Un estudio mide la calidad del aire interior en dos escuelas secundarias de Salt Lake City

Un estudio de la calidad del aire interior en dos escuelas secundarias de Salt Lake City encuentra que, aunque la filtración del aire disminuye la cantidad de contaminación exterior, el aire interior aún refleja las tendencias en la calidad del aire exterior con un retraso, según el tipo de contaminación, de aproximadamente una hora.

El estudio, realizado en 2018 por el Departamento de Salud del Condado de Salt Lake y publicado en la revista Contaminantes, llega cuando la temporada de inversión de invierno de Salt Lake Valley está llegando a su fin y en un momento en que COVID-19 ha estimulado discusiones sobre el aumento de la ventilación en las escuelas. Los resultados, dice el autor principal del estudio, Daniel Mendoza, son parte de una serie de estudios para comprender mejor los factores que afectan la calidad del aire interior y cómo protegen los ambientes interiores de la mala calidad del aire exterior.

«Eso nos dará mucha más información y una forma más sustancial de abordar y justificar la necesidad de mejorar la calidad del aire», dice Mendoza.

Problemas únicos y soluciones únicas

Los científicos atmosféricos de la Universidad de Utah siempre están trabajando para comprender mejor los desafíos únicos de calidad del aire del Valle de Salt Lake. Rodeados de montañas, los residentes de Wasatch Front lidian con el humo de los incendios forestales y la contaminación por ozono en el verano, así como con las inversiones invernales que atrapan las emisiones bajo una capa de aire estancado y los impactos cotidianos de las emisiones industriales, de automóviles y de edificios.

Entonces, los científicos de U han encontrado formas creativas de analizar las fuentes de contaminación. Han colocado sensores de aire en una camioneta, en trenes ligeros, en autobuses eléctricos e incluso en autos de Google StreetView. Ahora Mendoza, profesora asistente de investigación en el Departamento de Ciencias Atmosféricas y profesora asistente visitante en el Departamento de Planificación Urbana y Metropolitana, está llevando esos estudios al interior para ver cómo los cambios en la calidad del aire exterior se filtran en los espacios donde la mayoría de nosotros pasamos nuestro tiempo. .

En la primavera de 2018, Mendoza, también profesora asistente adjunta en la división pulmonar de la Facultad de Medicina y científica sénior en el instituto de investigación interdisciplinaria NEXUS, junto con Tabitha Benney, profesora asociada de ciencias políticas y Sarah Boll de la División del Estado de Utah de Construcción y Administración de Instalaciones instaló sensores de material particulado en un edificio de oficinas en Taylorsville, Utah, para comenzar a comprender las tendencias de la calidad del aire durante un año. Descubrieron que los eventos de mala calidad del aire exterior debido a fuegos artificiales, incendios forestales y eventos de inversión del invierno aparecían en los sensores interiores. El sistema de filtración del edificio mantuvo fuera gran parte de la contaminación por inversión, que depende en parte de las condiciones de temperatura y humedad, pero no tanto del aire viciado debido al humo.

Sin embargo, ese fue solo el comienzo de lo que Mendoza y Benney quieren aprender sobre la contaminación del aire interior. En general, un edificio de oficinas es un entorno limpio con actividades constantes durante todo el día y se utiliza principalmente durante el día. Pero las cosas se complican cuando piensas en otros entornos. ¿Qué pasa con una escuela con una cocina o un gimnasio con estudiantes de varios hogares y vecindarios que se arrastran por el polvo?

Todo es parte de una imagen que se vuelve más clara paso a paso con cada proyecto de investigación. Este estudio se centra en los entornos escolares, específicamente en dos escuelas de Salt Lake City: East High School y West High School. Están ubicados, como era de esperar, en los lados este y oeste de la ciudad. West High está cerca de la autopista I-15, las líneas ferroviarias y las refinerías de petróleo, y más cerca del Great Salt Lake, que puede ser una fuente de polvo.

«Los niños pasan en promedio alrededor de 900 horas al año en la escuela», dice Benney. «Así que la escuela tiene más consecuencias para la salud a largo plazo de los niños que algunos hogares».

El equipo instaló dos sensores de calidad del aire de grado de investigación: uno al aire libre y otro en el interior. En West High, el sensor interior estaba ubicado en una viga en el área común de los estudiantes. En East High, se instaló en un gimnasio. Los sensores informaron lecturas por hora entre el 8 de febrero y el 30 de abril de 2018, durante el final de la temporada de inversión de invierno y el comienzo del clima primaveral que puede incluir tormentas de polvo. Los sensores buscaron específicamente partículas en el aire.

Durante el período de estudio de tres meses, los cambios en la calidad del aire exterior se observaron en el interior, pero con un retraso de 35 a 70 minutos, según el tipo de evento de contaminación del aire. Entonces, un pico en el material particulado en el aire en el exterior, como la hora pico de la mañana, por ejemplo, apareció como un pico en el material particulado en el interior alrededor de una hora más tarde, y la brecha entre los picos de material particulado en el exterior y el interior varió según el tipo de contaminación.

«Esto es algo que ahora puede ser procesable», dice Mendoza. «Ahora estamos empezando a comprender cuánto tardan algunos tipos de contaminación en filtrarse en el interior. Por lo tanto, podemos pensar en reducir potencialmente el flujo de aire durante esos momentos, porque sabemos que habrá un aumento en la contaminación».

Además de compartir sus resultados con los funcionarios escolares, los investigadores esperan estudiar si, por ejemplo, dado que la contaminación de la hora pico de la mañana alcanza su punto máximo en el interior aproximadamente a la misma hora todos los días, el rendimiento académico durante ese período de clase se ve afectado.

Inversiones, tormentas de polvo. . . y palomitas quemadas

Hubo algunos eventos notables registrados por los sensores durante el estudio. Un sensor interior detectó palomitas de maíz de microondas en llamas.

Otro fue un evento de inversión de dos días en marzo cuando las emisiones quedaron atrapadas en Salt Lake Valley. Durante esos tiempos, los picos de contaminación del aire por el tráfico en las horas pico fueron particularmente claros.

«Pudimos ver, después de que terminó la hora pico, niveles residuales y crecientes de contaminación hasta que la inversión desapareció el tercer día».

Durante la inversión, los niveles de partículas en el interior no alcanzaron niveles nocivos para la salud y, de hecho, fueron similares en el interior de ambas escuelas, aunque la contaminación del aire exterior fue un poco más alta en West High. Probablemente se deba a los filtros de aire del edificio, dice Mendoza.

Los sensores también registraron los efectos de una tormenta de polvo que azotó Salt Lake City a mediados de abril. En ese momento, el sensor de material particulado exterior en West High School no funcionaba, pero los sensores de East High detectaron el polvo adicional.

«Lo vimos aumentar significativamente», dice Mendoza. «Científicamente fue muy interesante para nosotros porque pudimos ver cómo entró esa contaminación y empeoró la calidad del aire interior».

Pero, de nuevo, la filtración del edificio ofrecía cierta protección. Mientras que las partículas en el exterior se dispararon a casi 50 microgramos por metro cúbico (poco saludable para los grupos sensibles), los niveles alcanzaron un máximo de alrededor de 20 microgramos por metro cúbico (calidad del aire moderada) en el interior.

¿Mayor filtración o mayor ventilación?

En el curso del estudio, los investigadores aprendieron más sobre los sistemas de manejo de aire de la escuela y descubrieron que, en 2018, las escuelas usaban filtros MERV8, que capturan alrededor del 85 % de las partículas. Desde entonces, las escuelas se han actualizado a los filtros MERV13 y MERV14, que es más o menos comparable a la actualización de una mascarilla quirúrgica a una N95.

«Hay buenas noticias», dice Benney. «Las escuelas fueron bastante protectoras en general». Debido a la variabilidad en la ventilación y filtración en los hogares y debido a la elevada contaminación del aire en algunos vecindarios de bajos ingresos, el aire en las escuelas puede ser incluso más seguro que en los hogares para algunos niños, dice ella.

Saber cómo se relacionan la contaminación interior y exterior es un punto de partida para tomar medidas para proteger aún más a los estudiantes. «Vimos un patrón», dice, «y estamos tratando de averiguar qué tan regular es ese patrón y cómo funcionan estos retrasos en diferentes tipos de contaminación para que podamos probar diferentes tipos de filtrado. Hay muchos caminos diferentes para ir de esto. Y eso es lo que lo hace tan emocionante «.

En medio de la pandemia de COVID-19, el tema de la ventilación en las escuelas tiene una dimensión adicional que antes no existía.

«Ahora está este tira y afloja», dice Mendoza. «Para la intrusión de contaminación, nos gustaría reducir la ventilación, pero para las precauciones de COVID, queremos aumentar la ventilación». Mendoza ha trabajado con los administradores de edificios en el campus de la U para abordar ese equilibrio y agregó que están trabajando para reducir la ventilación durante las inversiones.

Ampliación de los estudios de calidad del aire interior

Actualmente, los investigadores están trabajando en otro estudio sobre los efectos de los automóviles al ralentí fuera de las escuelas durante los horarios de entrega y recogida. Es parte de una creciente línea de investigación sobre la calidad del aire dentro y alrededor de las escuelas y los impactos que el aire puede tener en la educación.

Otros tipos de edificios que se estudiarán incluyen viviendas, con mascotas, enfriadores evaporativos, aspiración, uso de aerosoles y lacas para el cabello y una miríada de otros factores humanos que afectan la calidad del aire interior.

Otro estudio en proceso analiza los datos del clima y la calidad del aire durante los últimos 15 años en Utah e incluye una mirada a la salud de las escuelas y las comunidades que las rodean.

«Estamos tratando de enmarcar la investigación para que, en lugar de solo mirar la ciencia, consideremos grupos específicos o poblaciones vulnerables siempre que sea posible para resaltar las experiencias únicas que esas personas podrían tener», dice Benney.

«La calidad del aire exterior en una escuela es realmente representativa del vecindario, especialmente para las escuelas primarias», dice Mendoza, porque la mayoría de los niños viven a un par de cuadras de su escuela primaria. Así que ahora estamos analizando la salud a escala de vecindario».