La contaminación del aire que se genera en el interior de los hogares está relacionada con riesgos para la salud. En concreto, según define la Organización Mundial de la Salud (OMS) puede ser causante de enfermedades como los accidentes cerebrovasculares, cardiopatía isquémica, enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) y cáncer de pulmón. Además, esta contaminación es la responsable de millones de muertes, calculando cerca de 3,2 millones de defunciones en 2020, según datos de la OMS.
Uno de los contaminantes atmosféricos más frecuentes y regulados según criterios de protección de la salud es el óxido de nitrógeno (NO2), que está presente especialmente en zonas urbanas como Madrid, debido a la contaminación causada por el tráfico, siendo esta una de las principales fuentes de emisión. Pero, ¿cómo afecta la contaminación en los espacios a cubierto? Y, ¿cómo debemos ventilar para evitar que estos gases afecten a nuestra salud?
Estas mismas preguntas son las que se han hecho y han tratado de responder un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), la Universidad Complutense de Madrid y el INMAR. Los científicos que han trabajado en estas cuestiones han presentado una “innovadora metodología” para comprobar la calidad del aire de los interiores a través de gemelos digitales de los edificios y técnicas de modernización numérica.
"En los entornos urbanos, la representatividad espacial de estas mediciones es limitada"
Por lo general, la calidad del aire se evalúa mediante datos de concentración de contaminantes que proceden de estaciones encargadas de analizar la calidad en las ciudades. Estas herramientas de medición son insuficientes, según apuntan los investigadores. “En los entornos urbanos, la representatividad espacial de estas mediciones es limitada. Esto se debe a que la interacción entre la atmósfera y las estructuras urbanas da lugar a flujos atmosféricos muy complejos a nivel local, que originan distribuciones de contaminantes dentro de las calles muy heterogéneas”, explica Esther Rivas, investigadora postdoctoral Margarita Salas UPM en la Unidad de Modelización Atmosférica del CIEMAT y autora principal de este trabajo.
A esto se suma la necesidad de analizar otros microambientes, como puede ser la exposición a contaminantes que afectan a la salud en el interior de los edificios. “Además, a pesar de que las personas pasan más del 90 % de su tiempo en ambientes interiores, éstos no se suelen tener en cuenta en la evaluación de la exposición. Es por eso que, para evaluar mejor la exposición total a la contaminación atmosférica, es necesario considerar también estos microambientes”, añade la investigadora.
UNA HERRAMIENTA INNOVADORA
Y para analizar el aire que respiramos en ambientes cerrados, los investigadores aplicaron un modelo de Dinámica de Fluidos Computacional a un gemelo digital del edificio del Hospital Clínico San Carlos de Madrid y su entorno. “Nuestro objetivo principal fue proporcionar una mejor comprensión del impacto de las condiciones meteorológicas en el intercambio de NOX exterior-interior mediante ventilación natural a través de simulaciones numéricas a muy alta resolución espacial”, comenta Rivas.
Las conclusiones extraídas indican que al utilizar un modelo adecuado de turbulencia atmosférica y condiciones de contorno apropiadas, es posible simular la evolución temporal de variables meteorológicas como la velocidad y dirección del viento, así como la energía cinética turbulenta, tanto a nivel de la calle como en las azoteas de los edificios, incluso cuando la velocidad del viento es baja. Además, permite simular la evolución temporal de las concentraciones de NOX, tanto en el exterior como en el interior, especialmente cuando se considera la concentración urbana de fondo basada en los datos de las estaciones de calidad del aire.
VENTILACIÓN NATURAL EN HORAS DE BAJA CONTAMINACIÓN
Uno de los resultados principales sugiere que, para evitar la concentración de contaminantes en el interior de los edificios, la ventilación natural debería realizarse en las horas de baja concentración de contaminantes atmosféricos, evitando las horas pico de la mañana y la tarde.
"En los casos en los que no se puedan implementar este tipo de medidas, sería interesante promover el uso de sistemas que permitan gestionar de forma inteligente la ventilación natural de los edificios"
“Una forma de promover la ventilación natural en entornos urbanos sería reducir las concentraciones de contaminantes cerca de las ventanas, por ejemplo, implementando medidas para reducir el tráfico alrededor de los edificios, especialmente en áreas con poblaciones sensibles, como hospitales, escuelas, residencias de ancianos, etc. En los casos en los que no se puedan implementar este tipo de medidas, sería interesante promover el uso de sistemas que permitan gestionar de forma inteligente la ventilación natural de los edificios (es decir, durante las horas en las que la calidad del aire exterior es más favorable), así como el uso de motores menos contaminantes”, apuntan los autores.
Para los autores, la importancia de este estudio radica en que “ha puesto a punto una metodología que podría ser aplicada para estimar la calidad del aire que respiramos tanto en el exterior como en el interior de edificios y que ayudaría al diseño y evaluación de medidas para reducir la exposición de la población a la contaminación atmosférica”, concluyen.
Esta investigación, publicada en la revista internacional, Journal of Building Engineering, se incluye dentro del proyecto AIRTEC-CM: evaluación integral de la calidad del aire urbano y cambio climático. Este trabajo ha sido coordinado por Rafael Borge de la UPM y financiado por la Comunidad de Madrid, cuyo objetivo principal es entender las interacciones e interdependencias existentes entre los agentes bióticos, abióticos y factores meteorológicos en un contexto de clima cambiante para poder avanzar en el conocimiento de la exposición de las personas a la contaminación atmosférica en las ciudades.