CHAPTER 3 – Empirical analysis
3.1 Database Description
Los problemas de calidad de aire interior, normalmente están asociados con la climatización de los edificios, con un diseño y mantenimiento incorrecto de la misma, así como por el tipo de contaminantes existentes. A continuación nos vamos a referir fundamentalmente a los con- taminantes químicos y biológicos, ya que normalmente, los contaminantes físicos: temperatura, humedad y velocidad de aire, la iluminación y el ruido son considerados factores de confort ajenos a la calidad del aire.
Contaminantes Químicos
El número de los posibles contaminantes químicos del aire interior es muy numeroso y sus orígenes muy diversos. Los más significativos son, entre otros, dióxido de carbono (CO2), monó- xido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), dióxido de azufre, compuestos orgánicos voláti- les (VOCs), partículas en suspensión, radón, ozono (O3), plomo (Pb) y fibras.
Dióxido de carbono (CO2)
El dióxido de carbono es un gas que se forma por combustión de sustancias que contienen carbono. En locales no industriales la principal fuente de generación está en la respiración humana y en el consumo de tabaco.
En ambientes interiores la determinación de la concentración ambiental de dióxido de car- bono se suele emplear como parámetro que caracteriza la calidad del aire. Algunos autores con- sideran que concentraciones superiores a 1000 ppm indican un aire de mala calidad. Es un asfi- xiante simple cuya presencia a altas concentraciones provoca falta de oxígeno.
Monóxido de carbono (CO)
El monóxido de carbono se forma por combustión incompleta de sustancias que contienen carbono. Su presencia en medios no industriales es debido a la emisión por motores de com- bustión en garajes dentro del edificio, la toma inadecuada del aire fresco exterior y el tabaco. Tiene un efecto asfixiante al unirse a la hemoglobina de la sangre (formando carboxihemoglo- bina) y disminuir la capacidad de aporte de oxígeno hasta los tejidos.
Óxidos de nitrógeno (NOx)
Los óxidos de nitrógeno (NOx) se forma al arder el nitrógeno en presencia de aire, se libera a la atmósfera en la combustión de combustibles fósiles, como el petróleo y el carbón. Estos productos interactúan con la luz del sol, la humedad y los oxidantes produciendo ácido nítrico, que son trans- portados por la circulación atmosférica y caen a tierra, arrastrados por la lluvia y la nieve en la lla- mada lluvia ácida, o en forma de depósitos secos, partículas y gases atmosféricos.
Dióxido de azufre (SO2)
El dióxido de azufre (SO2) se forma al arder el azufre en presencia de aire, se libera a la atmós- fera en la combustión de combustibles fósiles, como el petróleo y el carbón. El dióxido de azu- fre es un gas pesado e incoloro, con un característico olor sofocante, su concentración en el aire puede alcanzar desde 0,01 a varias partes por millón, y puede afectar al deterioro de edificios y monumentos. Se trata de uno de los contaminantes más problemáticos del aire, siendo la causa de la lluvia ácida, así como de diferentes alteraciones de la salud de las personas.
Compuestos orgánicos volátiles (VOCs)
Los compuestos orgánicos volátiles son compuestos químicos orgánicos que se utilizan en la fabricación de materiales de construcción, muebles, tejidos, equipos de oficina, etc. y que tie- nen la propiedad de evaporarse o permanecer en suspensión a temperatura ambiente en el aire interior de los edificios.
La Environmental Protection Agency (EPA) considera que los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) son muy comunes en el aire interior y sus concentraciones pueden llegar a exceder en miles de veces a las concentraciones del aire exterior. Los compuestos orgánicos más conocidos en el aire interior, son: formaldehído, disolventes, pesticidas, tolueno y vinilos.
FORMALDEHÍDO
Formaldehído o metanal es un compuesto de carbono, hidrógeno y oxígeno. A temperatura normal es un gas de un olor penetrante. Puro es muy reactivo y se polimeriza fácilmente.
El formaldehído se emplea en la industria química en grandes proporciones para sinteti- zar compuestos orgánicos, especialmente en la fabricación de plásticos y resinas sintéticas, especialmente aquellas usadas como aislantes térmicos, barnices, muebles y decoración Asociado con agua y alcohol (formalina) se utiliza como desinfectante, insecticida, fungicida y desodorante.
El formaldehído es una de las causas del Síndrome del Edificio Enfermo, pudiendo ocasio- nar irritación de las vías respiratorias y alergias, también esta considerado como una sustancia sospechosa de inducir procesos cancerígenos.
DISOLVENTES
Los disolventes detectados con mayor frecuencia son los hidrocarburos alifáticos y aromáti- cos, así como los derivados halogenados de éstos como los freones y el 1,2-dicloroetano. PESTICIDAS
Los pesticidas son agentes químicos que se utilizan para controlar y erradicar aquellas plagas que dañan los cultivos, pueden introducirse en el edificio por contaminación externa. TOLUENO
El tolueno, también conocido como toluol o metilbenceno, es un hidrocarburo incoloro pre- sente en el alquitrán de hulla. Se utiliza como disolvente y en la elaboración de compuestos sin- téticos, como el trinitrotolueno. Su uso esta muy extendido.
VINILOS
Los vinilos son productos químicos intermedios que se utilizan principalmente como monó- meros en la fabricación de plásticos. Los vinilos más conocidos son: el bromuro de vinilo, el clo- ruro de vinilo, el fluoruro de vinilo, el acetato de vinilo, los éteres vinílicos y los ésteres vinílicos.
Partículas en suspensión
Las partículas en suspensión son materia particulada, de tipo sólido o liquido, que por su tamaño no son visibles al ojo humano.
Las partículas en suspensión, especialmente las menores de 2,5 micras, pueden ser irri- tantes respiratorios, con efectos que pueden ser nocivos para personas con problemas respi- ratorios, especialmente aquellas con patología asmática. La exposición prolongada a las par- tículas en suspensión incrementa el numero de enfermedades cardiorrespiratorias, disminuyendo la esperanza de vida. En los ambientes no industriales la principal fuente de partículas de pequeño diámetro proviene del humo de tabaco y los aerosoles procedentes de distintos tipos de pulverizadores.
Fibras
Además, de las partículas ya descritas, conviene distinguir muy especialmente las fibras de vidrio y amianto procedentes de los materiales de construcción, empleados para el aislamiento térmico y acústico tanto general del edificio como de las instalaciones de ventilación. En el caso del amianto, aunque su utilización está prohibida en los edificios de nueva construcción, aún es frecuente encontrarlo en edificios antiguos.
FIBRAS DEAMIANTO
El amianto es una fibra mineral que ha sido utilizado ampliamente, por sus propiedades ais- lantes e ignifugas, en materiales de construcción, textiles, piezas de aviones, mísiles, asfaltos, compuestos de calefacción, pinturas y productos de fricción como pastillas de frenos.
El amianto es una forma fibrosa de varios minerales y silicatos hidratados de magnesio o de hierro. Existen tres tipos de amianto: crisolita (0,16 m de diámetro), crocidolita (0,2-0,4 m) y amosita (0,2-0,4 m).
La inhalación de polvo de amianto o de asbesto puede producir asbestosis, así como diver- sas formas de cáncer, en especial cáncer de pulmón y mesotelioma, después de un periodo de latencia de más de veinte años.
FIBRA DE VIDRIO
La fibra de vidrio es una estructura de origen mineral parecida al pelo, su diámetro no suele ser superior a 0,05cm. Se fabrica moldeando o soplando el vidrio fundido hasta formar hilos. Normalmente se utiliza como aislante en tejidos, paredes, techos y sistemas de ventilación de edificios.
La fibra de vidrio esta considerada como un elemento posiblemente cancerígeno, pues los trabajadores que trabajan en plantas de elaboración de fibra de vidrio tienen tasas mas elevadas de cáncer.
La fibra de vidrio es un irritante de la piel, ojos y tracto superior de las vías respiratorias. Los efectos más comunes que aparecen tras sufrir exposiciones a altas concentraciones, son: urtica- rias, dolores de cabeza y conjuntivitis.
Radón
El radón es un gas radiactivo, incoloro, inodoro, insípido y es generado de una forma natu- ral por la degradación del uranio y del radio en la tierra, piedras y agua. Normalmente el gas radón se concentra en áreas de mucho granito, fosfatos y tierras arcillosas. De la tierra accede con facilidad al interior de los edificios.
El radón es un contaminante muy tóxico, es la segunda causa, después del tabaco, de cán- cer de pulmón entre los fumadores y la primera causa para los no fumadores
Ozono
El ozono (O3) es una forma alotrópica del oxígeno que tiene tres átomos en cada molécula. Se trata de un gas azul pálido de olor fuerte y altamente venenoso que se obtiene al pasar oxí- geno frío y seco a través de una descarga eléctrica silenciosa. Es mucho más activo química- mente que el oxígeno (O2) y es mejor como agente oxidante. Se usa para purificar el agua, este- rilizar el aire y blanquear telas, ceras y harinas.
El ozono es un gas toxico e irritante de las vías respiratorias, en caso de exposición intensa produce edema de pulmón y muerte.
Contaminantes biológicos
Aunque los contaminantes biológicos son relativamente infrecuentes en el aire interior, exis- ten numerosos estudios que relacionan microorganismos de transmisión aérea con una serie de procesos alérgicos, tales como: dermatitis alérgica atópica; rinitis; asma; fiebre por humidifica- dores, y alveolitis alérgica extrínseca.
Aparte de microorganismos, como: virus, bacterias, hongos y protozoos; el aire interior puede contener pólenes, restos de animales y fragmentos de insectos y ácaros y sus productos de excreción, también puede haber compuestos orgánicos volátiles que provienen de organis- mos vivos, como las plantas y los microorganismos presentes en el interior. Sin embargo a dife- rencia de lo que sucede con los contaminantes químicos, no existen criterios de evaluación de tipo teórico como los TLV's de la A.C.G.I.H. o los VLAs del INSHT, debido a la existencia de una gran variabilidad de factores relativos a la propia naturaleza de los agentes biológicos.
Restos de animales o detritus
Los detritus están constituidos por partículas finas de piel, pelo y plumas, así como saliva y orina desecadas. Es una fuente de potentes alergenos que pueden causar rinitis o asma en per- sonas susceptibles. Las principales fuentes de detritus en ambientes de interior suelen ser gatos y perros, pero también son fuentes potenciales: ratas, ratones, hámster, jerbos, cobayas y pája- ros de jaula. En los ambientes de trabajo la mayor exposición a los detritus tiene lugar en ins- talaciones de cría de animales y laboratorios veterinarios.
Ácaros
Los ácaros son una especie de arácnidos minúsculos que miden unos 0,25 mm de longitud, generalmente tienen el cuerpo ovalado, tienen la cabeza, el tórax y el abdomen fusionados en un cuerpo no segmentado. Suelen tener tres pares de patas en la etapa larvaria y cuatro en la de ninfa y en estado adulto. Su aparato bucal está adaptado para la perforación. Como la mayo- ría de los arácnidos, los ácaros viven en hábitats terrestres y acuáticos. Tanto desde el punto de vista económico como desde el punto de vista de la salud son perjudiciales, ya que transmiten enfermedades que afectan tanto a los animales como a las personas.
Los ácaros se asocian en particular al polvo, puede haber fragmentos de éstos y de sus pro- ductos en el aire interior. El ácaro del polvo de casa, Dermatophagoides pteronyssinus, es la especie más importante y es una de las causas importantes de alergia respiratoria. Se asocia principalmente a los hogares, abunda sobretodo en las ropas de cama y en los muebles tapi- zados.
Los ácaros de almacén, Acarus, Glyciphagus y Tyrophagus, están asociados a los alimentos y a los piensos para animales, también pueden aportar fragmentos alergénicos al aire interior de los edificios. Aunque es más probable que afecten solo a los granjeros y a los trabajadores que manipulan los piensos, puede haber ácaros de almacén en el polvo de los edificios, muy espe- cialmente en condiciones calurosas y húmedas.
Insectos
Los insectos son artrópodos de respiración traqueal, con el cuerpo dividido en cabeza, tórax y abdomen, con un par de antenas y tres pares de patas. Aunque estos organismos y sus pro- ductos excretores pueden causar también alergias respiratorias y de otra naturaleza, no parecen contribuir de forma significativa a la carga biológica en suspensión en el aire en la mayoría de las situaciones. Las partículas de cucarachas, especialmente Blatella germanica y Periplaneta americana, pueden ser un componente importante en ambientes de trabajo insalubres, cálidos y húmedos. Las exposiciones a partículas de cucarachas y otros insectos, como langostas, gor- gojos, escarabajos y moscas de la fruta, pueden ser causa de problemas de salud entre los tra- bajadores de instalaciones de cría de animales y laboratorios.
Hongos
Los hongos son un grupo de organismos unicelulares o pluricelulares que se alimentan mediante la absorción directa de nutrientes. Los alimentos los disuelven mediante enzimas que secretan; después los absorben a través de la fina pared de la célula y se distribuyen por difu- sión simple en el protoplasma. Los hongos son considerados más importantes que las bacterias como componentes de los aerosoles biológicos presentes en el aire interior. Algunos son pará- sitos de organismos vivos y producen graves enfermedades en plantas y animales.
Los hongos se clasifican en: levaduras y mohos microscópicos, y hongos macroscópicos. Los hon- gos producen numerosas esporas que se dispersan por el aire. En la mayoría de las muestras de aire interior se encuentran levaduras, y en ocasiones pueden estar presentes a niveles muy ele- vados. Los edificios proporcionan numerosos nichos que contienen el material orgánico muerto que sirve como nutriente a la mayoría de los hongos. Los nutrientes están presentes en materiales como: madera; papel, pintura y otros revestimientos de superficies; mobiliario como alfombras y muebles tapizados; tierra de macetas; polvo; escamas de piel y secreciones de seres humanos y de otros animales; y en alimentos. El crecimiento de estos microorganismos depende del nivel de humedad. El polvo puede ser un lugar de depósito y, si está suficiente- mente húmedo, un lugar de cultivo para los mohos. Por lo que, una cantidad importante de esporas entra en suspensión en el aire cuando se mueve el polvo.
Existen esporas de muchos mohos diferentes en los lugares de trabajo no industriales, los más frecuentes pertenecen a las especies de Cladosporium, Penicilium, Aspergillus y Eurotium. La Cladosporium también es capaz de crecer y producir esporas sobre superficies húmedas en el interior, contribuyendo así a la carga biológica del aire interior. Se considera que las diversas especies de Penicillium se originan generalmente en el interior, al igual que Aspergillus y Eurotium. Las levaduras Rhodotorula o Sporobolomyces son componentes destacados de la flora en suspensión en el aire y también pueden aislarse de superficies afectadas por mohos.
Al igual que las bacterias gramnegativas y los actinomicetos, los hongos hidrófilos son indi- cadores de lugares extremadamente húmedos y, por consiguiente, de mala calidad del aire inte- rior. Entre ellos se encuentran Fusarium, Phoma, Stachybotrys, Trichoderma, Ulocladium, leva- duras y, con menor frecuencia, los patógenos oportunistas Aspergillus fumigatus y Exophiala jeanselmei. Aunque no es probable que las esporas de éstos y de otros patógenos oportunistas, como Fusarium solani y Pseudallescheria boydii, sean peligrosas para la salud, sí pueden serlo para personas inmunodeprimidas
Los hongos de transmisión aérea son mucho más importantes que las bacterias como causas de enfermedad alérgica, aunque son menos importantes que los del polen, los ácaros del polvo de las casas y el detritus animal.
Las especies de Eurotium y otros mohos extremadamente xerófilos del polvo de casa proba- blemente sean más importantes como causas de rinitis y asma de lo que se había considerado anteriormente. La dermatitis alérgica debida a hongos es mucho menos frecuente que la rini- tis/asma, y en ella se ha implicado a organismos como Altenaria, Aspergillus y Cladosporium. Los casos de alveolitis alérgica extrínseca son relativamente raros y se han atribuido a diversos hongos, desde la levadura Sporobolomyces al macrohongo pudridor de la madera, Serpula.
Protozoos
Los protozoos son organismos unicelulares cuyo tamaño varía desde 2 a 70 micrómetros, se incluyen en el reino Protistas, junto con otros organismos unicelulares cuyo núcleo celular está
rodeado de una membrana. Se alimentan de bacterias, productos de desecho de otros organis- mos, algas y otros protozoos
Los protozoos no tienen estructuras internas especializadas a modo de órganos o, si las tie- nen, están muy poco diferenciadas. Se conocen más de veinte mil especies de protozoos, que incluyen organismos tan conocidos como los paramecios y las amebas. Muchas especies viven en hábitats acuáticos como océanos, lagos, ríos y charcas. Suelen estar presentes en humidifi- cadores, reservorios y bandejas de drenaje de sistemas CVAA. El Acanthamoeba y el Naegleri son los que suelen estar presentes en los aerosoles y son los posibles causantes de la fiebre por humidificadores
Bacterias
Son organismos unicelulares y microscópicos, que carecen de núcleo diferenciado y se repro- ducen por división celular sencilla. Miden entre 1 y 10 micrómetros (µm) de longitud, son muy variables en cuanto al modo de obtener la energía y los nutrientes. Están en casi todos los ambientes: en el aire, el suelo y el agua, desde el hielo hasta las fuentes termales. También se pueden encontrar en algunos alimentos o viviendo simbióticamente con plantas, animales y otros seres vivos.
Dependiendo de su reacción a la tinción de Gram se dividen en dos tipos Los grampositi- vos más frecuentes se originan en la boca, la nariz, la nasofaringe y la piel, y son Staphylococcus epidermidis, S. aureus y especies de Aerococcus, Micrococcus y Streptococcus. Las gramnegativas no suelen ser abundantes, pero en ocasiones especies de Actinetobacter, Aeromonas, Flavobacterium y especialmente Pseudomonas pueden ser importantes.
Las bacterias presentes en el aire interior generalmente no representan un peligro para la salud, ya que en la flora predominan los microorganismos grampositivos de la piel y de las vías respiratorias altas. Sin embargo, la presencia de un numero elevado de estas bacterias indican exceso de personas en el edificio y mala ventilación. Un gran número de tipos gramnegativos o de Actinomycetales en el aire indica que existen superficies o materiales húmedos, desagües o, en particular, humidificadores del sistemas de climatización. Algunas bacterias gramnegativas o endotoxinas extraídas de sus paredes provocan síntomas de fiebre por humidificadores.
En raras ocasiones, los sistemas de recirculación pueden distribuir bacterias patógenas como la Mycobacterium tuberculosis en los núcleos de gotitas procedentes de personas infectadas en un medio ambiente cerrado. Sin embargo desde el punto de vista de la contaminación del aire interior si que tenemos que destacamos la bacteria causante de la enfermedad del legionario, la Legionella pneumophila, esta puede estar presente en suministros de agua caliente y en humidi- ficadores de aire acondicionado, así como en equipos de terapia respiratoria, saunas y duchas. Desde estas instalaciones se difunde en forma de aerosoles, o a través del aire procedente de las torres de refrigeración próximas al edificio.
Virus
Los virus son parásitos intracelulares submicroscópicos, compuestos por ácido ribonucleico (ARN) o por ácido desoxirribonucleico (ADN) y una capa protectora de proteína o de prote- ína combinada con componentes lipídicos o glúcidos. Los virus son parásitos intracelulares obligados, a replicarse en células con metabolismo activo.
Los virus tienen una anchura que está por debajo de los límites de resolución del micros- copio óptico. El tamaño y forma de los virus son muy variable. Los virus más pequeños son icosaédricos miden entre 18 y 20 nanómetros de ancho y los de mayor tamaño son los alar-