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:
- una lista de sustancias a ser proscritas o reguladas, tanto en la construcción como en el mantenimiento de edificios
- estándares de calidad aplicables a los diferentes tipos de ambientes interiores
- prescripciones para la consideración, construcción, gestión y mantenimiento de instalaciones de aire acondicionado y ventilación
- normas mínimas para el mantenimiento de los edificios abiertos al público.
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 |
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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.