Un equipo de investigación dirigido por Brandon Boor, profesor asociado de la Escuela de Ingeniería Civil de Lyles, ha publicado un nuevo estudio en la revista Cell Reports Sustainability. descubriendo que los edificios modernos liberan continuamente compuestos orgánicos volátiles (COV) al aire exterior y es probable que contribuyan de manera importante a la carga de COV de la atmósfera urbana. El equipo realizó mediciones directas del intercambio de contaminantes del aire exterior-interior en un edificio de oficinas de alto rendimiento utilizando instrumentación de calidad del aire de última generación y una plataforma avanzada de automatización de edificios.

"Tradicionalmente pensamos en filtrar el aire exterior que entra a nuestros edificios. Según los hallazgos de nuestro estudio, ahora debemos considerar limpiar el aire que sale de nuestras oficinas, hogares y escuelas para reducir las emisiones de COV al ambiente exterior", dijo Boor. /P>

El objetivo de esta investigación, dijo Boor, es medir con precisión los COV en el aire que entra y sale de los edificios urbanos y utilizar los datos para comprender cómo la ocupación humana y las operaciones de los edificios impactan el transporte de COV entre el aire interior y exterior. Boor dijo que la influencia del intercambio de aire entre las atmósferas interiores y exteriores sobre la contaminación del aire urbano aún no se comprende bien, ni se había explorado completamente antes en un edificio de oficinas moderno con un sofisticado sistema de ventilación.

"Una comprensión fundamental del destino y el transporte de los contaminantes del aire urbano es importante para desarrollar estrategias y políticas de mitigación que puedan mejorar la calidad del aire urbano y reducir los impactos adversos sobre la salud humana y el clima", dijo Boor. "Numerosos estudios han demostrado el impacto significativo del tráfico, las emisiones industriales y biogénicas en la contaminación del aire urbano. Sin embargo, a menudo se ha pasado por alto la influencia de las interacciones de los contaminantes del aire urbano con los edificios."

Los edificios públicos y comerciales modernos suelen estar equipados con sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) para proporcionar una mejor calidad del aire interior y confort térmico. Cuando el aire urbano circula mecánicamente por los edificios, su composición puede cambiar significativamente debido a las interacciones con los componentes HVAC, el aire interior, los ocupantes y las superficies interiores.

"Los edificios representan una fracción significativa de la superficie terrestre de las ciudades y proporcionan una cantidad significativa de espacio interior ocupado", dijo Tianren Wu, primer autor del estudio y profesor asistente en el Departamento de Ingeniería y Construcción Civil y Arquitectónica de la Universidad de Cincinnati. Gestión.

"Para cumplir con los requisitos de ventilación y confort térmico del edificio, se intercambia activamente una cantidad sustancial de aire entre un edificio y su atmósfera urbana próxima. Este intercambio de aire dinámico puede tener implicaciones importantes para la calidad del aire urbano debido a la interacción entre el interior y el exterior y el exterior. transporte interior y transformación de contaminantes, especialmente en ciudades densamente pobladas."

Los materiales de construcción, el mobiliario interior y los ocupantes y sus actividades (como cocinar, limpiar y usar productos de consumo y de cuidado personal) pueden liberar una variedad de contaminantes gaseosos y particulados que pueden expulsarse directamente a la atmósfera urbana a través del sistema HVAC de un edificio. La investigación de Boor encontró que las concentraciones de COV en interiores son de 2 a 15 veces más altas que en exteriores y que, por unidad de área, las emisiones de COV de los edificios son comparables a las emisiones del tráfico, industriales y biogénicas.

En particular, el equipo descubrió que la oficina era una fuente importante de emisiones de monoterpenos y siloxanos reactivos al ambiente exterior. Los siloxanos se utilizan ampliamente en desodorantes, perfumes, lociones y productos para el cuidado del cabello. Un estudio reciente dirigido por Nusrat Jung, profesor asistente de ingeniería civil de Purdue, encontró que las rutinas diarias de cuidado del cabello liberan grandes cantidades al aire exterior a través del escape del baño, lo que demuestra aún más cómo los edificios pueden afectar la contaminación del aire exterior.

"El comportamiento fuente-sumidero del edificio cambió dinámicamente con la ocupación y las condiciones de ventilación del edificio", dijo Boor. "Nuestros resultados demuestran que los edificios pueden influir directamente en la calidad del aire urbano debido al importante intercambio de aire exterior-interior".

En cuanto a lo que se puede hacer para mitigar las emisiones de COV de los edificios, Boor dijo que se necesita un mayor enfoque en eliminar los COV en los sistemas HVAC utilizando filtros de carbón y otras tecnologías de limpieza del aire. También será útil utilizar productos de consumo y de cuidado personal con bajas emisiones de COV, afirmó Boor.

Investigadores de la Universidad de Indiana y RJ Lee Group Inc. contribuyeron a este estudio.

Adquirir los datos

El equipo de Boor investigó los efectos de fuente y sumidero de una oficina de planta abierta, realista y con ventilación mecánica y su sistema HVAC sobre los contaminantes del aire urbano a través de una campaña integral de medición de campo de un mes de duración. La oficina utilizada para su investigación de un mes de duración se encuentra en los Laboratorios Ray W. Herrick, un edificio de alto rendimiento con certificación LEED (Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental) Oro en el centro de Indiana. La oficina está continuamente ventilada mecánicamente mediante una unidad de tratamiento de aire independiente.

La campaña de mediciones de campo se realizó durante la temporada de invierno. En el estudio se examinaron tres tipos de contaminantes comunes del aire urbano, incluidos los COV, el ozono y las partículas finas. Las condiciones de ventilación mecánica del edificio fueron monitoreadas cuidadosamente para cuantificar las tasas netas de emisión masiva de la oficina y su sistema HVAC a la atmósfera urbana. Los COV se midieron en tiempo real en diferentes ubicaciones del sistema HVAC con un espectrómetro de masas de tiempo de vuelo de reacción de transferencia de protones de alta resolución.