¿Estás ventilando bien tu casa?

La contaminación atmosférica es uno de los factores que más influyen en la salud humana. Según la OMS, el riesgo de sufrir algunos tipos de cáncer, diabetes, deterioro cognitivo, enfermedades neurológicas y nacimientos prematuros está relacionado con la exposición a la contaminación del aire. Y uno de los agentes contaminantes atmosféricos regulados según criterios de protección de la salud es el dióxido de nitrógeno (NO2), que cobra especial relevancia en entornos urbanos como la ciudad de Madrid en España, debido a la gran densidad de tráfico rodado, una de sus principales fuentes de emisión.

Todos somos conscientes de que el aire que respiramos cuando estamos en la calle puede tener una presencia mayor o menor de agentes contaminantes, pero ¿qué sucede cuando estamos en espacios interiores? ¿Se transporta también a estos la contaminación y en qué niveles? ¿Cómo debemos ventilar los interiores para evitarlo? Son algunas de las preguntas a las que ha tratado de responder un equipo de investigadores que ha propuesto una innovadora metodología para evaluar la calidad del aire que respiramos en espacios interiores utilizando gemelos digitales de los edificios y técnicas de modelización numérica.

El equipo lo integran especialistas de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y el Instituto Universitario de Investigación Marina (INMAR) de Cádiz, en España todas estas instituciones.

Estos investigadores han analizado el impacto de las condiciones meteorológicas en el intercambio de gases entre los espacios exteriores e interiores, tomando como ejemplo los óxidos de nitrógeno (NOx) procedentes del tráfico, con el objetivo de determinar cómo se deben ventilar los interiores para minimizar su impacto.

Para evaluar la calidad del aire que respiramos, tradicionalmente se emplean los datos de concentración de agentes contaminantes procedentes de las estaciones de monitoreo de la calidad del aire situadas en las ciudades, algo que los investigadores consideran insuficiente.

“En los entornos urbanos, la representatividad espacial de estas mediciones es limitada. Esto se debe a que la interacción entre la atmosfera y las estructuras urbanas da lugar a flujos atmosféricos muy complejos a nivel local, que originan distribuciones muy heterogéneas de agentes contaminantes dentro de las calles. Además, a pesar de que las personas pasamos más del 90% de nuestro tiempo en ambientes interiores, estos 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”, explica Esther Rivas, investigadora postdoctoral Margarita Salas UPM en la Unidad de Modelización Atmosférica del CIEMAT y autora principal de este trabajo.

Un modelo innovador

Con el objetivo de evaluar también lo que sucede con el aire que respiramos cuando estamos a cubierto, 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”, explica Rivas.

Sus resultados señalan que la combinación de un modelo de turbulencia atmosférica adecuado, junto con unas condiciones de contorno adecuadas, posibilita reproducir la evolución temporal de variables meteorológicas como son la velocidad y dirección del viento, o la energía cinética turbulenta, tanto a nivel de calle como en la azotea de los edificios, incluso cuando la velocidad del viento es baja. Además, posibilita reproducir la evolución temporal de las concentraciones de NOx, tanto en el exterior como en el interior, particularmente cuando la concentración urbana de fondo es considerada a partir de los datos arrojados por las estaciones de calidad del aire.

Los datos obtenidos son claros: para lograr reducir al máximo la concentración de agentes contaminantes provenientes del tráfico en el interior de los edificios, la ventilación natural debería realizarse durante las horas de bajas concentraciones de agentes contaminantes atmosféricos, evitando las horas pico de la mañana y la tarde.

No siempre es un buen momento para abrir las ventanas y ventilar espacios interiores. (Foto: NPS / Suzanne McCarthy)

“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, etcétera. 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”, añaden los autores del estudio.

El trabajo se ha enmarcado dentro del proyecto AIRTEC-CM (evaluación integral de la calidad del aire urbano y cambio climático), coordinado por Rafael Borge de la UPM, 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.

Para los autores del estudio, la importancia de este 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”.

El estudio se titula “Indoor-outdoor NOx modelling in a single-side naturally ventilated room in a real building in Madrid”. Y se ha publicado en la revista académica Journal of Building Engineering. (Fuente: UPM)