y las fuentes de contaminación es una cuestión que requiere especial atención a la hora de diseñar el sistema de ventilación.

Dióxido de nitrógeno

Se han desarrollado diversos métodos para detectar el dióxido de nitrógeno, NO2, en el aire interior utilizando monitores pasivos y tomando muestras para un análisis posterior, pero estos métodos han mostrado problemas de sensibilidad que probablemente se resolverán en el futuro. El método más conocido es el tubo de Palmes, que tiene un límite de detección de 300 ppb. En el marco no industrial, se deberán tomar muestras durante un mínimo de cinco días para obtener un límite de detección de 1,5 ppb, tres veces superior al valor del blanco para una exposición de una semana. También se han desarrollado monitores portátiles con detección en tiempo real basados en la reacción quimicolumínica entre el NO2 y el reactivo luminol, pero los resultados obtenidos con este método pueden modificarse por la temperatura y su linealidad y sensibilidad dependen de las características de la solución de luminol utilizada. Los monitores con sensores electro- químicos poseen una sensibilidad mayor, pero pueden sufrir inter- ferencias por los compuestos que contienen azufre (Freixa 1993).

Análisis de gases

Los métodos activos son los más utilizados para el análisis de gases, y se llevan a cabo utilizando soluciones absorbentes o sólidos adsorbentes, o tomando directamente una muestra de aire con una bolsa u otro contenedor inerte y hermético. Para prevenir la pérdida de parte de la muestra y aumentar la exactitud de la determinación, el volumen de la muestra debe ser menor y la cantidad de absorbente o adsorbente utilizado debe ser mayor que para otros tipos de contaminación. También debe tenerse cuidado al transportar y almacenar la muestra (conservándola a baja temperatura y reduciendo el tiempo transcurrido hasta su análisis). Los métodos de lectura directa se utilizan con gran frecuencia para medir gases, por la considerable mejora de las prestaciones de los monitores modernos, más sensibles y precisos que antes. Debido a su facilidad de uso y al nivel y el tipo de información que proporcionan, están sustituyendo de forma progresiva a los métodos tradicionales de análisis. En la Tabla 44.13 se muestran los niveles mínimos de detección para los diversos gases estudiados considerando el método de muestreo y el análisis utilizado.

Monóxido y dióxido de carbono, contaminantes habituales del aire interior, se determinan utilizando monitores que los detectan directamente por medios electroquímicos o infrarrojos, aunque los detectores por infrarrojos no son muy sensibles. También pueden determinarse tomando muestras de aire directamente con bolsas inertes y analizando la muestra mediante cromatografía de gases con un detector de ionización de llama, que transforma los gases a metano por medio de una reacción catalítica antes de su detección. Los detectores de conductividad térmica suelen ser suficientemente sensibles para determinar concentraciones habituales de CO2.

Procedimientos analíticos

El número de contaminantes del aire interior es elevado y éstos se encuentran presentes en concentraciones bajas. La metodología disponible hasta ahora se basa en la adaptación de métodos utilizados para controlar la calidad del aire atmosférico o del exterior y la del aire del medio ambiente industrial. La adaptación de estos métodos para el análisis del aire interior implica cambiar el rango de la concentración buscada, cuando el método lo permite, utilizando tiempos de muestreo más largos y cantidades mayores de absorbentes o adsorbentes. Todos estos cambios son apro- piados cuando no conllevan una pérdida de fiabilidad o preci- sión. La determinación de una mezcla de contaminantes suele ser cara y los resultados obtenidos imprecisos. En muchos casos, lo único que se garantizará será la obtención de un perfil de contaminación que indicará el nivel de contaminación durante los intervalos de muestreo, en comparación con el aire limpio, con el aire atmosférico o con otros espacios de interior. Los monitores de lectura directa se utilizan para controlar el perfil de contami- nación, pero pueden no ser adecuados si son demasiado ruidosos

o grandes. Actualmente se están diseñando monitores más pequeños y más silenciosos con una mayor precisión y sensibi- lidad. En la Tabla 44.12 se muestra un esquema del estado actual de los métodos utilizados para medir los diferentes tipos de contaminantes.

Anemómetros de aspas giratorias

La medición se realiza contando el número de vueltas de las aspas durante un cierto período de tiempo. De esta forma, se obtiene la velocidad media del aire durante ese período de tiempo de una manera discontinua. Los anemómetros presentan dos principales desventajas:

1. Son muy sensibles a la dirección del aire y tienen que orientarse estrictamente en la dirección del flujo de aire. Cuando la dirección del aire varía o se desconoce, tienen que realizarse mediciones en tres direcciones perpendiculares.

2. El rango de medición se extiende de unos 0,3 m/s a 10 m/s. Las limitaciones de este instrumento con velocidades de aire bajas tienen importancia cuando, por ejemplo, se trata de analizar una situación de estrés térmico en la que no debe superarse una velocidad de 0,25 m/s. Aunque el rango de medición puede ampliarse más allá de 10 m/s, rara vez es inferior a 0,3

o incluso a 0,5 m/s, lo que limita en gran medida las posibilidades de utilización de este aparato en ambientes próximos al bienestar, en donde las velocidades máximas permitidas son de 0,5 o incluso de 0,25 m/s.

Velocidad del aire

La velocidad del aire debe medirse sin tener en cuenta la dirección del flujo de aire. De lo contrario, la medición tendrá que realizarse en tres ejes perpendiculares (x, y y z ) y calcular la velocidad global por la suma de vectores:

El rango de medida recomendado por la norma ISO 7726 se extiende de 0,05 a 2 m/s. La exactitud exigida es del 5 %. Debe medirse como el valor medio de 1 o 3 minutos.
Existen dos tipos de instrumentos para medir la velocidad del aire: los anemómetros de aspas giratorias y los termoanemó- metros.