36. Aumento de la presión barométrica
Redactor del capítulo: Francisco TJR
Índice del contenido
Trabajo bajo presión barométrica aumentada
eric kindwall
Dees F Gorman
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1. Instrucciones para trabajadores de aire comprimido
2. Enfermedad por descompresión: clasificación revisada
37. Presión barométrica reducida
Redactor del capítulo: Walter Dummer
Aclimatación Ventilatoria a Gran Altitud
John T. Reeves y John V. Weil
Efectos fisiológicos de la presión barométrica reducida
Kenneth I. Berger y William N. Rom
Consideraciones de salud para la gestión del trabajo en altitudes elevadas
Juan b oeste
Prevención de Riesgos Laborales en Alturas
Walter Dummer
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38. Peligros biológicos
Redactor del capítulo: Zuheir Ibrahim Fajri
Riesgos biológicos en el lugar de trabajo
Zuheir I. Fakhri
Animales acuáticos
D. Zannini
Animales Venenosos Terrestres
JA Rioux y B. Juminer
Características clínicas de la mordedura de serpiente
David A. Warrell
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1. Entornos laborales con agentes biológicos
2. Virus, bacterias, hongos y plantas en el lugar de trabajo
3. Los animales como fuente de riesgos laborales
39. Desastres Naturales y Tecnológicos
Redactor del capítulo: Muelle Alberto Bertazzi
Desastres y Accidentes Mayores
Muelle Alberto Bertazzi
Convenio de la OIT sobre la prevención de accidentes industriales mayores, 1993 (núm. 174)
Preparación para desastres
Pedro J. Baxter
Actividades posteriores al desastre
Benedetto Terracini y Úrsula Ackermann-Liebrich
Problemas relacionados con el clima
jean francés
Avalanchas: peligros y medidas de protección
Gustav Pointingl
Transporte de Material Peligroso: Químico y Radiactivo
donald m campbell
Accidentes de radiación
Pierre Verger y Denis Winter
Estudio de caso: ¿Qué significa dosis?
Medidas de seguridad y salud en el trabajo en zonas agrícolas contaminadas por radionucleidos: la experiencia de Chernóbil
Yuri Kundiev, Leonard Dobrovolsky y VI Chernyuk
Estudio de caso: Incendio en la fábrica de juguetes Kader
Beca Casey Cavanaugh
Impactos de los desastres: lecciones desde una perspectiva médica
José Luis Zeballos.
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1. Definiciones de tipos de desastres
2. Promedio de 25 años de número de víctimas por tipo y región: desencadenante natural
3. Promedio de 25 años de número de víctimas por tipo y región: desencadenante no natural
4. Promedio de 25 años # de víctimas por tipo de desencadenante natural (1969-1993)
5. Promedio de 25 años de número de víctimas por tipo de desencadenante no natural (1969-1993)
6. Desencadenante natural de 1969 a 1993: eventos durante 25 años
7. Desencadenante no natural de 1969 a 1993: eventos durante 25 años
8. Disparador natural: Número por región global y tipo en 1994
9. Disparador no natural: Número por región global y tipo en 1994
10. Ejemplos de explosiones industriales
11. Ejemplos de grandes incendios
12. Ejemplos de emisiones tóxicas importantes
13. Papel de la gestión de instalaciones de riesgo mayor en el control de riesgos
14. Métodos de trabajo para la evaluación de peligros
15. Criterios de la Directiva CE para instalaciones de riesgo mayor
16. Sustancias químicas prioritarias utilizadas en la identificación de instalaciones de riesgo mayor
17. Riesgos laborales relacionados con el clima
18. Radionucleidos típicos, con sus vidas medias radiactivas
19. Comparación de diferentes accidentes nucleares
20. Contaminación en Ucrania, Bielorrusia y Rusia después de Chernóbil
21. Contaminación con estroncio-90 después del accidente de Khyshtym (Urales 1957)
22. Fuentes radiactivas que involucraron al público en general
23. Principales accidentes con irradiadores industriales
24. Registro de accidentes por radiación de Oak Ridge (EE. UU.) (en todo el mundo, 1944-88)
25. Patrón de exposición ocupacional a la radiación ionizante en todo el mundo
26. Efectos deterministas: umbrales para órganos seleccionados
27. Pacientes con síndrome de irradiación aguda (AIS) después de Chernobyl
28. Estudios epidemiológicos de cáncer de dosis altas de radiación externa
29. Cánceres de tiroides en niños en Bielorrusia, Ucrania y Rusia, 1981-94
30. Escala internacional de incidentes nucleares
31. Medidas de protección genéricas para población general
32. Criterios para las zonas de contaminación
33. Grandes desastres en América Latina y el Caribe, 1970-93
34. Pérdidas por seis desastres naturales
35. Hospitales y camas de hospital dañados/destruidos por 3 grandes desastres
36. Víctimas en 2 hospitales colapsados por el terremoto de 1985 en México
37. Camas de hospital perdidas como resultado del terremoto chileno de marzo de 1985
38. Factores de riesgo de daños por terremoto en la infraestructura hospitalaria
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40. Electricidad
Redactor del capítulo: Dominique Folliot
Electricidad: efectos fisiológicos
Dominique Folliot
Electricidad estática
claude menguy
Prevención y Normas
renzo comini
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1. Estimaciones de la tasa de electrocución-1988
2. Relaciones básicas en electrostática-Colección de ecuaciones
3. Afinidades electrónicas de polímeros seleccionados
4. Límites inferiores típicos de inflamabilidad
5. Cargo específico asociado con operaciones industriales seleccionadas
6. Ejemplos de equipos sensibles a descargas electrostáticas
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41. Fuego
Redactor del capítulo: Casey C. Beca
Conceptos Básicos
Dougal Drysdale
Fuentes de riesgos de incendio
Tamás Banky
Medidas de Prevención de Incendios
Pedro F Johnson
Medidas pasivas de protección contra incendios
Yngve Anderberg
Medidas de protección activa contra incendios
gary taylor
Organización para la protección contra incendios
S.Dheri
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1. Límites inferior y superior de inflamabilidad en el aire
2. Puntos de inflamación y puntos de combustión de combustibles líquidos y sólidos
3. Fuentes de ignición
4. Comparación de concentraciones de diferentes gases necesarios para la inertización
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42. Calor y frío
Redactor del capítulo: Jean Jacques Vogt
Respuestas fisiológicas al ambiente térmico
W. Larry Kenney
Efectos del estrés por calor y el trabajo en el calor
bodil nielsen
Trastornos por calor
Tokuo Ogawa
Prevención del estrés por calor
Sara Nunneley
La base física del trabajo en calor
Jacques Malchaire
Evaluación del Estrés por Calor e Índices de Estrés por Calor
Kenneth C Parsons
Estudio de caso: Índices de calor: fórmulas y definiciones
Intercambio de calor a través de la ropa
Wouter A. Lotens
Ambientes fríos y trabajo en frío
Ingvar Holmér, Per-Ola Granberg y Goran Dahlstrom
Prevención del estrés por frío en condiciones exteriores extremas
Jacques Bittel y Gustave Savourey
Índices y estándares de frío
Ingvar Holmér
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1. Concentración de electrolitos en plasma sanguíneo y sudor
2. Índice de estrés por calor y tiempos de exposición permitidos: cálculos
3. Interpretación de los valores del índice de estrés por calor
4. Valores de referencia para criterios de tensión y deformación térmica
5. Modelo que utiliza la frecuencia cardíaca para evaluar el estrés por calor
6. Valores de referencia WBGT
7. Prácticas de trabajo para ambientes calurosos.
8. Cálculo del índice SWreq y método de evaluación: ecuaciones
9. Descripción de los términos utilizados en ISO 7933 (1989b)
10. Valores WBGT para cuatro fases de trabajo
11. Datos básicos para la evaluación analítica utilizando ISO 7933
12. Evaluación analítica utilizando ISO 7933
13. Temperaturas del aire de varios entornos laborales fríos.
14. Duración del estrés por frío no compensado y reacciones asociadas
15. Indicación de los efectos previstos de la exposición al frío leve y grave
16. Temperatura del tejido corporal y rendimiento físico humano
17. Respuestas humanas al enfriamiento: reacciones indicativas a la hipotermia
18. Recomendaciones de salud para el personal expuesto al estrés por frío
19. Programas de acondicionamiento para trabajadores expuestos al frío
20. Prevención y alivio del estrés por frío: estrategias
21. Estrategias y medidas relacionadas con factores y equipos específicos
22. Mecanismos generales de adaptación al frío.
23. Número de días en que la temperatura del agua es inferior a 15 ºC
24. Temperaturas del aire de varios entornos laborales fríos.
25. Clasificación esquemática del trabajo en frío.
26. Clasificación de los niveles de la tasa metabólica
27. Ejemplos de valores básicos de aislamiento de la ropa
28. Clasificación de la resistencia térmica al enfriamiento de la ropa de mano
29. Clasificación de la resistencia térmica de contacto de las prendas de mano.
30. Índice de sensación térmica, temperatura y tiempo de congelación de la carne expuesta
31. Poder refrescante del viento sobre la carne expuesta
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43. Horas de Trabajo
Redactor del capítulo: Pedro Knauth
Horas de trabajo
Pedro Knauth
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1. Intervalos de tiempo desde el inicio del trabajo por turnos hasta tres enfermedades
2. Trabajo por turnos e incidencia de trastornos cardiovasculares
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44. Calidad del aire interior
Redactor del capítulo: Xavier Guardino Solá
Calidad del aire interior: Introducción
Xavier Guardino Solá
Naturaleza y fuentes de contaminantes químicos en interiores
Derrick Crump
Radón
María José Berenguer
Humo de tabaco
Dietrich Hoffmann y Ernst L. Wynder
Regulaciones para Fumar
Xavier Guardino Solá
Medición y Evaluación de Contaminantes Químicos
M. Gracia Rosell Farrás
Contaminación Biológica
Brian Flannigan
Reglamentos, Recomendaciones, Directrices y Normas
María José Berenguer
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1. Clasificación de los contaminantes orgánicos interiores
2. Emisión de formaldehído de una variedad de materiales
3. ttl. compuestos orgánicos volátiles concentrados, revestimientos de paredes/suelos
4. Productos de consumo y otras fuentes de compuestos orgánicos volátiles
5. Principales tipos y concentraciones en el Reino Unido urbano
6. Mediciones de campo de óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono
7. Agentes tóxicos y tumorigénicos en el humo secundario del cigarrillo
8. Agentes tóxicos y tumorigénicos del humo del tabaco
9. Cotinina urinaria en no fumadores
10. Metodología para la toma de muestras
11. Métodos de detección de gases en el aire interior
12. Métodos utilizados para el análisis de contaminantes químicos
13. Límites de detección más bajos para algunos gases
14. Tipos de hongos que pueden causar rinitis y/o asma
15. Microorganismos y alveolitis alérgica extrínseca
16. Microorganismos en aire y polvo de interiores no industriales
17. Estándares de calidad del aire establecidos por la US EPA
18. Directrices de la OMS para molestias no relacionadas con el cáncer y los olores
19. Valores de referencia de la OMS basados en efectos sensoriales o molestias
20. Valores de referencia para el radón de tres organizaciones
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45. Control ambiental interior
Redactor del capítulo: Juan Guasch Farras
Control de Ambientes Interiores: Principios Generales
A.Hernández Calleja
Aire Interior: Métodos de Control y Limpieza
E. Adán Liébana y A. Hernández Calleja
Objetivos y principios de la ventilación general y de dilución
Emilio Castejon
Criterios de ventilación para edificios no industriales
A.Hernández Calleja
Sistemas de Calefacción y Aire Acondicionado
F. Ramos Pérez y J. Guasch Farrás
Aire Interior: Ionización
E. Adán Liébana y J. Guasch Farrás
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1. Contaminantes interiores más comunes y sus fuentes
2. Requisitos básicos-sistema de ventilación por dilución
3. Medidas de control y sus efectos
4. Ajustes al entorno de trabajo y efectos
5. Eficacia de los filtros (norma ASHRAE 52-76)
6. Reactivos utilizados como absorbentes de contaminantes.
7. Niveles de calidad del aire interior
8. Contaminación debida a los ocupantes de un edificio
9. Grado de ocupación de los diferentes edificios
10. Contaminación por el edificio.
11. Niveles de calidad del aire exterior
12. Normas propuestas para los factores ambientales
13. Temperaturas de confort térmico (basado en Fanger)
14. Características de los iones
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46. Iluminación
Redactor del capítulo: Juan Guasch Farras
Tipos de Lámparas e Iluminación
Richard Forster
Condiciones Requeridas para Visual
Fernando Ramos Pérez y Ana Hernández Calleja
Condiciones generales de iluminación
Alan Smith
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1. Salida y vataje mejorados de algunas lámparas de tubo fluorescente de 1,500 mm
2. Eficacias típicas de las lámparas
3. Sistema internacional de codificación de lámparas (ILCOS) para algunos tipos de lámparas
4. Colores y formas comunes de lámparas incandescentes y códigos ILCOS
5. Tipos de lámpara de sodio de alta presión
6. Contrastes de color
7. Factores de reflexión de diferentes colores y materiales.
8. Niveles recomendados de iluminancia mantenida para ubicaciones/tareas
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47. ruido
Redactor del capítulo: Alicia H. Suter
La naturaleza y los efectos del ruido
Alicia H. Suter
Medición de ruido y evaluación de la exposición
Eduard I. Denisov y German A. Suvorov
Control de ruido de ingeniería
Dennis Driscoll
Programas de conservación de la audición
Larry H. Royster y Julia Doswell Royster
Normas y reglamentaciones
Alicia H. Suter
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1. Límites de exposición permisibles (PEL) para la exposición al ruido, por nación
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48. Radiación: ionizante
Editor del capítulo: Robert N. Cherry, Jr.
Introducción
Robert N. Cereza, Jr.
Biología de la radiación y efectos biológicos
Arturo C. Upton
Fuentes de radiación ionizante
Robert N. Cereza, Jr.
Diseño del lugar de trabajo para la seguridad radiológica
Gordon M Lodde
Seguridad de la radiación
Robert N. Cereza, Jr.
Planificación y gestión de accidentes de radiación
Sydney W. Porter, Jr.
49. Radiación, no ionizante
Redactor del capítulo: Bengt Knave
Campos eléctricos y magnéticos y resultados de salud
Bengt Knave
El Espectro Electromagnético: Características Físicas Básicas
Kjell Hansson suave
Radiación ultravioleta
David H. Sliney
Radiación infrarroja
r. matthes
Luz y Radiación Infrarroja
David H. Sliney
Láseres
David H. Sliney
Campos de radiofrecuencia y microondas
Kjell Hansson suave
Campos eléctricos y magnéticos VLF y ELF
Michael H. Repacholi
Campos eléctricos y magnéticos estáticos
Martino Grandolfo
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1. Fuentes y exposiciones para IR
2. Función de riesgo térmico retinal
3. Límites de exposición para láseres típicos
4. Aplicaciones de equipos que utilizan un rango >0 a 30 kHz
5. Fuentes ocupacionales de exposición a campos magnéticos
6. Efectos de las corrientes que pasan a través del cuerpo humano.
7. Efectos biológicos de varios rangos de densidad de corriente
8. Límites de exposición laboral: campos eléctricos/magnéticos
9. Estudios en animales expuestos a campos eléctricos estáticos
10. Principales tecnologías y grandes campos magnéticos estáticos
11. Recomendaciones ICNIRP para campos magnéticos estáticos
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50. vibración
Redactor del capítulo: Michael J.Griffin
Vibración
Michael J.Griffin
Vibración de cuerpo entero
Helmut Seidel y Michael J. Griffin
Vibración transmitida a mano
Massimo Bovenzi
Cinetosis
Alan J Benson
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1. Actividades con efectos adversos de la vibración de todo el cuerpo
2. Medidas preventivas para la vibración de todo el cuerpo
3. Exposiciones a vibraciones transmitidas a mano
4. Etapas, escala del Taller de Estocolmo, síndrome de vibración mano-brazo
5. Fenómeno de Raynaud y síndrome de vibración mano-brazo
6. Valores límite de umbral para vibraciones transmitidas a mano
7. Directiva del Consejo de la Unión Europea: vibraciones transmitidas a mano (1994)
8. Magnitudes de vibración para escaldado de dedos
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51. Violencia
Redactor del capítulo: leon j warshaw
Violencia en el lugar de trabajo
leon j warshaw
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1. Tasas más altas de homicidio ocupacional, lugares de trabajo de EE. UU., 1980-1989
2. Tasas más altas de homicidio ocupacional Ocupaciones en EE. UU., 1980-1989
3. Factores de riesgo de homicidios en el lugar de trabajo
4. Guías para programas de prevención de la violencia laboral
52. Unidades de visualización visual
Redactor del capítulo: Diana Berthelette
General
Diana Berthelette
Características de las estaciones de trabajo con pantallas de visualización
Ahmet Çakir
Problemas oculares y visuales
Paule Rey y Jean-Jacques Meyer
Peligros reproductivos: datos experimentales
Ulf Bergqvist
Efectos Reproductivos - Evidencia Humana
Claire Infante Rivard
Estudio de caso: un resumen de estudios de resultados reproductivos
Trastornos musculoesqueléticos
gabriele bammer
Problemas de la piel
Mats Berg y Sture Liden
Aspectos psicosociales del trabajo con pantallas de visualización
Michael J. Smith y Pascale Carayon
Aspectos ergonómicos de la interacción humano-computadora
jean-marc robert
Estándares de ergonomía
Tom FM Stewart
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1. Distribución de computadoras en varias regiones.
2. Frecuencia e importancia de los elementos del equipo
3. Prevalencia de síntomas oculares
4. Estudios teratológicos con ratas o ratones
5. Estudios teratológicos con ratas o ratones
6. El uso de pantallas de visualización como factor en los resultados adversos del embarazo
7. Analizan para estudiar causas de problemas musculoesqueléticos
8. Factores que se cree que causan problemas musculoesqueléticos
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En general, existe una relación de raíz cuadrada entre el espesor d de una capa de aire estática y la velocidad del aire v. La función exacta depende del tamaño y la forma de la superficie, pero para el cuerpo humano una aproximación útil es:
El aire quieto actúa como una capa aislante con una conductividad (una constante del material, independientemente de la forma del material) de 026 W/mK, que tiene un coeficiente de transferencia de calor h (unidades de ) (la propiedad conductiva de una losa de material) de:
(Kerslake 1972).
Flujo de calor radiante () entre dos superficies es aproximadamente proporcional a su diferencia de temperatura:
donde T es la temperatura absoluta promedio (en Kelvin) de las dos superficies, es el coeficiente de absorción y es la constante de Stefan-Boltzmann ( ). La cantidad de intercambio de radiación está inversamente relacionada con el número de capas interceptoras (n):
Aislamiento de ropa () se define mediante las siguientes ecuaciones:
donde es aislamiento intrínseco, es aislamiento de aire (adyacente), es aislamiento total, es la temperatura media de la piel, es la temperatura media de la superficie exterior de la ropa, es la temperatura del aire, es el flujo de calor seco (calor convectivo y radiante) por unidad de área de piel y es el factor del área de la ropa. Este coeficiente ha sido subestimado en estudios más antiguos, pero estudios más recientes convergen en la expresión
A menudo I se expresa en la unidad clo; un clo es igual .
McCullough et al. (1985) dedujo una ecuación de regresión a partir de datos sobre una mezcla de conjuntos de ropa, utilizando el grosor del tejido (, en mm) y porcentaje de superficie corporal cubierta () como determinantes. Su fórmula para el aislamiento de prendas de vestir individuales () es:
La resistencia evaporativa R (unidades de s/m) se puede definir como:
(o algunas veces en )
Para capas de tela, el equivalente de aire () es el espesor de aire que ofrece la misma resistencia a la difusión que el tejido. El vapor asociado y calor latente () los flujos son:
donde D es el coeficiente de difusión (), C la concentración de vapor () y el calor de evaporación (2430 J/g).
(de Lotens 1993). está relacionado con R por:
dónde:
D es el coeficiente de difusión del vapor de agua en el aire, .
El trabajo por turnos es el trabajo programado, ya sea de forma permanente o frecuente, fuera del horario normal de trabajo diurno. El trabajo por turnos puede ser, por ejemplo, trabajo permanente por la noche, trabajo permanente por la noche, o las horas de trabajo pueden tener patrones de asignación cambiantes. Cada tipo de sistema de turnos tiene sus ventajas y desventajas, y cada uno está asociado con diferentes efectos sobre el bienestar, la salud, la vida social y el desempeño laboral.
En los sistemas tradicionales de turnos de rotación lenta, los turnos cambian semanalmente; es decir, a una semana de turnos de noche le sigue una semana de turnos de tarde y luego una semana de turnos de mañana. En un sistema de turnos rotativos rápidos, solo se dedican uno, dos o un máximo de tres días consecutivos en cada turno. En algunos países, como Estados Unidos, los turnos de más de 8 horas, en particular de 12 horas, están ganando popularidad (Rosa et al. 1990).
Los seres humanos han evolucionado como esencialmente diurnos; es decir, el cuerpo está principalmente “programado” para el desempeño laboral diurno y para la recreación y el descanso nocturno. Los mecanismos internos (a veces llamados el cuerpo o el reloj biológico) controlan la fisiología y la bioquímica del cuerpo para adaptarse a un entorno de 24 horas. Estos ciclos se llaman ritmos circadianos. La interrupción de las variaciones circadianas en la función fisiológica causada por tener que estar despierto y en el trabajo a horas biológicamente inusuales, así como dormir durante el día, es uno de los principales factores de estrés asociados con el trabajo por turnos.
A pesar de la suposición generalizada de que las alteraciones del sistema circadiano pueden dar lugar, a largo plazo, a efectos nocivos, ha sido difícil establecer la verdadera relación causa-efecto. A pesar de esta falta de pruebas absolutas, se acepta ampliamente que es prudente adoptar sistemas de turnos en el lugar de trabajo que minimicen la interrupción duradera de los ritmos circadianos.
Efectos combinados de los factores del lugar de trabajo
Algunos trabajadores por turnos también están expuestos a otros peligros en el lugar de trabajo, como agentes tóxicos, oa trabajos con cargas mentales o exigencias físicas elevadas. Sin embargo, solo unos pocos estudios han abordado los problemas causados por la combinación de trabajo por turnos y condiciones laborales, organizacionales y ambientales desfavorables donde los efectos negativos del trabajo por turnos podrían ser causados no solo por la diferencia de fase entre los ritmos circadianos y las condiciones de vida, sino también por las condiciones adversas de trabajo negativas que pueden combinarse con el trabajo por turnos.
Una variedad de peligros en el lugar de trabajo, como ruido, condiciones climáticas desfavorables, condiciones de iluminación desfavorables, vibraciones y combinaciones de estos, a veces pueden ocurrir con más frecuencia en sistemas de tres turnos, sistemas irregulares y sistemas de turnos nocturnos que en sistemas de dos turnos o trabajo diurno. .
Variables Intervinientes
Las personas varían mucho en su tolerancia al trabajo por turnos, según Härmä (1993), lo que puede explicarse por la influencia de muchas variables intervinientes. Algunas diferencias individuales que pueden modificar la tensión de los trabajadores por turnos son: diferencias en la fase y amplitud del ciclo circadiano, edad, género, embarazo, condición física y flexibilidad en los hábitos de sueño, y la capacidad de superar la somnolencia, como se ilustra en la figura 1.
Figura 1. Modelo de estrés y tensión de los trabajadores por turnos.
Aunque algunos autores encontraron una correlación entre una mayor amplitud de los ritmos circadianos y menos quejas médicas (Andlauer et al. 1979; Reinberg et al. 1988; Costa et al. 1989; Knauth y Härmä 1992), otros encontraron que no predice ajuste al trabajo por turnos (Costa et al. 1989; Minors y Waterhouse 1981) incluso después de tres años de trabajo (Vidacek et al. 1987).
Parece haber dos dimensiones principales de la personalidad relacionadas con la fase circadiana: “matutino”/“vespertino” e introversión/extroversión (Kerkhof 1985). El matutino/vespertino puede evaluarse mediante un cuestionario (Horne y Östberg 1976; Folkard et al. 1979; Torsval y Åkerstedt 1980; Moog 1981) o midiendo la temperatura corporal (Breithaupt et al. 1978). Los tipos matutinos, "alondras", que tienen una posición de fase avanzada de la temperatura corporal circadiana, se acuestan más temprano y se levantan antes que la población promedio, mientras que los tipos vespertinos, "búhos", tienen una posición de fase circadiana retrasada y se acuestan y se levantan. más tarde. Ser “alondra” parece ser una ventaja para los turnos de mañana y “búho” para los turnos de noche. Sin embargo, algunos autores informan que un número desproporcionadamente grande de quienes abandonaron el trabajo por turnos eran del tipo matutino (Åkerstedt y Fröberg 1976; Hauke et al. 1979; Torsvall y Åkerstedt 1979). Bohle y Tilley (1989) y Vidacek et al. (1987) y Vidacek et al. (1989). Otros investigadores, sin embargo, han encontrado resultados opuestos (Costa et al. 5), y debe notarse que la mayoría de los estudios han involucrado solo "alondras" y "búhos" extremos, donde cada uno representa solo el XNUMX% de la población.
En muchos estudios de cuestionarios, se han encontrado más efectos adversos para la salud del trabajo por turnos a medida que aumenta la edad , siendo la edad crítica de 40 a 50 años en promedio (Foret et al. 1981; Koller 1983; Åkerstedt y Torsvall 1981). Con el aumento de la edad, el sueño durante el día se vuelve progresivamente más difícil (Åkerstedt y Torsvall 1981). También hay algunos indicios de un ajuste circadiano más lento al trabajo por turnos en trabajadores por turnos de mediana edad en comparación con los más jóvenes (Härmä et al. 1990; Matsumoto y Morita 1987).
Género y el embarazo son dos variables intervinientes que a menudo se han discutido pero aún no se han investigado adecuadamente en estudios longitudinales. Sobre la base de una revisión de la literatura, Rutenfranz et al. (1987) concluyen que los ritmos circadianos de hombres y mujeres reaccionan de la misma manera al cambio de fase de trabajo y sueño en relación con el trabajo nocturno. Sin embargo, se deben tener en cuenta dos aspectos: el ciclo menstrual y la carga adicional del cuidado de los niños y las tareas del hogar.
Aunque algunos autores han encontrado problemas menstruales más frecuentes en grupos de mujeres que trabajan por turnos en comparación con mujeres con trabajo diurno (Tasto et al. 1978; Uehata y Sasakawa 1982), la comparabilidad de estos grupos de trabajo por turnos y por día era cuestionable. Pokorski et al. (1990) estudiaron la percepción del malestar entre trabajadoras de triple turno durante tres fases del ciclo menstrual (premenstruación, menstruación y posmenstruación). Las diferencias relacionadas con la fase fueron más pronunciadas que las diferencias entre los turnos de mañana, tarde y noche.
El cuidado de niños en el hogar redujo la duración del sueño y del tiempo libre en enfermeras que trabajan por turnos. Estryn-Behar interrogó a 120 mujeres en turnos nocturnos permanentes y encontró que la duración promedio del sueño después de los turnos nocturnos era de 6 h 31 min para mujeres sin hijos, 5 h 30 min para mujeres con hijos mayores y 4 h 55 min para mujeres con muy pocos hijos. niños pequeños (Estryn-Behar et al. 1978). Sin embargo, un estudio de mujeres policías encontró que aquellas con hijos eran más favorables al trabajo por turnos que las mujeres sin hijos (Beermann et al. 1990).
Buena salud parecía ser un factor en el aumento de la tolerancia al trabajo por turnos en un estudio realizado por Härmä et al. (1988a, b). En un estudio de seguimiento con diseño de pares emparejados, el grupo de participantes que hizo ejercicio regularmente en un programa de cuatro meses informó una disminución significativa de la fatiga general, particularmente durante el turno de noche, así como una disminución de los síntomas musculoesqueléticos y un aumento en la duración del sueño.
El “flexibilidad de los hábitos de sueño” y “capacidad para superar la somnolencia”, según lo evaluado por un cuestionario desarrollado por Folkard et al. (1979; 1982) se relacionaron, en algunos estudios, con una mejor tolerancia al trabajo por turnos (Wynne et al. 1986; Costa et al. 1989; Vidacek et al. 1987). En otros estudios, sin embargo, esta relación no se confirmó (p. ej., Bohle y Tilley 1989).
Otras variables intervinientes que pueden ser importantes para la tolerancia al trabajo por turnos son el “compromiso con el trabajo nocturnocomo la forma en que las personas programan sus vidas (Folkard et al. 1979; Minors y Waterhouse 1981) o la estilo de afrontamiento de los trabajadores por turnos (Olsson et al. 1987; Olsson y Kandolin 1990).
Además de las características individuales, factores situacionales parecen ser de importancia para explicar el alcance de los problemas informados por los trabajadores por turnos. Küpper et al. (1980) y Knauth (1983) encontraron que los trabajadores por turnos que intentaban dormir durante el día y que a menudo o siempre los molestaban los ruidos, se quejaban con más frecuencia de síntomas nerviosos y gastrointestinales que los trabajadores por turnos con sueño tranquilo o raramente perturbado.
Efectos sobre la salud del trabajo por turnos
La mayoría de las quejas de salud de los trabajadores por turnos pueden estar relacionadas con la calidad del sueño diurno después de los turnos de noche y, en menor medida, con el sueño antes de los turnos de mañana. Como los ritmos circadianos generalmente funcionan de tal manera que el cuerpo está programado para el desempeño diurno y para el sueño nocturno, después del turno de noche el cuerpo, en general, no está completamente ajustado para irse a dormir. También pueden intervenir otros factores. La luz del día puede perturbar el sueño. El ruido durante el día es en general más fuerte que durante la noche. La mayoría de los trabajadores nocturnos se quejan del ruido de los niños y del tráfico. Algunos trabajadores nocturnos interrumpen su sueño diurno para participar de una comida conjunta con la familia, y algunos reducen su sueño debido a sus deberes domésticos y responsabilidades en el cuidado de los niños. En un estudio de trabajadores por turnos, se encontró que la duración del sueño nocturno se redujo a 6 horas (Knauth 1983). Aunque existen grandes diferencias interindividuales en las necesidades de sueño, 6 horas o menos de sueño por día es inadecuado para muchos seres humanos (Williams et al. 1974). En particular, después de muchos turnos nocturnos consecutivos se debe esperar una acumulación de déficits de sueño, con sus efectos concomitantes tanto en la vida social como en la productividad (Naitoh et al. 1990), así como la posibilidad de un aumento en la tasa de accidentes. Varios estudios electroencefalográficos también han demostrado que la calidad del sueño diurno también es menor (Knauth 1983).
Los déficits de sueño pueden ocurrir tanto en una semana de turnos de noche como en una semana de turnos de mañana. La duración prolongada del sueño durante el fin de semana después de una semana de turnos de mañana parece indicar que existe una mayor necesidad de dormir.
Hak y Kampmann (1981) estudiaron el sueño y la fatiga en conductores de trenes. Cuanto antes comenzaba el turno de la mañana, más corto era el sueño del turno de noche anterior y más fatigados estaban los maquinistas durante el turno de la mañana. La reducción del sueño en relación con un comienzo más temprano del turno de la mañana también ha sido confirmada por estudios de Moors (1990) y Folkard y Barton (1993). Tales hallazgos pueden explicarse en parte por la presión social de la familia de no acostarse demasiado temprano, o por el reloj biológico, que según Lavie (1986) provoca una "zona prohibida" para dormir, durante la cual la propensión a dormir se reduce considerablemente. . La última explicación significa que incluso si los trabajadores por turnos se acuestan más temprano, debido al comienzo temprano del siguiente turno de la mañana, les puede resultar difícil conciliar el sueño.
Trastornos gastrointestinales. El trabajo nocturno conduce a un cambio en la secuencia y el horario de las comidas. Durante la noche, el estómago no puede hacer frente a la composición y la cantidad de una comida diurna típica. Es entonces comprensible que los trabajadores nocturnos a menudo sufran más trastornos del apetito que los trabajadores diurnos o los trabajadores por turnos que no están en el turno de noche, como Rutenfranz et al. (1981) han concluido a partir de una revisión de la literatura.
A la larga, la ingesta irregular de alimentos puede provocar molestias gastrointestinales o incluso trastornos. Sin embargo, las razones de los complejos síntomas gastrointestinales seguramente son múltiples. Un análisis de los estudios existentes, como el de Costa (1996), es difícil debido a las diferencias metodológicas. La mayoría de los resultados se basan en estudios transversales, es decir, en trabajadores que actualmente realizan trabajos por turnos. Así, si los individuos han dejado el trabajo por turnos por problemas o enfermedades, nos quedamos con una población más o menos autoseleccionada (el efecto “trabajador sano”). Por lo tanto, el estado de salud de un grupo de trabajadores por turnos puede ser mejor que el de un grupo de trabajadores jornaleros, simplemente porque los trabajadores por turnos con problemas sociales o de salud más deficientes se han cambiado al trabajo diurno y los que permanecen pueden estar en mejores condiciones para afrontarlo.
En estudios longitudinales, que han sido casi exclusivamente retrospectivos, los problemas de autoselección y pérdida de seguimiento son bien conocidos. Por ejemplo, para la muestra del estudio de Leuliet (1963), la población de estudio se redujo casi a la mitad durante el período de estudio de 12 años. Al igual que con los estudios transversales, a menudo son los antiguos trabajadores por turnos, que se han transferido al trabajo diurno fuera de los turnos debido a problemas médicos, los que muestran los efectos más graves. Thiis-Evensen (1958) encontró que las úlceras pépticas eran dos veces más frecuentes entre los extrabajadores por turnos que entre los jornaleros. Aanonsen (1964) y Angersbach et al. (1980) observaron, respectivamente, dos veces y tres veces y media más casos de úlceras pépticas entre los antiguos trabajadores por turnos regulares, con una disminución significativa posterior de la enfermedad gastrointestinal después de la transferencia fuera del patrón de trabajo por turnos.
Costa et al. (1981) calcularon el intervalo de tiempo entre el comienzo del trabajo por turnos y el diagnóstico de la enfermedad (tabla 1). Al comparar grupos con diferentes arreglos de tiempo de trabajo, Costa et al. encontraron los intervalos medios más cortos (4.7 años) para la aparición de gastroduodenitis en trabajadores nocturnos permanentes. En grupos con trabajo nocturno (es decir, trabajadores de tres turnos y trabajadores nocturnos permanentes), en un intervalo de unos 5 años se desarrollaron úlceras pépticas. En su revisión, Costa (1996) concluye que “existe suficiente evidencia para considerar el trabajo por turnos como un factor de riesgo para los trastornos y enfermedades gastrointestinales, en particular la úlcera péptica” (tabla 1).
Tabla 1. Intervalos de tiempo desde el inicio del trabajo por turnos hasta el momento del diagnóstico de las tres enfermedades (media y desviación estándar en años).
Horario de trabajo |
gastroduodenitis |
Úlcera péptica |
Trastornos neuróticos |
Día de trabajo |
12.6 ± 10.9 |
12.2 ± 9.9 |
9.7 ± 6.8 |
dos turnos |
7.8 ± 6.6 |
14.4 ± 8.2 |
9.0 ± 7.5 |
Tres turnos |
7.4 ± 6.5 |
5.0 ± 3.9 |
6.8 ± 5.2 |
Trabajo nocturno |
4.7 ± 4.3 |
5.6 ± 2.8 |
3.6 ± 3.3 |
Fuente: Costa et al. 1981
Trastornos cardiovasculares. Kristensen (1989) analizó los estudios relevantes sobre la incidencia de trastornos cardiovasculares en trabajadores por turnos en cuanto a factores metodológicos y analíticos, como se muestra en la Tabla 2. Los artículos publicados después de 1978 tenían más probabilidades de informar un aumento de los trastornos cardiovasculares, particularmente entre aquellos que se trasladaron del trabajo por turnos. Waterhouse et al. (1992) concluyen que no es posible simplemente descartar la relación como se ha aceptado generalmente (Harrington 1978).
Tabla 2. Relación entre el trabajo por turnos y la incidencia de trastornos cardiovasculares
Referencia |
años de publicación |
Conclusión |
Comentarios/calificaciones metodológicas |
Thiis-Evenson (1949); Aanonsen (1964) |
1949 - 1964 |
0 |
2 |
Taylor y Pocock (1972) |
1972 |
0 |
? elección correcta para los controles |
Rutenfranz et al. (1977); Carpentier et al. (1977) |
1977 |
0, artículos de revisión |
|
Angersbach et al. (1980); |
1980 - 1983 |
+, particularmente abandonos; |
2 - 3 |
Michel-Briand et al. (1981) |
1981 |
+, en jubilados |
1 |
Alfredsson et al. (1982; 1983; 1985); |
1982 - 1986 |
+, en hombres y mujeres; |
3 - 4 |
Åkerstedt et al. (1984) |
1984 - 1986 |
+, artículo de revisión |
|
Orth Gomer (1985) |
1985 |
+, artículo de revisión |
|
Anderson (1985) |
1985 |
+, ocupaciones que implican trabajo por turnos |
|
Frese y Semmer (1986) |
1986 |
+, en abandonos |
Fuente: Waterhouse et al. 1992. Basado en Kristensen 1989. Calificaciones de las conclusiones utilizadas por Kristensen: +, mayor incidencia; 0, sin diferencia.
Calificaciones metodológicas, 1-4 de la metodología de menor a mayor calidad.
Desórdenes neurológicos. Aunque hay una falta de estandarización de los síntomas y trastornos en los estudios de trastornos neurológicos de los trabajadores por turnos (Waterhouse et al. 1992; Costa 1996), según Waterhouse (1992), sin embargo, “ahora hay evidencia de una mayor tendencia hacia general malestar, incluidos elementos de ansiedad y depresión, en los trabajadores por turnos que en los compañeros de trabajo diurno”. Costa (1996) llega a una conclusión similar pero más cautelosa: “existe evidencia suficiente para sugerir que la morbilidad por trastornos psiconeuróticos puede estar influenciada por el trabajo por turnos en mayor o menor medida en relación con otros factores individuales y sociales”.
Mortalidad. Sólo existe un estudio epidemiológico muy cuidadoso sobre la mortalidad de los trabajadores por turnos. Taylor y Pocock (1972) compararon las tasas de mortalidad en trabajadores por turnos y jornaleros durante un período de 13 años en una muestra de más de 8,000 personas. No hubo diferencias en las tasas entre los trabajadores por turnos actuales y los jornaleros. Sin embargo, la tasa de mortalidad estandarizada para los antiguos trabajadores por turnos fue de 118.9, en comparación con 101.5 para los trabajadores por turnos actuales, lo que "podría implicar una selección de hombres menos aptos" (Harrington 1978).
Problemas sociales de los trabajadores por turnos
El trabajo por turnos puede tener efectos negativos en la vida familiar, la participación en la vida institucional y los contactos sociales. El alcance de los problemas que pueden existir depende de muchos factores, como el tipo de sistema de turnos, el género, la edad, el estado civil, la composición de la familia del trabajador por turnos, así como cuán común es el trabajo por turnos en una región en particular.
Durante una semana de turnos vespertinos, los contactos regulares entre un trabajador por turnos y sus hijos en edad escolar, o su pareja que puede trabajar en turnos matutinos o diurnos, se reducen drásticamente. Este es un problema importante para los trabajadores por turnos que trabajan en los llamados turnos vespertinos permanentes (Mott et al. 1965). En el sistema tradicional discontinuo de dos turnos, se alternan una semana de turnos de mañana y turnos de tarde, de modo que cada dos semanas se interrumpen los contactos. El sistema tradicional de tres turnos rotativos semanales tiene turnos vespertinos cada tres semanas. En los sistemas de turnos rotativos rápidos, los contactos dentro de la familia nunca se ven afectados durante una semana entera. Los investigadores han obtenido resultados contradictorios. Mot et al. (1965) encontraron que muchos turnos vespertinos o nocturnos consecutivos podían afectar la felicidad marital de los trabajadores por turnos, mientras que Maasen (1981) no observó esto. El trabajo por turnos, en particular cuando ambos padres trabajan por turnos, puede tener efectos negativos en el desempeño escolar de los niños (Maasen 1981; Diekmann et al. 1981).
Los estudios sobre el valor subjetivo del tiempo libre durante las diferentes horas de la semana mostraron que los fines de semana se valoraban mejor que los días de semana y las noches más altas que el tiempo libre durante el día (Wedderburn 1981; Hornberger y Knauth 1993). Los contactos con amigos, parientes, clubes, partidos políticos, iglesias, etc. se ven empobrecidos principalmente por el trabajo de fin de semana, los turnos vespertinos y nocturnos (Mott et al. 1965), como ha sido revisado por Bunnage (1981); Caminante (1985); y Colligan y Rosa (1990).
Solo con respecto a los pasatiempos y actividades de naturaleza solitaria o casi solitaria, los trabajadores por turnos tienen una ventaja en comparación con los trabajadores diurnos, ya que los proyectos de jardinería, caminatas, pesca o "hágalo usted mismo" son actividades comparativamente flexibles que son posibles en cualquier momento, no solo en la tarde o los fines de semana.
Algunos estudios se han ocupado de la carga de los cónyuges de los trabajadores por turnos (Banks 1956; Ulich 1957; Downie 1963; Sergean 1971), que tienen que modificar su estilo de vida (por ejemplo, la hora de comer) para adaptarse al sistema de turnos de sus compañeros. Es posible que se vean obligados a posponer las tareas domésticas ruidosas ya mantener tranquilos a los niños cuando el trabajador por turnos duerme después del turno de noche. Además, están solos durante los turnos vespertinos, nocturnos y de fin de semana y tienen que lidiar con un cónyuge irritable. Después de un cambio de un sistema de turnos semanales a uno continuo de rotación rápida, el 87% de los cónyuges de los trabajadores por turnos votaron a favor del nuevo sistema de turnos. Argumentaron que en el antiguo sistema de turnos el cónyuge estaba muy cansado después del final del período de turnos de noche, necesitaba varios días para recuperarse y no estaba de humor para actividades de ocio conjuntas. Sin embargo, en el nuevo sistema de turnos con sólo dos o tres turnos nocturnos consecutivos, el trabajador estaba menos cansado y disfrutaba de más actividades de ocio conjuntas.
Las mujeres que trabajan por turnos pueden tener más problemas con las tareas domésticas y el sueño, ya que la responsabilidad del hogar no se comparte por igual entre los cónyuges. No obstante, algunas enfermeras nocturnas permanentes han optado específicamente por trabajar de noche por motivos domésticos (Barton et al. 1993). Sin embargo, como concluye Walker (1985) en su revisión, “decir que los turnos nocturnos fijos para las madres son compatibles con sus responsabilidades en la crianza de los hijos ignora los 'costos'”. El cansancio constante debido a la reducción del sueño puede ser el costo.
Desempeño del trabajador
Además de los posibles efectos del trabajo por turnos en la salud del trabajador, el desempeño del trabajador también puede verse afectado. Las conclusiones generalizadas de Harrington (1978) sobre el desempeño se alcanzaron considerando la productividad y los accidentes. Siguen siendo válidos y han sido reformulados por Waterhouse et al. (1992):
Las diferencias entre los individuos fueron a menudo la variable más importante en el desempeño.
Un problema al comparar la productividad y los accidentes en los turnos de mañana, tarde y noche es metodológico. Las condiciones de trabajo, ambientales y organizacionales durante la noche y durante el día en general no son completamente comparables (Colquhoun 1976; Carter y Corlett 1982; Waterhouse et al. 1992). Por lo tanto, es difícil controlar todas las variables. No sorprende que en una revisión de 24 estudios hubiera casi tantos estudios con una mayor frecuencia de accidentes durante la noche como estudios con una mayor frecuencia de accidentes durante el día (Knauth 1983). En algunos estudios, la carga de trabajo diurna y nocturna era comparable y las medidas estaban disponibles para las 24 horas. En la mayoría de estos estudios, los autores encontraron un desempeño degradado en el turno de noche (p. ej., Browne 1949; Bjerner et al. 1955; Hildebrandt et al. 1974; Harris 1977; Hamelin 1981). Sin embargo, como ha concluido Monk (1990), es posible que los efectos circadianos puedan “mostrar” solo cuando los trabajadores están bajo presión. En ausencia de presión, los trabajadores pueden ser capaces de equiparar el desempeño del turno de día y del turno de noche, porque ambos son considerablemente subóptimos.
El diseño de los sistemas de turnos
Las recomendaciones más importantes para el diseño de sistemas de turnos se resumen en la figura 2.
Figura 2. Recomendaciones para el diseño de sistemas de turnos.
trabajo nocturno permanente
El turno de noche es el más disruptivo de todos los turnos en términos de ajuste fisiológico, sueño y bienestar. Los ritmos fisiológicos circadianos de la mayoría de los trabajadores por turnos pueden requerir más de una semana para adaptarse por completo al trabajo nocturno. Cualquier ajuste parcial se perderá después de los días libres del turno de noche. Por lo tanto, los ritmos corporales de los trabajadores nocturnos permanentes están constantemente en un estado de interrupción. En un estudio (Alfredsson et al. 1991) los guardias de seguridad nocturnos permanentes tenían de 2 a 3 veces más trastornos del sueño y fatiga que la muestra nacional de la población activa.
Algunos autores han sugerido varias formas de igualar la tolerancia de los empleados al trabajo por turnos y ciertos estímulos externos para ayudar a los trabajadores a adaptarse. Según Hildebrandt et al. (1987) las personas con un puesto de fase tardía (tipos nocturnos) pueden adaptarse al trabajo nocturno. Moog (1988) planteó que deberían trabajar en períodos muy largos de turnos nocturnos, es decir, mucho más de 10 noches seguidas. Para beneficiarse de un ajuste al trabajo nocturno, Folkard (1990) incluso sugirió la creación de una “subsociedad nocturna”, que además de trabajar permanentemente durante la noche, continuaría activa durante la noche y durmiendo durante el día, incluso cuando no lo hiciera. en el trabajo. Aunque el rendimiento nocturno podría aumentar a largo plazo (Wilkinson 1992), tal propuesta provoca una acumulación de déficit de sueño y aislamiento social, lo que parece ser inaceptable para la mayoría de las personas (Smith y Folkard 1993).
Hay un número creciente de estudios que tratan sobre la influencia de la luz brillante en el reinicio de los ritmos circadianos (algunos ejemplos son Wever et al. 1983; sesión especial en el IX Simposio Internacional sobre Trabajo Nocturno y por Turnos; Costa et al. 1990a; Rosa et al. 1990; Czeisler et al. 1990). Sin embargo, "se necesita mucho trabajo para determinar los horarios óptimos de trabajo ligero y sueño para los trabajadores por turnos en términos de su capacidad para cambiar los ritmos circadianos, mejorar el sueño, reducir la fatiga, así como en términos de su viabilidad social", según Eastman. (1990).
En comparación con otros sistemas de turnos, los turnos nocturnos fijos tienen efectos más negativos sobre las familias que deben adaptar su estilo de vida a este horario, sobre las relaciones sexuales y sobre la capacidad de los trabajadores para cumplir con los roles familiares (Stein 1963; Mott et al. 1965; Tasto et al. . 1978; Gadbois 1981). Sin embargo, en algunos estudios de turnos nocturnos permanentes, las enfermeras reportaron menos quejas que las enfermeras rotativas o las enfermeras del turno diurno (Verhaegen et al. 1987; Barton et al. 1993). Barton et al. proponen que una posible explicación de estos resultados puede ser que la libertad de elegir el trabajo diurno o nocturno puede influir en gran medida en el grado en que se experimenten los problemas posteriores. Sin embargo, la noción de que esto representa “libertad” es cuestionable cuando muchas enfermeras prefieren el trabajo nocturno permanente porque representa la única forma de organizar mejor las responsabilidades domésticas y el empleo fuera del hogar (Gadbois 1981).
El trabajo nocturno permanente también tiene algunas ventajas. Los trabajadores nocturnos reportan un mayor sentimiento de independencia y menos supervisión durante la noche (Brown 1990; Hoff y Ebbing 1991). Además, debido a que es menos fácil obtener relevo laboral para el personal del turno de noche, aparentemente más “espíritu de equipo” (espíritu de cuerpo) se desarrolla. Sin embargo, en la mayoría de los casos se opta por el trabajo nocturno debido al aumento de los ingresos debido a la asignación del turno de noche (Hoff y Ebbing 1991).
Aunque no tenemos suficiente conocimiento sobre los efectos a largo plazo en la salud del trabajo nocturno permanente y sobre los horarios óptimos de trabajo y sueño con luz brillante, se sabe que el turno de noche es el más perturbador de todos los turnos en términos de ajuste fisiológico, sueño y bienestar. -siendo, y hasta que se disponga de resultados de nuevas investigaciones, asumiremos por el momento que el trabajo nocturno permanente no es recomendable para la mayoría de los trabajadores por turnos.
Sistemas de turnos de rotación rápida versus sistemas de turnos de rotación lenta
Los horarios de rotación más rápida son más ventajosos en comparación con la rotación de turnos semanales. Una rotación rápida mantiene el ritmo circadiano en una orientación diurna y no está en un estado constante de interrupción debido al ajuste parcial a diferentes orientaciones diurnas y nocturnas. Los turnos nocturnos consecutivos pueden causar una acumulación de déficit de sueño, es decir, una privación crónica del sueño (Tepas y Mahan 1989; Folkard et al. 1990). A la larga, esto podría generar “costos” biológicos a largo plazo o incluso trastornos médicos. Sin embargo, no se dispone de ningún estudio epidemiológico bien controlado que compare los efectos de los sistemas de turnos rotativos permanentes, lentos y rápidos. En la mayoría de los estudios publicados, los grupos no son comparables con respecto a la estructura de edad, el contenido del trabajo, el grado de autoselección (p. ej., Tasto et al. 1978; Costa et al. 1981) o porque los empleados que trabajan en turnos fijos de mañana, tarde y noche los turnos de noche se combinaron para formar una sola categoría (Jamal y Jamal 1982). En varios estudios de campo longitudinales, se han investigado los efectos de un cambio de sistemas de turnos rotativos semanales a más rápidos (Williamson y Sanderson 1986; Knauth y Kiesswetter 1987; Knauth y Schönfelder 1990; Hornberger y Knauth 1995; Knauth 1996). En los 27 grupos estudiados de trabajadores por turnos, la mayoría de los trabajadores por turnos votaron a favor de los turnos rotativos más rápidos después de un período de prueba. En resumen, los sistemas de turnos de rotación rápida son preferibles a los de rotación lenta. Åkerstedt (1988), sin embargo, no está de acuerdo, porque la somnolencia máxima generalmente ocurre en el primer turno de noche debido a la vigilia previa prolongada. Recomienda la rotación lenta.
Otro argumento a favor de un sistema de turnos de rotación rápida es que los trabajadores por turnos tienen tardes libres todas las semanas y, por lo tanto, es posible un contacto más regular con amigos y colegas que con los turnos rotativos semanales. Sobre la base de análisis de los componentes periódicos del trabajo y el tiempo libre, Hedden et al. (1990) concluyen que las rotaciones que permiten una sincronización más breve pero más frecuente de la vida laboral con la vida social producen menos deterioro que las rotaciones que conducen a una sincronización más prolongada pero poco frecuente.
Duración de los turnos
Hay muchos resultados contradictorios de los efectos de los días de trabajo extendidos y, por lo tanto, no se puede hacer una recomendación general para los días de trabajo extendidos (Kelly y Schneider 1982; Tepas 1985). Se debe contemplar una jornada laboral extendida de 9 a 12 horas solo en los siguientes casos (Knauth y Rutenfranz 1982; Wallace 1989; Tsaneva et al. 1990; Ong y Kogi 1990):
Deben tenerse en cuenta los requisitos fisiológicos. De acuerdo con Bonjer (1971), el índice de consumo de oxígeno aceptable durante un turno de 8 horas debe ser aproximadamente el 30% o menos del consumo máximo de oxígeno. Durante un turno de 12 horas, debe ser alrededor del 23 % o menos del consumo máximo de oxígeno. Dado que la cantidad de consumo de oxígeno aumenta con las demandas físicas del trabajo, parecería que los turnos de 12 horas son aceptables solo para trabajos físicamente livianos. Sin embargo, incluso en este caso, si el estrés mental o emocional causado por el trabajo es demasiado alto, no es aconsejable extender la jornada laboral. Antes de la introducción de jornadas laborales extendidas, los expertos deben evaluar con precisión el estrés y la tensión en el lugar de trabajo específico.
Una de las posibles desventajas de los turnos de 12 horas, en particular los turnos de noche de 12 horas, es el aumento de la fatiga. Por lo tanto, el sistema de turnos debe diseñarse para minimizar la acumulación de fatiga, es decir, no debe haber muchos turnos de 12 horas seguidos y el turno de día no debe comenzar demasiado temprano. Koller et al. (1991) recomiendan turnos de una sola noche o un máximo de dos turnos de noche. Esta recomendación está respaldada por resultados favorables de estudios en sistemas de turnos con turnos nocturnos únicos de 12 horas (Nachreiner et al. 1975; Nedeltcheva et al. 1990). En un estudio belga, la duración del turno se amplió a 9 horas comenzando una hora más temprano en la mañana (Moors 1990). El turno de día comenzaba a las 0630 en lugar de a las 0730 y el turno de mañana en un sistema de dos turnos comenzaba a las 0500 en lugar de a las 0600. En una semana de 5 días, estos arreglos de tiempo de trabajo llevaron a una acumulación de déficit de sueño y quejas de cansancio. El autor recomienda que los turnos comiencen como en la antigua organización del tiempo de trabajo y que el turno se prolongue una hora por la noche.
Nuestro conocimiento es muy limitado en lo que respecta a otro problema: la exposición a tóxicos y la eliminación de tóxicos durante el tiempo libre en relación con las jornadas laborales prolongadas (Bolt y Rutenfranz 1988). En general, los límites de exposición se basan en una exposición de 8 horas y no se pueden extrapolar simplemente para cubrir un turno de 12 horas. Algunos autores han propuesto procedimientos matemáticos para ajustar estas exposiciones para tiempos de trabajo que se desvían del turno habitual de 8 horas, pero no se ha adoptado un método uniforme (p. ej., Hickey y Reist 1977; OSHA 1978; Brief y Scala 1986; Koller et al. 1991).
Los diseñadores de sistemas de turnos deben considerar la carga de trabajo, el entorno laboral y las condiciones fuera del lugar de trabajo. Ong y Kogi (1990) informan que “el clima tropical cálido y las viviendas ruidosas de Singapur no propiciaban un sueño profundo para los trabajadores por turnos, que necesitaban dormir durante el día”. Tales circunstancias aumentaron la fatiga y afectaron la productividad en el turno de 12 horas trabajado al día siguiente. Otra preocupación que se relaciona con el bienestar de los trabajadores es la forma en que los trabajadores por turnos utilizan sus grandes bloques de tiempo libre. En algunos estudios parece que pueden tener un segundo trabajo (pluriempleo), aumentando así su carga de trabajo total (Angersbach et al. 1980; Wallace 1989; Ong y Kogi 1990). Muchos otros factores sociales, como los desplazamientos, las diferencias individuales, el apoyo social o los acontecimientos de la vida también deben tenerse en cuenta en los sistemas de turnos de 12 horas (p. ej., Tsaneva et al. 1990).
Horario de turnos
Aunque no existe una solución óptima para el horario de los turnos, existe mucha evidencia en la literatura de que se debe evitar un comienzo temprano para el turno de la mañana. Un comienzo temprano a menudo reduce el sueño total porque la mayoría de los trabajadores por turnos se acuestan a la hora habitual (Knauth et al. 1980; Åkerstedt et al. 1990; Costa et al. 1990b; Moors 1990; Folkard y Barton 1993). También se ha observado un aumento de la fatiga durante el turno de mañana (Reinberg et. al. 1975; Hak y Kampman 1981; Moors 1990), así como un aumento del riesgo de errores y accidentes en el turno de mañana (Wild y Theis 1967). , Hildebrandt y otros 1974, Pokorny y otros 1981, Folkard y Totterdell 1991).
Suponiendo una duración constante del turno de 8 horas, un comienzo tardío del turno de la mañana también significa un comienzo tardío del turno de la noche (por ejemplo, cambios de turno a las 0700:1500/2300:0800/1600:2400 o XNUMX:XNUMX/XNUMX:XNUMX/XNUMX:XNUMX). Un comienzo tardío del turno de noche significa también un final tardío del turno de noche. En ambos casos puede haber problemas de transporte porque los autobuses, tranvías y trenes circulan con menos frecuencia.
La decisión a favor de un horario de cambio de turno específico también puede depender del contenido del trabajo. En los hospitales, en general, es el turno de noche el que despierta, lava y prepara a los pacientes (Gadbois 1991).
También se han presentado argumentos a favor de un comienzo más temprano. Algunos estudios han demostrado que cuanto más tarde comience el sueño diurno después de un turno de noche, más breve será (Foret y Lantin 1972; Åkerstedt y Gillberg 1981; Knauth y Rutenfranz 1981). El sueño diurno puede verse perturbado y un comienzo muy temprano del sueño después de los turnos de noche podría evitar estos problemas. Debry et al. (1967) han propuesto cambios de turno a las 0400:1200, 2000:1991 y XNUMX:XNUMX para facilitar que los trabajadores tengan tantas comidas con la familia como sea posible. Según Gadbois (XNUMX) un comienzo temprano del turno de noche mejora el contacto entre el personal y los pacientes en los hospitales.
Los arreglos flexibles de tiempo de trabajo también son posibles incluso en sistemas de tres turnos, donde los empleados pueden elegir sus horas de trabajo (McEwan 1978; Knauth et al. 1981b; 1984; Knauth y Schönfelder 1988). Sin embargo, a diferencia del horario flexible de los trabajadores diurnos, los trabajadores por turnos deben hacer arreglos previos con sus compañeros de trabajo.
Distribución del tiempo libre dentro del sistema de turnos
La distribución del tiempo libre entre turnos consecutivos tiene implicaciones importantes para el sueño, la fatiga y el bienestar, así como para la vida social y familiar y la satisfacción general del trabajador por turnos con el sistema de turnos. Si solo hay 8 horas entre el final de un turno y el comienzo del siguiente, habrá una reducción del sueño entre los turnos y un aumento de la fatiga en el segundo turno (Knauth y Rutenfranz 1972; Saito y Kogi 1978; Knauth et al. . 1983; Totterdell y Folkard 1990).
Demasiados días de trabajo seguidos pueden provocar una acumulación de fatiga y, en ocasiones, una sobreexposición a sustancias tóxicas (Bolt y Rutenfranz 1988). No es fácil definir un límite para el número máximo de días de trabajo consecutivos, porque la carga de trabajo, la organización de los descansos y la exposición a condiciones ambientales desfavorables varían. Sin embargo, Koller et al. (1991) recomiendan limitar el número de días laborables consecutivos entre 5 y 7.
Los fines de semana libres tienen una importancia social particular. Pátkei y Dahlgren (1981) estudiaron la satisfacción con diferentes tipos de sistemas de turnos de rotación rápida. La satisfacción con un sistema de turnos de 7 días con 3 a 5 días regulares libres fue significativamente mayor que en un sistema con solo 2 días libres. Los autores concluyeron que “la duración del descanso podría ser un factor importante para determinar el atractivo de los turnos de rotación rápida”. Por otro lado, los días libres en el sistema de primer turno fueron contrarrestados por periodos adicionales de vacaciones durante el año.
Dirección de rotación. La dirección de rotación es otra consideración importante (Tsaneva et al. 1987; Totterdell y Folkard 1990). Un sistema de turnos que primero pasa del turno de la mañana al turno de la tarde y luego al turno de la noche, tiene una rotación hacia adelante (retraso de fase, rotación en el sentido de las agujas del reloj). Una rotación en sentido contrario a las agujas del reloj, o hacia atrás, tiene un avance de fase que se mueve de turnos nocturnos a vespertinos y matutinos. La rotación hacia adelante parece corresponder más estrechamente al ritmo circadiano endógeno, que tiene un período de más de 24 horas, pero solo existen dos estudios de campo longitudinales sobre los efectos de las diferentes direcciones de rotación (Landen et al. 1981; Czeisler et al. mil novecientos ochenta y dos). La mayoría de los trabajadores por turnos en estos estudios parecen preferir la rotación hacia adelante, pero los estudios no son definitivos. Barton y Folkard (1982) encontraron que un sistema en sentido contrario a las agujas del reloj conducía a mayores niveles de fatiga y más trastornos del sueño entre turnos. Los sistemas “híbridos” no eran mejores. La rotación en el sentido de las agujas del reloj se asoció con la menor cantidad de problemas. Turek (1993) propone, sin embargo, que la alteración del sueño de ambos sistemas sería comparable.
Se encontró que a los trabajadores por turnos en un sistema de turnos discontinuos con rotación hacia atrás les gustaba el largo período sin trabajar entre el final del último turno de la mañana y el comienzo del primer turno de la noche, en particular si este período incluye un fin de semana.
Aunque la evidencia es limitada y se necesita más investigación, la rotación hacia adelante parece ser recomendable al menos en los sistemas de turnos continuos.
Optimización de los sistemas de turnos
No existe un sistema de turnos “óptimo”. Cada empresa, sus gerentes y trabajadores por turnos deben buscar el mejor compromiso entre las demandas de la empresa y las necesidades de los trabajadores. Además, la decisión debe basarse en recomendaciones científicas para el diseño de sistemas de turnos. La estrategia de implementación es de particular importancia para la aceptación de un nuevo sistema de turnos. Se han publicado muchos manuales y directrices para la implementación de nuevas disposiciones sobre el tiempo de trabajo (OIT 1990). Con demasiada frecuencia, los trabajadores por turnos no participan lo suficiente en la etapa de análisis, planificación y diseño de los turnos.
Un sistema de turnos continuos que tenga un patrón de rotación hacia adelante rápido, con 8 horas de trabajo por turno, algunos fines de semana libres, al menos dos días libres completos consecutivos y sin cambios rápidos, parece ser el sistema recomendado. Un sistema de turnos tan básico tiene un promedio de 33.6 horas por semana, lo que puede no ser universalmente aceptable. Si se requieren turnos adicionales, la aceptación es mayor cuando los turnos adicionales se planifican a largo plazo, como al comienzo del año para que los trabajadores puedan planificar las vacaciones. Algunos empleadores no exigen que los trabajadores por turnos mayores trabajen turnos adicionales.
Las Figuras 3 y 4 muestran esquemas para sistemas de turnos continuos y discontinuos que se adaptan a estas reglas. La figura 5 muestra un sistema de turnos para un lugar de trabajo menos flexible. Cubre 128 horas operativas por semana, con una semana laboral individual promedio de 37 horas. Este sistema tiene un máximo de tres turnos de noche y dos fines de semana libres más largos (tercera semana: de jueves a domingo; quinta/sexta semana: de sábado a lunes). Es irregular y no gira hacia adelante, lo que es menos optimizador. Para los sistemas de turnos con un tiempo de funcionamiento de 120 horas semanales, no se pueden utilizar sistemas de turnos rotativos graduales, como de lunes 0600 a sábado 0600, y un tiempo de trabajo promedio de 40 horas semanales.
Figura 3. Sistema rotativo de turnos continuos.
Figura 4. Sistema rotativo de turnos discontinuos.
Figura 5. Sistema rotativo de turnos discontinuos con siete equipos.
Cuando la tripulación puede reducirse durante la noche, puede ser posible un sistema de turnos como el que se muestra en la Figura 6. De lunes a viernes, cada día trabajan dos subgrupos en turno de mañana, dos en turno de tarde pero sólo un subgrupo trabaja en turno de noche. Por tanto, se reduciría el número de turnos de noche por persona, en comparación con el sistema tradicional de tres turnos.
Figura 6. Sistema de turnos discontinuos con una dotación reducida del 50% de los turnos de noche.
Periodos de descanso
En relación con la organización de las horas de trabajo, también son importantes para el bienestar, la salud y la seguridad de los trabajadores períodos adecuados de descanso, como las pausas durante las horas de trabajo, las pausas para las comidas, el descanso diurno o nocturno y el descanso semanal.
Hay varias razones para la introducción de períodos de descanso.
Recuperación
Cuando un trabajador realiza un trabajo físico pesado, se desarrolla fatiga y es necesario que el trabajador se detenga y descanse a intervalos. Durante las pausas desaparecen los síntomas de cambios funcionales reversibles del organismo. Cuando, por ejemplo, la frecuencia cardíaca aumenta con el trabajo físico, volverá al valor inicial antes del trabajo durante un período de descanso adecuado. La eficiencia de un período de descanso disminuye exponencialmente con el aumento de la duración del descanso. Como los descansos cortos tienen una alta eficiencia, se ha deducido la regla de que muchos descansos cortos son mejores que unos pocos descansos largos.
Prevención de la fatiga
Durante el trabajo físico intenso, muchos períodos de descanso no solo pueden reducir, sino que, en determinadas circunstancias, también pueden prevenir la fatiga. Esto se ilustra en los estudios clásicos de Karrasch y Müller (1951). En el laboratorio, los sujetos debían ejercitarse en bicicletas ergonométricas (Figura 7). Este trabajo físico pesado (10 mkp/s) estaba organizado de la siguiente manera: después de cada período de trabajo (100%) seguía un período de descanso más largo (150%). Cada uno de los tres experimentos tuvo una disposición diferente de períodos de trabajo y descanso. En el primer experimento, el sujeto trabajó 5 min, descansó durante 7.5 min, luego volvió a trabajar durante 5 min y interrumpió el experimento cuando estaba exhausto. La frecuencia cardíaca alcanzó alrededor de 140 latidos/minuto en el primer período de trabajo y más de 160 latidos/minuto en el segundo período de trabajo. Incluso una hora después del final del experimento, la frecuencia cardíaca no había vuelto al valor inicial antes del experimento. El segundo experimento que se muestra en la figura involucró un trabajo más corto y períodos de descanso más cortos (2 min y 3 min). Aunque la carga de trabajo fue idéntica a la del primer experimento, el sujeto del segundo experimento pudo trabajar más tiempo antes de que se produjera el agotamiento total. En el tercer experimento se estableció una disposición extrema de 0.5 min de trabajo y 0.75 min de descanso. La frecuencia cardíaca se mantuvo en el nivel de estado estacionario. El experimento se detuvo, no porque el sujeto estuviera agotado, sino por razones técnicas. Esta organización extrema del trabajo y de los períodos de descanso, por supuesto, no se puede implementar en la industria, pero ilustra que la fatiga extrema se puede prevenir si se dividen los períodos de descanso.
Este fenómeno también se ha demostrado en otros estudios con otros indicadores como el ácido láctico en sangre (Åstrand y Rodahl 1970).
Figura 7. Frecuencia cardíaca durante y después de un trabajo físico intenso con diferentes períodos de trabajo y descanso pero con una relación trabajo/descanso constante de 2:3.
En un estudio sobre trabajadores de fundición, la comparación de un arreglo de 20 min de trabajo seguido siempre por un descanso de 10 min con un arreglo de 10 min de trabajo y un descanso de 5 min mostró la superioridad del segundo enfoque (Scholz 1963) , porque la frecuencia cardíaca promedio durante 8 horas fue menor en el segundo caso.
La prevención de la fatiga también se ha demostrado con la ayuda de mediciones de la frecuencia cardíaca en experimentos con aprendizaje de actuaciones sensoriomotrices (Rutenfranz et al. 1971). Además, el progreso en el aprendizaje fue claramente mayor en los experimentos con períodos regulares de descanso en comparación con los experimentos sin períodos de descanso, como se muestra en la figura 8.
Figura 8. Efecto de los períodos de descanso en el aprendizaje de la ejecución sensumotora simple.
Incremento del rendimiento
En general, los períodos de descanso se consideran simplemente como interrupciones improductivas del tiempo de trabajo. Sin embargo, Graf (1922; 1927) demostró que los períodos de descanso pueden ser, por así decirlo, “gratificantes”. Sabemos por los deportes que los atletas que corren 100 metros comienzan a una velocidad alta, mientras que los atletas que corren 5,000 metros comienzan a una velocidad "reducida". Graf ha publicado hallazgos análogos sobre el trabajo mental (figura 9). Se pidió a tres grupos experimentales que realizaran cálculos. Los salarios dependían del rendimiento. Sin ser consciente de este hecho, el grupo A (que tenía el primer descanso después de 3 horas) comenzó con una velocidad reducida en comparación con el grupo B (que esperaba el primer descanso después de 45 minutos de trabajo). La mayor velocidad inicial y posterior rendimiento se encontró en el grupo C (con períodos de descanso después de cada 15 minutos de trabajo).
Figura 9. Efectos de períodos cortos de descanso en el rendimiento mental.
Mantener un nivel adecuado de vigilancia.
En algunas tareas monótonas de seguimiento o vigilancia y en tareas muy simplificadas con tiempos de ciclo cortos, es difícil permanecer alerta durante períodos más largos. La reducción del estado de alerta puede ser superada por períodos de descanso (o medidas de estructuración del trabajo).
La ingesta de alimentos
El valor recuperativo de las pausas para comer a menudo es limitado, en particular cuando el trabajador tiene que recorrer una larga distancia hasta el comedor, hacer fila para recibir alimentos, comer rápidamente y regresar apresuradamente al lugar de trabajo.
Ejercicio físico compensatorio
Si los trabajadores, como los operadores de unidades de visualización, tienen que trabajar en posturas restringidas, se recomienda que realicen algunos ejercicios físicos compensatorios durante los períodos de descanso. Por supuesto, la mejor solución sería mejorar el diseño del lugar de trabajo de acuerdo con principios ergonómicos. Los ejercicios físicos en el lugar de trabajo parecen estar más aceptados en los países asiáticos que en muchos otros lugares.
Comunicación
No debe descuidarse el aspecto social de los períodos de descanso, referido a la comunicación privada entre los trabajadores. Existe una contradicción entre la recomendación fisiológica de pausas muy breves en relación con el trabajo físico pesado y el deseo de los trabajadores de reunirse en áreas de descanso y hablar con sus colegas. Por lo tanto, hay que encontrar un compromiso.
Hettinger (1993) ha publicado las siguientes reglas para el diseño óptimo de los períodos de descanso:
Los períodos de descanso para la ingesta de alimentos deben durar al menos 15 minutos.
Para más información sobre los períodos de descanso después del trabajo muscular, véase Laurig (1981); y para períodos de descanso después del trabajo mental, véase Luczak (1982).
Reducción de los problemas del sueño
No existen fórmulas mágicas para ayudar a los trabajadores por turnos a conciliar el sueño rápidamente o dormir bien. Lo que funciona para una persona puede no funcionar para otra.
Algunas propuestas útiles, principalmente para el sueño diurno después de los turnos de noche, incluyen:
Los trabajadores deben evitar el consumo de alcohol para ayudarlos a conciliar el sueño y deben darse tiempo para relajarse después del trabajo (Community Health Network 1984; Monk 1988; Wedderburn 1991).
Para los casos en los que la seguridad está en juego, algunos autores recomiendan "siestas de mantenimiento" durante el turno de noche como un puente sobre el punto más bajo de la noche en el estado de alerta circadiano (Andlauer et al. 1982). Muchas industrias japonesas de 24 horas permiten prácticas de siesta en los turnos de noche (Kogi 1981).
Dieta
Aunque no hay pruebas de que la dieta ayude a sobrellevar el trabajo nocturno (Rosa et al. 1990), se han hecho las siguientes recomendaciones prudentes:
Medidas de Salud Ocupacional
Algunos autores recomiendan la evaluación previa al empleo y la vigilancia médica de los trabajadores por turnos (p. ej., Rutenfranz et al. 1985; Scott y LaDou 1990). Se debe aconsejar a los trabajadores que no trabajen de noche si tienen o son:
Además, Scott y LaDou (1990) también mencionan algunas "contraindicaciones relativas" que se utilizan de manera más apropiada para asesorar a los posibles empleados, como "mañanería" extrema y rigidez del sueño. Es posible que deseen considerar su edad y el alcance de sus responsabilidades familiares.
Hermann (1982) ha propuesto los siguientes intervalos para los controles de salud regulares: debe haber un segundo control de salud a más tardar 12 meses después de comenzar el trabajo nocturno, y controles de salud regulares al menos cada 2 años para los menores de 25 años, cada 5 años para los entre 25 y 50 años, cada 2 a 3 años para los de 50 a 60, y cada 1 a 2 años para los mayores de 60.
Técnicas conductuales individuales
Hay pocos estudios que analicen la capacidad de los trabajadores por turnos para hacer frente al estrés (Olsson et al. 1987; Olsson y Kandolin 1990; Kandolin 1993, Spelten et al. 1993). Una estrategia de afrontamiento activa, por ejemplo, discutir los problemas con otros, parece reducir el estrés mejor que las estrategias pasivas, como el consumo de alcohol (Kandolin 1993). Sin embargo, son necesarios estudios longitudinales para estudiar la relación entre el estilo de afrontamiento o las técnicas conductuales y el estrés.
Pagos de dinero
Aunque existen muchos planes de compensación en los que se compensa más a un trabajador por el trabajo por turnos (bonos por turnos), los pagos en dinero no son una compensación adecuada por los posibles efectos negativos para la salud y la interrupción de la vida social.
La mejor manera, por supuesto, de resolver problemas es eliminar o reducir las causas. Sin embargo, dado que no es posible la eliminación completa del trabajo por turnos, una estrategia alternativa que vale la pena considerar es la siguiente: una reducción de las horas de trabajo inusuales para el individuo; reducción de turnos de noche; reducir la parte innecesaria del trabajo nocturno (a veces las actividades pueden trasladarse al turno de la mañana o de la tarde por reorganización del trabajo); implementar sistemas de turnos mixtos con, por ejemplo, al menos un mes al año sin turnos; inserción de cuadrillas de turnos adicionales, por ejemplo, cambiando de un sistema de 3 turnos a un sistema de 4 turnos o de un sistema de 4 turnos a un sistema de 5 turnos, o mediante la reducción de las horas extraordinarias. La reducción del tiempo de trabajo para los trabajadores por turnos es otra posibilidad, con horas de trabajo semanales más cortas para los trabajadores por turnos que para los jornaleros, con descansos pagados y períodos de vacaciones más largos. Los días libres adicionales y la jubilación anticipada o escalonada son otros posibles remedios.
Todas estas propuestas ya han sido implementadas en algunas empresas de la industria o del sector servicios (eg, Knauth et al. 1990).
Otras medidas
Muchas otras medidas como el ejercicio físico (Härmä et al. 1988a, b), ayudas farmacológicas (Rosa et al. 1990), asesoramiento familiar (Rosa et al. 1990), mejora de las condiciones ambientales en el trabajo (Knauth et al. 1989) , se ha propuesto una mejor comunicación entre los trabajadores por turnos y los sindicatos o entre los trabajadores por turnos y su representante (Monk 1988; Knauth et al. 1989), o un “Programa de Concientización sobre el Trabajo por Turnos” dentro de la empresa (Monk 1988) para reducir los problemas de los trabajadores por turnos. Como no existe una mejor manera de reducir los problemas de los trabajadores por turnos, se deben probar muchas soluciones creativas (Colquhoun et al. 1996).
La conexión entre el uso de un edificio ya sea como lugar de trabajo o como vivienda y la aparición, en ciertos casos, de molestias y síntomas que pueden ser la definición misma de una enfermedad es un hecho que ya no puede ser discutido. El principal culpable es la contaminación de varios tipos dentro del edificio, y esta contaminación se suele denominar “mala calidad del aire interior”. Los efectos adversos por la mala calidad del aire en espacios cerrados afectan a un número considerable de personas, ya que se ha demostrado que los habitantes urbanos pasan entre el 58 y el 78% de su tiempo en un ambiente interior más o menos contaminado. Estos problemas se han incrementado con la construcción de edificios que están diseñados para ser más herméticos y que reciclan el aire con una menor proporción de aire nuevo del exterior para ser más eficientes energéticamente. El hecho de que los edificios que no ofrecen ventilación natural presentan riesgos de exposición a contaminantes es ahora generalmente aceptado.
El término aire interior se suele aplicar a ambientes interiores no industriales: edificios de oficinas, edificios públicos (escuelas, hospitales, teatros, restaurantes, etc.) y viviendas particulares. Las concentraciones de contaminantes en el aire interior de estas estructuras suelen ser del mismo orden que las que se encuentran comúnmente en el aire exterior, y son mucho más bajas que las que se encuentran en el aire de las instalaciones industriales, donde se aplican estándares relativamente conocidos para evaluar el aire. calidad. Aun así, muchos ocupantes de edificios se quejan de la calidad del aire que respiran y, por lo tanto, es necesario investigar la situación. La calidad del aire interior comenzó a ser referida como un problema a finales de la década de los 1960, aunque los primeros estudios no aparecieron hasta unos diez años después.
Aunque parecería lógico pensar que la buena calidad del aire se basa en la presencia en el aire de los componentes necesarios en proporciones adecuadas, en realidad es el usuario, a través de la respiración, el mejor juez de su calidad. Esto se debe a que el aire inhalado se percibe perfectamente a través de los sentidos, ya que el ser humano es sensible a los efectos olfativos e irritantes de cerca de medio millón de compuestos químicos. En consecuencia, si los ocupantes de un edificio están satisfechos en conjunto con el aire, se dice que es de alta calidad; si no están satisfechos, es de mala calidad. ¿Significa esto que es posible predecir en base a su composición cómo se percibirá el aire? Sí, pero solo en parte. Este método funciona bien en entornos industriales, donde se conocen compuestos químicos específicos relacionados con la producción, y sus concentraciones en el aire se miden y comparan con valores límite de umbral. Pero en edificios no industriales donde puede haber miles de sustancias químicas en el aire pero en concentraciones tan bajas que son, quizás, miles de veces menores que los límites establecidos para ambientes industriales, la situación es diferente. En la mayoría de estos casos, la información sobre la composición química del aire interior no permite predecir cómo se percibirá el aire, ya que el efecto combinado de miles de estos contaminantes, junto con la temperatura y la humedad, pueden producir un aire percibido como irritante. sucio o rancio, es decir, de mala calidad. La situación es comparable a lo que ocurre con la composición detallada de un alimento y su sabor: el análisis químico es inadecuado para predecir si el alimento sabrá bien o mal. Por este motivo, cuando se planifica un sistema de ventilación y su mantenimiento periódico, rara vez se requiere un análisis químico exhaustivo del aire interior.
Otro punto de vista es que las personas son consideradas las únicas fuentes de contaminación del aire interior. Esto sería ciertamente cierto si estuviéramos tratando con materiales de construcción, muebles y sistemas de ventilación como se usaban hace 50 años, cuando predominaban los ladrillos, la madera y el acero. Pero con los materiales modernos la situación ha cambiado. Todos los materiales contaminan, unos poco y otros mucho, y juntos contribuyen al deterioro de la calidad del aire interior.
Los cambios en la salud de una persona debido a la mala calidad del aire interior pueden manifestarse como una amplia gama de síntomas agudos y crónicos y en forma de una serie de enfermedades específicas. Estos se ilustran en la figura 1. Aunque la mala calidad del aire interior da como resultado una enfermedad completamente desarrollada en solo unos pocos casos, puede dar lugar a malestar general, estrés, ausentismo y pérdida de productividad (con aumentos concomitantes en los costos de producción); y las alegaciones sobre problemas relacionados con el edificio pueden convertirse rápidamente en conflictos entre los ocupantes, sus empleadores y los propietarios de los edificios.
Figura 1. Síntomas y enfermedades relacionadas con la calidad del aire interior.
Normalmente es difícil establecer con precisión en qué medida la mala calidad del aire interior puede dañar la salud, ya que no se dispone de suficiente información sobre la relación entre exposición y efecto a las concentraciones en las que habitualmente se encuentran los contaminantes. Por lo tanto, existe la necesidad de tomar la información obtenida a dosis altas, como ocurre con las exposiciones en entornos industriales, y extrapolarla a dosis mucho más bajas con un margen de error correspondiente. Además, para muchos contaminantes presentes en el aire, los efectos de la exposición aguda son bien conocidos, mientras que existen lagunas considerables en los datos sobre exposiciones a largo plazo a bajas concentraciones y mezclas de diferentes contaminantes. Los conceptos de nivel sin efecto (NOEL), efecto nocivo y efecto tolerable, ya confusos incluso en el ámbito de la toxicología industrial, son aquí aún más difíciles de definir. Hay pocos estudios concluyentes sobre el tema, ya sea en edificios públicos y oficinas o en viviendas privadas.
Existen una serie de estándares para la calidad del aire exterior y se confía en ellos para proteger a la población en general. Se han obtenido midiendo los efectos adversos sobre la salud derivados de la exposición a contaminantes en el medio ambiente. Estos estándares son, por tanto, útiles como pautas generales para una calidad aceptable del aire interior, como es el caso de los propuestos por la Organización Mundial de la Salud. Se han fijado criterios técnicos como el valor límite umbral de la Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH) en Estados Unidos y los valores límite establecidos legalmente para entornos industriales en diferentes países para la población trabajadora, adulta y para tiempos de exposición específicos , y por lo tanto no puede aplicarse directamente a la población en general. La Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) de los Estados Unidos ha desarrollado una serie de estándares y recomendaciones que se utilizan ampliamente para evaluar la calidad del aire interior.
Otro aspecto que se debe considerar como parte de la calidad del aire interior es su olor, ya que muchas veces el olor es el parámetro que termina siendo el factor definitorio. La combinación de un determinado olor con el ligero efecto irritante de un compuesto en el aire interior puede llevarnos a definir su calidad como “fresco” y “limpio” o como “viejo” y “contaminado”. Por lo tanto, el olor es muy importante a la hora de definir la calidad del aire interior. Mientras que los olores dependen objetivamente de la presencia de compuestos en cantidades por encima de sus umbrales olfativos, muy a menudo se evalúan desde un punto de vista estrictamente subjetivo. También debe tenerse en cuenta que la percepción de un olor puede resultar de los olores de muchos compuestos diferentes y que la temperatura y la humedad también pueden afectar sus características. Desde el punto de vista de la percepción existen cuatro características que nos permiten definir y medir los olores: intensidad, calidad, tolerabilidad y umbral. Sin embargo, cuando se considera el aire interior, es muy difícil “medir” los olores desde un punto de vista químico. Por eso la tendencia es eliminar los olores que son “malos” y utilizar en su lugar los que se consideran buenos para dar al aire una calidad agradable. El intento de enmascarar malos olores con buenos suele acabar en fracaso, porque olores de calidades muy diferentes pueden reconocerse por separado y dar lugar a resultados imprevisibles.
Un fenómeno conocido como El síndrome del edificio enfermo ocurre cuando más del 20% de los ocupantes de un edificio se quejan de la calidad del aire o tienen síntomas definidos. Se evidencia por una variedad de problemas físicos y ambientales asociados con ambientes interiores no industriales. Las características más comunes que se observan en los casos de síndrome del edificio enfermo son las siguientes: los afectados se quejan de síntomas inespecíficos similares al resfriado común o enfermedades respiratorias; los edificios son eficientes en cuanto a la conservación de energía y son de diseño y construcción modernos o recientemente remodelados con nuevos materiales; y los ocupantes no pueden controlar la temperatura, la humedad y la iluminación del lugar de trabajo. La distribución porcentual estimada de las causas más comunes del síndrome del edificio enfermo son ventilación inadecuada por falta de mantenimiento; mala distribución y entrada insuficiente de aire fresco (50 a 52%); contaminación generada en el interior, incluyendo máquinas de oficina, humo de tabaco y productos de limpieza (17 a 19%); contaminación desde el exterior del edificio debido a la colocación inadecuada de las ventilaciones de entrada y salida de aire (11%); contaminación microbiológica por agua estancada en los conductos del sistema de ventilación, humidificadores y torres de refrigeración (5%); y formaldehído y otros compuestos orgánicos emitidos por materiales de construcción y decoración (3 a 4%). Por lo tanto, la ventilación se cita como un factor contribuyente importante en la mayoría de los casos.
Otra cuestión de diferente naturaleza es la de las enfermedades relacionadas con la construcción, que son menos frecuentes, pero a menudo más graves, y se acompañan de signos clínicos muy definidos y hallazgos de laboratorio claros. Algunos ejemplos de enfermedades relacionadas con los edificios son la neumonitis por hipersensibilidad, la fiebre del humidificador, la legionelosis y la fiebre de Pontiac. Una opinión bastante general entre los investigadores es que estas condiciones deben considerarse por separado del síndrome del edificio enfermo.
Se han realizado estudios para determinar tanto las causas de los problemas de calidad del aire como sus posibles soluciones. En los últimos años, el conocimiento de los contaminantes presentes en el aire interior y los factores que contribuyen a la disminución de la calidad del aire interior ha aumentado considerablemente, aunque queda un largo camino por recorrer. Estudios realizados en los últimos 20 años han demostrado que la presencia de contaminantes en muchos ambientes interiores es superior a la prevista y, además, se han identificado contaminantes diferentes a los que existen en el aire exterior. Esto contradice la suposición de que los ambientes interiores sin actividad industrial están relativamente libres de contaminantes y que, en el peor de los casos, pueden reflejar la composición del aire exterior. Los contaminantes como el radón y el formaldehído se identifican casi exclusivamente en el ambiente interior.
La calidad del aire interior, incluida la de las viviendas, se ha convertido en una cuestión de salud ambiental al igual que ha ocurrido con el control de la calidad del aire exterior y la exposición en el trabajo. Si bien, como ya se mencionó, una persona urbana pasa del 58 al 78% de su tiempo en interiores, debe recordarse que las personas más susceptibles, es decir, los ancianos, los niños pequeños y los enfermos, son los que pasan la mayor parte de su tiempo. adentro. Este tema empezó a ser de especial actualidad a partir de alrededor de 1973, cuando, a causa de la crisis energética, los esfuerzos dirigidos a la conservación de la energía se concentraron en reducir al máximo la entrada de aire exterior a los espacios interiores con el fin de minimizar el coste de calefacción y refrigeración. edificios Aunque no todos los problemas relacionados con la calidad del aire interior son el resultado de actuaciones encaminadas al ahorro energético, es un hecho que a medida que se fue extendiendo esta política empezaron a aumentar las quejas por la calidad del aire interior y aparecieron todos los problemas.
Otro elemento que requiere atención es la presencia de microorganismos en el aire interior que pueden causar problemas tanto de naturaleza infecciosa como alérgica. No hay que olvidar que los microorganismos son un componente normal y esencial de los ecosistemas. Por ejemplo, las bacterias saprofitas y los hongos, que obtienen su alimento de la materia orgánica muerta del ambiente, se encuentran normalmente en el suelo y la atmósfera, y su presencia también puede detectarse en interiores. En los últimos años, los problemas de contaminación biológica en ambientes interiores han recibido una atención considerable.
El brote de la enfermedad del legionario en 1976 es el caso más discutido de una enfermedad causada por un microorganismo en el ambiente interior. Otros agentes infecciosos, como los virus que pueden causar enfermedades respiratorias agudas, son detectables en ambientes interiores, especialmente si la densidad de ocupación es alta y hay mucha recirculación de aire. De hecho, se desconoce hasta qué punto los microorganismos o sus componentes están implicados en el brote de condiciones asociadas a la construcción. Los protocolos para demostrar y analizar muchos tipos de agentes microbianos se han desarrollado solo en un grado limitado y, en los casos en que están disponibles, la interpretación de los resultados a veces es inconsistente.
Aspectos del Sistema de Ventilación
La calidad del aire interior de un edificio está en función de una serie de variables entre las que se encuentran la calidad del aire exterior, el diseño del sistema de ventilación y climatización, las condiciones en las que funciona y se da servicio a este sistema, la compartimentación del edificio y la presencia de fuentes interiores de contaminantes y su magnitud. (Ver figura 2) A modo de resumen se puede señalar que los defectos más comunes son consecuencia de una ventilación inadecuada, contaminación generada en el interior y contaminación procedente del exterior.
Figura 2. Diagrama de edificio que muestra fuentes de contaminantes interiores y exteriores.
En cuanto al primero de estos problemas, las causas de una ventilación inadecuada pueden incluir: un suministro insuficiente de aire fresco debido a un alto nivel de recirculación del aire o un bajo volumen de entrada; colocación y orientación incorrectas en el edificio de los puntos de entrada de aire exterior; mala distribución y consecuentemente una mezcla incompleta con el aire del local, que puede producir estratificación, zonas sin ventilación, diferencias de presión imprevistas que dan lugar a corrientes de aire no deseadas y cambios continuos en las características termohigrométricas perceptibles a medida que uno se desplaza por el edificio—y una filtración incorrecta del aire por falta de mantenimiento o diseño inadecuado del sistema de filtración, deficiencia que es particularmente grave cuando el aire exterior es de mala calidad o hay un alto nivel de recirculación.
Orígenes de los contaminantes
La contaminación interior tiene diferentes orígenes: los propios ocupantes; materiales inadecuados o con defectos técnicos utilizados en la construcción del edificio; el trabajo realizado dentro; uso excesivo o inadecuado de productos normales (pesticidas, desinfectantes, productos de limpieza y pulido); gases de combustión (de fumadores, cocinas, cafeterías y laboratorios); y la contaminación cruzada proveniente de otras zonas mal ventiladas que luego se difunde hacia las áreas vecinas y las afecta. Debe tenerse en cuenta que las sustancias emitidas en el aire interior tienen muchas menos posibilidades de diluirse que las emitidas en el aire exterior, dada la diferencia en los volúmenes de aire disponibles. En cuanto a la contaminación biológica, su origen se debe con mayor frecuencia a la presencia de agua estancada, materiales impregnados de agua, escapes, etc., y al mantenimiento defectuoso de humidificadores y torres de refrigeración.
Finalmente, también se debe considerar la contaminación proveniente del exterior. En cuanto a la actividad humana, se pueden mencionar tres fuentes principales: la combustión en fuentes estacionarias (centrales eléctricas); combustión en fuentes móviles (vehículos); y procesos industriales. Los cinco principales contaminantes emitidos por estas fuentes son monóxido de carbono, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, compuestos orgánicos volátiles (incluidos los hidrocarburos), hidrocarburos aromáticos policíclicos y partículas. La combustión interna en los vehículos es la principal fuente de monóxido de carbono e hidrocarburos y es una fuente importante de óxidos de nitrógeno. La combustión en fuentes estacionarias es el principal origen de los óxidos de azufre. Los procesos industriales y las fuentes estacionarias de combustión generan más de la mitad de las partículas emitidas al aire por la actividad humana, y los procesos industriales pueden ser una fuente de compuestos orgánicos volátiles. También existen contaminantes generados de forma natural que son propulsados por el aire, como partículas de polvo volcánico, suelo y sal marina, esporas y microorganismos. La composición del aire exterior varía de un lugar a otro, dependiendo tanto de la presencia y la naturaleza de las fuentes de contaminación en las inmediaciones como de la dirección del viento predominante. Si no hay fuentes que generen contaminantes, la concentración de ciertos contaminantes que normalmente se encontrarán en el aire exterior "limpio" es la siguiente: dióxido de carbono, 320 ppm; ozono, 0.02 ppm: monóxido de carbono, 0.12 ppm; óxido nítrico, 0.003 ppm; y dióxido de nitrógeno, 0.001 ppm. Sin embargo, el aire urbano siempre contiene concentraciones mucho más altas de estos contaminantes.
Aparte de la presencia de los contaminantes de origen exterior, en ocasiones ocurre que el aire contaminado del propio edificio es expulsado al exterior y vuelve de nuevo al interior a través de las tomas del sistema de climatización. Otra posible vía por la que pueden entrar contaminantes desde el exterior es por infiltración a través de los cimientos del edificio (p. ej., radón, vapores de combustible, efluvios de alcantarillado, fertilizantes, insecticidas y desinfectantes). Se ha demostrado que cuando aumenta la concentración de un contaminante en el aire exterior, también aumenta su concentración en el aire interior del edificio, aunque más lentamente (se obtiene una relación correspondiente cuando la concentración disminuye); por ello se dice que los edificios ejercen un efecto de blindaje contra los contaminantes externos. Sin embargo, el ambiente interior no es, por supuesto, un reflejo exacto de las condiciones exteriores.
Los contaminantes presentes en el aire interior se diluyen en el aire exterior que entra al edificio y lo acompañan cuando sale. Cuando la concentración de un contaminante es menor en el aire exterior que en el aire interior, el intercambio de aire interior y exterior dará como resultado una reducción en la concentración del contaminante en el aire dentro del edificio. Si un contaminante se origina en el exterior y no en el interior, este intercambio resultará en un aumento de su concentración en el interior, como se mencionó anteriormente.
Los modelos para el balance de cantidades de contaminantes en el aire interior se basan en el cálculo de su acumulación, en unidades de masa versus tiempo, a partir de la diferencia entre la cantidad que entra más la que se genera al interior, y la que sale con el aire más la que se eliminada por otros medios. Si se dispone de valores apropiados para cada uno de los factores de la ecuación, se puede estimar la concentración interior para una amplia gama de condiciones. El uso de esta técnica hace posible la comparación de diferentes alternativas para controlar un problema de contaminación interior.
Los edificios con bajas tasas de intercambio con el aire exterior se clasifican como sellados o energéticamente eficientes. Son energéticamente eficientes porque en invierno entra menos aire frío, lo que reduce la energía necesaria para calentar el aire a la temperatura ambiente y, por lo tanto, reduce el costo de la calefacción. Cuando hace calor, también se utiliza menos energía para enfriar el aire. Si el edificio no tiene esta propiedad, se ventila a través de puertas y ventanas abiertas mediante un proceso de ventilación natural. Aunque puedan estar cerrados, las diferencias de presión, tanto por el viento como por el gradiente térmico existente entre el interior y el exterior, obligan al aire a entrar por hendiduras y rendijas, juntas de puertas y ventanas, chimeneas y otras aberturas, dando lugar a a lo que se denomina ventilación por infiltración.
La ventilación de un edificio se mide en renovaciones por hora. Una renovación por hora significa que cada hora entra del exterior un volumen de aire igual al volumen del edificio; del mismo modo, cada hora se expulsa al exterior un volumen igual de aire interior. Si no hay ventilación forzada (con ventilador) este valor es difícil de determinar, aunque se considera que varía entre 0.2 y 2.0 renovaciones por hora. Si se supone que el resto de parámetros no varían, la concentración de contaminantes generados en el interior será menor en edificios con valores de renovación altos, aunque un valor de renovación alto no es una garantía completa de la calidad del aire interior. Salvo en zonas de marcada contaminación atmosférica, los edificios más abiertos tendrán una menor concentración de contaminantes en el aire interior que los construidos de forma más cerrada. Sin embargo, los edificios que son más abiertos son menos eficientes energéticamente. El conflicto entre la eficiencia energética y la calidad del aire es de gran importancia.
Muchas de las acciones emprendidas para reducir los costos de energía afectan la calidad del aire interior en mayor o menor medida. Además de reducir la velocidad con la que circula el aire dentro del edificio, los esfuerzos para aumentar el aislamiento y la impermeabilización del edificio implican la instalación de materiales que pueden ser fuentes de contaminación interior. Otras acciones, como complementar los sistemas de calefacción central viejos y frecuentemente ineficientes con fuentes secundarias que calientan o consumen el aire interior, también pueden elevar los niveles de contaminantes en el aire interior.
Los contaminantes cuya presencia en el aire interior se menciona con mayor frecuencia, además de los provenientes del exterior, incluyen metales, amianto y otros materiales fibrosos, formaldehído, ozono, pesticidas y compuestos orgánicos en general, radón, polvo doméstico y aerosoles biológicos. Junto a estos, se pueden encontrar una gran variedad de tipos de microorganismos, como hongos, bacterias, virus y protozoos. De estos, los hongos saprofitos y las bacterias son relativamente bien conocidos, probablemente porque se dispone de una tecnología para medirlos en el aire. No ocurre lo mismo con agentes como virus, rickettsias, clamidias, protozoos y muchos hongos y bacterias patógenos, para cuya demostración y recuento no se dispone aún de metodología. Entre los agentes infecciosos, se debe hacer especial mención a: Legionella pneumophila, mycobacterium avium, virus, Coxiella burnetii y Histoplasma capsulatum; y entre los alérgenos: Cladosporium, penicillium y citofaga.
Investigación de la calidad del aire interior
La experiencia hasta el momento sugiere que las técnicas tradicionales utilizadas en higiene industrial y calefacción, ventilación y aire acondicionado no siempre ofrecen resultados satisfactorios en la actualidad para resolver los problemas cada vez más comunes de la calidad del aire interior, aunque el conocimiento básico de estas técnicas permite buenas aproximaciones para tratar o reducir los problemas de forma rápida y económica. La solución a los problemas de calidad del aire interior requiere muchas veces, además de uno o más expertos en calefacción, ventilación y aire acondicionado e higiene industrial, especialistas en control de calidad del aire interior, química analítica, toxicología, medicina ambiental, microbiología y también epidemiología. y psicología.
Cuando se realiza un estudio de calidad del aire interior, los objetivos que se fijen para el mismo afectarán profundamente a su diseño y a las actividades dirigidas al muestreo y evaluación, ya que en algunos casos se requerirán procedimientos que den una respuesta rápida, mientras que en otros se requerirán valores globales. de interés. La duración del programa estará dictada por el tiempo requerido para obtener muestras representativas, y también dependerá de la temporada y de las condiciones meteorológicas. Si se pretende realizar un estudio exposición-efecto, además de muestras a largo y corto plazo para evaluar picos, se requerirán muestras personales para conocer la exposición directa de los individuos.
Para algunos contaminantes, se dispone de métodos bien validados y ampliamente utilizados, pero para la mayoría este no es el caso. Las técnicas para medir los niveles de muchos contaminantes que se encuentran en interiores se derivan normalmente de aplicaciones en higiene industrial pero, dado que las concentraciones de interés en el aire interior suelen ser mucho más bajas que las que se dan en entornos industriales, estos métodos suelen ser inadecuados. En cuanto a los métodos de medida utilizados en contaminación atmosférica, operan con márgenes de concentraciones similares, pero están disponibles para relativamente pocos contaminantes y presentan dificultades en uso en interiores, como se presentaría, por ejemplo, con un muestreador de gran volumen para la determinación de material particulado. , que por un lado sería demasiado ruidoso y por otro podría modificar la calidad del propio aire interior.
La determinación de contaminantes en el aire interior se suele realizar mediante diferentes procedimientos: con monitores continuos, muestreadores activos permanentes, muestreadores pasivos permanentes, muestreo directo y muestreadores personales. Actualmente existen procedimientos adecuados para medir los niveles de formaldehído, óxidos de carbono y nitrógeno, compuestos orgánicos volátiles y radón, entre otros. Los contaminantes biológicos se miden mediante técnicas de sedimentación en placas de cultivo abiertas o, más frecuentemente en la actualidad, mediante el uso de sistemas activos que provocan el impacto del aire sobre placas que contienen el nutriente, que posteriormente se cultivan, expresándose la cantidad de microorganismos presentes en colonias. formando unidades por metro cúbico.
Cuando se investiga un problema de calidad del aire interior, es habitual diseñar previamente una estrategia práctica consistente en una aproximación por fases. Esta aproximación comienza con una primera fase, la investigación inicial, que puede llevarse a cabo utilizando técnicas de higiene industrial. Debe estar estructurado de manera que el investigador no necesite ser un especialista en el campo de la calidad del aire interior para llevar a cabo su trabajo. Se realiza una inspección general del edificio y se comprueban sus instalaciones, especialmente en lo que se refiere a la regulación y adecuado funcionamiento del sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado, según las normas establecidas en el momento de su instalación. Es importante en este sentido considerar si las personas afectadas son capaces de modificar las condiciones de su entorno. Si el edificio no dispone de sistemas de ventilación forzada, se debe estudiar el grado de eficacia de la ventilación natural existente. Si después de la revisión, y ajuste si es necesario, las condiciones operativas de los sistemas de ventilación son adecuadas a los estándares, y si a pesar de esto las quejas continúan, deberá realizarse una investigación técnica de tipo general para determinar el grado y la naturaleza del problema. . Esta investigación inicial también debe permitir evaluar si los problemas pueden ser considerados únicamente desde el punto de vista funcional del edificio, o si será necesaria la intervención de especialistas en higiene, psicología u otras disciplinas.
Si el problema no se identifica y resuelve en esta primera fase, pueden seguir otras fases que involucren investigaciones más especializadas que se concentren en los problemas potenciales identificados en la primera fase. Las investigaciones posteriores pueden incluir un análisis más detallado del sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado del edificio, una evaluación más extensa de la presencia de materiales sospechosos de emitir gases y partículas, un análisis químico detallado del aire ambiente en el edificio y evaluaciones médicas o epidemiológicas para detectar signos de enfermedad.
En cuanto al sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado, se deben revisar los equipos de refrigeración para asegurarse de que no haya crecimiento microbiano en ellos o acumulación de agua en sus bandejas de goteo, se deben revisar las unidades de ventilación para ver que estén funcionando correctamente, los sistemas de entrada y retorno de aire deben ser examinados en varios puntos para comprobar su estanqueidad, y el interior de un número representativo de conductos debe ser revisado para confirmar la ausencia de microorganismos. Esta última consideración es particularmente importante cuando se utilizan humidificadores. Estas unidades requieren programas particularmente cuidadosos de mantenimiento, operación e inspección para evitar el crecimiento de microorganismos, que pueden propagarse por todo el sistema de aire acondicionado.
Las opciones generalmente consideradas para mejorar la calidad del aire interior en un edificio son la eliminación de la fuente; su aislamiento o ventilación independiente; separando la fuente de aquellos que pueden ser afectados; limpieza general del edificio; y mayor control y mejora del sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado. Esto puede requerir desde modificaciones en puntos particulares hasta un nuevo diseño. El proceso es frecuentemente de carácter repetitivo, por lo que el estudio debe reiniciarse varias veces, utilizando técnicas más sofisticadas en cada ocasión. Una descripción más detallada de las técnicas de control se encontrará en otra parte de este Enciclopedia.
Finalmente, se debe enfatizar que, incluso con las investigaciones más completas sobre la calidad del aire interior, puede ser imposible establecer una relación clara entre las características y composición del aire interior y la salud y comodidad de los ocupantes del edificio bajo estudio. . Sólo la acumulación de experiencia por un lado, y el diseño racional de la ventilación, ocupación y compartimentación de los edificios por otro, son posibles garantías desde el principio de obtener una calidad del aire interior adecuada para la mayoría de los ocupantes de un edificio.
Contaminantes químicos característicos
Los contaminantes químicos del aire interior pueden presentarse como gases y vapores (inorgánicos y orgánicos) y partículas. Su presencia en el ambiente interior es el resultado de la entrada al edificio desde el ambiente exterior o su generación dentro del edificio. La importancia relativa de estos orígenes en interiores y exteriores difiere para diferentes contaminantes y puede variar con el tiempo.
Los principales contaminantes químicos que se encuentran comúnmente en el aire interior son los siguientes:
Tabla 1. Clasificación de contaminantes orgánicos en interiores
Categoría |
Descripción |
Abreviatura |
Rango de ebullición (ºC) |
Métodos de muestreo típicamente utilizados en estudios de campo |
1 |
Compuestos orgánicos muy volátiles (gaseosos) |
COVV |
0 al 50-100 |
muestreo por lotes; adsorción en carbón |
2 |
Compuestos orgánicos volátiles |
COV |
50-100 a 240-260 |
Adsorción en Tenax, negro de carbono molecular o carbón |
3 |
Compuestos orgánicos semivolátiles |
COSV |
240-260 a 380-400 |
Adsorción sobre espuma de poliuretano o XAD-2 |
4 |
Compuestos orgánicos asociados a material particulado o materia orgánica particulada |
|
|
|
Una característica importante de los contaminantes del aire interior es que sus concentraciones varían tanto espacial como temporalmente en mayor medida que en el exterior. Esto se debe a la gran variedad de fuentes, al funcionamiento intermitente de algunas de las fuentes ya los diversos sumideros presentes.
Las concentraciones de contaminantes que surgen principalmente de fuentes de combustión están sujetas a una variación temporal muy grande y son intermitentes. Las liberaciones episódicas de compuestos orgánicos volátiles debidas a actividades humanas, como la pintura, también provocan grandes variaciones en las emisiones con el tiempo. Otras emisiones, como la liberación de formaldehído de productos a base de madera, pueden variar con las fluctuaciones de temperatura y humedad en el edificio, pero la emisión es continua. La emisión de productos químicos orgánicos de otros materiales puede depender menos de las condiciones de temperatura y humedad, pero sus concentraciones en el aire interior se verán muy influenciadas por las condiciones de ventilación.
Las variaciones espaciales dentro de una habitación tienden a ser menos pronunciadas que las variaciones temporales. Dentro de un edificio puede haber grandes diferencias en el caso de fuentes localizadas, por ejemplo, fotocopiadoras en una oficina central, cocinas de gas en la cocina del restaurante y fumar tabaco restringido a un área designada.
Fuentes dentro del edificio
Los niveles elevados de contaminantes generados por la combustión, en particular el dióxido de nitrógeno y el monóxido de carbono en los espacios interiores, por lo general son el resultado de aparatos de combustión sin ventilación, con ventilación inadecuada o mal mantenidos y por fumar productos de tabaco. Los calefactores de queroseno y de gas sin ventilación emiten cantidades significativas de CO, CO2, Yo no hex, ASI QUE2, partículas y formaldehído. Las cocinas y los hornos de gas también liberan estos productos directamente al aire interior. En condiciones normales de funcionamiento, los calentadores de aire forzado a gas ventilados y los calentadores de agua no deben liberar productos de combustión al aire interior. Sin embargo, pueden ocurrir derrames de gases de combustión y tiros inversos con aparatos defectuosos cuando la habitación está despresurizada por sistemas de escape de la competencia y bajo ciertas condiciones meteorológicas.
humo de tabaco ambiental
La contaminación del aire interior por el humo del tabaco es el resultado de la corriente lateral y el humo principal exhalado, generalmente denominado humo de tabaco ambiental (ETS). Se han identificado varios miles de componentes diferentes en el humo del tabaco y las cantidades totales de los componentes individuales varían según el tipo de cigarrillo y las condiciones de generación del humo. Los principales químicos asociados con ETS son nicotina, nitrosaminas, HAP, CO, CO2, Yo no hex, acroleína, formaldehído y cianuro de hidrógeno.
Materiales de construcción y mobiliario.
Los materiales que han recibido mayor atención como fuentes de contaminación del aire interior han sido los tableros a base de madera que contienen resina de urea formaldehído (UF) y el aislamiento de paredes huecas UF (UFFI). La emisión de formaldehído de estos productos da como resultado niveles elevados de formaldehído en los edificios y esto se ha asociado con muchas quejas sobre la mala calidad del aire interior en los países desarrollados, particularmente a fines de la década de 1970 y principios de la de 1980. La Tabla 2 da ejemplos de materiales que liberan formaldehído en edificios. Estos muestran que las tasas de emisión más altas pueden estar asociadas con los productos a base de madera y UFFI, que son productos que a menudo se usan ampliamente en edificios. Los tableros de partículas se fabrican a partir de partículas de madera finas (alrededor de 1 mm) que se mezclan con resinas UF (6 a 8 % en peso) y se prensan en paneles de madera. Es ampliamente utilizado para pisos, revestimientos de paredes, estanterías y componentes de gabinetes y muebles. Las capas de madera dura están unidas con resina UF y se usan comúnmente para paneles de pared decorativos y componentes de muebles. Los tableros de fibra de densidad media (MDF) contienen partículas de madera más finas que las que se utilizan en los tableros de partículas y también están ligadas con resina UF. El MDF se usa con mayor frecuencia para muebles. La principal fuente de formaldehído en todos estos productos es el formaldehído residual atrapado en la resina como resultado de su presencia en exceso necesaria para la reacción con la urea durante la fabricación de la resina. Por lo tanto, la liberación es mayor cuando el producto es nuevo y disminuye a un ritmo que depende del grosor del producto, la intensidad de la emisión inicial, la presencia de otras fuentes de formaldehído, el clima local y el comportamiento de los ocupantes. La tasa de disminución inicial de las emisiones puede ser del 50 % durante los primeros ocho a nueve meses, seguida de una tasa de disminución mucho más lenta. La emisión secundaria puede ocurrir debido a la hidrólisis de la resina UF y, por lo tanto, las tasas de emisión aumentan durante los períodos de temperatura y humedad elevadas. Los esfuerzos considerables de los fabricantes han llevado al desarrollo de materiales de baja emisión mediante el uso de proporciones más bajas (es decir, más cercanas a 1:1) de urea a formaldehído para la producción de resina y el uso de eliminadores de formaldehído. La regulación y la demanda de los consumidores han resultado en el uso generalizado de estos productos en algunos países.
Tabla 2. Tasas de emisión de formaldehído de una variedad de materiales de construcción, muebles y productos de consumo
Rango de tasas de emisión de formaldehído (mg/m2/día) |
|
Fibra de madera de densidad media |
17,600 - 55,000 |
Paneles de madera contrachapada de madera dura |
1,500 - 34,000 |
Tablero de partículas |
2,000 - 25,000 |
Aislamiento de espuma de urea-formaldehído |
1,200 - 19,200 |
Madera contrachapada de madera blanda |
240 - 720 |
Productos de papel |
260 - 680 |
Productos de fibra de vidrio |
400 - 470 |
Ropa |
35 - 570 |
Pavimentos resilientes |
240 |
Alfombras |
0 - 65 |
Tela de tapicería |
0 - 7 |
Los materiales de construcción y el mobiliario liberan una amplia gama de otros COV que han sido objeto de una creciente preocupación durante las décadas de 1980 y 1990. La emisión puede ser una mezcla compleja de compuestos individuales, aunque unos pocos pueden ser dominantes. Un estudio de 42 materiales de construcción identificó 62 especies químicas diferentes. Estos COV eran principalmente hidrocarburos alifáticos y aromáticos, sus derivados de oxígeno y terpenos. Los compuestos con las concentraciones de emisión en estado estacionario más altas, en orden decreciente, fueron tolueno, m-xileno, terpeno, n-acetato de butilo, n-butanol, n-hexano, p-xileno, acetato de etoxilo, n-heptano y o-xileno. La complejidad de las emisiones ha dado lugar a que las emisiones y concentraciones en el aire a menudo se notifiquen como la concentración o liberación total de compuestos orgánicos volátiles (TVOC). La Tabla 3 ofrece ejemplos de tasas de emisión de TVOC para una gama de productos de construcción. Estos muestran que existen diferencias significativas en las emisiones entre los productos, lo que significa que si se dispusiera de datos adecuados, los materiales podrían seleccionarse en la etapa de planificación para minimizar la liberación de COV en edificios de nueva construcción.
Tabla 3. Concentraciones totales de compuestos orgánicos volátiles (TVOC) y tasas de emisión asociadas con varios revestimientos y recubrimientos para pisos y paredes
Tipo de material |
Concentraciones (mg/m3) |
Tasa de emisión |
Papel pintado |
||
vinilo y papel |
0.95 |
0.04 |
Vinilo y fibras de vidrio |
7.18 |
0.30 |
Papel impreso |
0.74 |
0.03 |
revestimiento de paredes |
||
arpillera |
0.09 |
0.005 |
PVCa |
2.43 |
0.10 |
Textil |
39.60 |
1.60 |
Textil |
1.98 |
0.08 |
Recubrimiento de piso |
||
Linóleo |
5.19 |
0.22 |
Fibras sinteticas |
1.62 |
0.12 |
Caucho |
28.40 |
1.40 |
Plástico blando |
3.84 |
0.59 |
PVC homogéneo |
54.80 |
2.30 |
Revestimientos |
||
Látex acrílico |
2.00 |
0.43 |
Barniz, epoxi transparente |
5.45 |
1.30 |
Barniz, poliuretano, |
28.90 |
4.70 |
Barniz, endurecido al ácido |
3.50 |
0.83 |
a PVC, policloruro de vinilo.
Se ha demostrado que los conservantes de madera son una fuente de pentaclorofenol y lindano en el aire y en el polvo dentro de los edificios. Se utilizan principalmente para la protección de la madera para la exposición al aire libre y también se utilizan en biocidas aplicados para el tratamiento de la pudrición seca y el control de insectos.
Productos de consumo y otras fuentes de interior
La variedad y el número de productos de consumo y domésticos cambian constantemente, y sus emisiones químicas dependen de los patrones de uso. Los productos que pueden contribuir a los niveles de VOC en interiores incluyen productos en aerosol, productos de higiene personal, solventes, adhesivos y pinturas. La Tabla 4 ilustra los principales componentes químicos en una gama de productos de consumo.
Tabla 4. Componentes y emisiones de productos de consumo y otras fuentes de compuestos orgánicos volátiles (COV)
Fuente |
Compuesto |
Tasa de emisión |
Agentes de limpieza y |
Cloroformo |
15 μg/m2.h |
pastel de polilla |
p-diclorobenceno |
14,000 μg/m2.h |
ropa limpia en seco |
tetracloroetileno |
0.5-1 mg/m2.h |
cera liquida para pisos |
TVOC (trimetilpenteno y |
96 g / m2.h |
Pasta de cera para cuero |
TVOC (pineno y 2-metil- |
3.3 g / m2.h |
Detergente |
TVOC (limoneno, pineno y |
240 mg/mXNUMX2.h |
Emisiones humanas |
Acetona |
50.7 mg / día |
papel para imprimir |
Formaldehído |
0.4 μg/forma |
Humidificador de vapor |
dietilaminoetanol, |
- |
Máquina de copia húmeda |
2,2,4-trimetilheptano |
- |
Disolventes domésticos |
Tolueno, etilbenceno |
- |
removedores de pintura |
diclorometano, metanol |
- |
removedores de pintura |
diclorometano, tolueno, |
- |
protector de tela |
1,1,1-tricloroetano, pro- |
- |
Pintura latex |
2-propanol, butanona, etil- |
- |
ambientador |
nonano, decano, etil- |
- |
ducha de agua |
cloroformo, tricloroetileno |
- |
Otros COV se han asociado con otras fuentes. El cloroformo se introduce en el aire interior principalmente como resultado de dispensar o calentar agua del grifo. Las copiadoras de procesos líquidos liberan isodecanos al aire. Los insecticidas utilizados para controlar cucarachas, termitas, pulgas, moscas, hormigas y ácaros se utilizan ampliamente como aerosoles, dispositivos de nebulización, polvos, tiras impregnadas, cebos y collares para mascotas. Los compuestos incluyen diazinón, paradiclorobenceno, pentaclorofenol, clordano, malatión, naftaleno y aldrín.
Otras fuentes incluyen ocupantes (dióxido de carbono y olores), equipos de oficina (COV y ozono), crecimiento de moho (COV, amoníaco, dióxido de carbono), tierra contaminada (metano, COV) y filtros de aire electrónicos y generadores de iones negativos (ozono).
Contribución del entorno externo
La Tabla 5 muestra las relaciones interiores-exteriores típicas de los principales tipos de contaminantes que se producen en el aire interior y las concentraciones medias medidas en el aire exterior de las zonas urbanas del Reino Unido. El dióxido de azufre en el aire interior es normalmente de origen exterior y proviene tanto de fuentes naturales como antropogénicas. La combustión de combustibles fósiles que contienen azufre y la fundición de minerales sulfurados son fuentes importantes de dióxido de azufre en la troposfera. Los niveles de fondo son muy bajos (1 ppb), pero en áreas urbanas las concentraciones máximas por hora pueden ser de 0.1 a 0.5 ppm. El dióxido de azufre puede ingresar a un edificio en el aire utilizado para la ventilación y puede infiltrarse a través de pequeños espacios en la estructura del edificio. Esto depende de la hermeticidad del edificio, las condiciones meteorológicas y las temperaturas internas. Una vez dentro, el aire entrante se mezclará y se diluirá con el aire interior. El dióxido de azufre que entra en contacto con los materiales de construcción y mobiliario se adsorbe y esto puede reducir significativamente la concentración en el interior con respecto al exterior, especialmente cuando los niveles de dióxido de azufre en el exterior son altos.
Cuadro 5. Principales tipos de contaminantes químicos del aire interior y sus concentraciones en las zonas urbanas del Reino Unido
Sustancia/grupo de |
Relación de concentraciones |
Urbano típico |
dióxido de azufre |
~ 0.5 |
10-20 partes por billón |
Dioxido de nitrogeno |
≤5-12 (fuentes interiores) |
10-45 partes por billón |
Ozone |
0.1 - 0.3 |
15-60 partes por billón |
Dióxido de carbono |
1 - 10 |
350 ppm |
Monóxido de carbono |
≤5-11 (fuente interior) |
0.2 10-ppm |
Formaldehído |
≤ 10 |
0.003 mg/mXNUMX3 |
Otros compuestos orgánicos |
1 - 50 |
|
Partículas suspendidas |
0.5-1 (excluyendo ETSa) |
50-150 μg/m3 |
a ETS, humo de tabaco ambiental.
Los óxidos de nitrógeno son un producto de la combustión, y las principales fuentes incluyen los gases de escape de los automóviles, las estaciones generadoras de electricidad que funcionan con combustibles fósiles y los calentadores domésticos. El óxido nítrico (NO) es relativamente no tóxico, pero se puede oxidar a dióxido de nitrógeno (NO2), particularmente durante los episodios de contaminación fotoquímica. Las concentraciones de fondo de dióxido de nitrógeno son de aproximadamente 1 ppb, pero pueden llegar a 0.5 ppm en áreas urbanas. El exterior es la principal fuente de dióxido de nitrógeno en edificios sin aparatos de combustible sin ventilación. Al igual que con el dióxido de azufre, la adsorción por las superficies internas reduce la concentración en el interior en comparación con la del exterior.
El ozono se produce en la troposfera por reacciones fotoquímicas en atmósferas contaminadas, y su generación está en función de la intensidad de la luz solar y la concentración de óxidos de nitrógeno, hidrocarburos reactivos y monóxido de carbono. En sitios remotos, las concentraciones de fondo de ozono son de 10 a 20 ppb y pueden superar las 120 ppb en áreas urbanas en los meses de verano. Las concentraciones en interiores son significativamente más bajas debido a la reacción con las superficies interiores y la falta de fuentes fuertes.
Se estima que la liberación de monóxido de carbono como resultado de actividades antropogénicas representa el 30% del presente en la atmósfera del hemisferio norte. Los niveles de fondo son de aproximadamente 0.19 ppm y en áreas urbanas un patrón diurno de concentraciones está relacionado con el uso del vehículo motorizado con niveles máximos por hora que van desde 3 ppm a 50 a 60 ppm. Es una sustancia relativamente no reactiva y, por lo tanto, no se agota por reacción o adsorción en superficies interiores. Por lo tanto, las fuentes interiores, como los aparatos de combustible sin ventilación, se suman al nivel de fondo debido al aire exterior.
La relación interior-exterior de los compuestos orgánicos es específica del compuesto y puede variar con el tiempo. Para los compuestos con fuertes fuentes en interiores, como el formaldehído, las concentraciones en interiores suelen ser dominantes. Para el formaldehído, las concentraciones al aire libre suelen estar por debajo de 0.005 mg/m3 y las concentraciones en interiores son diez veces más altas que los valores en exteriores. Otros compuestos, como el benceno, tienen fuertes fuentes al aire libre, siendo los vehículos de gasolina de particular importancia. Las fuentes interiores de benceno incluyen ETS y esto da como resultado que las concentraciones medias en los edificios del Reino Unido sean 1.3 veces más altas que las del exterior. El ambiente interior no parece ser un sumidero importante para este compuesto y, por lo tanto, no protege contra el benceno del exterior.
Concentraciones típicas en edificios
Las concentraciones de monóxido de carbono en ambientes interiores comúnmente oscilan entre 1 y 5 ppm. La Tabla 6 resume los resultados informados en 25 estudios. Las concentraciones son más altas en presencia de humo de tabaco ambiental, aunque es excepcional que las concentraciones superen las 15 ppm.
Tabla 6. Resumen de mediciones de campo de óxidos de nitrógeno (NOx) y monóxido de carbono (CO)
Planta |
NOx valores (ppb) |
Valores medios de CO |
Oficinas |
||
Fumar |
42 - 51 |
1.0 - 2.8 |
Otros lugares de trabajo |
||
Fumar |
NDa-82 |
1.4 - 4.2 |
Transporte |
||
Fumar |
150 - 330 |
1.6 - 33 |
Restaurantes y cafeterías |
||
Fumar |
5 - 120 |
1.2 - 9.9 |
bares y tabernas |
||
Fumar |
195 |
3 - 17 |
a ND = no detectado.
Las concentraciones de dióxido de nitrógeno en interiores suelen ser de 29 a 46 ppb. Si hay fuentes particulares, como estufas de gas, las concentraciones pueden ser significativamente más altas y fumar puede tener un efecto medible (consulte la tabla 6).
Muchos COV están presentes en el ambiente interior en concentraciones que van desde aproximadamente 2 a 20 mg/m3. En la Figura 52,000 se resume una base de datos de EE. UU. que contiene 71 3 registros sobre 50 productos químicos en hogares, edificios públicos y oficinas.3. Los materiales de construcción contribuyen significativamente a las concentraciones en interiores y es probable que las casas nuevas tengan una mayor cantidad de compuestos que excedan los 100 mg/m3. La renovación y la pintura contribuyen a niveles significativamente más altos de VOC. Las concentraciones de compuestos como el acetato de etilo, el 1,1,1-tricloroetano y el limoneno pueden superar los 20 mg/m3 durante las actividades de los ocupantes y durante la ausencia de los residentes, la concentración de una serie de COV puede disminuir en aproximadamente un 50 %. Se han descrito casos específicos de concentraciones elevadas de contaminantes debido a materiales y muebles asociados con quejas de los ocupantes. Estos incluyen aguarrás de cursos inyectados a prueba de humedad, naftaleno de productos que contienen alquitrán de hulla, etilhexanol de pisos de vinilo y formaldehído de productos a base de madera.
Figura 1. Concentraciones diarias en interiores de compuestos seleccionados para sitios interiores.
La gran cantidad de COV individuales que se encuentran en los edificios dificulta detallar las concentraciones de más de los compuestos seleccionados. El concepto de TVOC se ha utilizado como una medida de la mezcla de compuestos presentes. No existe una definición ampliamente utilizada en cuanto a la gama de compuestos que representa el TVOC, pero algunos investigadores han propuesto que limitar las concentraciones por debajo de 300 mg/m3 debe minimizar las quejas de los ocupantes sobre la calidad del aire interior.
Los pesticidas que se usan en interiores tienen una volatilidad relativamente baja y las concentraciones se encuentran en el rango bajo de microgramos por metro cúbico. Los compuestos volatilizados pueden contaminar el polvo y todas las superficies interiores debido a sus bajas presiones de vapor y su tendencia a ser absorbidos por los materiales interiores. Las concentraciones de PAH en el aire también están fuertemente influenciadas por su distribución entre las fases de gas y aerosol. El hecho de que los ocupantes fumen puede tener un fuerte efecto en las concentraciones del aire interior. Las concentraciones de PAH oscilan típicamente entre 0.1 y 99 ng/m3.
La mayor parte de la radiación a la que estará expuesto un ser humano durante su vida proviene de fuentes naturales en el espacio exterior o de materiales presentes en la corteza terrestre. Los materiales radiactivos pueden afectar al organismo desde fuera o, si se inhalan o se ingieren con los alimentos, desde dentro. La dosis recibida puede ser muy variable porque depende, por un lado, de la cantidad de minerales radiactivos presentes en la zona del mundo donde vive la persona, que está relacionada con la cantidad de nucleidos radiactivos en el aire y la cantidad que se encuentra. tanto en los alimentos como especialmente en el agua potable—y, por otro, en el uso de ciertos materiales de construcción y el uso de gas o carbón como combustible, así como el tipo de construcción empleada y los hábitos tradicionales de las personas en la localidad determinada .
Hoy en día, el radón se considera la fuente más frecuente de radiación natural. Junto con sus “hijos”, o radionucleidos formados por su desintegración, el radón constituye aproximadamente las tres cuartas partes de la dosis equivalente efectiva a la que están expuestos los humanos debido a las fuentes terrestres naturales. La presencia de radón está asociada con un aumento en la ocurrencia de cáncer de pulmón debido al depósito de sustancias radiactivas en la región bronquial.
El radón es un gas incoloro, inodoro e insípido siete veces más pesado que el aire. Dos isótopos ocurren con mayor frecuencia. Uno es el radón-222, un radionúclido presente en la serie radiactiva de la desintegración del uranio-238; su principal fuente en el medio ambiente son las rocas y el suelo en el que se encuentra su predecesor, el radio-226. El otro es el radón-220 de la serie radiactiva del torio, que tiene una incidencia menor que el radón-222.
El uranio se encuentra ampliamente en la corteza terrestre. La concentración media de radio en el suelo es del orden de 25 Bq/kg. Un Becquerel (Bq) es la unidad del sistema internacional y representa una unidad de actividad de radionúclido equivalente a una desintegración por segundo. La concentración media de gas radón en la atmósfera en la superficie de la tierra es de 3 Bq/m3, con un rango de 0.1 (sobre los océanos) a 10 Bq/m3. El nivel depende de la porosidad del suelo, la concentración local de radio-226 y la presión atmosférica. Dado que la vida media del radón-222 es de 3.823 días, la mayor parte de la dosificación no es causada por el gas sino por los hijos del radón.
El radón se encuentra en los materiales existentes y fluye desde la tierra por todas partes. Por sus características se dispersa fácilmente al aire libre, pero tiende a concentrarse en espacios cerrados, especialmente en cuevas y edificios, y especialmente en espacios bajos donde su eliminación es difícil sin una ventilación adecuada. En las regiones templadas, se estima que las concentraciones de radón en el interior son del orden de ocho veces más altas que las concentraciones en el exterior.
La exposición al radón por parte de la mayoría de la población, por lo tanto, ocurre principalmente dentro de los edificios. Las concentraciones medianas de radón dependen, básicamente, de las características geológicas del suelo, de los materiales de construcción utilizados para la edificación y de la cantidad de ventilación que recibe.
La principal fuente de radón en espacios interiores es el radio presente en el suelo sobre el que descansa el edificio o los materiales empleados en su construcción. Otras fuentes importantes, aunque su influencia relativa es mucho menor, son el aire exterior, el agua y el gas natural. La Figura 1 muestra la contribución que cada fuente hace al total.
Figura 1. Fuentes de radón en el ambiente interior.
Los materiales de construcción más comunes, como la madera, los ladrillos y los bloques de hormigón, emiten relativamente poco radón, en contraste con el granito y la piedra pómez. Sin embargo, los principales problemas están causados por el uso de materiales naturales como la pizarra de alumbre en la producción de materiales de construcción. Otra fuente de problemas ha sido el uso de subproductos del tratamiento de minerales fosfatados, el uso de subproductos de la producción de aluminio, el uso de escoria o escoria del tratamiento del mineral de hierro en altos hornos, y el uso de cenizas de la combustión del carbón. Además, en algunos casos, los residuos derivados de la extracción de uranio también se utilizaron en la construcción.
El radón puede entrar en el agua y el gas natural en el subsuelo. El agua que se utiliza para abastecer un edificio, especialmente si proviene de pozos profundos, puede contener cantidades significativas de radón. Si esta agua se utiliza para cocinar, la ebullición puede liberar gran parte del radón que contiene. Si el agua se consume fría, el organismo elimina fácilmente los gases, por lo que beber esta agua no suele suponer un riesgo importante. Quemar gas natural en estufas sin chimenea, en calefactores y en otros electrodomésticos también puede provocar un aumento del radón en los espacios interiores, especialmente en las viviendas. A veces el problema es más agudo en los baños, porque el radón en el agua y en el gas natural que se usa para el calentador de agua se acumula si no hay suficiente ventilación.
Dado que hace tan solo unos años se desconocían los posibles efectos del radón sobre la población, los datos disponibles sobre las concentraciones encontradas en espacios interiores se limitan a aquellos países que, por sus características o circunstancias especiales, son más sensibles a este problema . Lo que sí se sabe con certeza es que es posible encontrar concentraciones en espacios interiores muy por encima de las concentraciones que se encuentran al aire libre en la misma región. En Helsinki (Finlandia), por ejemplo, se han encontrado concentraciones de radón en el aire interior que son cinco mil veces más altas que las concentraciones que normalmente se encuentran al aire libre. Esto puede deberse en gran parte a las medidas de ahorro energético que pueden favorecer notablemente la concentración de radón en los espacios interiores, especialmente si están muy aislados. Los edificios estudiados hasta ahora en diferentes países y regiones muestran que las concentraciones de radón que se encuentran dentro de ellos presentan una distribución que se aproxima al logaritmo normal. Vale la pena señalar que un pequeño número de edificios en cada región muestran concentraciones diez veces superiores a la mediana. Los valores de referencia para el radón en espacios interiores y las recomendaciones correctivas de varias organizaciones se brindan en "Reglamentos, recomendaciones, pautas y estándares" en este capítulo.
En conclusión, la principal forma de prevenir la exposición al radón se basa en evitar la construcción en áreas que por su naturaleza emiten una mayor cantidad de radón al aire. Cuando eso no sea posible, los pisos y las paredes deben sellarse adecuadamente y no deben usarse materiales de construcción que contengan material radiactivo. Los espacios interiores, especialmente los sótanos, deben tener una cantidad adecuada de ventilación.
En 1985, el Cirujano General del Servicio de Salud Pública de EE. UU. revisó las consecuencias para la salud del tabaquismo con respecto al cáncer y la enfermedad pulmonar crónica en el lugar de trabajo. Se concluyó que para la mayoría de los trabajadores estadounidenses, fumar cigarrillos representa una causa mayor de muerte y discapacidad que su entorno laboral. Sin embargo, el control del tabaquismo y la reducción de la exposición a agentes peligrosos en el lugar de trabajo son fundamentales, ya que estos factores suelen actuar de forma sinérgica con el tabaquismo en la inducción y desarrollo de enfermedades respiratorias. Se sabe que varias exposiciones ocupacionales inducen bronquitis crónica en los trabajadores. Estos incluyen exposiciones a polvo de carbón, cemento y grano, a aerosoles de sílice, a vapores generados durante la soldadura y al dióxido de azufre. La bronquitis crónica entre los trabajadores de estas ocupaciones a menudo se ve agravada por el tabaquismo (US Surgeon General 1985).
Los datos epidemiológicos han documentado claramente que los mineros de uranio y los trabajadores del asbesto que fuman cigarrillos tienen un riesgo significativamente mayor de cáncer de las vías respiratorias que los no fumadores en estas ocupaciones. El efecto cancerígeno del uranio y el asbesto y el tabaquismo no es meramente aditivo, sino sinérgico al inducir el carcinoma de células escamosas del pulmón (US Surgeon General 1985; Hoffmann and Wynder 1976; Saccomanno, Huth and Auerbach 1988; Hilt et al. 1985). Los efectos cancerígenos de la exposición al níquel, los arsenicales, el cromato, los éteres de clorometilo y los del tabaquismo son al menos aditivos (US Surgeon General 1985; Hoffmann y Wynder 1976; IARC 1987a, Pershagen et al. 1981). Uno supondría que los trabajadores de hornos de coque que fuman tienen un mayor riesgo de cáncer de pulmón y riñón que los trabajadores de hornos de coque que no fuman; sin embargo, carecemos de datos epidemiológicos que sustenten este concepto (IARC 1987c).
El objetivo de este resumen es evaluar los efectos tóxicos de la exposición de hombres y mujeres al humo de tabaco ambiental (HTA) en el lugar de trabajo. Ciertamente, la reducción del consumo de tabaco en el lugar de trabajo beneficiará a los fumadores activos al reducir su consumo de cigarrillos durante la jornada laboral, aumentando así la posibilidad de que se conviertan en ex fumadores; pero dejar de fumar también beneficiará a aquellos no fumadores que sean alérgicos al humo del tabaco o que tengan dolencias pulmonares o cardíacas preexistentes.
Naturaleza fisicoquímica del humo de tabaco ambiental
Humo principal y secundario
ETS se define como el material en el aire interior que se origina a partir del humo del tabaco. Aunque fumar pipas y puros contribuye al ETS, el humo del cigarrillo es generalmente la principal fuente. ETS es un aerosol compuesto que se emite principalmente desde el cono de combustión de un producto de tabaco entre bocanadas. Esta emisión se denomina humo de corriente lateral (SS). En menor medida, el HTA se compone también de componentes del humo de la corriente principal (MS), es decir, los que exhala el fumador. La Tabla 7 enumera las proporciones de los principales agentes tóxicos y cancerígenos en el humo que se inhala, el humo principal y el humo secundario (Hoffmann y Hecht 1990; Brunnemann y Hoffmann 1991; Guerin et al. 1992; Luceri et al. 1993) . En "Tipo de toxicidad", los componentes del humo marcados con una "C" representan carcinógenos animales reconocidos por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC). Entre estos se encuentran el benceno, la β-naftilamina, el 4-aminobifenilo y el polonio-210, que también son carcinógenos humanos establecidos (IARC 1987a; IARC 1988). Cuando se fuman cigarrillos con filtro, ciertos componentes volátiles y semivolátiles se eliminan selectivamente del MS mediante puntas con filtro (Hoffmann y Hecht 1990). Sin embargo, estos compuestos se encuentran en cantidades mucho mayores en SS sin diluir que en MS. Además, aquellos componentes del humo que se favorece que se formen durante la combustión sin llama en la atmósfera reductora del cono de combustión, se liberan en SS en un grado mucho mayor que en MS. Esto incluye grupos de carcinógenos como las nitrosaminas volátiles, las nitrosaminas específicas del tabaco (TSNA) y las aminas aromáticas.
Tabla 1. Algunos agentes tóxicos y tumorigénicos en el humo de la corriente secundaria de cigarrillos sin diluir
Compuesto |
Tipo de |
Cantidad en |
Relación de lado- |
fase de vapor |
|||
Monóxido de carbono |
T |
26.80-61 mg |
2.5 - 14.9 |
sulfuro de carbonilo |
T |
2-3 microgramos |
0.03 - 0.13 |
1,3-butadieno |
C |
200-250 microgramos |
3.8 - 10.8 |
Benceno |
C |
240-490 microgramos |
8 - 10 |
Formaldehído |
C |
300-1,500 microgramos |
10 - 50 |
Acroleína |
T |
40-100 microgramos |
8 - 22 |
3-Vinilpiridina |
T |
330-450 microgramos |
24 - 34 |
Cianuro de hidrógeno |
T |
14-110 microgramos |
0.06 - 0.4 |
Hydrazine |
C |
90ng |
3 |
Óxidos de nitrógeno (NOx) |
T |
500-2,000 microgramos |
3.7 - 12.8 |
N-nitrosodimetilamina |
C |
200-1,040 ng |
12 - 440 |
N-nitrosodietilamina |
C |
NDb-1,000 ng |
<40 |
N-nitrosopirrolidina |
C |
7-700 ng |
4 - 120 |
fase de partículas |
|||
Alquitrán |
C |
14-30 mg |
1.1 - 15.7 |
Nicotina |
T |
2.1-46 mg |
1.3 - 21 |
Fenol |
TP |
70-250 microgramos |
1.3 - 3.0 |
Catecol |
CdC |
58-290 microgramos |
0.67 - 12.8 |
2-toluidina |
C |
2.0-3.9 microgramos |
18 - 70 |
β-naftilamina |
C |
19-70 ng |
8.0 - 39 |
4-aminobifenilo |
C |
3.5-6.9 ng |
7.0 - 30 |
Benz (a) antraceno |
C |
40-200 ng |
2 - 4 |
Benzo (a) pireno |
C |
40-70 ng |
2.5 - 20 |
Quinolina |
C |
15-20 microgramos |
8 - 11 |
NNNc |
C |
0.15-1.7 microgramos |
0.5 - 5.0 |
NNKd |
C |
0.2-1.4 microgramos |
1.0 - 22 |
N-nitrosodietanolamina |
C |
43ng |
1.2 |
Cadmio |
C |
0.72 μg |
7.2 |
Níquel |
C |
0.2-2.5 microgramos |
13 - 30 |
Zinc |
T |
6.0ng |
6.7 |
polonio-210 |
C |
0.5-1.6 pCi |
1.06 - 3.7 |
a C=Carcinogénico; CoC=co-cancerígeno; T=tóxico; TP = promotor tumoral.
b ND=no detectado.
c NNN=N'-nitrosonornicotina.
d NNK=4-(metilnitrosamino)-1-(3-piridil)-1-butanona.
HTA en aire interior
Aunque el SS sin diluir contiene mayores cantidades de componentes tóxicos y cancerígenos que el MS, el SS inhalado por los no fumadores está muy diluido en el aire y sus propiedades se ven alteradas por la descomposición de ciertas especies reactivas. La Tabla 8 enumera los datos informados sobre agentes tóxicos y cancerígenos en muestras de aire interior de varios grados de contaminación por humo de tabaco (Hoffmann y Hecht 1990; Brunnemann y Hoffmann 1991; Luceri et al. 1993). La dilución en el aire de SS tiene un impacto significativo en las características físicas de este aerosol. En general, la distribución de varios agentes entre la fase de vapor y la fase de partículas cambia a favor de la primera. Las partículas en ETS son más pequeñas (<0.2 μ) que las de MS (~0.3 μ) y los niveles de pH de SS (pH 6.8 - 8.0) y de ETS son más altos que el pH de MS (5.8 - 6.2; Brunnemann y Hoffmann 1974). En consecuencia, del 90 al 95% de la nicotina está presente en la fase de vapor del ETS (Eudy et al. 1986). Asimismo, otros componentes básicos como el menor Nicotiana los alcaloides, así como las aminas y el amoníaco, están presentes principalmente en la fase de vapor del ETS (Hoffmann y Hecht 1990; Guerin et al. 1992).
Tabla 2. Algunos agentes tóxicos y tumorigénicos en ambientes interiores contaminados por humo de tabaco
Contaminante |
Destino |
Concentración/m3 |
Óxido nítrico |
Salas de trabajo |
50-440 microgramos |
Dioxido de nitrogeno |
Salas de trabajo |
68-410 microgramos |
Cianuro de hidrógeno |
Salas |
8-122 microgramos |
1,3-butadieno |
Barras |
2.7-4.5 microgramos |
Benceno |
Lugares públicos |
20-317 microgramos |
Formaldehído |
Salas |
2.3-5.0 microgramos |
Acroleína |
Lugares públicos |
30-120 microgramos |
Acetona |
Cafeterias |
910-1,400 microgramos |
Fenoles (volátiles) |
Cafeterias |
7.4-11.5 ng |
N-nitrosodimetilamina |
Bares, restaurantes, oficinas |
<10-240ng |
N-nitrosodietilamina |
Restaurantes |
<10-30ng |
Nicotina |
Residencias |
0.5-21 microgramos |
2-toluidina |
Oficinas |
3.0-12.8 ng |
b-naftilamina |
Oficinas |
0.27-0.34 ng |
4-aminobifenilo |
Oficinas |
0.1ng |
Benz (a) antraceno |
Restaurantes |
1.8-9.3 ng |
Benzo (a) pireno |
Restaurantes |
2.8-760 microgramos |
NNNa |
Barras |
4.3-22.8 ng |
NNKc |
Barras |
9.6-23.8 ng |
a NNN=N'-nitrosonornicotina.
b ND=no detectado.
c NNK=4-(metilnitrosamino)-1-(3-piridil)-1-butanona.
Biomarcadores de la captación de HTA por no fumadores
Aunque un número significativo de trabajadores que no fuman están expuestos al HTA en el lugar de trabajo, en los restaurantes, en sus propios hogares o en otros lugares cerrados, es casi imposible estimar la absorción real del HTA por una persona. La exposición al HTA se puede determinar con mayor precisión midiendo componentes específicos del humo o sus metabolitos en fluidos fisiológicos o en el aire exhalado. Aunque se han explorado varios parámetros, como el CO en el aire exhalado, la carboxihemoglobina en la sangre, el tiocianato (un metabolito del cianuro de hidrógeno) en la saliva o la orina, o la hidroxiprolina y la N-nitrosoprolina en la orina, solo tres medidas son realmente útiles para estimar la absorción de ETS por no fumadores. Nos permiten distinguir la exposición pasiva al humo de la de los fumadores activos y de los no fumadores que no tienen absolutamente ninguna exposición al humo del tabaco.
El biomarcador más utilizado para la exposición al HTA de los no fumadores es la cotinina, un metabolito principal de la nicotina. Se determina por cromatografía de gases, o por radioinmunoensayo en sangre o preferiblemente en orina, y refleja la absorción de nicotina a través del pulmón y la cavidad bucal. Unos pocos mililitros de orina de fumadores pasivos son suficientes para determinar la cotinina por cualquiera de los dos métodos. En general, un fumador pasivo tiene niveles de cotinina de 5 a 10 ng/ml de orina; sin embargo, ocasionalmente se han medido valores más altos para los no fumadores que estuvieron expuestos a HTA intenso durante un período más prolongado. Se ha establecido una respuesta a la dosis entre la duración de la exposición al HTA y la excreción urinaria de cotinina (tabla 3, Wald et al. 1984). En la mayoría de los estudios de campo, la cotinina en la orina de los fumadores pasivos ascendió a entre el 0.1 y el 0.3 % de las concentraciones medias encontradas en la orina de los fumadores; sin embargo, luego de una exposición prolongada a altas concentraciones de ETS, los niveles de cotinina han correspondido hasta al 1% de los niveles medidos en la orina de fumadores activos (US National Research Council 1986; IARC 1987b; US Environmental Protection Agency 1992).
Tabla 3. Cotinina urinaria en no fumadores según el número de horas reportadas de exposición al humo de tabaco ajeno en los últimos siete días
Duración de exposición |
|||
quintil |
Límites (horas) |
Número |
Cotinina urinaria (media ± DE) |
1 |
0.0 - 1.5 |
43 |
2.8±3.0 |
2nd |
1.5 - 4.5 |
47 |
3.4±2.7 |
3rd |
4.5 - 8.6 |
43 |
5.3±4.3 |
4 |
8.6 - 20.0 |
43 |
14.7±19.5 |
5 |
20.0 - 80.0 |
45 |
29.6±73.7 |
Todos |
0.0 - 80.0 |
221 |
11.2±35.6 |
a La tendencia con el aumento de la exposición fue significativa (p<0.001).
Fuente: Basado en Wald et al. 1984.
El carcinógeno de la vejiga humana 4-aminobifenilo, que se transfiere del humo del tabaco al ETS, se ha detectado como un aducto de hemoglobina en fumadores pasivos en concentraciones de hasta el 10% del nivel medio de aducto encontrado en los fumadores (Hammond et al. 1993). Se ha medido hasta el 1 % de los niveles medios de un metabolito del carcinógeno derivado de la nicotina 4-(metilnitrosamino)-1-(3-piridil)-1-butanona (NNK), que se encuentra en la orina de los fumadores de cigarrillos. en la orina de no fumadores que habían estado expuestos a altas concentraciones de SS en un laboratorio de pruebas (Hecht et al. 1993). Aunque el último método de biomarcadores aún no se ha aplicado en estudios de campo, parece prometedor como indicador adecuado de la exposición de los no fumadores a un carcinógeno pulmonar específico del tabaco.
Humo de tabaco ambiental y salud humana
Trastornos distintos del cáncer
La exposición prenatal a MS y/o ETS y la exposición postnatal temprana a ETS aumentan la probabilidad de complicaciones durante las infecciones respiratorias virales en niños durante el primer año de vida.
La literatura científica contiene varias decenas de informes clínicos de varios países, que informan que los niños de padres fumadores, especialmente los niños menores de dos años, muestran un exceso de enfermedades respiratorias agudas (US Environmental Protection Agency 1992; US Surgeon General 1986; Medina et al. 1988; Riedel et al. 1989). Varios estudios también describieron un aumento de infecciones del oído medio en niños que estuvieron expuestos al humo del cigarrillo de los padres. El aumento de la prevalencia de derrame del oído medio atribuible al HTA condujo a una mayor hospitalización de niños pequeños para intervención quirúrgica (US Environmental Protection Agency 1992; US Surgeon General 1986).
En los últimos años, suficientes pruebas clínicas han llevado a la conclusión de que el tabaquismo pasivo está asociado con una mayor gravedad del asma en los niños que ya tienen la enfermedad, y que es muy probable que provoque nuevos casos de asma en los niños (US Environmental Protection Agency 1992). ).
En 1992, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (1992) revisó críticamente los estudios sobre los síntomas respiratorios y las funciones pulmonares en adultos no fumadores expuestos al HTA y concluyó que el tabaquismo pasivo tiene efectos sutiles pero estadísticamente significativos en la salud respiratoria de los adultos no fumadores.
Una búsqueda de la literatura sobre el efecto del tabaquismo pasivo en las enfermedades respiratorias o coronarias en los trabajadores reveló solo unos pocos estudios. Los hombres y mujeres que estuvieron expuestos al HTA en el lugar de trabajo (oficinas, bancos, instituciones académicas, etc.) durante diez años o más tenían una función pulmonar deteriorada (White y Froeb 1980; Masi et al. 1988).
Cáncer de pulmón
En 1985, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) revisó la asociación de la exposición pasiva al humo del tabaco con el cáncer de pulmón en no fumadores. Aunque en algunos estudios, se entrevistó personalmente a cada no fumador con cáncer de pulmón que informó haber estado expuesto al HTA y se le proporcionó información detallada sobre la exposición (US National Research Council 1986; US EPA 1992; US Surgeon General 1986; Kabat and Wynder 1984), el IARC concluyó:
Las observaciones sobre los no fumadores que se han hecho hasta ahora son compatibles con un aumento del riesgo del tabaquismo 'pasivo' o con una ausencia de riesgo. Sin embargo, el conocimiento de la naturaleza de la corriente lateral y principal del humo, de los materiales absorbidos durante el tabaquismo 'pasivo' y de la relación cuantitativa entre la dosis y el efecto que se observa comúnmente en la exposición a carcinógenos, lleva a la conclusión de que el tabaquismo pasivo da lugar a algunos riesgo de cáncer (IARC 1986).
Por lo tanto, existe una aparente dicotomía entre los datos experimentales que respaldan el concepto de que el HTA genera algún riesgo de cáncer y los datos epidemiológicos, que no son concluyentes con respecto a la exposición al HTA y el cáncer. Los datos experimentales, incluidos los estudios de biomarcadores, han fortalecido aún más el concepto de que el ETS es cancerígeno, como se discutió anteriormente. Ahora discutiremos en qué medida los estudios epidemiológicos que se han completado desde el informe IARC citado han contribuido a aclarar el problema del cáncer de pulmón ETS.
De acuerdo con los estudios epidemiológicos anteriores, y en unos 30 estudios informados después de 1985, la exposición al HTA de los no fumadores constituía un factor de riesgo de cáncer de pulmón de menos de 2.0, en relación con el riesgo de un no fumador sin una exposición significativa al HTA (US Environmental Protection Agency 1992, Kabat y Wynder 1984, IARC 1986, Brownson et al. 1992, Brownson et al. 1993). Pocos, si es que alguno, de estos estudios epidemiológicos cumplen los criterios de causalidad en la asociación entre un factor ambiental u ocupacional y el cáncer de pulmón. Los criterios que cumplen estos requisitos son:
Una de las mayores incertidumbres sobre los datos epidemiológicos radica en la limitada fiabilidad de las respuestas obtenidas al interrogar a los casos y/oa sus familiares sobre el hábito tabáquico de los casos. Parece que, en general, existe una concordancia entre los antecedentes de tabaquismo de los padres y los cónyuges proporcionados por los casos y los controles; sin embargo, existen bajas tasas de concordancia para la duración y la intensidad del tabaquismo (Brownson et al. 1993; McLaughlin et al. 1987; McLaughlin et al. 1990). Algunos investigadores han cuestionado la confiabilidad de la información derivada de las personas sobre su estado de fumador. Esto se ejemplifica con una investigación a gran escala llevada a cabo en el sur de Alemania. Una población de estudio seleccionada al azar consistió en más de 3,000 hombres y mujeres, con edades comprendidas entre 25 y 64 años. Estas mismas personas fueron interrogadas tres veces en 1984-1985, en 1987-1988 y nuevamente en 1989-1990 sobre sus hábitos de fumar, mientras que cada vez se recolectó orina de cada probando y se analizó la cotinina. Aquellos voluntarios que tenían más de 20 ng de cotinina por ml de orina fueron considerados fumadores. Entre 800 ex fumadores que afirmaron ser no fumadores, el 6.3 %, el 6.5 % y el 5.2 % tenían niveles de cotinina superiores a 20 ng/ml durante los tres períodos de tiempo evaluados. Los autoproclamados no fumadores, que fueron identificados como fumadores reales según los análisis de cotinina, constituían el 0.5%, el 1.0% y el 0.9%, respectivamente (Heller et al. 1993).
La confiabilidad limitada de los datos obtenidos por cuestionario, y el número relativamente limitado de no fumadores con cáncer de pulmón que no estuvieron expuestos a carcinógenos en sus lugares de trabajo, apuntan a la necesidad de un estudio epidemiológico prospectivo con evaluación de biomarcadores (por ejemplo, cotinina, metabolitos de hidrocarburos aromáticos polinucleares y/o metabolitos de NNK en la orina) para llevar a cabo una evaluación concluyente de la cuestión de la causalidad entre el tabaquismo involuntario y el cáncer de pulmón. Si bien estos estudios prospectivos con biomarcadores representan una tarea importante, son esenciales para responder a las preguntas sobre exposición que tienen importantes implicaciones para la salud pública.
Humo de Tabaco Ambiental y Ambiente Laboral
Aunque hasta el momento los estudios epidemiológicos no han demostrado una asociación causal entre la exposición al HTA y el cáncer de pulmón, es muy deseable proteger a los trabajadores en el lugar de trabajo de la exposición al humo de tabaco ambiental. Este concepto está respaldado por la observación de que la exposición a largo plazo de los no fumadores al HTA en el lugar de trabajo puede conducir a una reducción de la función pulmonar. Además, en entornos laborales con exposición a carcinógenos, el tabaquismo involuntario puede aumentar el riesgo de cáncer. En los Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental ha clasificado el ETS como carcinógeno del Grupo A (humano conocido); por lo tanto, la ley de los Estados Unidos requiere que los empleados estén protegidos contra la exposición al ETS.
Se pueden tomar varias medidas para proteger a los no fumadores de la exposición al ETS: prohibir fumar en el lugar de trabajo, o al menos separar a los fumadores de los no fumadores cuando sea posible, y garantizar que las habitaciones de los fumadores tengan un sistema de escape separado. El enfoque más gratificante y, con mucho, el más prometedor es ayudar a los empleados que fuman cigarrillos en los esfuerzos para dejar de fumar.
El lugar de trabajo puede ofrecer excelentes oportunidades para implementar programas para dejar de fumar; de hecho, numerosos estudios han demostrado que los programas en el lugar de trabajo tienen más éxito que los programas basados en clínicas, porque los programas patrocinados por el empleador son de naturaleza más intensa y ofrecen incentivos económicos y/o de otro tipo (US Surgeon General 1985). También se indica que la eliminación de las enfermedades pulmonares crónicas relacionadas con el trabajo y el cáncer frecuentemente no puede llevarse a cabo sin esfuerzos para convertir a los trabajadores en ex fumadores. Además, las intervenciones en el lugar de trabajo, incluidos los programas para dejar de fumar, pueden producir cambios duraderos en la reducción de algunos factores de riesgo cardiovascular para los empleados (Gomel et al. 1993).
Agradecemos enormemente la asistencia editorial de Ilse Hoffmann y la preparación de este manuscrito por Jennifer Johnting. Estos estudios cuentan con el apoyo de USPHS Grants CA-29580 y CA-32617 del Instituto Nacional del Cáncer.
Con respecto a la adopción de medidas para reducir el consumo de tabaco, los gobiernos deben tener en cuenta que, si bien las personas deciden por sí mismas si deben dejar de fumar, es responsabilidad del gobierno tomar todas las medidas necesarias para alentarlas a dejar de fumar. Las medidas tomadas por legisladores y gobiernos de muchos países han sido indecisas, porque si bien la reducción del consumo de tabaco es una mejora indiscutible en la salud pública —con el consiguiente ahorro en el gasto público en salud— habría una serie de pérdidas económicas y dislocaciones en muchos sectores, al menos de carácter temporal. La presión que pueden ejercer las organizaciones y agencias internacionales de salud y medio ambiente en este sentido es muy importante, porque muchos países pueden suavizar las medidas contra el uso del tabaco debido a problemas económicos, especialmente si el tabaco es una fuente importante de ingresos.
Este artículo describe brevemente las medidas regulatorias que se pueden adoptar para reducir el tabaquismo en un país.
Advertencias en los paquetes de cigarrillos
Una de las primeras medidas adoptadas en muchos países es exigir que las cajetillas de cigarrillos muestren en un lugar destacado la advertencia de que fumar daña gravemente la salud del fumador. Esta advertencia, cuyo objetivo no es tanto ejercer un efecto inmediato sobre el fumador, sino mostrar que el gobierno se preocupa por el problema, está creando un clima psicológico que favorecerá la adopción de medidas posteriores que de otro modo se considerarían agresivas. por la población fumadora.
Algunos expertos abogan por la inclusión de estas advertencias en los puros y el tabaco de pipa. Pero la opinión más generalizada es que esas advertencias son innecesarias, porque las personas que usan ese tipo de tabaco normalmente no inhalan el humo, y extender estas advertencias conduciría más probablemente a ignorar los mensajes en su totalidad. Esta es la razón por la cual la opinión predominante es que las advertencias deben aplicarse solo a los paquetes de cigarrillos. No se ha considerado, por el momento, una referencia al humo de segunda mano, pero no es una opción que deba descartarse.
Restricciones para fumar en espacios públicos
La prohibición de fumar en los espacios públicos es uno de los instrumentos normativos más efectivos. Estas prohibiciones pueden reducir significativamente el número de personas expuestas al humo de segunda mano y, además, pueden reducir el consumo diario de cigarrillos de los fumadores. Las quejas comunes de los propietarios de espacios públicos, como hoteles, restaurantes, instalaciones recreativas, salas de baile, teatros, etc., se basan en el argumento de que estas medidas provocarán una pérdida de clientes. Sin embargo, si los gobiernos implementan estas medidas de manera generalizada, el impacto negativo de una pérdida de clientela ocurrirá solo en la primera fase, porque las personas eventualmente se adaptarán a la nueva situación.
Otra posibilidad es el diseño de espacios específicos para fumadores. La separación de fumadores de no fumadores debe ser efectiva para obtener los beneficios deseados, creando barreras que impidan que los no fumadores inhalen el humo del tabaco. Por lo tanto, la separación debe ser física y, si el sistema de aire acondicionado utiliza aire reciclado, el aire de las áreas de fumadores no debe mezclarse con el de las áreas de no fumadores. La creación de espacios para fumadores implica por tanto gastos de construcción y compartimentación, pero puede ser una solución para aquellos que quieran atender al público fumador.
Aparte de los lugares en los que obviamente está prohibido fumar por razones de seguridad debido a una posible explosión o incendio, también debe haber áreas, como instalaciones de atención médica y deportivas, escuelas y guarderías, donde no se permita fumar aunque no existan medidas de seguridad. riesgos de ese tipo.
Restricciones para fumar en el trabajo
Las restricciones para fumar en el lugar de trabajo también pueden considerarse a la luz de lo anterior. Los gobiernos y los empresarios, junto con los sindicatos, pueden establecer programas para reducir el consumo de tabaco en el trabajo. Las campañas para reducir el consumo de tabaco en el trabajo suelen tener éxito.
Siempre que sea posible, se recomienda crear espacios de no fumadores para establecer una política contra el consumo de tabaco y apoyar a las personas que defienden el derecho a no ser fumadores pasivos. En caso de conflicto entre un fumador y un no fumador, la normativa siempre debe permitir que prevalezca el no fumador y, cuando no puedan separarse, se debe presionar al fumador para que se abstenga de fumar en el puesto de trabajo.
Además de los lugares donde por razones de salud o seguridad debería prohibirse fumar, la posibilidad de sinergia entre los efectos de la contaminación química en el lugar de trabajo y el humo del tabaco tampoco debería ignorarse en otras áreas. El peso de tales consideraciones redundará, sin duda, en una amplia extensión de las restricciones al consumo de tabaco, especialmente en los lugares de trabajo industriales.
Mayor presión económica contra el tabaco
Otra herramienta regulatoria en la que confían los gobiernos para frenar el uso del tabaco es imponer impuestos más altos, principalmente sobre los cigarrillos. Esta política pretende conducir a un menor consumo de tabaco, lo que justificaría la relación inversa entre el precio del tabaco y su consumo y que se puede medir al comparar la situación en diferentes países. Se considera eficaz cuando se advierte a la población de los peligros del consumo de tabaco y se advierte de la necesidad de dejar de consumirlo. Un aumento en el precio del tabaco puede ser una motivación para dejar de fumar. Esta política, sin embargo, tiene muchos opositores, quienes basan sus críticas en los argumentos que se mencionan brevemente a continuación.
En primer lugar, según muchos especialistas, al aumento del precio del tabaco por motivos fiscales le sigue una reducción temporal del consumo de tabaco, seguida de un retorno paulatino a los niveles de consumo anteriores a medida que los fumadores se acostumbran al nuevo precio. Es decir, los fumadores asimilan una subida del precio del tabaco de la misma forma que se acostumbran a otros impuestos oa la subida del coste de la vida.
En segundo lugar, también se ha observado un cambio en los hábitos de los fumadores. Cuando los precios suben, tienden a buscar marcas más baratas y de menor calidad que probablemente también supongan un mayor riesgo para su salud (porque carecen de filtros o tienen mayores cantidades de alquitrán y nicotina). Este cambio puede llegar a inducir a los fumadores a adoptar la práctica de hacer cigarrillos caseros, lo que eliminaría por completo cualquier posibilidad de controlar el problema.
En tercer lugar, muchos expertos opinan que medidas de este tipo tienden a reforzar la creencia de que el gobierno acepta el tabaco y su consumo como un medio más para recaudar impuestos, lo que lleva a la creencia contradictoria de que lo que realmente quiere el gobierno es que la gente fuma para que pueda recaudar más dinero con el impuesto especial al tabaco.
limitar la publicidad
Otra arma utilizada por los gobiernos para reducir el consumo de tabaco es restringir o simplemente prohibir cualquier publicidad del producto. Los gobiernos y muchas organizaciones internacionales tienen como política prohibir la publicidad del tabaco en determinados ámbitos, como el deporte (al menos algunos deportes), la sanidad, el medio ambiente y la educación. Esta política tiene beneficios indudables, que son especialmente efectivos cuando elimina la publicidad en aquellos entornos que afectan a los jóvenes en un momento en que es probable que adopten el hábito tabáquico.
Programas públicos que alientan a las personas a dejar de fumar
El uso de campañas contra el tabaquismo como práctica habitual, adecuadamente financiada y organizada como norma de conducta en determinados ámbitos, como el mundo del trabajo, ha demostrado tener un gran éxito.
Campañas para Educar a los Fumadores
Complementando lo dicho anteriormente, educar a los fumadores para que fumen “mejor” y reduzcan el consumo de cigarrillos es otra vía de la que disponen los gobiernos para reducir los efectos adversos del consumo de tabaco en la salud de la población. Estos esfuerzos deben ir encaminados a reducir el consumo diario de cigarrillos, a inhibir al máximo la inhalación de humo, a no fumar las colillas (la toxicidad del humo aumenta hacia el final del cigarrillo), a no mantener el cigarrillo constantemente en los labios, y en la adopción de preferencias por marcas con menos alquitrán y nicotina.
Evidentemente, medidas de este tipo no reducen el número de fumadores, pero sí reducen cuánto perjudica a los fumadores su hábito. Hay argumentos en contra de este tipo de remedio porque puede dar la impresión de que fumar no es intrínsecamente un mal hábito, ya que a los fumadores se les dice cuál es la mejor manera de fumar.
Observaciones finales
La acción regulatoria y legislativa de los diferentes gobiernos es lenta y no suficientemente efectiva, especialmente teniendo en cuenta lo que se requeriría debido a los problemas causados por el consumo de tabaco. A menudo, este es el caso debido a obstáculos legales contra la implementación de tales medidas, argumentos contra la competencia desleal o incluso la protección del derecho individual a fumar. El progreso en el uso de las regulaciones ha sido lento pero, no obstante, constante. Por otro lado, hay que tener en cuenta la diferencia entre fumadores activos y fumadores pasivos o de segunda mano. Todas las medidas que ayuden a alguien a dejar de fumar, o al menos a reducir eficazmente el consumo diario, deben ir dirigidas al fumador; todo el peso de las normas debe aplicarse contra este hábito. El fumador pasivo debe tener todos los argumentos posibles para defender su derecho a no inhalar el humo del tabaco y para defender el derecho a disfrutar del uso de ambientes libres de humo en el hogar, el trabajo y el juego.
Desde el punto de vista de la contaminación, el aire interior en situaciones no industriales presenta varias características que lo diferencian del aire exterior o atmosférico y del aire en los lugares de trabajo industriales. Además de los contaminantes que se encuentran en el aire atmosférico, el aire interior también incluye contaminantes generados por los materiales de construcción y por las actividades que tienen lugar dentro del edificio. Las concentraciones de contaminantes en el aire interior tienden a ser iguales o menores que las concentraciones que se encuentran en el aire exterior, dependiendo de la ventilación; Los contaminantes generados por los materiales de construcción suelen ser diferentes de los que se encuentran en el aire exterior y se pueden encontrar en altas concentraciones, mientras que los generados por las actividades dentro del edificio dependen de la naturaleza de dichas actividades y pueden ser los mismos que se encuentran en el aire exterior, ya que en el caso de CO y CO2.
Por esta razón, la cantidad de contaminantes que se encuentran en el aire interior no industrial es grande y variada y los niveles de concentración son bajos (excepto en los casos en que hay una fuente generadora importante); varían según las condiciones atmosféricas/climatológicas, el tipo o características del edificio, su ventilación y las actividades que se desarrollan en él.
ECONOMÉTRICOS
Gran parte de la metodología utilizada para medir la calidad del aire interior proviene de la higiene industrial y de las mediciones de inmisión de aire exterior. Existen pocos métodos analíticos validados específicamente para este tipo de pruebas, aunque algunas organizaciones, como la Organización Mundial de la Salud y la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, están realizando investigaciones en este campo. Un obstáculo adicional es la escasez de información sobre la relación exposición-efecto cuando se trata de exposiciones a largo plazo a bajas concentraciones de contaminantes.
Los métodos analíticos utilizados para la higiene industrial están diseñados para medir altas concentraciones y no han sido definidos para muchos contaminantes, mientras que la cantidad de contaminantes en el aire interior puede ser grande y variada y los niveles de concentración pueden ser bajos, excepto en ciertos casos. La mayoría de los métodos utilizados en higiene industrial se basan en la toma de muestras y su análisis; muchos de estos métodos pueden aplicarse al aire interior si se tienen en cuenta varios factores: ajustar los métodos a las concentraciones típicas; aumentando su sensibilidad sin detrimento de la precisión (por ejemplo, aumentando el volumen de aire probado); y validando su especificidad.
Los métodos analíticos utilizados para medir las concentraciones de contaminantes en el aire exterior son similares a los que se utilizan para el aire interior y, por lo tanto, algunos se pueden utilizar directamente para el aire interior, mientras que otros se pueden adaptar fácilmente. Sin embargo, es importante tener en cuenta que algunos métodos están diseñados para una lectura directa de una muestra, mientras que otros requieren instrumentación voluminosa y, a veces, ruidosa y utilizan grandes volúmenes de aire muestreado que pueden distorsionar la lectura.
Planificación de las lecturas
El procedimiento tradicional en el campo del control ambiental del lugar de trabajo se puede utilizar para mejorar la calidad del aire interior. Consiste en identificar y cuantificar un problema, proponer medidas correctivas, asegurarse de que estas medidas se implementen y luego evaluar su efectividad después de un período de tiempo. Este procedimiento común no siempre es el más adecuado porque muchas veces no es necesaria una evaluación tan exhaustiva, incluyendo la toma de muchas muestras. Las medidas exploratorias, que pueden ir desde una inspección visual hasta el análisis del aire ambiente por métodos de lectura directa, y que pueden proporcionar una concentración aproximada de contaminantes, son suficientes para resolver muchos de los problemas existentes. Una vez que se han tomado las medidas correctivas, los resultados se pueden evaluar con una segunda medición, y solo cuando no hay evidencia clara de una mejora se puede realizar una inspección más exhaustiva (con mediciones en profundidad) o un estudio analítico completo (Swedish Work Fondo Ambiental 1988).
Las principales ventajas de un procedimiento exploratorio de este tipo frente al más tradicional son la economía, la rapidez y la eficacia. Requiere personal competente y experimentado y el uso de equipos adecuados. La Figura 1 resume los objetivos de las diferentes etapas de este procedimiento.
Figura 1. Planificación de las lecturas para la evaluación exploratoria.
Estrategia de muestreo
El control analítico de la calidad del aire interior debe considerarse como último recurso solo después de que la medición exploratoria no haya dado resultados positivos, o si se necesita una evaluación o control adicional de las pruebas iniciales.
Suponiendo un conocimiento previo de las fuentes de contaminación y de los tipos de contaminantes, las muestras, aunque sean limitadas en número, deben ser representativas de los diversos espacios estudiados. El muestreo debe planificarse para responder a las preguntas ¿Qué? ¿Cómo? ¿Dónde? ¿y cuando?
¿
Los contaminantes en cuestión deben identificarse previamente y, teniendo en cuenta los diferentes tipos de información que se pueden obtener, se debe decidir si se realizan emisión or inmisión mediciones.
Las mediciones de emisiones para la calidad del aire interior pueden determinar la influencia de diferentes fuentes de contaminación, de las condiciones climáticas, de las características del edificio y de la intervención humana, que nos permiten controlar o reducir las fuentes de emisión y mejorar la calidad del aire interior. Existen diferentes técnicas para realizar este tipo de mediciones: colocar un sistema de recolección adyacente a la fuente de emisión, delimitar un área de trabajo y estudiar las emisiones como si representaran condiciones generales de trabajo, o trabajar en condiciones simuladas aplicando sistemas de monitoreo que se basan en Medidas del espacio de cabeza.
Las medidas de inmisión nos permiten determinar el nivel de contaminación del aire interior en las diferentes zonas compartimentadas del edificio, lo que permite elaborar un mapa de contaminación de toda la estructura. A partir de estas medidas e identificando las diferentes áreas donde las personas han realizado sus actividades y calculando el tiempo que han dedicado a cada tarea, será posible determinar los niveles de exposición. Otra forma de hacer esto es hacer que los trabajadores usen dispositivos de monitoreo mientras trabajan.
Puede ser más práctico, si el número de contaminantes es grande y variado, seleccionar algunas sustancias representativas para que la lectura sea representativa y no demasiado costosa.
Cómo
La selección del tipo de lectura a realizar dependerá del método disponible (lectura directa o toma y análisis de muestras) y de la técnica de medida: emisión o inmisión.
Dónde
El lugar seleccionado debe ser el más apropiado y representativo para la obtención de muestras. Para ello es necesario conocer el edificio objeto de estudio: su orientación respecto al sol, el número de horas que recibe la luz solar directa, el número de plantas, el tipo de compartimentación, si la ventilación es natural o forzada, si se pueden abrir sus ventanas, etcétera. También es necesario conocer el origen de las quejas y los problemas, por ejemplo, si ocurren en los pisos superiores o inferiores, o en las áreas cercanas o alejadas de las ventanas, o en las áreas que tienen poca ventilación o iluminación, entre otros lugares. La selección de los mejores sitios para extraer las muestras se basará en toda la información disponible con respecto a los criterios mencionados anteriormente.
Cuándo
Decidir cuándo tomar las lecturas dependerá de cómo cambien las concentraciones de contaminantes del aire en relación con el tiempo. La contaminación puede detectarse a primera hora de la mañana, durante la jornada laboral o al final del día; puede detectarse al principio o al final de la semana; durante el invierno o el verano; cuando el aire acondicionado está encendido o apagado; así como en otros momentos.
Para abordar estas preguntas adecuadamente, se debe conocer la dinámica del ambiente interior dado. También es necesario conocer los objetivos de las mediciones realizadas, que estarán en función de los tipos de contaminantes que se estén investigando. La dinámica de los ambientes interiores está influenciada por la diversidad de las fuentes de contaminación, las diferencias físicas en los espacios involucrados, el tipo de compartimentación, el tipo de ventilación y control climático utilizado, las condiciones atmosféricas exteriores (viento, temperatura, estación, etc.) ), y las características del edificio (número de ventanas, su orientación, etc.).
Los objetivos de las mediciones determinarán si el muestreo se realizará a intervalos cortos o largos. Si se piensa que los efectos en la salud de los contaminantes dados son a largo plazo, se deduce que las concentraciones promedio deben medirse durante largos períodos de tiempo. Para las sustancias que tienen efectos agudos pero no acumulativos, las mediciones durante períodos cortos son suficientes. Si se sospechan emisiones intensas de corta duración, se requieren muestreos frecuentes durante períodos cortos para detectar el momento de la emisión. Sin embargo, no debe pasarse por alto el hecho de que, en muchos casos, las posibles opciones en el tipo de métodos de muestreo utilizados pueden estar determinadas por los métodos analíticos disponibles o requeridos.
Si después de considerar todas estas cuestiones no queda suficientemente claro cuál es el origen del problema, o cuándo se presenta con mayor frecuencia, la decisión de dónde y cuándo tomar muestras debe hacerse al azar, calculando el número de muestras como función de la confiabilidad y el costo esperados.
Técnicas de medición
Los métodos disponibles para la toma de muestras de aire interior y para su análisis se pueden agrupar en dos tipos: los que implican una lectura directa y los que implican la toma de muestras para su posterior análisis.
Los métodos basados en lectura directa son aquellos en los que la toma de muestra y la medición de la concentración de contaminantes se realizan simultáneamente; son rápidos y la medición es instantánea, lo que permite obtener datos precisos a un costo relativamente bajo. Este grupo incluye tubos colorimétricos y monitores específicos.
El uso de tubos colorimétricos se basa en el cambio de color de un reactivo específico cuando entra en contacto con un contaminante determinado. Los más utilizados son los tubos que contienen un reactivo sólido y se aspira aire a través de ellos mediante una bomba manual. La evaluación de la calidad del aire interior con tubos colorimétricos es útil solo para mediciones exploratorias y para medir emisiones esporádicas ya que su sensibilidad es generalmente baja, excepto para algunos contaminantes como el CO y el CO2 que se puede encontrar en altas concentraciones en el aire interior. Es importante tener en cuenta que la precisión de este método es baja y que la interferencia de contaminantes inesperados suele ser un factor.
En el caso de monitores específicos, la detección de contaminantes se basa en principios físicos, eléctricos, térmicos, electromagnéticos y quimioelectromagnéticos. La mayoría de los monitores de este tipo se pueden utilizar para realizar mediciones de corta o larga duración y obtener un perfil de contaminación en un sitio determinado. Su precisión viene determinada por sus respectivos fabricantes y su correcto uso exige calibraciones periódicas mediante atmósferas controladas o mezclas de gases certificadas. Los monitores son cada vez más precisos y su sensibilidad más refinada. Muchos tienen memoria incorporada para almacenar las lecturas, que luego se pueden descargar a las computadoras para la creación de bases de datos y la fácil organización y recuperación de los resultados.
Los métodos de muestreo y análisis se pueden clasificar en lector activo (o dinámico) y pasivo, dependiendo de la técnica.
Con los sistemas activos, esta contaminación se puede recolectar forzando el aire a través de dispositivos colectores en los que se captura el contaminante, concentrando la muestra. Esto se logra con filtros, sólidos adsorbentes y soluciones absorbentes o reactivas que se colocan en burbujeadores o se impregnan en material poroso. Luego se fuerza el paso del aire y se analiza el contaminante o los productos de su reacción. Para el análisis de aire muestreado con sistemas activos, los requisitos son un fijador, una bomba para mover el aire y un sistema para medir el volumen de aire muestreado, ya sea directamente o utilizando datos de flujo y duración.
El caudal y el volumen de aire muestreado se especifican en los manuales de referencia o deben determinarse mediante ensayos previos y dependerán de la cantidad y tipo de absorbente o adsorbente utilizado, los contaminantes que se estén midiendo, el tipo de medida (emisión o inmisión ) y la condición del aire ambiente durante la toma de la muestra (humedad, temperatura, presión). La eficacia de la recogida aumenta al reducir la tasa de ingesta o al aumentar la cantidad de fijador utilizado, directamente o en tándem.
Otro tipo de muestreo activo es la captura directa de aire en una bolsa o cualquier otro recipiente inerte e impermeable. Este tipo de toma de muestras se utiliza para algunos gases (CO, CO2, H2ASI QUE2) y es útil como medida exploratoria cuando se desconoce el tipo de contaminante. El inconveniente es que sin concentrar la muestra puede haber una sensibilidad insuficiente y puede ser necesario un procesamiento de laboratorio adicional para aumentar la concentración.
Los sistemas pasivos capturan los contaminantes por difusión o permeación sobre una base que puede ser un adsorbente sólido, solo o impregnado con un reactivo específico. Estos sistemas son más convenientes y fáciles de usar que los sistemas activos. No requieren bombas para la toma de muestra ni personal altamente capacitado. Pero la captura de la muestra puede llevar mucho tiempo y los resultados tienden a proporcionar solo niveles de concentración medios. Este método no se puede utilizar para medir concentraciones máximas; en esos casos, se deben usar sistemas activos en su lugar. Para utilizar correctamente los sistemas pasivos es importante conocer la velocidad a la que se captura cada contaminante, que dependerá del coeficiente de difusión del gas o vapor y del diseño del monitor.
La Tabla 1 muestra las características más destacadas de cada método de muestreo y la Tabla 2 describe los diversos métodos utilizados para recopilar y analizar las muestras de los contaminantes del aire interior más significativos.
Tabla 1. Metodología para la toma de muestras
Características |
Active |
Ingresos pasivos |
Lectura directa |
Mediciones de intervalos cronometrados |
+ |
+ |
|
Mediciones a largo plazo |
+ |
+ |
|
Monitoreo |
+ |
||
Concentración de muestra |
+ |
+ |
|
Medida de inmisión |
+ |
+ |
+ |
Medición de emisiones |
+ |
+ |
+ |
Respuesta inmediata |
+ |
+ Significa que el método dado es adecuado para el método de medición o los criterios de medición deseados.
Tabla 2. Métodos de detección de gases en aire interior
Contaminante |
Lectura directa |
Métodos |
ECONOMÉTRICOS |
||
Captura por difusión |
Captura por concentración |
Captura directa |
|||
Monóxido de carbono |
Célula electroquímica |
Bolsa o recipiente inerte |
GCa |
||
Ozone |
Quimioluminiscencia |
Burbujeador |
UV-Visb |
||
dióxido de azufre |
Célula electroquímica |
Burbujeador |
UV-Vis |
||
Dioxido de nitrogeno |
Quimioluminiscencia |
Filtro impregnado con un |
Burbujeador |
UV-Vis |
|
Dióxido de carbono |
Espectroscopia infrarroja |
Bolsa o recipiente inerte |
GC |
||
Formaldehído |
- |
Filtro impregnado con un |
Burbujeador |
HPLCc |
|
COV |
GC portátil |
Sólidos adsorbentes |
Sólidos adsorbentes |
Bolsa o recipiente inerte |
GC (ECD)d-DEFENSORe-NPDf-PIDg) |
Los pesticidas |
- |
Sólidos adsorbentes |
GC (ECD-FPD-NPD) |
||
Materia particular |
- |
Sensor óptico |
Filtrar |
Impactor |
Gravimetría |
— = Método inadecuado para el contaminante.
a GC = cromatografía de gases.
b UV-Vis = espectrofotometría ultravioleta visible.
c HPLC = cromatografía líquida de alta precisión.
d CD = detector de captura de electrones.
e FID = llama, detector de ionización.
f NPD = detector de nitrógeno/fósforo.
g PID = detector de fotoionización.
h MS = espectrometría de masas.
Selección del método
Para seleccionar el mejor método de muestreo, primero se debe determinar que existen métodos validados para los contaminantes que se están estudiando y asegurarse de que los instrumentos y materiales adecuados estén disponibles para recolectar y analizar el contaminante. Por lo general, se necesita saber cuál será su costo y la sensibilidad requerida para el trabajo, así como las cosas que pueden interferir con la medición, dado el método elegido.
Una estimación de las concentraciones mínimas de lo que se espera medir es muy útil a la hora de evaluar el método utilizado para analizar la muestra. La concentración mínima requerida está directamente relacionada con la cantidad de contaminante que se puede recolectar dadas las condiciones especificadas por el método utilizado (es decir, el tipo de sistema utilizado para capturar el contaminante o la duración de la toma de muestras y el volumen de aire muestreado). Esta cantidad mínima es la que determina la sensibilidad requerida del método utilizado para el análisis; se puede calcular a partir de datos de referencia encontrados en la literatura para un contaminante o grupo de contaminantes en particular, si se llegó a ellos mediante un método similar al que se utilizará. Por ejemplo, si se encuentra que las concentraciones de hidrocarburos de 30 (mg/m3) se encuentran comúnmente en el área bajo estudio, el método analítico utilizado debe permitir la medición de esas concentraciones fácilmente. Si la muestra se obtiene con un tubo de carbón activo en cuatro horas y con un caudal de 0.5 litros por minuto, la cantidad de hidrocarburos recogidos en la muestra se calcula multiplicando el caudal de la sustancia por el periodo de tiempo monitorizado. En el ejemplo dado esto es igual a:
de hidrocarburos
Para esta aplicación se puede utilizar cualquier método de detección de hidrocarburos que requiera que la cantidad en la muestra sea inferior a 3.6 μg.
Se podría calcular otra estimación a partir del límite máximo establecido como límite permisible para el aire interior para el contaminante que se está midiendo. Si estas cifras no existen y no se conocen las concentraciones habituales que se encuentran en el aire interior, ni la velocidad a la que se descarga el contaminante en el espacio, se pueden usar aproximaciones basadas en los niveles potenciales del contaminante que pueden afectar negativamente la salud. . El método elegido debe ser capaz de medir el 10% del límite establecido o de la concentración mínima que pueda afectar la salud. Incluso si el método de análisis elegido tiene un grado aceptable de sensibilidad, es posible encontrar concentraciones de contaminantes que estén por debajo del límite inferior de detección del método elegido. Esto debe tenerse en cuenta al calcular las concentraciones promedio. Por ejemplo, si de diez lecturas tomadas tres están por debajo del límite de detección, se deben calcular dos promedios, uno asignando a estas tres lecturas el valor de cero y otro dándoles el límite de detección más bajo, lo que da un promedio mínimo y un promedio máximo. El verdadero promedio medido se encontrará entre los dos.
Procedimientos analíticos
La cantidad de contaminantes del aire interior es grande y se encuentran en pequeñas concentraciones. La metodología que ha estado disponible se basa en la adaptación de métodos utilizados para monitorear la calidad del aire exterior, atmosférico, y del aire que se encuentra en situaciones industriales. Adaptar estos métodos para el análisis del aire interior implica cambiar el rango de concentración buscado, cuando el método lo permita, utilizando tiempos de muestreo más largos y mayores cantidades de absorbentes o adsorbentes. Todos estos cambios son apropiados cuando no dan lugar a una pérdida de fiabilidad o precisión. La medición de una mezcla de contaminantes suele ser costosa y los resultados obtenidos imprecisos. En muchos casos, todo lo que se determinará será un perfil de contaminación que indicará el nivel de contaminación durante los intervalos de muestreo, en comparación con el aire limpio, el aire exterior u otros espacios interiores. Los monitores de lectura directa se utilizan para monitorear el perfil de contaminación y pueden no ser adecuados si son demasiado ruidosos o demasiado grandes. Se están diseñando monitores cada vez más pequeños y silenciosos, que ofrecen mayor precisión y sensibilidad. La Tabla 3 muestra a grandes rasgos el estado actual de los métodos utilizados para medir los diferentes tipos de contaminantes.
Tabla 3. Métodos utilizados para el análisis de contaminantes químicos
Contaminante |
Monitor de lectura directaa |
Muestreo y análisis |
Monóxido de carbono |
+ |
+ |
Dióxido de carbono |
+ |
+ |
Dioxido de nitrogeno |
+ |
+ |
Formaldehído |
– |
+ |
dióxido de azufre |
+ |
+ |
Ozone |
+ |
+ |
COV |
+ |
+ |
Los pesticidas |
– |
+ |
partículas |
+ |
+ |
a ++ = más comúnmente utilizado; + = uso menos común; – = no aplicable.
Análisis de gases
Los métodos activos son los más comunes para el análisis de gases, y se llevan a cabo utilizando soluciones absorbentes o sólidos adsorbentes, o bien tomando directamente una muestra de aire con una bolsa u otro recipiente inerte y hermético. Para evitar la pérdida de parte de la muestra y aumentar la precisión de la lectura, 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 se debe tener cuidado al transportar y almacenar la muestra (manteniéndola a baja temperatura) y minimizar el tiempo antes de analizar la muestra. Los métodos de lectura directa se usan ampliamente para medir gases debido a la considerable mejora en las capacidades de los monitores modernos, que son más sensibles y precisos que antes. Por su facilidad de uso y el nivel y tipo de información que proporcionan, están reemplazando cada vez más a los métodos tradicionales de análisis. La Tabla 4 muestra los niveles mínimos de detección para los distintos gases estudiados dado el método de muestreo y análisis utilizado.
Tabla 4. Límites inferiores de detección de algunos gases por parte de los monitores utilizados para evaluar la calidad del aire interior
Contaminante |
Monitor de lectura directaa |
Toma de muestras y |
Monóxido de carbono |
1.0 ppm |
0.05 ppm |
Dioxido de nitrogeno |
2 ppb |
1.5 ppb (1 semana)b |
Ozone |
4 ppb |
5.0 ppb |
Formaldehído |
5.0 ppb (1 semana)b |
a Los monitores de dióxido de carbono que utilizan espectroscopia infrarroja siempre son lo suficientemente sensibles.
b Monitores pasivos (tiempo de exposición).
Estos gases son contaminantes comunes en el aire interior. Se miden utilizando monitores que los detectan directamente por medios electroquímicos o infrarrojos, aunque los detectores infrarrojos no son muy sensibles. También se pueden medir tomando muestras de aire directamente con bolsas inertes y analizando la muestra por cromatografía de gases con detector de ionización de llama, transformando los gases primero en metano mediante una reacción catalítica. Los detectores de conducción térmica suelen ser lo suficientemente sensibles para medir concentraciones normales de CO2.
Dioxido de nitrogeno
Se han desarrollado métodos para detectar dióxido de nitrógeno, NO2, en aire interior mediante el uso de monitores pasivos y la toma de muestras para su posterior análisis, pero estos métodos han presentado problemas de sensibilidad que se espera que se superen en el futuro. El método más conocido es el tubo de Palmes, que tiene un límite de detección de 300 ppb. Para situaciones no industriales, el muestreo debe ser por un mínimo de cinco días para obtener un límite de detección de 1.5 ppb, que es tres veces el valor del blanco para una exposición de una semana. También se han desarrollado monitores portátiles que miden en tiempo real basados en la reacción de quimioluminiscencia entre NO2 y el reactivo luminol, pero los resultados obtenidos por este método pueden verse afectados por la temperatura y su linealidad y sensibilidad dependen de las características de la solución de luminol utilizada. Los monitores que tienen sensores electroquímicos tienen una sensibilidad mejorada pero están sujetos a la interferencia de compuestos que contienen azufre (Freixa 1993).
dióxido de azufre
Se utiliza un método espectrofotométrico para medir el dióxido de azufre, SO2, en un ambiente interior. La muestra de aire se burbujea a través de una solución de tetracloromercuriato de potasio para formar un complejo estable que, a su vez, se mide espectrofotométricamente después de reaccionar con pararosanilina. Otros métodos se basan en la fotometría de llama y la fluorescencia ultravioleta pulsante, y también existen métodos basados en derivar la medición antes del análisis espectroscópico. Este tipo de detección, que se ha utilizado para monitores de aire exterior, no es adecuada para el análisis de aire interior por falta de especificidad y porque muchos de estos monitores requieren un sistema de ventilación para eliminar los gases que generan. Porque las emisiones de SO2 se han reducido mucho y no se considera un contaminante importante del aire interior, el desarrollo de monitores para su detección no ha avanzado mucho. Sin embargo, existen instrumentos portátiles disponibles en el mercado que pueden detectar SO2 basado en la detección de pararosanilina (Freixa 1993).
Ozone
ozono, O3, solo se puede encontrar en ambientes interiores en situaciones especiales en las que se genera continuamente, ya que se descompone rápidamente. Se mide por métodos de lectura directa, por tubos colorimétricos y por métodos de quimioluminiscencia. También se puede detectar mediante métodos utilizados en higiene industrial que se pueden adaptar fácilmente para el aire interior. La muestra se obtiene con una solución absorbente de yoduro de potasio en medio neutro y luego se somete a análisis espectrofotométrico.
Formaldehído
El formaldehído es un contaminante importante del aire interior, y por sus características químicas y tóxicas se recomienda una evaluación individualizada. Existen diferentes métodos para la detección de formaldehído en aire, todos ellos basados en la toma de muestras para su posterior análisis, con fijación activa o por difusión. El método de captura más adecuado vendrá determinado por el tipo de muestra (emisión o inmisión) utilizada y la sensibilidad del método analítico. Los métodos tradicionales se basan en obtener una muestra burbujeando aire a través de agua destilada o una solución de bisulfato de sodio al 1% a 5°C, y luego analizarla con métodos espectrofluorométricos. Mientras se almacena la muestra, también debe mantenerse a 5°C. ASI QUE2 y los componentes del humo del tabaco pueden crear interferencias. Los sistemas activos o métodos de captura de contaminantes por difusión con adsorbentes sólidos se utilizan cada vez con más frecuencia en el análisis del aire interior; todos consisten en una base que puede ser un filtro o un sólido saturado con un reactivo, como bisulfato de sodio o 2,4-difenilhidrazina. Los métodos que capturan el contaminante por difusión, además de las ventajas generales de dicho método, son más sensibles que los métodos activos porque el tiempo requerido para obtener la muestra es mayor (Freixa 1993).
Detección de compuestos orgánicos volátiles (COV)
Los métodos utilizados para medir o monitorear los vapores orgánicos en el aire interior deben cumplir una serie de criterios: deben tener una sensibilidad del orden de partes por billón (ppb) a partes por trillón (ppt), los instrumentos utilizados para tomar la muestra o hacer una lectura directa debe ser portátil y fácil de manejar en el campo, y los resultados obtenidos deben ser precisos y susceptibles de ser duplicados. Hay una gran cantidad de métodos que cumplen con estos criterios, pero los más utilizados para analizar el aire interior se basan en la toma y análisis de muestras. Existen métodos de detección directa que consisten en cromatógrafos de gases portátiles con diferentes métodos de detección. Estos instrumentos son costosos, su manejo es sofisticado y sólo pueden ser operados por personal capacitado. Para los compuestos orgánicos polares y no polares que tienen un punto de ebullición entre 0 °C y 300 °C, el adsorbente más utilizado para los sistemas de muestreo activos y pasivos ha sido el carbón activado. También se utilizan polímeros porosos y resinas poliméricas, como Tenax GC, XAD-2 y Ambersorb. El más utilizado de estos es Tenax. Las muestras obtenidas con carbón activado se extraen con disulfuro de carbono y se analizan por cromatografía de gases con detectores de ionización de llama, de captura de electrones o de espectrometría de masas, seguido de análisis cualitativo y cuantitativo. Las muestras obtenidas con Tenax generalmente se extraen por desorción térmica con helio y se condensan en una trampa fría de nitrógeno antes de ser alimentadas al cromatógrafo. Otro método habitual consiste en obtener las muestras directamente, utilizando bolsas o recipientes inertes, alimentando el aire directamente al cromatógrafo de gases, o concentrando primero la muestra con un adsorbente y una trampa fría. Los límites de detección de estos métodos dependen del compuesto analizado, el volumen de la muestra tomada, la contaminación de fondo y los límites de detección del instrumento utilizado. Debido a la imposibilidad de cuantificar todos y cada uno de los compuestos presentes, la cuantificación se realiza normalmente por familias, tomando como referencia los compuestos característicos de cada familia de compuestos. En la detección de COV en el aire interior, la pureza de los solventes utilizados es muy importante. Si se utiliza la desorción térmica, la pureza de los gases también es importante.
Detección de pesticidas
Para la detección de pesticidas en el aire interior, los métodos habitualmente empleados consisten en la toma de muestras con adsorbentes sólidos, aunque no se descarta el uso de burbujeadores y sistemas mixtos. El adsorbente sólido más utilizado ha sido el polímero poroso Chromosorb 102, aunque cada vez se utilizan más las espumas de poliuretano (PUF) que pueden captar un mayor número de plaguicidas. Los métodos de análisis varían según el método de muestreo y el plaguicida. Normalmente se analizan mediante cromatografía de gases con diferentes detectores específicos, desde captura de electrones hasta espectrometría de masas. El potencial de estos últimos para identificar compuestos es considerable. El análisis de estos compuestos presenta ciertos problemas, entre los que se encuentra la contaminación de las piezas de vidrio de los sistemas de toma de muestras con trazas de bifenilos policlorados (PCB), ftalatos o pesticidas.
Detección de polvo o partículas ambientales
Para la captura y análisis de partículas y fibras en el aire se dispone de una gran variedad de técnicas y equipos adecuados para evaluar la calidad del aire interior. Los monitores que permiten una lectura directa de la concentración de partículas en el aire usan detectores de luz difusa, y los métodos que emplean la toma y análisis de muestras usan pesaje y análisis con un microscopio. Este tipo de análisis requiere un separador, como un ciclón o un impactador, para tamizar las partículas más grandes antes de que se pueda usar un filtro. Los métodos que emplean un ciclón pueden manejar pequeños volúmenes, lo que resulta en largas sesiones de toma de muestras. Los monitores pasivos ofrecen una precisión excelente, pero se ven afectados por la temperatura ambiente y tienden a dar lecturas con valores más altos cuando las partículas son pequeñas.
Características y orígenes de la contaminación biológica del aire interior
Aunque existe una amplia gama de partículas de origen biológico (biopartículas) en el aire interior, en la mayoría de los entornos de trabajo en interiores, los microorganismos (microbios) son los más importantes para la salud. Además de microorganismos, que incluyen virus, bacterias, hongos y protozoos, el aire interior también puede contener granos de polen, caspa de animales y fragmentos de insectos y ácaros y sus productos de excreción (Wanner et al. 1993). Además de los bioaerosoles de estas partículas, también puede haber compuestos orgánicos volátiles que emanan de organismos vivos como plantas de interior y microorganismos.
Polen
Los granos de polen contienen sustancias (alérgenos) que pueden causar en individuos susceptibles o atópicos respuestas alérgicas que generalmente se manifiestan como “fiebre del heno” o rinitis. Dicha alergia se asocia principalmente con el ambiente exterior; en el aire interior, las concentraciones de polen suelen ser considerablemente más bajas que en el aire exterior. La diferencia en la concentración de polen entre el aire exterior e interior es mayor en los edificios donde los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) tienen una filtración eficiente en la entrada de aire exterior. Las unidades de aire acondicionado de ventana también generan niveles de polen en interiores más bajos que los que se encuentran en edificios con ventilación natural. Se puede esperar que el aire de algunos entornos de trabajo interiores tenga un alto contenido de polen, por ejemplo, en locales donde hay un gran número de plantas con flores por motivos estéticos o en invernaderos comerciales.
Caspa
La caspa consiste en partículas finas de piel y cabello/plumas (y saliva seca y orina asociadas) y es una fuente de potentes alérgenos que pueden causar episodios de rinitis o asma en personas susceptibles. Las principales fuentes de caspa en ambientes interiores suelen ser los gatos y los perros, pero las ratas y los ratones (ya sea como mascotas, animales de experimentación o alimañas), los hámsteres, los jerbos (una especie de rata del desierto), los conejillos de Indias y las aves de jaula pueden ser otros. fuentes. La caspa de éstos y de animales de granja y recreativos (p. ej., caballos) puede introducirse en la ropa, pero en los entornos de trabajo es probable que la mayor exposición a la caspa se produzca en instalaciones y laboratorios de cría de animales o en edificios infestados de alimañas.
Insectos
Estos organismos y sus productos de excreción también pueden causar alergias respiratorias y de otro tipo, pero no parecen contribuir significativamente a la carga biológica en el aire en la mayoría de las situaciones. Partículas de cucarachas (especialmente Blatella germánica y Periplaneta americana) puede ser importante en entornos de trabajo insalubres, cálidos y húmedos. La exposición a partículas de cucarachas y otros insectos, incluidas langostas, gorgojos, escarabajos de la harina y moscas de la fruta, puede ser la causa de problemas de salud entre los empleados de las instalaciones de cría y los laboratorios.
Ácaros
Estos arácnidos se asocian particularmente con el polvo, pero los fragmentos de estos parientes microscópicos de las arañas y sus productos excretores (heces) pueden estar presentes en el aire interior. El ácaro del polvo doméstico, Dermatophagoides pteronyssinus, es la especie más importante. Con sus parientes cercanos, es una de las principales causas de alergia respiratoria. Se asocia principalmente a los hogares, siendo especialmente abundante en la ropa de cama pero también presente en los muebles tapizados. Existe evidencia limitada que indica que tales muebles pueden proporcionar un nicho en las oficinas. Ácaros de almacenamiento asociados con alimentos almacenados y alimentos para animales, por ejemplo, Ácaro, Glicífago y tirofago, también puede aportar fragmentos alergénicos al aire interior. Aunque es más probable que afecten a los agricultores y trabajadores que manipulan productos alimenticios a granel, como D. pteronissinus, los ácaros del almacenamiento pueden existir en el polvo de los edificios, especialmente en condiciones cálidas y húmedas.
Los virus
Los virus son microorganismos muy importantes en términos de la cantidad total de problemas de salud que causan, pero no pueden llevar una existencia independiente fuera de las células y tejidos vivos. Aunque hay evidencia que indica que algunos se propagan en el aire de recirculación de los sistemas HVAC, el principal medio de transmisión es el contacto de persona a persona. También es importante la inhalación a corta distancia de aerosoles generados al toser o estornudar, por ejemplo, los virus del resfriado común y la influenza. Por lo tanto, es probable que las tasas de infección sean más altas en locales abarrotados. No hay cambios evidentes en el diseño o la gestión del edificio que puedan alterar este estado de cosas.
Las bacterias
Estos microorganismos se dividen en dos categorías principales según su reacción de tinción de Gram. Los tipos Gram-positivos más comunes se originan en la boca, la nariz, la nasofaringe y la piel, a saber, Staphylococcus epidermidis, S. aureus y especies de aerococo, Micrococcus y Estreptococo. Las bacterias gramnegativas generalmente no son abundantes, pero ocasionalmente Actinetobacter, Aeromonas, Flavobacterium y especialmente Pseudomonas las especies pueden ser prominentes. La causa de la enfermedad del legionario, Legionella pneumophila, puede estar presente en suministros de agua caliente y humidificadores de aire acondicionado, así como en equipos de terapia respiratoria, jacuzzis, spas y cabinas de ducha. Se propaga desde tales instalaciones en aerosoles acuosos, pero también puede ingresar a los edificios en el aire desde las torres de enfriamiento cercanas. El tiempo de supervivencia de L.pneumophila en el aire interior parece no ser mayor de 15 minutos.
Además de las bacterias unicelulares mencionadas anteriormente, también existen tipos filamentosos que producen esporas dispersadas aéreamente, es decir, los Actinomycetes. Parecen estar asociados con materiales estructurales húmedos y pueden desprender un olor a tierra característico. Dos de estas bacterias que son capaces de crecer a 60°C, Faenia rectivírgula (antes micropolyspora faeni) y Termoactinomyces vulgaris, se puede encontrar en humidificadores y otros equipos HVAC.
Los hongos
Los hongos comprenden dos grupos: primero, las levaduras y mohos microscópicos conocidos como microhongos, y, segundo, los hongos que pudren la madera y el yeso, que se denominan macrohongos porque producen cuerpos esporulados macroscópicos visibles a simple vista. Aparte de las levaduras unicelulares, los hongos colonizan sustratos como una red (micelio) de filamentos (hifas). Estos hongos filamentosos producen numerosas esporas dispersas en el aire, a partir de estructuras de esporas microscópicas en mohos y de estructuras de esporas grandes en macrohongos.
Hay esporas de muchos mohos diferentes en el aire de las casas y lugares de trabajo no industriales, pero es probable que las más comunes sean especies de Cladosporium, penicillium, Aspergilo y eurotio. Algunos mohos en el aire interior, como Cladosporium spp., son abundantes en la superficie de las hojas y otras partes de la planta al aire libre, particularmente en verano. Sin embargo, aunque las esporas en el aire interior pueden originarse al aire libre, Cladosporium también puede crecer y producir esporas en superficies húmedas en interiores y, por lo tanto, aumentar la carga biológica del aire interior. Las diversas especies de penicillium generalmente se consideran originarios de interiores, al igual que Aspergilo y eurotio. Las levaduras se encuentran en la mayoría de las muestras de aire interior y ocasionalmente pueden estar presentes en grandes cantidades. Las levaduras rosas Rhodotorula or esporobolomyces son prominentes en la flora aerotransportada y también se pueden aislar de las superficies afectadas por moho.
Los edificios proporcionan una amplia gama de nichos en los que está presente el material orgánico muerto que sirve como alimento que puede ser utilizado por la mayoría de los hongos y bacterias para el crecimiento y la producción de esporas. Los nutrientes están presentes en materiales como: madera; papel, pintura y otros revestimientos superficiales; muebles blandos como alfombras y muebles tapizados; tierra en macetas; polvo; escamas de piel y secreciones de seres humanos y otros animales; y alimentos cocidos y sus ingredientes crudos. Si se produce algún crecimiento o no, depende de la disponibilidad de humedad. Las bacterias pueden crecer solo en superficies saturadas, o en agua en bandejas de drenaje HVAC, depósitos y similares. Algunos mohos también requieren condiciones de casi saturación, pero otros son menos exigentes y pueden proliferar en materiales que están húmedos en lugar de saturados por completo. El polvo puede ser un depósito y, también, si está suficientemente húmedo, un amplificador de mohos. Por lo tanto, es una fuente importante de esporas que se transportan por el aire cuando se agita el polvo.
Los protozoos
protozoos como Acanthamoeba y Naegleri son animales microscópicos unicelulares que se alimentan de bacterias y otras partículas orgánicas en humidificadores, depósitos y bandejas de drenaje en sistemas HVAC. Las partículas de estos protozoos se pueden aerosolizar y se han citado como posibles causas de la fiebre del humidificador.
Compuestos orgánicos volátiles microbianos
Los compuestos orgánicos volátiles microbianos (MVOC) varían considerablemente en composición química y olor. Algunos son producidos por una amplia gama de microorganismos, pero otros están asociados con especies particulares. El llamado alcohol de hongos, 1-octen-3-ol (que tiene un olor a hongos frescos) se encuentra entre los producidos por muchos mohos diferentes. Otros volátiles de moho menos comunes incluyen 3,5-dimetil-1,2,4-tritiolona (descrito como "fétido"); geosmina o 1,10-dimetil-trans-9-decalol (“terroso”); y 6-pentil-α-pirona ("coco", "mohoso"). Entre las bacterias, las especies de Pseudomonas producir pirazinas con olor a “patata mohosa”. El olor de cualquier microorganismo individual es el producto de una mezcla compleja de MVOC.
Historia de los problemas microbiológicos de la calidad del aire interior
Se han realizado investigaciones microbiológicas del aire en hogares, escuelas y otros edificios durante más de un siglo. Las primeras investigaciones a veces se referían a la "pureza" microbiológica relativa del aire en diferentes tipos de edificios y cualquier relación que pudiera tener con la tasa de mortalidad entre los ocupantes. Unido a un interés de larga data en la propagación de patógenos en los hospitales, el desarrollo de modernos muestreadores microbiológicos volumétricos de aire en las décadas de 1940 y 1950 condujo a investigaciones sistemáticas de microorganismos en el aire en hospitales y, posteriormente, de mohos alergénicos conocidos en el aire de los hogares. y edificios públicos y al aire libre. Otro trabajo se dirigió en las décadas de 1950 y 1960 a la investigación de enfermedades respiratorias ocupacionales como el pulmón del agricultor, el pulmón del trabajador de la malta y la bisinosis (entre los trabajadores del algodón). Aunque la fiebre del humidificador similar a la influenza en un grupo de trabajadores se describió por primera vez en 1959, pasaron otros diez o quince años antes de que se informaran otros casos. Sin embargo, incluso ahora, se desconoce la causa específica, aunque se han implicado microorganismos. También se han invocado como una posible causa del "síndrome del edificio enfermo", pero hasta el momento la evidencia de tal vínculo es muy limitada.
Aunque las propiedades alérgicas de los hongos son bien conocidas, el primer informe de mala salud debido a la inhalación de toxinas fúngicas en un lugar de trabajo no industrial, un hospital de Quebec, no apareció hasta 1988 (Mainville et al. 1988). Los síntomas de fatiga extrema entre el personal se atribuyeron a las micotoxinas tricotecenas en las esporas de Stachybotrys atra y Trichoderma virida, y desde entonces se ha registrado el “síndrome de fatiga crónica” causado por la exposición a polvo micotóxico entre los profesores y otros empleados de una universidad. El primero ha sido causa de enfermedad en oficinistas, siendo algunos efectos sobre la salud de naturaleza alérgica y otros de un tipo más frecuentemente asociado a una toxicosis (Johanning et al. 1993). En otros lugares, la investigación epidemiológica ha indicado que puede haber algún factor no alérgico o factores asociados con los hongos que afectan la salud respiratoria. Las micotoxinas producidas por especies individuales de moho pueden tener un papel importante aquí, pero también existe la posibilidad de que algún atributo más general de los hongos inhalados sea perjudicial para el bienestar respiratorio.
Microorganismos asociados con la mala calidad del aire interior y sus efectos sobre la salud
Aunque los patógenos son relativamente poco comunes en el aire interior, ha habido numerosos informes que relacionan los microorganismos transportados por el aire con varias afecciones alérgicas, que incluyen: (1) dermatitis alérgica atópica; (2) rinitis; (3) asma; (4) fiebre del humidificador; y (5) alveolitis alérgica extrínseca (EAA), también conocida como neumonitis por hipersensibilidad (HP).
Los hongos se perciben como más importantes que las bacterias como componentes de los bioaerosoles en el aire interior. Debido a que crecen en superficies húmedas como parches obvios de moho, los hongos a menudo dan una indicación clara y visible de problemas de humedad y posibles riesgos para la salud en un edificio. El crecimiento de moho contribuye tanto en número como en especies a la flora de moho del aire interior que de otro modo no estaría presente. Al igual que las bacterias Gram-negativas y los Actinomycetales, los hongos hidrofílicos ("amantes de la humedad") son indicadores de sitios de amplificación extremadamente húmedos (visibles u ocultos) y, por lo tanto, de mala calidad del aire interior. Incluyen Fusarium, Foma, stachybotrys, Trichoderma, Ulocladio, levaduras y más raramente los patógenos oportunistas Aspergillus fumigatus y exophiala jeanselmei. Altos niveles de mohos que muestran diversos grados de xerofilia (“amor a la sequedad”), al tener un menor requerimiento de agua, pueden indicar la existencia de sitios de amplificación que son menos húmedos, pero sin embargo importantes para el crecimiento. El moho también abunda en el polvo doméstico, por lo que una gran cantidad también puede ser un indicador de una atmósfera polvorienta. Van desde ligeramente xerófilos (capaces de soportar condiciones secas) Cladosporium especies a moderadamente xerófilas Aspergilo versicolor, penicillium (por ejemplo, P. aurantiogriseo y P. crisógeno) y la extremadamente xerófila Aspergillus penicillioides, eurotio y Valemia.
Los patógenos fúngicos rara vez abundan en el aire interior, pero A. fumigatus y algunos otros aspergilli oportunistas que pueden invadir el tejido humano pueden crecer en el suelo de las plantas en macetas. exophiala jeanselmei es capaz de crecer en los desagües. Aunque las esporas de estos y otros patógenos oportunistas como Fusarium solani y Pseudallescheria boydii es poco probable que sean peligrosos para las personas sanas, pueden serlo para las personas inmunológicamente comprometidas.
Los hongos transportados por el aire son mucho más importantes que las bacterias como causa de las enfermedades alérgicas, aunque parece que, al menos en Europa, los alérgenos fúngicos son menos importantes que los del polen, los ácaros del polvo doméstico y la caspa de los animales. Se ha demostrado que muchos tipos de hongos son alergénicos. Algunos de los hongos en el aire interior que se citan más comúnmente como causas de rinitis y asma se dan en la tabla 1. Especies de eurotio y otros mohos extremadamente xerófilos en el polvo doméstico son probablemente más importantes como causas de rinitis y asma de lo que se había reconocido anteriormente. La dermatitis alérgica por hongos es mucho menos común que la rinitis/asma, con Alternaria, Aspergilo y Cladosporium estar implicado. Los casos de EAA, que son relativamente raros, se han atribuido a una variedad de hongos diferentes, desde la levadura esporobolomyces al macrohongo que pudre la madera Serpula (Tabla 2). En general, se considera que el desarrollo de síntomas de EAA en un individuo requiere la exposición a al menos un millón y más, probablemente cien millones o más, de esporas que contienen alérgenos por metro cúbico de aire. Tales niveles de contaminación solo pueden ocurrir cuando hay un crecimiento profuso de hongos en un edificio.
Tabla 1. Ejemplos de tipos de hongos en el aire interior que pueden causar rinitis y/o asma
Alternaria |
Geotrichum |
Serpula |
Aspergilo |
Mucor |
stachybotrys |
Cladosporium |
penicillium |
Stemphylium/Ulocladio |
eurotio |
Rhizopus |
Valemia |
Fusarium |
Rhodotorula/Sporobolomyces |
|
Tabla 2. Microorganismos en el aire interior notificados como causas de alveolitis alérgica extrínseca relacionada con edificios
Tipo de Propiedad |
microorganismos |
Fuente
|
Las bacterias |
Bacillus subtilis |
madera podrida |
|
Faenia rectivírgula |
Humidificador |
|
Pseudomonas aeruginosa |
Humidificador
|
|
Termoactinomyces vulgaris |
Aire Acondicionado
|
Los hongos |
Aureobasidium pululanos |
Sauna; pared de la habitación |
|
Cefalosporium sp. |
Sótano; humidificador |
|
Cladosporium sp. |
Baño sin ventilación |
|
Mucor sp. |
Sistema de calefacción por aire pulsado |
|
Penicillium sp. |
Sistema de calefacción por aire pulsado humidificador |
|
P. casei |
Pared de la habitación |
|
P. chrysogenum / P. ciclopio |
Revestimento para pisos |
|
Serpula lacrimans |
Madera afectada por podredumbre seca |
|
esporobolomyces |
Pared de la habitación; techo |
|
Trichosporon cutáneo |
Madera; estera |
Como se indicó anteriormente, la inhalación de esporas de especies toxicogénicas presenta un riesgo potencial (Sorenson 1989; Miller 1993). No son sólo las esporas de stachybotrys que contienen altas concentraciones de micotoxinas. Aunque las esporas de este moho, que crece en papel tapiz y otros sustratos celulósicos en edificios húmedos y también es alergénico, contienen micotoxinas extremadamente potentes, otros mohos toxicogénicos que están presentes con mayor frecuencia en el aire interior incluyen Aspergilo (especialmente A. versicolor) y penicillium (por ejemplo, P. aurantiogriseo y P. viridicatum) y Trichoderma. La evidencia experimental indica que una variedad de micotoxinas en las esporas de estos mohos son inmunosupresores e inhiben fuertemente la eliminación y otras funciones de los macrófagos pulmonares esenciales para la salud respiratoria (Sorenson 1989).
Poco se sabe sobre los efectos en la salud de los MVOC producidos durante el crecimiento y la esporulación de mohos o de sus contrapartes bacterianas. Aunque muchos MVOC parecen tener una toxicidad relativamente baja (Sorenson 1989), la evidencia anecdótica indica que pueden provocar dolor de cabeza, malestar y quizás respuestas respiratorias agudas en humanos.
Las bacterias en el aire interior generalmente no representan un peligro para la salud ya que la flora suele estar dominada por los habitantes Gram-positivos de la piel y las vías respiratorias superiores. Sin embargo, los recuentos elevados de estas bacterias indican hacinamiento y mala ventilación. La presencia de un gran número de tipos Gram-negativos y/o Actinomicetales en el aire indican que hay superficies o materiales muy húmedos, desagües o, en particular, humidificadores en los sistemas HVAC en los que proliferan. Se ha demostrado que algunas bacterias Gram-negativas (o la endotoxina extraída de sus paredes) provocan síntomas de fiebre del humidificador. Ocasionalmente, el crecimiento en los humidificadores ha sido lo suficientemente grande como para generar aerosoles que contenían suficientes células alergénicas como para haber causado los síntomas agudos de EAA similares a la neumonía (consulte la Tabla 15).
En raras ocasiones, bacterias patógenas como Mycobacterium tuberculosis en los núcleos de gotitas de individuos infectados puede dispersarse mediante sistemas de recirculación a todas las partes de un entorno cerrado. Aunque el patógeno, Legionella pneumophila, se ha aislado de humidificadores y acondicionadores de aire, la mayoría de los brotes de legionelosis se han asociado con aerosoles de torres de refrigeración o duchas.
Influencia de los cambios en el diseño de edificios
A lo largo de los años, el aumento del tamaño de los edificios junto con el desarrollo de sistemas de tratamiento de aire que han culminado en los modernos sistemas HVAC ha dado lugar a cambios cuantitativos y cualitativos en la carga biológica del aire en entornos de trabajo interiores. En las últimas dos décadas, el paso al diseño de edificios con un uso mínimo de energía ha llevado al desarrollo de edificios con infiltración y exfiltración de aire muy reducidas, lo que permite la acumulación de microorganismos y otros contaminantes en el aire. En tales edificios “apretados”, el vapor de agua, que previamente habría sido ventilado al exterior, se condensa en superficies frías, creando las condiciones para el crecimiento microbiano. Además, los sistemas HVAC diseñados solo para la eficiencia económica a menudo promueven el crecimiento microbiano y representan un riesgo para la salud de los ocupantes de grandes edificios. Por ejemplo, los humidificadores que utilizan agua recirculada se contaminan rápidamente y actúan como generadores de microorganismos, los rociadores de agua de humidificación aerosolizan los microorganismos, y la ubicación de los filtros aguas arriba y no aguas abajo de tales áreas de generación microbiana y aerosolización permite la transmisión de microbios. aerosoles al lugar de trabajo. La ubicación de tomas de aire cerca de torres de enfriamiento u otras fuentes de microorganismos y la dificultad de acceso al sistema HVAC para mantenimiento y limpieza/desinfección también se encuentran entre los defectos de diseño, operación y mantenimiento que pueden poner en peligro la salud. Lo hacen exponiendo a los ocupantes a recuentos altos de microorganismos aerotransportados particulares, en lugar de los recuentos bajos de una mezcla de especies que reflejan el aire exterior que debería ser la norma.
Métodos para evaluar la calidad del aire interior
Muestreo de aire de microorganismos
Al investigar la flora microbiana del aire en un edificio, por ejemplo, para tratar de establecer la causa de la mala salud entre sus ocupantes, es necesario recopilar datos objetivos que sean detallados y confiables. Como la percepción general es que el estado microbiológico del aire interior debe reflejar el del aire exterior (ACGIH 1989), los organismos deben identificarse con precisión y compararse con los del aire exterior en ese momento.
Muestreadores de aire
Los métodos de muestreo que permiten, directa o indirectamente, el cultivo de bacterias y hongos viables transportados por el aire en gel de agar nutritivo ofrecen la mejor oportunidad de identificación de especies y, por lo tanto, se utilizan con mayor frecuencia. El medio de agar se incuba hasta que se desarrollan colonias a partir de las biopartículas atrapadas y se pueden contar e identificar, o se subcultivan en otros medios para un examen más detallado. Los medios de agar necesarios para las bacterias son diferentes de los de los hongos, y algunas bacterias, por ejemplo, Legionella pneumophila, solo se puede aislar en medios selectivos especiales. Para los hongos, se recomienda el uso de dos medios: un medio de uso general y un medio más selectivo para el aislamiento de hongos xerófilos. La identificación se basa en las características generales de las colonias y/o sus características microscópicas o bioquímicas, y requiere una habilidad y experiencia considerables.
La gama de métodos de muestreo disponibles ha sido adecuadamente revisada (p. ej., Flannigan 1992; Wanner et al. 1993), y aquí solo se mencionan los sistemas más utilizados. Es posible realizar una evaluación preliminar mediante la recolección pasiva de microorganismos que gravitan del aire en placas de Petri abiertas que contienen medio de agar. Los resultados obtenidos con estas placas de asentamiento no son volumétricos, se ven fuertemente afectados por la turbulencia atmosférica y favorecen la recolección de esporas grandes (pesadas) o grupos de esporas/células. Por lo tanto, es preferible utilizar un muestreador de aire volumétrico. Los muestreadores de impacto en los que las partículas suspendidas en el aire impactan sobre una superficie de agar son ampliamente utilizados. El aire se extrae a través de una hendidura sobre una placa de agar giratoria (muestreador de impacto de tipo hendidura) o a través de un disco perforado sobre la placa de agar (muestreador de impacto de tipo tamiz). Aunque los muestreadores de tamiz de una sola etapa se usan ampliamente, algunos investigadores prefieren el muestreador Andersen de seis etapas. A medida que el aire cae en cascada a través de orificios cada vez más finos en sus seis secciones de aluminio apiladas, las partículas se clasifican en diferentes placas de agar según su tamaño aerodinámico. Por lo tanto, el muestreador revela el tamaño de las partículas a partir de las cuales se desarrollan las colonias cuando las placas de agar se incuban posteriormente, e indica en qué parte del sistema respiratorio es más probable que se depositen los diferentes organismos. Un muestreador popular que funciona con un principio diferente es el muestreador centrífugo Reuter. La aceleración centrífuga del aire aspirado por un ventilador hace que las partículas impacten a alta velocidad sobre el agar en una tira de plástico que recubre el cilindro de muestreo.
Otro enfoque para el muestreo es recolectar microorganismos en un filtro de membrana en un casete de filtro conectado a una bomba recargable de bajo volumen. Todo el conjunto puede sujetarse a un cinturón o arnés y usarse para recolectar una muestra personal durante un día normal de trabajo. Después del muestreo, pequeñas porciones de lavados del filtro y diluciones de los lavados se pueden distribuir en una variedad de medios de agar, incubar y realizar recuentos de microorganismos viables. Una alternativa al muestreador de filtro es el impactor de líquido, en el que las partículas del aire aspiradas a través de chorros capilares inciden y se acumulan en el líquido. Las porciones del líquido de recolección y las diluciones preparadas a partir de él se tratan de la misma manera que las de los muestreadores de filtro.
Una deficiencia grave en estos métodos de muestreo “viables” es que lo que evalúan son solo organismos que son realmente cultivables, y estos pueden ser solo el uno o el dos por ciento del total de esporas del aire. Sin embargo, los conteos totales (viables más no viables) se pueden realizar utilizando muestreadores de impacto en los que las partículas se recolectan en las superficies adhesivas de las varillas giratorias (muestreador de impacto de brazo giratorio) o en la cinta plástica o el portaobjetos de microscopio de vidrio de diferentes modelos de hendidura. Muestreador tipo impactación. Los recuentos se realizan bajo el microscopio, pero solo se pueden identificar relativamente pocos hongos de esta manera, a saber, aquellos que tienen esporas distintivas. El muestreo por filtración se ha mencionado en relación con la evaluación de microorganismos viables, pero también es un medio para obtener un recuento total. Se puede teñir una porción de los mismos lavados que se sembraron en medio de agar y se pueden contar los microorganismos bajo un microscopio. Los conteos totales también se pueden realizar de la misma manera a partir del fluido de recolección en impactadores líquidos.
Selección de muestreador de aire y estrategia de muestreo
La experiencia del investigador determina en gran medida qué muestreador se utiliza, pero la elección es importante tanto por razones cuantitativas como cualitativas. Por ejemplo, las placas de agar de los muestreadores de impacto de una sola etapa se “sobrecargan” con esporas mucho más fácilmente durante el muestreo que las de un muestreador de seis etapas, lo que da como resultado un crecimiento excesivo de las placas incubadas y graves errores cuantitativos y cualitativos en la evaluación de la contaminación del aire. población. La forma en que operan los diferentes muestreadores, sus tiempos de muestreo y la eficiencia con la que eliminan diferentes tamaños de partículas del aire ambiente, las extraen de la corriente de aire y las recolectan en una superficie o en un líquido difieren considerablemente. Debido a estas diferencias, no es posible hacer comparaciones válidas entre los datos obtenidos utilizando un tipo de muestreador en una investigación con los de otro tipo de muestreador en una investigación diferente.
La estrategia de muestreo, así como la elección del muestreador, es muy importante. No se puede establecer una estrategia general de muestreo; cada caso exige su propio enfoque (Wanner et al. 1993). Un problema importante es que la distribución de microorganismos en el aire interior no es uniforme, ni en el espacio ni en el tiempo. Se ve profundamente afectado por el grado de actividad en una habitación, en particular cualquier trabajo de limpieza o construcción que arroja polvo sedimentado. En consecuencia, hay fluctuaciones considerables en los números en intervalos de tiempo relativamente cortos. Además de los muestreadores de filtro y los impactadores de líquidos, que se utilizan durante varias horas, la mayoría de los muestreadores de aire se utilizan para obtener una muestra "al azar" en solo unos minutos. Por lo tanto, las muestras deben tomarse en todas las condiciones de ocupación y uso, incluidos los momentos en que los sistemas HVAC están funcionando y cuando no. Aunque un muestreo extenso puede revelar el rango de concentraciones de esporas viables que se encuentran en un ambiente interior, no es posible evaluar satisfactoriamente la exposición de las personas a los microorganismos en el ambiente. Incluso las muestras tomadas durante un día de trabajo con un muestreador de filtro personal no brindan una imagen adecuada, ya que brindan solo un valor promedio y no revelan exposiciones máximas.
Además de los efectos claramente reconocidos de alérgenos particulares, la investigación epidemiológica indica que puede haber algún factor no alérgico asociado con los hongos que afecta la salud respiratoria. Las micotoxinas producidas por especies individuales de moho pueden tener un papel importante, pero también existe la posibilidad de que esté involucrado algún factor más general. En el futuro, es probable que el enfoque general para investigar la carga fúngica en el aire interior sea: (1) evaluar qué especies alergénicas y toxicogénicas están presentes mediante el muestreo de hongos viables; y (2) para obtener una medida de la cantidad total de material fúngico al que están expuestas las personas en un ambiente de trabajo. Como se señaló anteriormente, para obtener esta última información, los conteos totales podrían realizarse durante un día hábil. Sin embargo, en un futuro próximo, los métodos que se han desarrollado recientemente para el ensayo de 1,3-β-glucano o ergosterol (Miller 1993) pueden adoptarse más ampliamente. Ambas sustancias son componentes estructurales de los hongos y, por lo tanto, dan una medida de la cantidad de material fúngico (es decir, su biomasa). Se ha informado una relación entre los niveles de 1,3-β-glucano en el aire interior y los síntomas del síndrome del edificio enfermo (Miller 1993).
Estándares y pautas
Si bien algunas organizaciones han categorizado los niveles de contaminación del aire interior y el polvo (tabla 3), debido a los problemas de muestreo del aire, ha habido una renuencia justificable a establecer estándares numéricos o valores de referencia. Se ha observado que la carga microbiana transportada por el aire en los edificios con aire acondicionado debe ser notablemente más baja que en el aire exterior, siendo menor la diferencia entre los edificios con ventilación natural y el aire exterior. La ACGIH (1989) recomienda que se utilice el orden de clasificación de las especies de hongos en el aire interior y exterior para interpretar los datos de muestreo del aire. La presencia o preponderancia de algunos mohos en el aire interior, pero no en el exterior, puede identificar un problema en el interior de un edificio. Por ejemplo, la abundancia en el aire interior de mohos hidrófilos como stachybotrys atrapar casi invariablemente indica un sitio de amplificación muy húmedo dentro de un edificio.
Tabla 3. Niveles observados de microorganismos en el aire y el polvo de ambientes interiores no industriales
Categoría de |
UFCa por metro de aire |
Hongos como UFC/g |
|
Las bacterias |
Los hongos |
||
Muy bajo |
<50 |
<25 |
<10,000 |
Baja |
<100 |
<100 |
<20,000 |
Intermedio |
<500 |
<500 |
<50,000 |
Alta |
<2,000 |
<2,000 |
<120,000 |
Muy alto |
> 2,000 |
> 2,000 |
> 120,000 |
a UFC, unidades formadoras de colonias.
Fuente: adaptado de Wanner et al. 1993.
Aunque organismos influyentes como el Comité de Bioaerosoles de ACGIH no han establecido pautas numéricas, una guía canadiense sobre edificios de oficinas (Nathanson 1993), basada en unos cinco años de investigación de alrededor de 50 edificios del gobierno federal con aire acondicionado, incluye algunas pautas sobre números. Entre los principales puntos señalados se encuentran los siguientes:
Estos valores numéricos se basan en muestras de aire de cuatro minutos recolectadas con un muestreador centrífugo Reuter. Debe enfatizarse que no pueden traducirse a otros procedimientos de muestreo, otros tipos de edificios u otras regiones climáticas/geográficas. Lo que es la norma o es aceptable solo puede basarse en investigaciones exhaustivas de una variedad de edificios en una región particular utilizando procedimientos bien definidos. No se pueden establecer valores límite de umbral para la exposición a mohos en general oa especies particulares.
Control de Microorganismos en Ambientes Interiores
El determinante clave del crecimiento microbiano y la producción de células y esporas que pueden convertirse en aerosoles en ambientes interiores es el agua, y se debe lograr el control reduciendo la disponibilidad de humedad, en lugar de usar biocidas. El control implica el mantenimiento y la reparación adecuados de un edificio, incluido el secado rápido y la eliminación de las causas de daños por fugas/inundaciones (Morey 1993a). Aunque el mantenimiento de la humedad relativa de las habitaciones a un nivel inferior al 70 % suele citarse como medida de control, esto sólo es eficaz si la temperatura de las paredes y otras superficies es cercana a la temperatura del aire. En la superficie de paredes mal aisladas, la temperatura puede estar por debajo del punto de rocío, con el resultado de que se desarrolla condensación y crecen hongos hidrofílicos e incluso bacterias (Flannigan 1993). Una situación similar puede surgir en climas tropicales o subtropicales húmedos donde la humedad del aire que penetra en la envolvente de un edificio con aire acondicionado se condensa en la superficie interior más fría (Morey 1993b). En tales casos, el control radica en el diseño y uso correcto del aislamiento y las barreras de vapor. Junto con medidas rigurosas de control de la humedad, los programas de mantenimiento y limpieza deben garantizar la eliminación del polvo y otros detritos que aportan nutrientes para el crecimiento y también actúan como reservorios de microorganismos.
En los sistemas HVAC (Nathanson 1993), se debe evitar la acumulación de agua estancada, por ejemplo, en las bandejas de drenaje o debajo de los serpentines de enfriamiento. Cuando los aerosoles, las mechas o los tanques de agua caliente son parte integral de la humidificación en los sistemas HVAC, es necesario realizar una limpieza y desinfección regulares para limitar el crecimiento microbiano. Es probable que la humidificación con vapor seco reduzca en gran medida el riesgo de crecimiento microbiano. Como los filtros pueden acumular suciedad y humedad y, por lo tanto, proporcionar sitios de amplificación para el crecimiento microbiano, deben reemplazarse periódicamente. Los microorganismos también pueden crecer en el aislamiento acústico poroso que se usa para revestir los conductos si se humedece. La solución a este problema es aplicar dicho aislamiento al exterior en lugar del interior; las superficies internas deben ser lisas y no deben proporcionar un entorno propicio para el crecimiento. Tales medidas generales de control controlarán el crecimiento de Legionella en los sistemas HVAC, pero se han recomendado características adicionales, como la instalación de un filtro de partículas de aire de alta eficiencia (HEPA) en la entrada (Feeley 1988). Además, los sistemas de agua deben garantizar que el agua caliente se caliente uniformemente a 60 °C, que no haya áreas en las que el agua se estanque y que ningún accesorio contenga materiales que promuevan el crecimiento de Legionella.
Cuando los controles han sido inadecuados y se produce el crecimiento de moho, es necesaria una acción correctiva. Es esencial eliminar y desechar todos los materiales orgánicos porosos, como alfombras y otros muebles blandos, tejas y aislamiento, sobre y en los que haya crecimiento. Las superficies lisas deben lavarse con lejía de hipoclorito de sodio o un desinfectante adecuado. Los biocidas que se pueden aerosolizar no deben usarse en los sistemas HVAC operativos.
Durante la remediación, siempre se debe tener cuidado de que los microorganismos sobre o dentro de los materiales contaminados no se aerosolicen. En los casos en que se traten grandes áreas de crecimiento de moho (diez metros cuadrados o más), puede ser necesario contener el peligro potencial, manteniendo una presión negativa en el área de contención durante la remediación y teniendo áreas de descontaminación/esclusas de aire entre el área contenida y el resto del edificio (Morey 1993a, 1993b; New York City Department of Health 1993). Los polvos presentes antes o generados durante la eliminación del material contaminado en contenedores sellados deben recolectarse utilizando una aspiradora con filtro HEPA. A lo largo de las operaciones, el personal especializado en remediación debe usar protección respiratoria HEPA que cubra toda la cara y ropa, calzado y guantes protectores desechables (Departamento de Salud de la Ciudad de Nueva York 1993). Cuando se trate de áreas más pequeñas de crecimiento de moho, se puede contratar personal de mantenimiento regular después de la capacitación adecuada. En tales casos, no se considera necesaria la contención, pero el personal debe usar protección respiratoria completa y guantes. En todos los casos, tanto los ocupantes habituales como el personal que se empleará en la remediación deben ser conscientes del peligro. Estos últimos no deben tener asma, alergia o trastornos inmunosupresores preexistentes (Departamento de Salud de la Ciudad de Nueva York 1993).
Criterios para el Establecimiento
El establecimiento de guías y estándares específicos para el aire interior es producto de políticas proactivas en este campo por parte de los organismos responsables de su establecimiento y de mantener la calidad del aire interior en niveles aceptables. En la práctica, las tareas se dividen y comparten entre muchas entidades responsables de controlar la contaminación, mantener la salud, garantizar la seguridad de los productos, velar por la higiene laboral y regular la edificación y la construcción.
El establecimiento de un reglamento tiene por objeto limitar o reducir los niveles de contaminación del aire interior. Este objetivo se puede lograr controlando las fuentes de contaminación existentes, diluyendo el aire interior con aire exterior y comprobando la calidad del aire disponible. Esto requiere el establecimiento de límites máximos específicos para los contaminantes que se encuentran en el aire interior.
La concentración de cualquier contaminante dado en el aire interior sigue un modelo de masa equilibrada expresado en la siguiente ecuación:
dónde:
Ci = la concentración del contaminante en el aire interior (mg/m3);
Q = la tasa de emisión (mg/h);
V = el volumen del espacio interior (m3);
Co = la concentración del contaminante en el aire exterior (mg/m3);
n = la tasa de ventilación por hora;
a = la tasa de descomposición del contaminante por hora.
Generalmente se observa que—en condiciones estáticas—la concentración de contaminantes presentes dependerá en parte de la cantidad del compuesto liberado al aire desde la fuente de contaminación y su concentración en el aire exterior, y de los diferentes mecanismos por los cuales el contaminante es removido. Los mecanismos de eliminación incluyen la dilución del contaminante y su “desaparición” con el tiempo. Todas las reglamentaciones, recomendaciones, directrices y normas que se establezcan para reducir la contaminación deben tener en cuenta estas posibilidades.
Control de las Fuentes de Contaminación
Una de las formas más efectivas de reducir los niveles de concentración de un contaminante en el aire interior es controlar las fuentes de contaminación dentro del edificio. Esto incluye los materiales utilizados para la construcción y la decoración, las actividades dentro del edificio y los propios ocupantes.
Si se considera necesario regular las emisiones que se deben a los materiales de construcción utilizados, existen normas que limitan directamente el contenido en estos materiales de compuestos para los que se han demostrado efectos nocivos para la salud. Algunos de estos compuestos son considerados cancerígenos, como el formaldehído, el benceno, algunos pesticidas, el asbesto, la fibra de vidrio y otros. Otra vía es regular las emisiones mediante el establecimiento de estándares de emisión.
Esta posibilidad presenta muchas dificultades prácticas, entre las que destacan la falta de acuerdo sobre cómo medir estas emisiones, el desconocimiento de sus efectos sobre la salud y el confort de los ocupantes del edificio y las dificultades inherentes a la identificación y cuantificando los cientos de compuestos emitidos por los materiales en cuestión. Una forma de establecer estándares de emisión es partir de un nivel aceptable de concentración del contaminante y calcular una tasa de emisión que tenga en cuenta las condiciones ambientales: temperatura, humedad relativa, tasa de intercambio de aire, factor de carga, etc. —que sean representativos de la forma en que se utiliza realmente el producto. La principal crítica que se le hace a esta metodología es que más de un producto puede generar el mismo compuesto contaminante. Los estándares de emisión se obtienen a partir de lecturas realizadas en atmósferas controladas donde las condiciones están perfectamente definidas. Existen guías publicadas para Europa (COST 613 1989 y 1991) y para Estados Unidos (ASTM 1989). Las críticas que se suelen dirigir contra ellos se basan en: (1) el hecho de que es difícil obtener datos comparativos y (2) los problemas que surgen cuando un espacio interior tiene fuentes intermitentes de contaminación.
En cuanto a las actividades que pueden tener lugar en un edificio, la mayor atención se centra en el mantenimiento del edificio. En estas actividades el control puede establecerse en forma de reglamentos sobre el desempeño de determinadas funciones, como recomendaciones relativas a la aplicación de plaguicidas o la reducción de la exposición al plomo o al amianto cuando se renueva o demuele un edificio.
Debido a que el humo del tabaco, atribuible a los ocupantes de un edificio, es a menudo una causa de contaminación del aire interior, merece un tratamiento aparte. Muchos países tienen leyes, a nivel estatal, que prohíben fumar en ciertos tipos de espacios públicos como restaurantes y teatros, pero son muy comunes otros arreglos por los cuales se permite fumar en ciertas partes especialmente designadas de un edificio determinado.
Cuando se prohíbe el uso de ciertos productos o materiales, estas prohibiciones se basan en sus presuntos efectos nocivos para la salud, que están más o menos bien documentados para los niveles normalmente presentes en el aire interior. Otra dificultad que surge es que muchas veces no hay suficiente información o conocimiento sobre las propiedades de los productos que podrían usarse en su lugar.
Eliminación del Contaminante
Hay ocasiones en las que no es posible evitar las emisiones de determinadas fuentes de contaminación, como es el caso, por ejemplo, cuando las emisiones son debidas a los ocupantes del edificio. Estas emisiones incluyen dióxido de carbono y bioefluentes, la presencia de materiales con propiedades que no están controladas de ninguna manera o la realización de tareas cotidianas. En estos casos, una forma de reducir los niveles de contaminación es con sistemas de ventilación y otros medios utilizados para limpiar el aire interior.
La ventilación es una de las opciones en las que más se confía para reducir la concentración de contaminantes en los espacios interiores. Sin embargo, la necesidad de ahorrar también energía exige que la entrada de aire exterior para renovar el aire interior sea lo más económica posible. Existen normas al respecto que especifican tasas mínimas de ventilación, en función de la renovación del volumen de aire interior por hora con aire exterior, o que fijan un aporte mínimo de aire por ocupante o unidad de espacio, o que tienen en cuenta la concentración de dióxido de carbono considerando las diferencias entre espacios con fumadores y sin fumadores. En el caso de edificios con ventilación natural, también se han establecido requisitos mínimos para diferentes partes de un edificio, como las ventanas.
Entre las referencias más citadas por la mayoría de las normas existentes, tanto nacionales como internacionales, aunque no sea legalmente vinculante, se encuentran las normas publicadas por la Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE). Fueron formulados para ayudar a los profesionales del aire acondicionado en el diseño de sus instalaciones. En la norma ASHRAE 62-1989 (ASHRAE 1989), se especifican las cantidades mínimas de aire necesarias para ventilar un edificio, así como la calidad aceptable del aire interior requerido para sus ocupantes a fin de prevenir efectos adversos para la salud. Para el dióxido de carbono (compuesto que la mayoría de los autores no consideran contaminante dado su origen humano, pero que se utiliza como indicador de la calidad del aire interior para establecer el buen funcionamiento de los sistemas de ventilación) esta norma recomienda un límite de 1,000 ppm en para satisfacer criterios de comodidad (olor). Esta norma también especifica la calidad del aire exterior necesaria para la renovación del aire interior.
En los casos en que la fuente de contaminación, ya sea interior o exterior, no sea fácil de controlar y se deba utilizar equipos para eliminarla del medio ambiente, existen normas para garantizar su eficacia, como las que establecen métodos específicos para comprobar la rendimiento de un determinado tipo de filtro.
Extrapolación de Normas de Higiene Ocupacional a Normas de Calidad del Aire Interior
Es posible establecer diferentes tipos de valores de referencia aplicables al aire interior en función del tipo de población que se quiere proteger. Estos valores se pueden basar en estándares de calidad para el aire ambiente, en valores específicos para determinados contaminantes (como dióxido de carbono, monóxido de carbono, formaldehído, compuestos orgánicos volátiles, radón, etc.), o se pueden basar en los estándares empleados habitualmente en higiene ocupacional. . Estos últimos son valores formulados exclusivamente para aplicaciones en entornos industriales. Están diseñados, en primer lugar, para proteger a los trabajadores de los efectos agudos de los contaminantes, como la irritación de las mucosas o de las vías respiratorias superiores, o para prevenir intoxicaciones con efectos sistémicos. Debido a esta posibilidad, muchos autores, cuando se trata de ambiente interior, utilizan como referencia los valores límite de exposición para ambientes industriales establecidos por la Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH) de los Estados Unidos. Estos límites se denominan valores límite de umbral (TLVs), e incluyen valores límite para jornadas laborales de ocho horas y semanas laborales de 40 horas.
Se aplican relaciones numéricas para adaptar los TLV a las condiciones del ambiente interior de un edificio, y los valores se reducen comúnmente en un factor de dos, diez o incluso cien, según el tipo de efectos sobre la salud involucrados y el tipo. de población afectada. Las razones aducidas para reducir los valores de TLV cuando se aplican a exposiciones de este tipo incluyen el hecho de que en entornos no industriales el personal está expuesto simultáneamente a bajas concentraciones de varias sustancias químicas normalmente desconocidas que son capaces de actuar sinérgicamente de manera que no se puede controlar fácilmente. En general se acepta, por otro lado, que en entornos industriales el número de sustancias peligrosas que es necesario controlar es conocido, y muchas veces limitado, aunque las concentraciones suelen ser mucho más altas.
Además, en muchos países se monitorean situaciones industriales para asegurar el cumplimiento de los valores de referencia establecidos, algo que no se hace en entornos no industriales. Por lo tanto, es posible que en entornos no industriales, el uso ocasional de algunos productos pueda producir concentraciones elevadas de uno o varios compuestos, sin ningún control ambiental y sin forma de revelar los niveles de exposición que se han producido. Por otro lado, los riesgos inherentes a una actividad industrial son conocidos o deberían serlo y, por tanto, se establecen medidas para su reducción o seguimiento. Los trabajadores afectados están informados y disponen de medios para reducir el riesgo y protegerse. Por otra parte, los trabajadores de la industria suelen ser adultos con buena salud y en condiciones físicas aceptables, mientras que la población de ambientes cerrados presenta, en general, una gama más amplia de estados de salud. El trabajo normal en una oficina, por ejemplo, puede ser realizado por personas con limitaciones físicas o personas susceptibles a reacciones alérgicas que no podrían trabajar en determinados entornos industriales. Un caso extremo de esta línea de razonamiento se aplicaría al uso de un edificio como vivienda familiar. Finalmente, como se señaló anteriormente, los TLV, al igual que otros estándares ocupacionales, se basan en exposiciones de ocho horas al día, 40 horas a la semana. Esto representa menos de una cuarta parte del tiempo que una persona estaría expuesta si permaneciera continuamente en el mismo ambiente o si estuviera expuesta a alguna sustancia durante las 168 horas completas de una semana. Además, los valores de referencia se basan en estudios que incluyen exposiciones semanales y que tienen en cuenta tiempos de no exposición (entre exposiciones) de 16 horas diarias y 64 horas los fines de semana, lo que hace que sea muy difícil hacer extrapolaciones sobre la fuerza de estos datos.
La conclusión a la que llega la mayoría de los autores es que para utilizar las normas de higiene industrial del aire interior, los valores de referencia deben incluir un margen de error muy amplio. Por ello, la Norma ASHRAE 62-1989 sugiere una concentración de una décima parte del valor TLV recomendado por la ACGIH para ambientes industriales para aquellos contaminantes químicos que no tengan sus propios valores de referencia establecidos.
En cuanto a los contaminantes biológicos, no existen criterios técnicos para su evaluación que pudieran ser aplicables a ambientes industriales o espacios interiores, como es el caso de los TLVs de la ACGIH para contaminantes químicos. Esto podría deberse a la naturaleza de los contaminantes biológicos, que presentan una gran variabilidad de características que dificultan establecer criterios para su evaluación que sean generalizados y validados para una determinada situación. Estas características incluyen la capacidad reproductiva del organismo en cuestión, el hecho de que una misma especie microbiana pueda tener diversos grados de patogenicidad o el hecho de que alteraciones en factores ambientales como la temperatura y la humedad pueden afectar su presencia en un ambiente dado. No obstante, a pesar de estas dificultades, el Comité de Bioaerosoles de la ACGIH ha desarrollado unas directrices para evaluar estos agentes biológicos en ambientes interiores: Directrices para la evaluación de bioaerosoles en el ambiente interior (1989). Los protocolos estándar que se recomiendan en estas pautas establecen sistemas y estrategias de muestreo, procedimientos analíticos, interpretación de datos y recomendaciones para medidas correctivas. Se pueden utilizar cuando la información médica o clínica indique la existencia de enfermedades como fiebre del humidificador, neumonitis por hipersensibilidad o alergias relacionadas con contaminantes biológicos. Estas pautas se pueden aplicar cuando se necesita tomar muestras para documentar la contribución relativa de las fuentes de bioaerosoles ya identificadas o para validar una hipótesis médica. Se debe realizar un muestreo para confirmar las fuentes potenciales, pero no se recomienda el muestreo rutinario del aire para detectar bioaerosoles.
Pautas y estándares existentes
Diferentes organismos internacionales como la Organización Mundial de la Salud (OMS) y el International Council of Building Research (CIBC), organismos privados como ASHRAE y países como Estados Unidos y Canadá, entre otros, están estableciendo guías y estándares de exposición. Por su parte, la Unión Europea (UE) a través del Parlamento Europeo, ha presentado una resolución sobre la calidad del aire en espacios interiores. Esta resolución establece la necesidad de que la Comisión Europea proponga, a la mayor brevedad, directivas específicas que incluyan:
Muchos compuestos químicos tienen olores y cualidades irritantes en concentraciones que, según los conocimientos actuales, no son peligrosas para los ocupantes de un edificio pero que pueden ser percibidas y, por lo tanto, molestas por un gran número de personas. Los valores de referencia en uso hoy en día tienden a cubrir esta posibilidad.
Dado que no se recomienda el uso de estándares de higiene laboral para el control del aire interior a menos que se tenga en cuenta una corrección, en muchos casos es mejor consultar los valores de referencia que se utilizan como pautas o estándares para la calidad del aire ambiente. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) ha establecido estándares para el aire ambiente destinados a proteger, con un margen adecuado de seguridad, la salud de la población en general (estándares primarios) e incluso su bienestar (estándares secundarios) contra cualquier efecto adverso que pueda ser pronosticado debido a un contaminante dado. Estos valores de referencia son, por tanto, útiles como guía general para establecer un estándar aceptable de calidad del aire para un espacio interior determinado, y algunas normas como ASHRAE-92 los utilizan como criterio de calidad para la renovación del aire en un edificio cerrado. La Tabla 1 muestra los valores de referencia para dióxido de azufre, monóxido de carbono, dióxido de nitrógeno, ozono, plomo y material particulado.
Tabla 1. Estándares de calidad del aire establecidos por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.
Concentración media |
|||
Contaminante |
mg/mXNUMX3 |
ppm |
Marco de tiempo para las exposiciones |
dióxido de azufre |
80a |
0.03 |
1 año (media aritmética) |
365a |
0.14 |
24 horasc |
|
1,300b |
0.5 |
3 horasc |
|
Materia particular |
150a, b |
- |
24 horasd |
50a, b |
- |
un añod (significado aritmetico) |
|
Monóxido de carbono |
10,000a |
9.0 |
8 horasc |
40,000a |
35.0 |
1 horac |
|
Ozone |
235a, b |
0.12 |
1 hora |
Dioxido de nitrogeno |
100a, b |
0.053 |
1 año (media aritmética) |
Lidera |
1.5a, b |
- |
3 meses |
a Estándar primario. b Estándar secundario. c Valor máximo que no debe superarse más de una vez al año. d Medido como partículas de diámetro ≤10 μm. Fuente: Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.. Nacional Primario y Secundario Ambiente Normas de calidad del aire. Código de Regulaciones Federales, Título 40, Parte 50 (julio de 1990).
Por su parte, la OMS ha establecido directrices destinadas a proporcionar una línea de base para proteger la salud pública de los efectos adversos debidos a la contaminación del aire y eliminar o reducir al mínimo aquellos contaminantes del aire que se sabe o se sospecha que son peligrosos para la salud y el bienestar humanos (WHO 1987). Estas pautas no hacen distinciones en cuanto al tipo de exposición que tratan y, por lo tanto, cubren las exposiciones debidas al aire exterior, así como las exposiciones que pueden ocurrir en espacios interiores. En las tablas 2 y 3 se muestran los valores propuestos por la OMS (1987) para las sustancias no cancerígenas, así como las diferencias entre las que provocan efectos en la salud y las que provocan molestias sensoriales.
Tabla 2. Valores de referencia de la OMS para algunas sustancias en el aire en función de los efectos conocidos sobre la salud humana distintos del cáncer o la molestia de los olores.a
Contaminante |
Valor guía (tiempo- |
Duración de exposición |
Compuestos orgánicos |
||
Disulfuro de carbono |
100 μg/m3 |
24 horas |
1,2-Dicloroetano |
0.7 μg/m3 |
24 horas |
Formaldehído |
100 μg/m3 |
30 minutos |
Cloruro de metileno |
3 μg/m3 |
24 horas |
Estireno |
800 μg/m3 |
24 horas |
tetracloroetileno |
5 μg/m3 |
24 horas |
tolueno |
8 μg/m3 |
24 horas |
Tricloroetileno |
1 μg/m3 |
24 horas |
Compuestos inorgánicos |
||
Cadmio |
1-5 ng/mXNUMX3 |
1 año (zonas rurales) |
Monóxido de carbono |
100 μg/m3 c |
15 minutos |
Sulfuro de hidrógeno |
150 μg/m3 |
24 horas |
Lidera |
0.5-1.0 μg/m3 |
un año |
Magnesio |
1 μg/m3 |
1 hora |
Mercurio |
1 μg/m3 b |
1 hora |
Dioxido de nitrogeno |
400 μg/m3 |
1 hora |
Ozone |
150-200 μg/m3 |
1 hora |
dióxido de azufre |
500 μg/m3 |
10 minutos |
Vanadio |
1 μg/m3 |
24 horas |
a La información de esta tabla debe usarse junto con los fundamentos proporcionados en la publicación original.
b Este valor se refiere únicamente al aire interior.
c La exposición a esta concentración no debe exceder el tiempo indicado y no debe repetirse dentro de las 8 horas. Fuente: OMS 1987.
Tabla 3. Valores de referencia de la OMS para algunas sustancias no cancerígenas en el aire, basados en efectos sensoriales o reacciones de molestia durante un promedio de 30 minutos
Contaminante |
Umbral de olor |
||
Detección |
Reconocimiento |
Valor orientativo |
|
Carbono |
|
|
|
Hidrógeno |
|
|
|
Estireno |
70 μg/m3 |
210-280 μg/m3 |
70 μg/m3 |
tetracoloro- |
|
|
|
tolueno |
1 mg/mXNUMX3 |
10 mg/mXNUMX3 |
1 mg/mXNUMX3 |
b En la fabricación de la viscosa se acompaña de otras sustancias olorosas como el sulfuro de hidrógeno y el sulfuro de carbonilo. Fuente: OMS 1987.
Para las sustancias cancerígenas, la EPA ha establecido el concepto de unidades de riesgo. Estas unidades representan un factor utilizado para calcular el aumento en la probabilidad de que un sujeto humano contraiga cáncer debido a una exposición de por vida a una sustancia cancerígena en el aire a una concentración de 1 μg/m3. Este concepto es aplicable a sustancias que pueden estar presentes en el aire interior, como metales como arsénico, cromo VI y níquel; compuestos orgánicos como benceno, acrilonitrilo e hidrocarburos aromáticos policíclicos; o material particulado, incluido el asbesto.
En el caso concreto del radón, la Tabla 20 muestra los valores de referencia y las recomendaciones de diferentes organismos. Por lo tanto, la EPA recomienda una serie de intervenciones graduales cuando los niveles en el aire interior superan los 4 pCi/l (150 Bq/m3), estableciendo los plazos para la reducción de dichos niveles. La UE, basándose en un informe presentado en 1987 por un grupo de trabajo de la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP), recomienda una concentración media anual de gas radón, distinguiendo entre edificios existentes y de nueva construcción. Por su parte, la OMS realiza sus recomendaciones teniendo en cuenta la exposición a los productos de descomposición del radón, expresada como concentración de equilibrio equivalente de radón (EER) y teniendo en cuenta un aumento del riesgo de contraer cáncer entre 0.7 x 10-4 y 2.1 x 10-4 para una exposición de por vida de 1 Bq/m3 REE.
Tabla 4. Valores de referencia para el radón según tres organizaciones
Organización/Empresa |
Concentración |
Recomendación |
Aplicaciones Medioambientales |
4-20 pCi/l |
Reducir el nivel en años |
Unión Europea |
>400 Bq/m3 a, b >400 Bq/m3 a |
Reducir el nivel Reducir el nivel |
Salud mundial |
>100 Bq/m3 EERc |
Reducir el nivel |
a Concentración media anual de gas radón.
b Equivalente a una dosis de 20 mSv/año.
c Porcentaje anual.
Finalmente, debe recordarse que los valores de referencia se establecen, en general, en función de los efectos conocidos que las sustancias individuales tienen sobre la salud. Si bien esto a menudo puede representar un trabajo arduo en el caso de analizar el aire interior, no tiene en cuenta los posibles efectos sinérgicos de ciertas sustancias. Estos incluyen, por ejemplo, compuestos orgánicos volátiles (COV). Algunos autores han sugerido la posibilidad de definir niveles totales de concentración de compuestos orgánicos volátiles (TVOCs) a los que los ocupantes de un edificio pueden comenzar a reaccionar. Una de las principales dificultades es que, desde el punto de vista del análisis, la definición de TVOC aún no ha sido resuelta a satisfacción de todos.
En la práctica, el futuro establecimiento de valores de referencia en el campo relativamente nuevo de la calidad del aire interior estará influenciado por el desarrollo de políticas ambientales. Esto dependerá de los avances en el conocimiento de los efectos de los contaminantes y de las mejoras en las técnicas analíticas que puedan ayudarnos a determinar estos valores.
Las personas en entornos urbanos pasan entre el 80 y el 90% de su tiempo en espacios interiores mientras realizan actividades sedentarias, tanto en el trabajo como en el tiempo libre. (Ver figura 1).
Figura 1. Los habitantes urbanos pasan del 80 al 90 % de su tiempo en interiores
Este hecho llevó a la creación dentro de estos espacios interiores de ambientes más confortables y homogéneos que los que se encuentran al aire libre con sus condiciones climáticas cambiantes. Para que esto fuera posible, el aire dentro de estos espacios tuvo que ser acondicionado, calentándose durante la estación fría y enfriándose durante la estación cálida.
Para que la climatización fuera eficiente y rentable era necesario controlar el aire que entraba en los edificios desde el exterior, del que no se podía esperar que tuviera las características térmicas deseadas. El resultado fueron edificios cada vez más herméticos y un control más estricto de la cantidad de aire ambiental que se utilizaba para renovar el aire interior estancado.
La crisis energética de principios de la década de 1970, y la consiguiente necesidad de ahorrar energía, representó otro estado de cosas, a menudo responsable de reducciones drásticas en el volumen de aire ambiental utilizado para renovación y ventilación. Lo que se hacía comúnmente entonces era reciclar el aire dentro de un edificio muchas veces. Esto se hizo, por supuesto, con el objetivo de reducir el costo del aire acondicionado. Pero algo más empezó a ocurrir: el número de quejas, molestias y/o problemas de salud de los ocupantes de estos edificios aumentó considerablemente. Esto, a su vez, incrementó los costos sociales y económicos por el ausentismo y llevó a los especialistas a estudiar el origen de quejas que, hasta entonces, se pensaban independientes de la contaminación.
No es complicado explicar qué ha provocado la aparición de las quejas: los edificios se construyen cada vez de forma más hermética, se reduce el volumen de aire suministrado para la ventilación, se utilizan más materiales y productos para el aislamiento térmico de los edificios, el número de productos químicos y los materiales sintéticos empleados se multiplican y diversifican y se pierde progresivamente el control individual del entorno. El resultado es un ambiente interior cada vez más contaminado.
Los ocupantes de edificios con ambientes degradados reaccionan entonces, en su mayoría, expresando quejas sobre aspectos de su entorno y presentando síntomas clínicos. Los síntomas más comunes son los siguientes: irritación de las mucosas (ojos, nariz y garganta), dolores de cabeza, dificultad para respirar, mayor incidencia de resfriados, alergias, etc.
Cuando llega el momento de definir las posibles causas que desencadenan estas quejas, la aparente sencillez de la tarea da paso de hecho a una situación muy compleja en la que se intenta establecer la relación de causa y efecto. En este caso hay que fijarse en todos los factores (ambientales o de otro origen) que pueden estar implicados en las dolencias o los problemas de salud que han aparecido.
La conclusión, después de muchos años de estudiar este problema, es que estos problemas tienen múltiples orígenes. Las excepciones son aquellos casos en los que la relación de causa y efecto ha sido claramente establecida, como en el caso del brote de la enfermedad del legionario, por ejemplo, o los problemas de irritación o de aumento de la sensibilidad debido a la exposición al formaldehído.
El fenómeno recibe el nombre de El síndrome del edificio enfermo, y se define como aquellos síntomas que afectan a los ocupantes de un edificio en los que las quejas por malestar son más frecuentes de lo que razonablemente cabría esperar.
La Tabla 1 muestra algunos ejemplos de contaminantes y las fuentes de emisión más comunes que pueden estar asociadas con una caída en la calidad del aire interior.
Además de la calidad del aire interior, que se ve afectada por contaminantes químicos y biológicos, el síndrome del edificio enfermo se atribuye a muchos otros factores. Algunos son físicos, como el calor, el ruido y la iluminación; algunos son psicosociales, entre los que destacan la forma en que se organiza el trabajo, las relaciones laborales, el ritmo de trabajo y la carga de trabajo.
Tabla 1. Los contaminantes interiores más comunes y sus fuentes
Planta |
Fuentes de emisión |
Contaminante |
Exteriores |
Fuentes fijas |
|
Sitios industriales, producción de energía. |
Dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, ozono, partículas, monóxido de carbono, compuestos orgánicos |
|
Vehículos motores |
Monóxido de carbono, plomo, óxidos de nitrógeno |
|
Suelo |
Radón, microorganismos |
|
De Interior |
Materiales de construcción |
|
piedra, hormigón |
Radón |
|
Compuestos de madera, chapa |
formaldehído, compuestos orgánicos |
|
Aislamiento |
formaldehído, fibra de vidrio |
|
Retardantes de fuego |
Amianto |
|
Pintar |
Compuestos orgánicos, plomo |
|
Equipos e instalaciones |
||
Sistemas de calefacción, cocinas. |
Monóxido y dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno, compuestos orgánicos, partículas |
|
Fotocopiadoras |
Ozone |
|
Sistema de ventilación |
fibras, microorganismos |
|
Ocupantes |
||
Actividad metabólica |
Dióxido de carbono, vapor de agua, olores |
|
Actividad biológica |
Microorganismos |
|
Actividad humana |
||
Fumar |
Monóxido de carbono, otros compuestos, partículas |
|
Ambientadores |
Fluorocarbonos, olores |
|
Limpieza |
Compuestos orgánicos, olores. |
|
Ocio, actividades artísticas |
Compuestos orgánicos, olores. |
El aire interior juega un papel muy importante en el síndrome del edificio enfermo, por lo que controlar su calidad puede ayudar, en la mayoría de los casos, a corregir o ayudar a mejorar las condiciones que conducen a la aparición del síndrome. Sin embargo, debe recordarse que la calidad del aire no es el único factor que debe considerarse al evaluar los ambientes interiores.
Medidas para el Control de Ambientes Interiores
La experiencia demuestra que la mayoría de los problemas que ocurren en ambientes interiores son el resultado de decisiones tomadas durante el diseño y construcción de un edificio. Aunque estos problemas pueden solucionarse posteriormente mediante la adopción de medidas correctoras, cabe señalar que prevenir y corregir las deficiencias durante el diseño del edificio es más eficaz y rentable.
La gran variedad de posibles fuentes de contaminación determina la multiplicidad de acciones correctivas que se pueden tomar para controlarlas. El diseño de un edificio puede involucrar a profesionales de diversos campos, como arquitectos, ingenieros, diseñadores de interiores y otros. Por lo tanto, es importante en esta etapa tener en cuenta los diferentes factores que pueden contribuir a eliminar o minimizar los posibles problemas futuros que puedan surgir debido a la mala calidad del aire. Los factores que se deben considerar son
Selección de un sitio de construcción
La contaminación del aire puede tener su origen en fuentes cercanas o alejadas del sitio elegido. Este tipo de contaminación incluye, en su mayor parte, gases orgánicos e inorgánicos que resultan de la combustión, ya sea de vehículos automotores, plantas industriales o plantas eléctricas cercanas al sitio, y partículas suspendidas en el aire de diversos orígenes.
La contaminación que se encuentra en el suelo incluye compuestos gaseosos de materia orgánica enterrada y radón. Estos contaminantes pueden penetrar en la edificación a través de grietas en los materiales de construcción que están en contacto con el suelo o por migración a través de materiales semipermeables.
Cuando la construcción de un edificio se encuentra en las etapas de planificación, se deben evaluar los diferentes sitios posibles. Se debe elegir el mejor sitio, teniendo en cuenta estos hechos e información:
Por otra parte, las fuentes locales de contaminación deben controlarse mediante diversas técnicas específicas, como el drenaje o la limpieza del suelo, la despresurización del suelo o el uso de deflectores arquitectónicos o escénicos.
Diseño arquitectonico
La integridad de un edificio ha sido, durante siglos, un mandato fundamental a la hora de planificar y diseñar un nuevo edificio. Para ello se ha tenido en cuenta, hoy como ayer, la capacidad de los materiales para soportar la degradación por la humedad, los cambios de temperatura, el movimiento del aire, las radiaciones, el ataque de agentes químicos y biológicos o los desastres naturales.
El hecho de que los factores antes mencionados deban ser considerados al emprender cualquier proyecto arquitectónico no es un problema en el contexto actual: además, el proyecto debe implementar las decisiones correctas con respecto a la integridad y el bienestar de los ocupantes. Durante esta fase del proyecto se deben tomar decisiones sobre aspectos como el diseño de espacios interiores, la selección de materiales, la ubicación de actividades que podrían ser fuentes potenciales de contaminación, las aberturas del edificio hacia el exterior, las ventanas y el sistema de ventilación.
Aberturas de edificios
Las medidas efectivas de control durante el diseño del edificio consisten en planificar la ubicación y orientación de estas aberturas con miras a minimizar la cantidad de contaminación que puede ingresar al edificio desde fuentes de contaminación previamente detectadas. Deben tenerse en cuenta las siguientes consideraciones:
Figura 2. Penetración de la contaminación desde el exterior
Windows
Durante los últimos años se ha invertido la tendencia observada en los años 1970 y 1980, y ahora se tiende a incluir ventanas funcionales en los nuevos proyectos arquitectónicos. Esto confiere varias ventajas. Uno de ellos es la capacidad de proporcionar ventilación suplementaria en aquellas áreas (se espera que sean pocas) que lo necesiten, suponiendo que el sistema de ventilación tenga sensores en esas áreas para evitar desequilibrios. Debe tenerse en cuenta que la capacidad de abrir una ventana no siempre garantiza que entre aire fresco en un edificio; si el sistema de ventilación está presurizado, abrir una ventana no proporcionará ventilación adicional. Otras ventajas son de carácter claramente psicosocial, permitiendo a los ocupantes un cierto grado de control individual sobre su entorno y acceso directo y visual al exterior.
Protección contra la humedad
Los principales medios de control consisten en reducir la humedad en los cimientos del edificio, donde los microorganismos, especialmente los hongos, pueden propagarse y desarrollarse con frecuencia.
Deshumidificar la zona y presurizar el suelo puede evitar la aparición de agentes biológicos y también puede evitar la penetración de contaminantes químicos que puedan estar presentes en el suelo.
Sellar y controlar las áreas cerradas del edificio más susceptibles a la humedad del aire es otra medida que se debe considerar, ya que la humedad puede dañar los materiales utilizados para revestir el edificio, con el resultado de que estos materiales pueden convertirse en una fuente de contaminación microbiológica. .
Planificación de espacios interiores.
Es importante conocer durante las etapas de planificación el uso que se le dará al edificio o las actividades que se llevarán a cabo en él. Es importante sobre todo saber qué actividades pueden ser fuente de contaminación; este conocimiento se puede utilizar para limitar y controlar estas posibles fuentes de contaminación. Algunos ejemplos de actividades que pueden ser fuentes de contaminación dentro de un edificio son la preparación de alimentos, la imprenta y las artes gráficas, fumar y el uso de fotocopiadoras.
La ubicación de estas actividades en lugares específicos, separados y aislados de otras actividades, debe decidirse de tal manera que los ocupantes del edificio se vean afectados lo menos posible.
Es recomendable que estos procesos estén provistos de un sistema de extracción localizada y/o sistemas generales de ventilación con características especiales. La primera de estas medidas está destinada a controlar los contaminantes en la fuente de emisión. El segundo, aplicable cuando las fuentes son numerosas, cuando se encuentran dispersas en un espacio determinado o cuando el contaminante es extremadamente peligroso, debe cumplir con los siguientes requisitos: debe ser capaz de proporcionar volúmenes de aire nuevo adecuados a las condiciones establecidas. estándares para la actividad en cuestión, no debe reutilizar nada del aire mezclándolo con el flujo general de ventilación del edificio y debe incluir extracción de aire forzado adicional cuando sea necesario. En tales casos, el flujo de aire en estos lugares debe planificarse cuidadosamente para evitar la transferencia de contaminantes entre espacios contiguos, creando, por ejemplo, presión negativa en un espacio determinado.
A veces, el control se logra eliminando o reduciendo la presencia de contaminantes en el aire mediante filtración o limpieza química del aire. Al utilizar estas técnicas de control, se deben tener en cuenta las características físicas y químicas de los contaminantes. Los sistemas de filtración, por ejemplo, son adecuados para la eliminación de partículas del aire, siempre que la eficiencia del filtro coincida con el tamaño de las partículas que se filtran, pero permiten el paso de gases y vapores.
La eliminación de la fuente de contaminación es la forma más eficaz de controlar la contaminación en los espacios interiores. Un buen ejemplo que ilustra el punto son las restricciones y prohibiciones de fumar en el lugar de trabajo. Donde se permite fumar, generalmente se restringe a áreas especiales que están equipadas con sistemas de ventilación especiales.
Selección de materiales
Al tratar de prevenir posibles problemas de contaminación dentro de un edificio, se debe prestar atención a las características de los materiales utilizados para la construcción y decoración, el mobiliario, las actividades laborales normales que se realizarán, la forma en que se limpiará y desinfectará el edificio y la forma en que se controlarán los insectos y otras plagas. También es posible reducir los niveles de compuestos orgánicos volátiles (COV), por ejemplo, considerando solo materiales y muebles que tengan tasas conocidas de emisión de estos compuestos y seleccionando aquellos con los niveles más bajos.
Hoy en día, si bien algunos laboratorios e instituciones han realizado estudios sobre emisiones de este tipo, la información disponible sobre las tasas de emisión de contaminantes por materiales de construcción es escasa; esta escasez se ve agravada además por la gran cantidad de productos disponibles y la variabilidad que presentan en el tiempo.
A pesar de esta dificultad, algunos productores han comenzado a estudiar sus productos ya incluir, generalmente a pedido del consumidor o del profesional de la construcción, información sobre las investigaciones realizadas. Los productos están cada vez más etiquetados ambientalmente seguro, Pintura no-toxica y así sucesivamente.
Sin embargo, aún quedan muchos problemas por superar. Ejemplos de estos problemas incluyen el alto costo de los análisis necesarios tanto en tiempo como en dinero; la falta de estándares para los métodos utilizados para analizar las muestras; la complicada interpretación de los resultados obtenidos debido a la falta de conocimiento de los efectos en la salud de algunos contaminantes; y la falta de acuerdo entre los investigadores sobre si los materiales con altos niveles de emisión que emiten durante un corto período de tiempo son preferibles a los materiales con bajos niveles de emisión que emiten durante períodos de tiempo más largos.
Pero lo cierto es que en los próximos años el mercado de los materiales de construcción y decoración será más competitivo y estará sometido a una mayor presión legislativa. Esto dará como resultado la eliminación de algunos productos o su sustitución por otros productos que tienen tasas de emisión más bajas. Medidas de este tipo ya se están tomando con los adhesivos utilizados en la producción de tejido de moqueta para tapicería y se ejemplifican aún más con la eliminación de compuestos peligrosos como el mercurio y el pentaclorofenol en la producción de pintura.
Hasta que se conozca más y madure la regulación legislativa en este campo, las decisiones sobre la selección de los materiales y productos más adecuados para su uso o instalación en las nuevas edificaciones quedarán en manos de los profesionales. Aquí se describen algunas consideraciones que pueden ayudarlos a llegar a una decisión:
Sistemas de ventilación y control de climas interiores
En espacios cerrados, la ventilación es uno de los métodos más importantes para el control de la calidad del aire. Hay tantas fuentes de contaminación en estos espacios, y las características de estos contaminantes son tan variadas, que es casi imposible gestionarlos por completo en la etapa de diseño. La contaminación generada por los propios ocupantes del edificio, por las actividades que realizan y los productos que utilizan para su higiene personal, son un ejemplo de ello; en general, estas fuentes de contaminación están fuera del control del diseñador.
La ventilación es, por lo tanto, el método de control normalmente utilizado para diluir y eliminar los contaminantes de los espacios interiores contaminados; puede realizarse con aire exterior limpio o aire reciclado convenientemente purificado.
Es necesario considerar muchos puntos diferentes al diseñar un sistema de ventilación para que sirva como un método adecuado de control de la contaminación. Entre ellos están la calidad del aire exterior que se utilizará; los requerimientos especiales de ciertos contaminantes o de su fuente generadora; el mantenimiento preventivo del propio sistema de ventilación, que también debe ser considerado una posible fuente de contaminación; y la distribución del aire en el interior del edificio.
La Tabla 2 resume los puntos principales que se deben considerar en el diseño de un sistema de ventilación para el mantenimiento de ambientes interiores de calidad.
En un sistema de ventilación/aire acondicionado típico, el aire que se ha tomado del exterior y que se ha mezclado con una porción variable de aire reciclado pasa a través de diferentes sistemas de aire acondicionado, generalmente se filtra, se calienta o enfría según la estación y se humedece. o deshumidificado según sea necesario.
Tabla 2. Requisitos básicos para un sistema de ventilación por dilución
Componente del sistema |
Requisito |
Dilución por aire exterior |
Debe garantizarse un volumen mínimo de aire por ocupante por hora. |
El objetivo debe ser renovar el volumen de aire interior un mínimo de veces por hora. |
|
El volumen de aire exterior suministrado debe aumentarse en función de la intensidad de las fuentes de contaminación. |
|
Se debe garantizar la extracción directa al exterior de los espacios donde se desarrollarán actividades generadoras de contaminación. |
|
Ubicaciones de entrada de aire |
Debe evitarse colocar tomas de aire cerca de columnas de fuentes conocidas de contaminación. |
Se deben evitar las áreas cercanas al agua estancada y los aerosoles que emanan de las torres de refrigeración. |
|
Se debe evitar la entrada de cualquier animal y se debe evitar que las aves se posen o aniden cerca de las bocatomas. |
|
Ubicación de la extracción de aire |
Los respiraderos de extracción deben colocarse lo más lejos posible de las ubicaciones de entrada de aire y debe aumentarse la altura del respiradero de descarga. |
La orientación de las ventilaciones de descarga debe estar en la dirección opuesta a las campanas de entrada de aire. |
|
Filtración y limpieza |
Se deben utilizar filtros mecánicos y eléctricos para partículas. |
Se debe instalar un sistema para la eliminación química de contaminantes. |
|
Control microbiologico |
Debe evitarse poner cualquier material poroso en contacto directo con las corrientes de aire, incluidos los de los conductos de distribución. |
Se debe evitar la recolección de agua estancada donde se forma condensación en las unidades de aire acondicionado. |
|
Se debe establecer un programa de mantenimiento preventivo y programar la limpieza periódica de humidificadores y torres de refrigeración. |
|
Distribución del aire |
Se debe eliminar y prevenir la formación de zonas muertas (donde no hay ventilación) y la estratificación del aire. |
Es preferible mezclar el aire donde lo respiran los ocupantes. |
|
Se deben mantener presiones adecuadas en todos los locales en función de las actividades que se realicen en ellos. |
|
Los sistemas de propulsión y extracción de aire deben controlarse para mantener el equilibrio entre ellos. |
Una vez tratado, el aire se distribuye por conductos a todas las zonas del edificio y se entrega a través de rejillas de dispersión. Luego se mezcla en los espacios ocupados intercambiando calor y renovando la atmósfera interior antes de que finalmente sea extraído de cada lugar por los conductos de retorno.
La cantidad de aire exterior que debe usarse para diluir y eliminar los contaminantes es objeto de mucho estudio y controversia. En los últimos años ha habido cambios en los niveles recomendados de aire exterior y en los estándares de ventilación publicados, en la mayoría de los casos implicando aumentos en los volúmenes de aire exterior utilizados. A pesar de ello, se ha señalado que estas recomendaciones son insuficientes para controlar eficazmente todas las fuentes de contaminación. Esto se debe a que los estándares establecidos se basan en la ocupación y no tienen en cuenta otras fuentes importantes de contaminación, como los materiales empleados en la construcción, el mobiliario y la calidad del aire extraído del exterior.
Por lo tanto, la cantidad de ventilación requerida debe basarse en tres consideraciones fundamentales: la calidad del aire que se desea obtener, la calidad del aire exterior disponible y la carga total de contaminación en el espacio que se ventilará. Este es el punto de partida de los estudios que ha llevado a cabo el profesor PO Fanger y su equipo (Fanger 1988, 1989). Estos estudios están orientados a establecer nuevos estándares de ventilación que cumplan con los requisitos de calidad del aire y que proporcionen un nivel aceptable de confort percibido por los ocupantes.
Uno de los factores que afecta la calidad del aire en los espacios interiores es la calidad del aire exterior disponible. Las características de las fuentes exteriores de contaminación, como el tráfico vehicular y las actividades industriales o agrícolas, ponen su control fuera del alcance de los diseñadores, propietarios y ocupantes del edificio. Es en casos de este tipo que las autoridades ambientales deben asumir la responsabilidad de establecer lineamientos de protección ambiental y de velar por su cumplimiento. Sin embargo, existen muchas medidas de control que se pueden aplicar y que son útiles para reducir y eliminar la contaminación del aire.
Como se mencionó anteriormente, se debe tener especial cuidado en la ubicación y orientación de los conductos de entrada y salida de aire, con el fin de evitar que la contaminación regrese al interior del edificio o de sus instalaciones (torres de refrigeración, conductos de cocina y baño, etc.) , así como de edificios en las inmediaciones.
Cuando el aire exterior o aire reciclado se encuentra contaminado, las medidas de control recomendadas consisten en filtrarlo y limpiarlo. El método más efectivo para eliminar partículas es con precipitadores electrostáticos y filtros de retención mecánica. Estos últimos serán más eficaces cuanto más precisos estén calibrados al tamaño de las partículas a eliminar.
El uso de sistemas capaces de eliminar gases y vapores por absorción y/o adsorción química es una técnica poco utilizada en situaciones no industriales; sin embargo, es común encontrar sistemas que enmascaran el problema de la contaminación, especialmente los olores, por ejemplo, mediante el uso de ambientadores.
Otras técnicas para limpiar y mejorar la calidad del aire consisten en utilizar ionizadores y ozonizadores. La prudencia sería la mejor política en el uso de estos sistemas para conseguir mejoras en la calidad del aire hasta que se conozcan claramente sus propiedades reales y sus posibles efectos negativos sobre la salud.
Una vez que el aire ha sido tratado y enfriado o calentado, se envía a los espacios interiores. Que la distribución del aire sea aceptable o no dependerá, en gran medida, de la selección, el número y la ubicación de las rejillas de difusión.
Dadas las diferencias de opinión sobre la eficacia de los diferentes procedimientos que deben seguirse para mezclar el aire, algunos diseñadores han comenzado a utilizar, en algunas situaciones, sistemas de distribución de aire que entregan aire a nivel del suelo o en las paredes como alternativa a las rejillas de difusión. en el techo. En cualquier caso, la ubicación de los registros de retorno debe planificarse cuidadosamente para evitar cortocircuitar la entrada y salida de aire, lo que impediría que se mezcle completamente como se muestra en la figura 3.
Figura 3. Ejemplo de cómo se puede cortocircuitar la distribución de aire en espacios interiores
Dependiendo de cuán compartimentados estén los espacios de trabajo, la distribución del aire puede presentar una variedad de problemas diferentes. Por ejemplo, en espacios de trabajo abiertos donde las rejillas de difusión están en el techo, es posible que el aire de la habitación no se mezcle por completo. Este problema tiende a agravarse cuando el tipo de sistema de ventilación utilizado puede suministrar volúmenes variables de aire. Los conductos de distribución de estos sistemas están equipados con terminales que modifican la cantidad de aire suministrado a los conductos en función de los datos recibidos de los termostatos de área.
Puede surgir una dificultad cuando el aire fluye a un ritmo reducido a través de un número significativo de estos terminales, situación que surge cuando los termostatos de diferentes áreas alcanzan la temperatura deseada, y la potencia de los ventiladores que empujan el aire se reduce automáticamente. El resultado es que el flujo total de aire a través del sistema es menor, en algunos casos mucho menor, o incluso que la inmisión de aire exterior nuevo se interrumpe por completo. La colocación de sensores que controlan el flujo de aire exterior en la entrada del sistema puede garantizar que se mantenga un flujo mínimo de aire nuevo en todo momento.
Otro problema que surge regularmente es que el flujo de aire se bloquea debido a la colocación de particiones parciales o totales en el espacio de trabajo. Hay muchas maneras de corregir esta situación. Una forma es dejar un espacio abierto en el extremo inferior de los paneles que dividen los cubículos. Otras formas incluyen la instalación de ventiladores suplementarios y la colocación de las rejillas de difusión en el suelo. El uso de fancoils de inducción suplementarios ayuda a mezclar el aire y permite un control individualizado de las condiciones térmicas del espacio dado. Sin desmerecer la importancia de la calidad del aire per se y los medios para controlarlo, se debe tener en cuenta que un ambiente interior confortable se logra por el equilibrio de los diferentes elementos que lo afectan. Realizar cualquier acción, incluso una acción positiva, que afecte a uno de los elementos sin tener en cuenta al resto puede afectar el equilibrio entre ellos, dando lugar a nuevas quejas por parte de los ocupantes del edificio. Las tablas 3 y 4 muestran cómo algunas de estas acciones, destinadas a mejorar la calidad del aire interior, provocan el fallo de otros elementos de la ecuación, por lo que ajustar el entorno de trabajo puede tener repercusiones en la calidad del aire interior.
Tabla 3. Medidas de control de la calidad del aire interior y sus efectos en los ambientes interiores
la columna Acción |
Efecto |
Ambiente termal |
|
Aumento del volumen de aire fresco. |
Aumento de giros |
Reducción de la humedad relativa para control de agentes microbiológicos |
Humedad relativa insuficiente |
Entorno acústico |
|
Suministro intermitente de aire exterior para conservar |
Exposición intermitente al ruido |
Entorno visual |
|
Reducción en el uso de luces fluorescentes para reducir |
Reducción de la eficacia de la iluminación. |
Entorno psicosocial |
|
Oficinas abiertas |
Pérdida de intimidad y de un espacio de trabajo definido |
Tabla 4. Ajustes del ambiente de trabajo y sus efectos en la calidad del aire interior
la columna Acción |
Efecto |
Ambiente termal |
|
Basar el suministro de aire exterior en energía térmica |
Volúmenes insuficientes de aire fresco. |
El uso de humidificadores. |
Peligro microbiológico potencial |
Entorno acústico |
|
Incremento en el uso de materiales aislantes |
Posible liberación de contaminantes. |
Entorno visual |
|
Sistemas basados únicamente en iluminación artificial |
Insatisfacción, mortalidad vegetal, crecimiento de agentes microbiológicos |
Entorno psicosocial |
|
Uso de equipos en el espacio de trabajo, como fotocopiadoras e impresoras. |
Aumento del nivel de contaminación |
Asegurar la calidad del entorno general de un edificio cuando se encuentra en etapa de diseño depende, en gran medida, de su gestión, pero sobre todo de una actitud positiva hacia los ocupantes de ese edificio. Los ocupantes son los mejores sensores en los que los propietarios del edificio pueden confiar para medir el correcto funcionamiento de las instalaciones destinadas a proporcionar un ambiente interior de calidad.
Los sistemas de control basados en un enfoque de "Gran Hermano", que toman todas las decisiones que regulan los ambientes interiores, como la iluminación, la temperatura, la ventilación, etc., tienden a tener un efecto negativo en el bienestar psicológico y sociológico de los ocupantes. Los ocupantes ven entonces disminuida o bloqueada su capacidad para crear condiciones ambientales que satisfagan sus necesidades. Además, los sistemas de control de este tipo a veces son incapaces de cambiar para cumplir con los diferentes requisitos ambientales que pueden surgir debido a cambios en las actividades realizadas en un espacio determinado, el número de personas que trabajan en él o cambios en la forma en que se asigna el espacio.
La solución podría consistir en instalar un sistema de control centralizado del ambiente interior, con controles localizados regulados por los ocupantes. Esta idea, muy utilizada en el ámbito del entorno visual donde la iluminación general se complementa con una iluminación más localizada, debe ampliarse a otras preocupaciones: calefacción y aire acondicionado generales y localizados, suministro general y localizado de aire fresco, etc.
En resumen, se puede decir que en cada caso una parte de las condiciones ambientales debe ser optimizada mediante un control centralizado basado en consideraciones de seguridad, salud y económicas, mientras que las diferentes condiciones ambientales locales deben ser optimizadas por los usuarios del sistema. espacio. Diferentes usuarios tendrán diferentes necesidades y reaccionarán de manera diferente a las condiciones dadas. Un compromiso de este tipo entre las distintas partes redundará sin duda en una mayor satisfacción, bienestar y productividad.
La calidad del aire dentro de un edificio se debe a una serie de factores que incluyen la calidad del aire exterior, el diseño del sistema de ventilación/aire acondicionado, la forma en que funciona y se mantiene el sistema y las fuentes de contaminación interior. En términos generales, el nivel de concentración de cualquier contaminante en un espacio interior vendrá determinado por el equilibrio entre la generación del contaminante y la velocidad de su eliminación.
En cuanto a la generación de contaminantes, las fuentes de contaminación también pueden ser externas o internas. Las fuentes externas incluyen la contaminación atmosférica por procesos de combustión industrial, tráfico vehicular, centrales eléctricas, etc.; la contaminación emitida cerca de los pozos de entrada por donde entra aire al edificio, como la de las torres de refrigeración o las salidas de escape de otros edificios; y emanaciones de suelos contaminados como gas radón, fugas de tanques de gasolina o pesticidas.
Entre las fuentes de contaminación interna, cabe mencionar las asociadas a los propios sistemas de ventilación y aire acondicionado (principalmente la contaminación microbiológica de cualquier segmento de dichos sistemas), los materiales utilizados para construir y decorar el edificio, y los ocupantes del mismo. edificio. Las fuentes específicas de contaminación interior son el humo del tabaco, los laboratorios, las fotocopiadoras, los laboratorios fotográficos y las imprentas, los gimnasios, los salones de belleza, las cocinas y cafeterías, los baños, los aparcamientos y las salas de calderas. Todas estas fuentes deben tener un sistema de ventilación general y el aire extraído de estas áreas no debe reciclarse a través del edificio. Cuando la situación lo amerite, estas áreas también deberán contar con un sistema de ventilación localizada que opere por extracción.
La evaluación de la calidad del aire interior comprende, entre otras tareas, la medición y evaluación de los contaminantes que puedan estar presentes en el edificio. Se utilizan varios indicadores para determinar la calidad del aire dentro de un edificio. Incluyen las concentraciones de monóxido de carbono y dióxido de carbono, compuestos orgánicos volátiles totales (TVOC), partículas suspendidas totales (TSP) y la tasa de ventilación. Existen varios criterios o valores objetivo recomendados para la evaluación de algunas de las sustancias que se encuentran en los espacios interiores. Estos se enumeran en diferentes normas o directrices, como las directrices para la calidad del aire interior promulgadas por la Organización Mundial de la Salud (OMS), o las normas de la Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE).
Sin embargo, para muchas de estas sustancias no existen normas definidas. Por ahora, el curso de acción recomendado es aplicar los valores y estándares para entornos industriales proporcionados por la Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH 1992). Luego se aplican factores de seguridad o de corrección del orden de la mitad, la décima o la centésima parte de los valores especificados.
Los métodos de control del aire interior se pueden dividir en dos grandes grupos: control de la fuente de contaminación, o control del ambiente con estrategias de ventilación y limpieza del aire.
Control de la Fuente de Contaminación
La fuente de contaminación se puede controlar por varios medios, incluidos los siguientes:
Control del Medio Ambiente
Los ambientes interiores de los edificios no industriales suelen tener muchas fuentes de contaminación y, además, tienden a estar dispersos. El sistema más empleado para corregir o prevenir problemas de contaminación en interiores, por tanto, es la ventilación, ya sea general o por dilución. Este método consiste en mover y dirigir el flujo de aire para capturar, contener y transportar los contaminantes desde su fuente hasta el sistema de ventilación. Además, la ventilación general también permite el control de las características térmicas del ambiente interior mediante aire acondicionado y recirculación de aire (ver “Objetivos y principios de la ventilación general y de dilución”, en otra parte de este capítulo).
Para diluir la contaminación interna, se recomienda aumentar el volumen de aire exterior solo cuando el sistema es del tamaño adecuado y no provoca una falta de ventilación en otras partes del sistema o cuando el volumen agregado no impide una correcta climatización. . Para que un sistema de ventilación sea lo más efectivo posible, se deben instalar extractores localizados en las fuentes de contaminación; el aire mezclado con contaminación no debe reciclarse; los ocupantes deben colocarse cerca de las ventilaciones de difusión de aire y las fuentes de contaminación cerca de las ventilaciones de extracción; los contaminantes deben ser expulsados por la ruta más corta posible; y los espacios que tienen fuentes de contaminación localizadas deben mantenerse a una presión negativa en relación con la presión atmosférica exterior.
La mayoría de las deficiencias de ventilación parecen estar relacionadas con una cantidad inadecuada de aire exterior. Sin embargo, una distribución inadecuada del aire ventilado también puede provocar problemas de mala calidad del aire. En habitaciones con techos muy altos, por ejemplo, donde se suministra aire caliente (menos denso) desde arriba, la temperatura del aire puede estratificarse y la ventilación no podrá diluir la contaminación presente en la habitación. La colocación y ubicación de las ventilaciones de difusión de aire y las ventilaciones de retorno de aire en relación con los ocupantes y las fuentes de contaminación es una consideración que requiere atención especial cuando se diseña el sistema de ventilación.
Técnicas de limpieza del aire
Los métodos de limpieza del aire deben diseñarse y seleccionarse con precisión para tipos de contaminantes específicos y muy concretos. Una vez instalado, el mantenimiento regular evitará que el sistema se convierta en una nueva fuente de contaminación. Las siguientes son descripciones de seis métodos usados para eliminar contaminantes del aire.
Filtración de partículas
La filtración es un método útil para eliminar líquidos o sólidos en suspensión, pero hay que tener en cuenta que no elimina gases ni vapores. Los filtros pueden capturar partículas por obstrucción, impacto, intercepción, difusión y atracción electrostática. La filtración de un sistema de aire acondicionado interior es necesaria por muchas razones. Una es evitar la acumulación de suciedad que pueda causar una disminución de su eficiencia de calefacción o refrigeración. El sistema también puede ser corroído por ciertas partículas (ácido sulfúrico y cloruros). La filtración también es necesaria para evitar una pérdida de equilibrio en el sistema de ventilación debido a los depósitos en las aspas del ventilador y la información falsa que se envía a los controles debido a los sensores obstruidos.
Los sistemas de filtración de aire interior se benefician al colocar al menos dos filtros en serie. El primero, un prefiltro o filtro primario, retiene solo las partículas más grandes. Este filtro debe cambiarse con frecuencia y prolongará la vida útil del próximo filtro. El filtro secundario es más eficiente que el primero y puede filtrar esporas de hongos, fibras sintéticas y, en general, polvo más fino que el que recoge el filtro primario. Estos filtros deben ser lo suficientemente finos para eliminar irritantes y partículas tóxicas.
Se selecciona un filtro en función de su eficacia, su capacidad para acumular polvo, su pérdida de carga y el nivel requerido de pureza del aire. La eficacia de un filtro se mide según las normas ASHRAE 52-76 y Eurovent 4/5 (ASHRAE 1992; CEN 1979). Su capacidad para retención mide la masa de polvo retenido multiplicada por el volumen de aire filtrado y se utiliza para caracterizar filtros que retienen solo partículas grandes (filtros de baja y media eficiencia). Para medir su capacidad de retención, se fuerza a través de un filtro un polvo de aerosol sintético de concentración y granulometría conocidas. la porción retenida en el filtro se calcula por gravimetría.
El eficiencia de un filtro se expresa multiplicando el número de partículas retenidas por el volumen de aire filtrado. Este valor es el que se utiliza para caracterizar los filtros que también retienen partículas más finas. Para calcular la eficiencia de un filtro, se fuerza a través de él una corriente de aerosol atmosférico que contiene un aerosol de partículas con un diámetro entre 0.5 y 1 μm. La cantidad de partículas captadas se mide con un opacitómetro, que mide la opacidad que provoca el sedimento.
El DOP es un valor que se utiliza para caracterizar los filtros de aire de partículas de muy alta eficiencia (HEPA). El DOP de un filtro se calcula con un aerosol hecho por vaporización y condensación de ftalato de dioctilo, que produce partículas de 0.3 μm de diámetro. Este método se basa en la propiedad de dispersión de la luz de las gotas de ftalato de dioctilo: si sometemos el filtro a esta prueba, la intensidad de la luz dispersada es proporcional a la concentración superficial de este material y la penetración del filtro se puede medir por la intensidad relativa de luz dispersa antes y después de filtrar el aerosol. Para que un filtro obtenga la designación HEPA, debe tener una eficiencia superior al 99.97 % según esta prueba.
Aunque existe una relación directa entre ellos, los resultados de los tres métodos no son directamente comparables. La eficiencia de todos los filtros disminuye a medida que se obstruyen y pueden convertirse en una fuente de olores y contaminación. La vida útil de un filtro de alta eficiencia se puede alargar mucho utilizando uno o varios filtros de menor potencia frente al filtro de alta eficiencia. En la tabla 1 se muestran los rendimientos inicial, final y medio de diferentes filtros según los criterios establecidos por ASHRAE 52-76 para partículas de 0.3 μm de diámetro.
Tabla 1. La efectividad de los filtros (según norma ASHRAE 52-76) para partículas de 3 mm de diámetro
Descripción del filtro |
ASHRAE 52-76 |
Eficiencia (%) |
|||
Mancha de polvo (%) |
Arresto (%) |
Inicial |
Final |
Mediana |
|
Medio |
25-30 |
92 |
1 |
25 |
15 |
Medio |
40-45 |
96 |
5 |
55 |
34 |
Alta |
60-65 |
97 |
19 |
70 |
50 |
Alta |
80-85 |
98 |
50 |
86 |
68 |
Alta |
90-95 |
99 |
75 |
99 |
87 |
95% HEPA |
- |
- |
95 |
99.5 |
99.1 |
99.97% HEPA |
- |
- |
99.97 |
99.7 |
99.97 |
Precipitación electrostática
Este método resulta útil para controlar el material particulado. Los equipos de este tipo funcionan ionizando partículas y luego eliminándolas de la corriente de aire a medida que son atraídas y capturadas por un electrodo colector. La ionización ocurre cuando el efluente contaminado pasa a través del campo eléctrico generado por un fuerte voltaje aplicado entre los electrodos de recolección y descarga. La tensión se obtiene mediante un generador de corriente continua. El electrodo colector tiene una gran superficie y suele estar cargado positivamente, mientras que el electrodo de descarga consiste en un cable cargado negativamente.
Los factores más importantes que afectan la ionización de partículas son la condición del efluente, su descarga y las características de las partículas (tamaño, concentración, resistencia, etc.). La efectividad de captura aumenta con la humedad, el tamaño y la densidad de las partículas, y disminuye con el aumento de la viscosidad del efluente.
La principal ventaja de estos dispositivos es que son altamente efectivos en la recolección de sólidos y líquidos, incluso cuando el tamaño de las partículas es muy fino. Además, estos sistemas pueden utilizarse para grandes volúmenes y altas temperaturas. La pérdida de presión es mínima. Los inconvenientes de estos sistemas son su elevado coste inicial, su gran necesidad de espacio y los riesgos de seguridad que suponen dadas las altísimas tensiones que implican, especialmente cuando se utilizan para aplicaciones industriales.
Los precipitadores electrostáticos se utilizan en una amplia gama, desde entornos industriales para reducir la emisión de partículas hasta entornos domésticos para mejorar la calidad del aire interior. Estos últimos son dispositivos más pequeños que operan a voltajes en el rango de 10,000 a 15,000 voltios. Normalmente disponen de sistemas con reguladores automáticos de tensión que aseguran que siempre se aplica la tensión suficiente para producir la ionización sin que se produzca una descarga entre ambos electrodos.
Generación de iones negativos
Este método se utiliza para eliminar partículas suspendidas en el aire y, en opinión de algunos autores, para crear ambientes más saludables. Todavía se está estudiando la eficacia de este método como forma de reducir las molestias o enfermedades.
adsorción de gases
Este método se utiliza para eliminar gases y vapores contaminantes como formaldehído, dióxido de azufre, ozono, óxidos de nitrógeno y vapores orgánicos. La adsorción es un fenómeno físico por el cual las moléculas de gas son atrapadas por un sólido adsorbente. El adsorbente consiste en un sólido poroso con un área superficial muy grande. Para limpiar este tipo de contaminante del aire, se hace fluir a través de un cartucho lleno del adsorbente. El carbón activado es el más utilizado; atrapa una amplia gama de gases inorgánicos y compuestos orgánicos. Los hidrocarburos alifáticos, clorados y aromáticos, las cetonas, los alcoholes y los ésteres son algunos ejemplos.
El gel de sílice también es un adsorbente inorgánico y se utiliza para atrapar compuestos más polares, como aminas y agua. También existen otros adsorbentes orgánicos formados por polímeros porosos. Es importante tener en cuenta que todos los sólidos adsorbentes atrapan solo una cierta cantidad de contaminante y luego, una vez saturados, necesitan ser regenerados o reemplazados. Otro método de captura mediante sólidos adsorbentes es utilizar una mezcla de alúmina activa y carbón impregnada con reactivos específicos. Algunos óxidos metálicos, por ejemplo, capturan vapor de mercurio, sulfuro de hidrógeno y etileno. Hay que tener en cuenta que el dióxido de carbono no se retiene por adsorción.
Absorción de gas
La eliminación de gases y humos por absorción implica un sistema que fija las moléculas haciéndolas pasar por una solución absorbente con la que reaccionan químicamente. Este es un método muy selectivo y utiliza reactivos específicos para el contaminante que necesita ser capturado.
El reactivo generalmente se disuelve en agua. También debe ser reemplazado o regenerado antes de que se agote. Debido a que este sistema se basa en transferir el contaminante de la fase gaseosa a la fase líquida, las propiedades físicas y químicas del reactivo son muy importantes. Su solubilidad y reactividad son especialmente importantes; otros aspectos que juegan un papel importante en este paso de la fase gaseosa a la líquida son el pH, la temperatura y el área de contacto entre el gas y el líquido. Cuando el contaminante es altamente soluble, es suficiente burbujearlo a través de la solución para fijarlo al reactivo. Cuando el contaminante no sea tan fácilmente soluble, el sistema que se debe emplear debe garantizar una mayor área de contacto entre el gas y el líquido. En la tabla 2 se dan algunos ejemplos de absorbentes y los contaminantes para los que son especialmente adecuados.
Tabla 2. Reactivos utilizados como absorbentes para diversos contaminantes
Absorbente |
Contaminante |
dietilhidroxamina |
Sulfuro de hidrógeno |
permangenato de potasio |
gases olorosos |
Ácidos clorhídrico y sulfúrico |
Aminas |
Sulfuro de sodio |
Aldehídos |
Hidróxido de sodio |
Formaldehído |
Ozonización
Este método para mejorar la calidad del aire interior se basa en el uso de gas ozono. El ozono se genera a partir del oxígeno gaseoso por radiación ultravioleta o descarga eléctrica, y se emplea para eliminar los contaminantes dispersos en el aire. El gran poder oxidante de este gas lo hace apto para su uso como agente antimicrobiano, desodorante y desinfectante y puede ayudar a eliminar gases y humos nocivos. También se emplea para purificar espacios con altas concentraciones de monóxido de carbono. En entornos industriales se utiliza para tratar el aire en cocinas, cafeterías, plantas de procesamiento de alimentos y pescado, plantas químicas, plantas de tratamiento de aguas residuales, plantas de caucho, plantas de refrigeración, etc. En espacios de oficinas se utiliza con instalaciones de aire acondicionado para mejorar la calidad del aire interior.
El ozono es un gas azulado con un olor penetrante característico. En altas concentraciones es tóxico e incluso mortal para el hombre. El ozono se forma por la acción de la radiación ultravioleta o de una descarga eléctrica sobre el oxígeno. Debe diferenciarse la producción intencional, accidental y natural de ozono. El ozono es un gas extremadamente tóxico e irritante tanto a corto como a largo plazo. Debido a la forma en que reacciona en el cuerpo, no se conocen niveles para los cuales no haya efectos biológicos. Estos datos se analizan con más detalle en la sección de productos químicos de este Enciclopedia.
Los procesos que emplean ozono deben llevarse a cabo en espacios cerrados o tener un sistema de extracción localizado para capturar cualquier liberación de gas en la fuente. Los cilindros de ozono deben almacenarse en áreas refrigeradas, lejos de cualquier agente reductor, materiales inflamables o productos que puedan catalizar su descomposición. Se debe tener en cuenta que si los ozonizadores funcionan a presiones negativas, y cuentan con dispositivos de apagado automático en caso de falla, se minimiza la posibilidad de fugas.
Los equipos eléctricos para procesos que emplean ozono deben estar perfectamente aislados y el mantenimiento de los mismos debe ser realizado por personal experimentado. Al usar ozonizadores, los conductos y los equipos accesorios deben tener dispositivos que apaguen los ozonizadores inmediatamente cuando se detecte una fuga; en caso de pérdida de eficiencia en las funciones de ventilación, deshumidificación o refrigeración; cuando se produce un exceso de presión o un vacío (según el sistema); o cuando la salida del sistema es excesiva o insuficiente.
Cuando se instalan ozonizadores, deben estar provistos de detectores específicos de ozono. No se puede confiar en el sentido del olfato porque puede saturarse. Las fugas de ozono se pueden detectar con tiras reactivas de yoduro de potasio que se vuelven azules, pero este no es un método específico porque la prueba es positiva para la mayoría de los oxidantes. Es mejor monitorear las fugas de manera continua mediante celdas electroquímicas, fotometría ultravioleta o quimioluminiscencia, con el dispositivo de detección elegido conectado directamente a un sistema de alarma que actúa cuando se alcanzan ciertas concentraciones.
Cuando se van a controlar los contaminantes generados en una obra ventilando todo el local de que hablamos ventilación general. El uso de ventilación general implica aceptar el hecho de que el contaminante se distribuirá en alguna medida por todo el espacio de la obra y, por lo tanto, podría afectar a los trabajadores que se encuentran alejados de la fuente de contaminación. La ventilación general es, por tanto, una estrategia opuesta a la extracción localizada. La extracción localizada busca eliminar el contaminante interceptándolo lo más cerca posible de la fuente (ver “Aire interior: métodos de control y limpieza”, en otra parte de este capítulo).
Uno de los objetivos básicos de cualquier sistema de ventilación general es el control de los olores corporales. Esto se puede lograr suministrando no menos de 0.45 metros cúbicos por minuto, m3/min, de aire nuevo por ocupante. Cuando se fuma con frecuencia o el trabajo es físicamente extenuante, la tasa de ventilación requerida es mayor, pudiendo superar los 0.9 m3/min por persona.
Si los únicos problemas ambientales que debe superar el sistema de ventilación son los que acabamos de describir, conviene tener en cuenta que todo espacio tiene un cierto nivel de renovación “natural” del aire mediante las llamadas “infiltraciones”, que ocurre a través de puertas y ventanas, incluso cuando están cerradas, y a través de otros sitios de penetración de paredes. Los manuales de aire acondicionado suelen dar amplia información al respecto, pero se puede decir que como mínimo el nivel de ventilación por infiltración se sitúa entre 0.25 y 0.5 renovaciones por hora. Un sitio industrial comúnmente experimentará entre 0.5 y 3 renovaciones de aire por hora.
Cuando se utilice para el control de contaminantes químicos, la ventilación general deberá limitarse únicamente a aquellas situaciones en las que las cantidades de contaminantes generados no sean muy elevadas, su toxicidad sea relativamente moderada y los trabajadores no desarrollen sus tareas en las inmediaciones de la fuente de contaminación. contaminación. Si no se respetan estos mandatos, será difícil obtener la aceptación para un control adecuado del ambiente de trabajo porque se deben usar tasas de renovación tan altas que las altas velocidades del aire probablemente crearán incomodidad y porque las tasas de renovación altas son costosas de mantener. Por lo tanto, es inusual recomendar el uso de ventilación general para el control de sustancias químicas, excepto en el caso de solventes que tengan concentraciones admisibles de más de 100 partes por millón.
Cuando, por el contrario, el objetivo de la ventilación general es mantener las características térmicas del entorno de trabajo con vistas a límites legalmente aceptables o recomendaciones técnicas como las directrices de la Organización Internacional de Normalización (ISO), este método tiene menos limitaciones. Por tanto, la ventilación general se utiliza más para controlar el ambiente térmico que para limitar la contaminación química, pero debe reconocerse claramente su utilidad como complemento de las técnicas de extracción localizada.
Si bien durante muchos años las frases ventilación general y ventilación por dilución fueron considerados sinónimos, hoy eso ya no es así debido a una nueva estrategia general de ventilación: ventilación por desplazamiento. Aunque la ventilación por dilución y la ventilación por desplazamiento se ajustan a la definición de ventilación general que hemos esbozado anteriormente, ambas difieren ampliamente en la estrategia que emplean para controlar la contaminación.
Ventilación por dilución tiene como objetivo mezclar el aire que se introduce mecánicamente de la forma más completa posible con todo el aire que ya se encuentra dentro del espacio, de forma que la concentración de un determinado contaminante sea lo más uniforme posible en todo el recinto (o que la temperatura sea lo más baja posible). uniforme como sea posible, si el objetivo deseado es el control térmico). Para lograr esta mezcla uniforme, se inyecta aire desde el techo como corrientes a una velocidad relativamente alta, y estas corrientes generan una fuerte circulación de aire. El resultado es un alto grado de mezcla del aire nuevo con el aire ya presente dentro del espacio.
Ventilación por desplazamiento, en su conceptualización ideal, consiste en inyectar aire en un espacio de tal manera que el aire nuevo desplace el aire que ya estaba allí sin mezclarse con él. La ventilación por desplazamiento se consigue inyectando aire nuevo en un espacio a baja velocidad y próximo al suelo, y extrayéndolo cerca del techo. Utilizar la ventilación por desplazamiento para controlar el ambiente térmico tiene la ventaja de que se beneficia del movimiento natural del aire generado por las variaciones de densidad debidas a su vez a las diferencias de temperatura. Si bien la ventilación por desplazamiento ya se usa ampliamente en situaciones industriales, la literatura científica sobre el tema es aún bastante limitada y, por lo tanto, la evaluación de su efectividad aún es difícil.
Ventilación por Dilución
El diseño de un sistema de ventilación por dilución parte de la hipótesis de que la concentración del contaminante es la misma en todo el espacio en cuestión. Este es el modelo al que los ingenieros químicos se refieren a menudo como un tanque agitado.
Si asume que el aire que se inyecta en el espacio está libre del contaminante y que en el momento inicial la concentración dentro del espacio es cero, necesitará saber dos hechos para calcular la tasa de ventilación requerida: la cantidad del contaminante que se genera en el espacio y el nivel de concentración ambiental que se busca (que hipotéticamente sería el mismo en todo el espacio).
Bajo estas condiciones, los cálculos correspondientes arrojan la siguiente ecuación:
donde
Connecticut) = la concentración del contaminante en el espacio en el tiempo t
a = la cantidad del contaminante generado (masa por unidad de tiempo)
Q = la velocidad a la que se suministra aire nuevo (volumen por unidad de tiempo)
V = el volumen del espacio en cuestión.
La ecuación anterior muestra que la concentración tenderá a un estado estable en el valor un/q, y que lo hará más rápido cuanto menor sea el valor de Preguntas y respuestas, frecuentemente referido como “el número de renovaciones por unidad de tiempo”. Aunque en ocasiones el índice de la calidad de la ventilación se considera prácticamente equivalente a ese valor, la ecuación anterior muestra claramente que su influencia se limita a controlar la velocidad de estabilización de las condiciones ambientales, pero no el nivel de concentración en el que ocurrirá dicho estado estacionario. eso va a depender , solamente de la cantidad del contaminante que se genera (a), y sobre la tasa de ventilación (Q).
Cuando el aire de un espacio dado está contaminado pero no se generan nuevas cantidades del contaminante, la velocidad de disminución de la concentración en un período de tiempo viene dada por la siguiente expresión:
donde Q y V tienen el significado descrito anteriormente, t1 y t2 son, respectivamente, los tiempos inicial y final y c1 y c2 son las concentraciones inicial y final.
Se pueden encontrar expresiones para los cálculos en instancias donde la concentración inicial no es cero (Constance 1983; ACGIH 1992), donde el aire inyectado en el espacio no está totalmente desprovisto del contaminante (porque para reducir los costos de calefacción en el invierno parte del aire se recicla, por ejemplo), o donde las cantidades del contaminante generado varían en función del tiempo.
Si ignoramos la etapa de transición y asumimos que se ha alcanzado el estado estacionario, la ecuación indica que la tasa de ventilación es equivalente a C.ALim, Donde cLim es el valor de la concentración que debe mantenerse en el espacio dado. Este valor será establecido por reglamento o, como norma accesoria, por recomendaciones técnicas como los valores límite de umbral (TLV) de la Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH), que recomienda que la tasa de ventilación se calcule mediante la fórmula
donde a y cLim tienen el significado ya descrito y K es un factor de seguridad. un valor de K debe seleccionarse entre 1 y 10 en función de la eficacia de la mezcla de aire en el espacio dado, de la toxicidad del disolvente (cuanto menor cLim es decir, cuanto mayor sea el valor de K será), y de cualquier otra circunstancia que el higienista industrial estime pertinente. La ACGIH, entre otros, cita la duración del proceso, el ciclo de operaciones y la ubicación habitual de los trabajadores con respecto a las fuentes de emisión del contaminante, el número de estas fuentes y su ubicación en el espacio dado, la estacionalidad cambios en la cantidad de ventilación natural y la reducción anticipada en la eficacia funcional del equipo de ventilación como otros criterios determinantes.
En cualquier caso, el uso de la fórmula anterior requiere un conocimiento razonablemente exacto de los valores de a y K que se debe utilizar, por lo que ofrecemos algunas sugerencias al respecto.
La cantidad de contaminante generado puede estimarse con bastante frecuencia por la cantidad de ciertos materiales consumidos en el proceso que genera el contaminante. Entonces, en el caso de un solvente, la cantidad utilizada será una buena indicación de la cantidad máxima que se puede encontrar en el medio ambiente.
Como se indicó anteriormente, el valor de K debe determinarse en función de la eficacia de la mezcla de aire en el espacio dado. Este valor, por lo tanto, será menor en proporción directa a qué tan buena sea la estimación de encontrar la misma concentración del contaminante en cualquier punto dentro del espacio dado. Esto, a su vez, dependerá de cómo se distribuya el aire dentro del espacio que se está ventilando.
Según estos criterios, los valores mínimos de K debe usarse cuando el aire se inyecta en el espacio de manera distribuida (mediante el uso de una cámara impelente, por ejemplo), y cuando la inyección y la extracción de aire se encuentran en los extremos opuestos del espacio dado. Por otro lado, valores más altos para K debe usarse cuando el suministro de aire es intermitente y el aire se extrae en puntos cercanos a la entrada de aire nuevo (figura 1).
Figura 1. Esquema de circulación de aire en una habitación con dos aberturas de suministro
Cabe señalar que cuando se inyecta aire en un espacio determinado, especialmente si se hace a alta velocidad, la corriente de aire creada ejercerá una atracción considerable sobre el aire que lo rodea. Este aire luego se mezcla con la corriente y la ralentiza, creando también una turbulencia medible. Como consecuencia, este proceso da como resultado una mezcla intensa del aire que ya se encuentra en el espacio y el aire nuevo que se inyecta, generando corrientes de aire internas. Predecir estas corrientes, incluso en general, requiere una gran dosis de experiencia (figura 2).
Figura 2. Factores K sugeridos para ubicaciones de entrada y salida
Para evitar los problemas derivados de la exposición de los trabajadores a corrientes de aire a velocidades relativamente altas, se suele inyectar aire a través de rejillas difusoras diseñadas de forma que faciliten la rápida mezcla del aire nuevo con el aire ya presente en el interior. el espacio. De esta manera, las áreas donde el aire se mueve a altas velocidades se mantienen lo más pequeñas posible.
El efecto de chorro que acabamos de describir no se produce cerca de los puntos por donde se escapa el aire o se extrae a través de puertas, ventanas, respiraderos de extracción u otras aberturas. El aire llega a las rejillas de extracción desde todas las direcciones, por lo que incluso a una distancia relativamente corta de ellas, el movimiento del aire no se percibe fácilmente como una corriente de aire.
En cualquier caso, al abordar la distribución del aire, es importante tener presente la conveniencia de situar los puestos de trabajo, en la medida de lo posible, de forma que el aire nuevo llegue a los trabajadores antes que a los focos de contaminación.
Cuando en el espacio dado existen importantes fuentes de calor, el movimiento del aire estará condicionado en gran medida por las corrientes de convección que se deben a las diferencias de densidad entre el aire más denso y frío y el más ligero y cálido. En espacios de este tipo, el diseñador de la distribución del aire no debe dejar de tener en cuenta la existencia de estas fuentes de calor, o el movimiento del aire puede resultar muy diferente al previsto.
La presencia de contaminación química, por otro lado, no altera de manera medible la densidad del aire. Si bien en estado puro los contaminantes pueden tener una densidad muy diferente a la del aire (normalmente mucho mayor), dadas las concentraciones reales existentes en el lugar de trabajo, la mezcla de aire y contaminante no tiene una densidad significativamente diferente a la densidad del aire puro.
Además, cabe señalar que uno de los errores más comunes que se cometen al aplicar este tipo de ventilación es abastecer el espacio únicamente con extractores de aire, sin prever unas tomas de aire adecuadas. En estos casos, la eficacia de los ventiladores de extracción se ve disminuida y, por tanto, las tasas reales de extracción de aire son muy inferiores a las previstas. El resultado son mayores concentraciones ambientales del contaminante en el espacio dado que las calculadas inicialmente.
Para evitar este problema, se debe pensar en cómo se introducirá el aire en el espacio. El curso de acción recomendado es usar ventiladores de inmisión así como ventiladores de extracción. Normalmente, la tasa de extracción debe ser mayor que la tasa de inmisión para permitir la infiltración a través de ventanas y otras aberturas. Además, es recomendable mantener el espacio bajo una ligera presión negativa para evitar que la contaminación generada se desplace a zonas no contaminadas.
Ventilación por Desplazamiento
Como se mencionó anteriormente, con la ventilación por desplazamiento se busca minimizar la mezcla de aire nuevo y el aire previamente encontrado en el espacio dado, y se trata de ajustar el sistema al modelo conocido como flujo pistón. Esto generalmente se logra introduciendo aire a velocidades lentas ya poca altura en el espacio dado y extrayéndolo cerca del techo; esto tiene dos ventajas sobre la ventilación por dilución.
En primer lugar, posibilita menores tasas de renovación de aire, porque la contaminación se concentra cerca del techo del espacio, donde no hay trabajadores para respirarla. Él promedio la concentración en el espacio dado será entonces mayor que la cLim valor al que nos hemos referido antes, pero que no implica un mayor riesgo para los trabajadores ya que en la zona ocupada del espacio dado la concentración del contaminante será igual o inferior a un cLim.
Además, cuando el objetivo de la ventilación es el control del ambiente térmico, la ventilación por desplazamiento permite introducir en el espacio dado aire más caliente del que requeriría un sistema de ventilación por dilución. Esto se debe a que el aire caliente que se extrae está a una temperatura varios grados superior a la temperatura de la zona ocupada del espacio.
Los principios fundamentales de la ventilación por desplazamiento fueron desarrollados por Sandberg, quien a principios de la década de 1980 desarrolló una teoría general para el análisis de situaciones en las que había concentraciones no uniformes de contaminantes en espacios cerrados. Esto nos permitió superar las limitaciones teóricas de la ventilación por dilución (que presupone una concentración uniforme en todo el espacio dado) y abrió el camino para aplicaciones prácticas (Sandberg 1981).
Aunque la ventilación por desplazamiento es muy utilizada en algunos países, particularmente en Escandinavia, se han publicado muy pocos estudios en los que se compare la eficacia de diferentes métodos en instalaciones reales. Sin duda, esto se debe a las dificultades prácticas de instalar dos sistemas de ventilación diferentes en una fábrica real, y porque el análisis experimental de este tipo de sistemas requiere el uso de trazadores. El rastreo se realiza agregando un gas indicador a la corriente de ventilación de aire y luego midiendo las concentraciones del gas en diferentes puntos dentro del espacio y en el aire extraído. Este tipo de examen permite inferir cómo se distribuye el aire dentro del espacio y luego comparar la eficacia de los diferentes sistemas de ventilación.
Los pocos estudios disponibles que se han realizado en instalaciones reales existentes no son concluyentes, salvo en cuanto a que los sistemas que emplean ventilación por desplazamiento proporcionan una mejor renovación del aire. En estos estudios, sin embargo, a menudo se expresan reservas sobre los resultados en la medida en que no han sido confirmados por mediciones del nivel ambiental de contaminación en los lugares de trabajo.
Una de las principales funciones de un edificio en el que se desarrollan actividades no industriales (oficinas, escuelas, viviendas, etc.) es proporcionar a sus ocupantes un entorno saludable y confortable para trabajar. La calidad de este ambiente depende, en gran medida, de que los sistemas de ventilación y climatización del edificio estén adecuadamente diseñados y mantenidos y funcionen correctamente.
Por tanto, estos sistemas deben proporcionar unas condiciones térmicas (temperatura y humedad) aceptables y una calidad del aire interior aceptable. En otras palabras, deben buscar una mezcla adecuada de aire exterior con aire interior y deben emplear sistemas de filtración y limpieza capaces de eliminar los contaminantes que se encuentran en el ambiente interior.
La idea de que el aire exterior limpio es necesario para el bienestar en los espacios interiores se expresa desde el siglo XVIII. Benjamin Franklin reconoció que el aire en una habitación es más saludable si se le proporciona ventilación natural al abrir las ventanas. La idea de que proporcionar grandes cantidades de aire exterior podría ayudar a reducir el riesgo de contagio de enfermedades como la tuberculosis ganó fuerza en el siglo XIX.
Estudios realizados durante la década de 1930 demostraron que, para diluir los efluvios biológicos humanos a concentraciones que no causaran molestias por olores, el volumen de aire exterior nuevo necesario para una habitación está entre 17 y 30 metros cúbicos por hora por ocupante.
En el estándar No. 62 establecido en 1973, la Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) recomienda un flujo mínimo de 34 metros cúbicos de aire exterior por hora por ocupante para controlar los olores. Un mínimo absoluto de 8.5 m3/h/ocupante para evitar que el dióxido de carbono supere las 2,500 ppm, que es la mitad del límite de exposición establecido para entornos industriales.
Este mismo organismo, en la norma N° 90, fijada en 1975 —en plena crisis energética— adoptó el mencionado mínimo absoluto dejando de lado, transitoriamente, la necesidad de mayores caudales de ventilación para diluir contaminantes como el humo del tabaco, efluvios biológicos, etc. adelante.
En su norma No. 62 (1981) ASHRAE subsanó esta omisión y estableció su recomendación en 34 m3/h/ocupante para áreas donde se permite fumar y 8.5 m3/h/ocupante en áreas donde está prohibido fumar.
La última norma publicada por ASHRAE, también la N° 62 (1989), establecía un mínimo de 25.5 m3/h/ocupante para espacios interiores ocupados independientemente de si se permite fumar o no. También recomienda aumentar este valor cuando el aire que ingresa al edificio no se mezcla adecuadamente en la zona de respiración o si hay fuentes inusuales de contaminación presentes en el edificio.
En 1992, la Comisión de las Comunidades Europeas publicó su Pautas para los requisitos de ventilación en edificios. A diferencia de las recomendaciones existentes para los estándares de ventilación, esta guía no especifica los volúmenes de flujo de ventilación que deben proporcionarse para un espacio determinado; en cambio, proporciona recomendaciones que se calculan en función de la calidad deseada del aire interior.
Los estándares de ventilación existentes prescriben volúmenes fijos de flujo de ventilación que deben suministrarse por ocupante. Las tendencias evidenciadas en las nuevas directrices muestran que los cálculos de volumen por sí solos no garantizan una buena calidad del aire interior para todos los entornos. Este es el caso por tres razones fundamentales.
Primero, asumen que los ocupantes son las únicas fuentes de contaminación. Estudios recientes muestran que otras fuentes de contaminación, además de los ocupantes, deben tenerse en cuenta como posibles fuentes de contaminación. Los ejemplos incluyen muebles, tapicería y el propio sistema de ventilación. La segunda razón es que estas normas recomiendan la misma cantidad de aire exterior, independientemente de la calidad del aire que entre al edificio. Y la tercera razón es que no definen claramente la calidad del aire interior requerida para el espacio dado. Por ello, se propone que los futuros estándares de ventilación se basen en las siguientes tres premisas: la selección de una categoría definida de calidad del aire para el espacio a ventilar, la carga total de contaminantes en el espacio ocupado y la calidad del aire exterior disponible .
La calidad percibida del aire
La calidad del aire interior se puede definir como el grado en que se satisfacen las demandas y requerimientos del ser humano. Básicamente, los ocupantes de un espacio exigen dos cosas del aire que respiran: percibir el aire que respiran como fresco y no viciado, viciado o irritante; y saber que los efectos adversos para la salud que pueden resultar de respirar ese aire son insignificantes.
Es común pensar que el grado de calidad del aire en un espacio depende más de los componentes de ese aire que del impacto de ese aire sobre los ocupantes. Por lo tanto, puede parecer fácil evaluar la calidad del aire, suponiendo que conociendo su composición se puede determinar su calidad. Este método de evaluación de la calidad del aire funciona bien en entornos industriales, donde encontramos compuestos químicos que están implicados o se derivan del proceso de producción y donde existen dispositivos de medición y criterios de referencia para evaluar las concentraciones. Sin embargo, este método no funciona en entornos no industriales. Los entornos no industriales son lugares donde se pueden encontrar miles de sustancias químicas, pero en concentraciones muy bajas, a veces mil veces por debajo de los límites de exposición recomendados; evaluar estas sustancias una por una daría como resultado una evaluación falsa de la calidad de ese aire, y probablemente se consideraría que el aire es de alta calidad. Pero falta un aspecto que queda por considerar, y es el desconocimiento que existe sobre el efecto combinado de esas miles de sustancias en el ser humano, y esa puede ser la razón por la cual ese aire se percibe como viciado, viciado. o irritante.
La conclusión a la que se ha llegado es que los métodos tradicionales utilizados para la higiene industrial no están bien adaptados para definir el grado de calidad que será percibido por los seres humanos que respiren el aire evaluado. La alternativa al análisis químico es utilizar personas como dispositivos de medición para cuantificar la contaminación del aire, empleando paneles de jueces para realizar las evaluaciones.
El ser humano percibe la calidad del aire por dos sentidos: el sentido del olfato, situado en la cavidad nasal y sensible a cientos de miles de sustancias olorosas, y el sentido químico, situado en las mucosas de la nariz y los ojos, y sensible a una número similar de sustancias irritantes presentes en el aire. Es la respuesta combinada de estos dos sentidos lo que determina cómo se percibe el aire y lo que permite al sujeto juzgar si su calidad es aceptable.
la unidad de olf
Un Olf (del latín = El olor) es la tasa de emisión de contaminantes del aire (bioefluentes) de una persona estándar. Una persona estándar es un adulto medio que trabaja en una oficina o en un lugar de trabajo similar no industrial, sedentario y en confort térmico con un equipamiento higiénico estándar a 0.7 baños/día. Se eligió la contaminación de un ser humano para definir el término Olf por dos motivos: el primero es que los efluvios biológicos emitidos por una persona son bien conocidos, y el segundo es que había muchos datos sobre la insatisfacción que provocaban tales efluvios biológicos.
Cualquier otra fuente de contaminación se puede expresar como el número de personas estándar (olfs) necesarias para causar la misma cantidad de insatisfacción que la fuente de contaminación que se está evaluando.
La Figura 1 representa una curva que define un olf. Esta curva muestra cómo se percibe la contaminación producida por una persona estándar (1 olf) a diferentes tasas de ventilación, y permite calcular la tasa de individuos insatisfechos, es decir, aquellos que percibirán la calidad del aire como inaceptable justo después han entrado en la habitación. La curva se basa en diferentes estudios europeos en los que 168 personas juzgaron la calidad del aire contaminado por más de mil personas, tanto hombres como mujeres, considerado estándar. Estudios similares realizados en América del Norte y Japón muestran un alto grado de correlación con los datos europeos.
Figura 1. Curva de definición de Olf
la unidad decipol
La concentración de contaminación en el aire depende de la fuente de contaminación y su dilución como resultado de la ventilación. La contaminación del aire percibida se define como la concentración de efluvios biológicos humanos que causaría el mismo malestar o insatisfacción que la concentración de aire contaminado que se está evaluando. Una decípol (del latín pollutio) es la contaminación causada por una persona estándar (1 olf) cuando la tasa de ventilación es de 10 litros por segundo de aire no contaminado, por lo que podemos escribir
1 decipol = 0.1 olf/(litro/segundo)
La figura 2, derivada de los mismos datos que la figura anterior, muestra la relación entre la calidad del aire percibida, expresada en porcentaje de personas insatisfechas y en decipols.
Figura 2. Relación entre la calidad del aire percibida expresada en porcentaje de personas insatisfechas y en decipols
Para determinar la tasa de ventilación requerida desde el punto de vista del confort, es fundamental seleccionar el grado de calidad del aire deseado en el espacio dado. En la Tabla 1 se proponen tres categorías o niveles de calidad, y se derivan de las Figuras 1 y 2. Cada nivel corresponde a un determinado porcentaje de personas insatisfechas. La elección de uno u otro nivel dependerá, sobre todo, del uso que se vaya a dar al espacio y de consideraciones económicas.
Tabla 1. Niveles de calidad del aire interior
Calidad del aire percibida |
|||
Categoría |
Porcentaje de insatisfechos |
Decipolos |
Tasa de ventilación requerida1 |
A |
10 |
0.6 |
16 |
B |
20 |
1.4 |
7 |
C |
30 |
2.5 |
4 |
1 Suponiendo que el aire exterior está limpio y la eficiencia del sistema de ventilación es igual a uno.
Fuente: CCA 1992.
Como se señaló anteriormente, los datos son el resultado de experimentos realizados con paneles de jueces, pero es importante tener en cuenta que algunas de las sustancias que se encuentran en el aire que pueden ser peligrosas (compuestos cancerígenos, microorganismos y sustancias radiactivas, por ejemplo, ejemplo) no son reconocidos por los sentidos, y que los efectos sensoriales de otros contaminantes no guardan una relación cuantitativa con su toxicidad.
Fuentes de contaminación
Como se indicó anteriormente, una de las deficiencias de los estándares de ventilación actuales es que solo tienen en cuenta a los ocupantes como fuentes de contaminación, mientras que se reconoce que los estándares futuros deben tener en cuenta todas las posibles fuentes de contaminación. Además de los ocupantes y sus actividades, incluida la posibilidad de que fumen, existen otras fuentes de contaminación que contribuyen significativamente a la contaminación del aire. Los ejemplos incluyen muebles, tapicería y alfombras, materiales de construcción, productos utilizados para la decoración, productos de limpieza y el propio sistema de ventilación.
Lo que determina la carga de contaminación del aire en un espacio determinado es la combinación de todas estas fuentes de contaminación. Esta carga se puede expresar como contaminación química o como contaminación sensorial expresada en olfs. Este último integra el efecto de varias sustancias químicas tal como son percibidas por los seres humanos.
La carga química
La contaminación que emana de un material dado se puede expresar como la tasa de emisión de cada sustancia química. La carga total de contaminación química se calcula sumando todas las fuentes y se expresa en microgramos por segundo (μg/s).
En realidad, puede ser difícil calcular la carga de contaminación porque a menudo hay pocos datos disponibles sobre las tasas de emisión de muchos materiales de uso común.
Carga sensorial
La carga de contaminación percibida por los sentidos está provocada por aquellas fuentes de contaminación que repercuten en la calidad percibida del aire. El valor dado de esta carga sensorial se puede calcular sumando todos los olfs de las diferentes fuentes de contaminación que existen en un espacio determinado. Como en el caso anterior, aún no se dispone de mucha información sobre los olfs por metro cuadrado (olfs/m2) de muchos materiales. Por ello resulta más práctico estimar la carga sensorial de todo el edificio, incluidos los ocupantes, el mobiliario y el sistema de ventilación.
En la tabla 2 se muestra la carga contaminante en olfs por parte de los ocupantes del edificio al realizar diferentes tipos de actividades, en proporción de los que fuman y no fuman, y la producción de diversos compuestos como el dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) y vapor de agua. La Tabla 3 muestra algunos ejemplos de las tasas de ocupación típicas en diferentes tipos de espacios. y por ultimo tcapaz 4 refleja los resultados de la carga sensorial -medida en olfs por metro cuadrado- encontrada en diferentes edificios.
Tabla 2. Contaminación debida a los ocupantes de un edificio
Carga sensorial olf/ocupante |
CO2 |
CO3 |
Vapor de agua4 |
|
Sedentario, 1-1.2 met1 |
||||
0% fumadores |
2 |
19 |
50 |
|
20% fumadores2 |
2 |
19 |
11x10-3 |
50 |
40% fumadores2 |
3 |
19 |
21x10-3 |
50 |
100% fumadores2 |
6 |
19 |
53x10-3 |
50 |
Esfuerzo físico |
||||
Bajo, 3 cumplidos |
4 |
50 |
200 |
|
Medio, 6 metros |
10 |
100 |
430 |
|
Alto (atlético), |
20 |
170 |
750 |
|
Niños |
||||
Centro de cuidado infantil |
1.2 |
18 |
90 |
|
Escuela |
1.3 |
19 |
50 |
1 1 met es la tasa metabólica de una persona sedentaria en reposo (1 met = 58 W/m2 de la superficie de la piel).
2 Consumo medio de 1.2 cigarrillos/hora por fumador. Tasa media de emisión, 44 ml de CO por cigarrillo.
3 Del humo del tabaco.
4 Aplicable a personas cercanas a la neutralidad térmica.
Fuente: CCA 1992.
Tabla 3. Ejemplos del grado de ocupación de diferentes edificios
Construir la |
Ocupantes/m2 |
Oficinas |
0.07 |
Salas de conferencias |
0.5 |
Teatros, otros grandes lugares de reunión |
1.5 |
Escuelas (aulas) |
0.5 |
Centros de cuidado de niños |
0.5 |
viviendas |
0.05 |
Fuente: CCA 1992.
Tabla 4. Contaminación debida al edificio
Carga sensorial—olf/m2 |
||
Normal |
Intervalo |
|
Oficinas1 |
0.3 |
0.02-0.95 |
Escuelas (aulas)2 |
0.3 |
0.12-0.54 |
Instalaciones de cuidado infantil3 |
0.4 |
0.20-0.74 |
Teatros4 |
0.5 |
0.13-1.32 |
Edificios de baja contaminación5 |
0.05-0.1 |
1 Datos obtenidos en 24 consultorios ventilados mecánicamente.
2 Datos obtenidos en 6 escuelas ventiladas mecánicamente.
3 Datos obtenidos en 9 guarderías con ventilación mecánica.
4 Datos obtenidos en 5 quirófanos ventilados mecánicamente.
5 Meta que deben alcanzar los nuevos edificios.
Fuente: CCA 1992.
Calidad del aire exterior
Otra premisa, que completa los insumos necesarios para la creación de estándares de ventilación para el futuro, es la calidad del aire exterior disponible. Los valores de exposición recomendados para determinadas sustancias, tanto del interior como del exterior de los espacios, aparecen en la publicación. Directrices de calidad del aire para Europa por la OMS (1987).
La Tabla 5 muestra los niveles de calidad del aire exterior percibida, así como las concentraciones de varios contaminantes químicos típicos que se encuentran al aire libre.
Tabla 5. Niveles de calidad del aire exterior
Percibido |
Contaminantes ambientales2 |
||||
decipol |
CO2 (Mg / m3) |
COXNUMX (mg/m3) |
NO2 (Mg / m3) |
SO2 (Mg / m3) |
|
Junto al mar, en las montañas |
0 |
680 |
0 - 0.2 |
2 |
1 |
Ciudad, alta calidad |
0.1 |
700 |
1 - 2 |
5 - 20 |
5 - 20 |
Ciudad, baja calidad |
> 0.5 |
700 - 800 |
4 - 6 |
50 - 80 |
50 - 100 |
1 Los valores de la calidad del aire percibida son valores medios diarios.
2 Los valores de los contaminantes corresponden a concentraciones medias anuales.
Fuente: CCA 1992.
Hay que tener en cuenta que en muchos casos la calidad del aire exterior puede ser peor que los niveles indicados en la tabla o en las guías de la OMS. En tales casos, es necesario limpiar el aire antes de transportarlo a los espacios ocupados.
Eficiencia de los Sistemas de Ventilación
Otro factor importante que afectará el cálculo de los requisitos de ventilación para un espacio determinado es la eficiencia de la ventilación (Ev), que se define como la relación entre la concentración de contaminantes en el aire extraído (Ce) y la concentración en la zona de respiración (Cb).
Ev = Ce/Cb
La eficiencia de la ventilación depende de la distribución del aire y la ubicación de las fuentes de contaminación en el espacio dado. Si el aire y los contaminantes se mezclan por completo, la eficiencia de la ventilación es igual a uno; si la calidad del aire en la zona de respiración es mejor que la del aire extraído, entonces la eficiencia es mayor que uno y se puede lograr la calidad de aire deseada con tasas de ventilación más bajas. Por otro lado, se necesitarán mayores tasas de ventilación si la eficiencia de la ventilación es inferior a uno, o dicho de otro modo, si la calidad del aire en la zona de respiración es inferior a la calidad del aire extraído.
Al calcular la eficiencia de la ventilación, es útil dividir los espacios en dos zonas, una en la que se entrega el aire y la otra que comprende el resto de la habitación. Para los sistemas de ventilación que funcionan por el principio de mezcla, la zona donde se entrega el aire generalmente se encuentra por encima de la zona de respiración, y las mejores condiciones se alcanzan cuando la mezcla es tan completa que ambas zonas se vuelven una sola. En los sistemas de ventilación que funcionan por el principio de desplazamiento, el aire se suministra en la zona ocupada por personas y la zona de extracción suele encontrarse en la parte superior; aquí las mejores condiciones se alcanzan cuando la mezcla entre ambas zonas es mínima.
La eficiencia de la ventilación, por tanto, está en función de la ubicación y características de los elementos que suministran y extraen aire y de la ubicación y características de las fuentes de contaminación. Además, también es función de la temperatura y de los volúmenes de aire suministrados. Es posible calcular la eficiencia de un sistema de ventilación mediante simulación numérica o tomando medidas. Cuando no se dispone de datos, los valores de la figura 3 se pueden utilizar para diferentes sistemas de ventilación. Estos valores de referencia tienen en cuenta el impacto de la distribución del aire, pero no la ubicación de las fuentes de contaminación, asumiendo que están uniformemente distribuidas en todo el espacio ventilado.
Figura 3. Eficacia de la ventilación en la zona de respiración según diferentes principios de ventilación
Cálculo de los requisitos de ventilación
La figura 4 muestra las ecuaciones utilizadas para calcular los requisitos de ventilación desde el punto de vista de la comodidad, así como de la protección de la salud.
Figura 4. Ecuaciones para calcular los requerimientos de ventilación
Requisitos de ventilación para la comodidad.
Los primeros pasos en el cálculo de los requisitos de confort son decidir el nivel de calidad del aire interior que se desea obtener para el espacio ventilado (ver Tabla 1), y estimar la calidad del aire exterior disponible (ver Tabla 5).
El siguiente paso consiste en estimar la carga sensorial, utilizando las Tablas 8, 9 y 10 para seleccionar las cargas según los ocupantes y sus actividades, el tipo de edificación y el nivel de ocupación por metro cuadrado de superficie. El valor total se obtiene sumando todos los datos.
Dependiendo del principio de funcionamiento del sistema de ventilación y utilizando la Figura 9, es posible estimar la eficiencia de la ventilación. La aplicación de la ecuación (1) en la Figura 9 arrojará un valor para la cantidad requerida de ventilación.
Requisitos de ventilación para la protección de la salud.
Un procedimiento similar al descrito anteriormente, pero usando la ecuación (2) en la Figura 3, proporcionará un valor para la corriente de ventilación requerida para prevenir problemas de salud. Para calcular este valor es necesario identificar una sustancia o grupo de sustancias químicas críticas que se proponga controlar y estimar sus concentraciones en el aire; también es necesario permitir diferentes criterios de evaluación, teniendo en cuenta los efectos del contaminante y la sensibilidad de los ocupantes que se desea proteger, niños o ancianos, por ejemplo.
Desafortunadamente, aún es difícil estimar los requerimientos de ventilación para la protección de la salud debido a la falta de información sobre algunas de las variables que entran en los cálculos, como las tasas de emisión de los contaminantes (G), los criterios de evaluación de los espacios interiores (Cv) y otros.
Los estudios realizados en campo muestran que los espacios donde se requiere ventilación para lograr condiciones confortables la concentración de sustancias químicas es baja. Sin embargo, esos espacios pueden contener fuentes de contaminación que son peligrosas. La mejor política en estos casos es eliminar, sustituir o controlar las fuentes de contaminación en lugar de diluir los contaminantes mediante ventilación general.
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