Alternativas de reducción a la exposición de niños a material particulado en colegios distritales de Bogotá

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Rocío Salinas Maestre
hace 6 años
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1 277 Alternativas de reducción a la exposición de niños a material particulado en colegios distritales de Bogotá 3-Blanco-Colombia-1 Lyda A. BLANCO * y Néstor Y. ROJAS Palabras clave: material particulado, microambientes, sistemas de ventilación, cercas vivas. Introducción y objetivos Mediciones de material particulado (PM) de tamaño inferior a 10 µm en algunos colegios distritales de Bogotá han arrojado concentraciones en el intervalo de 37 a 78 µg m -3 al interior de salones de clase y de 52 a 65 µg m -3 para el mismo tamaño de PM. Debido a que los niveles encontrados son claramente superiores a los recomendados por la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2005), se reconoce la necesidad de buscar alternativas que permitan la reducción a la exposición a este tipo de contaminante. Un estudio preliminar que asocia tasas de ventilación en salones de clase y el desempeño de los estudiantes (Shaughnessy et ál., 2006) sirve como base para la propuesta de reducir los niveles de exposición a PM y otro tipo de contaminantes implementando sistemas de suministro de aire, para reducir no sólo el efecto negativo en la actividad respiratoria de los niños expuestos (Marcer, 2000), sino también los problemas de desarrollo de las habilidades * Ingeniera química. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental, Universidad Nacional de Colombia, B ogotá, Colombia. Profesor asociado. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental, Universidad Nacional de Colombia. Bogotá, Colombia. Carrera 45 núm Laboratorio de Ingeniería Química, oficina 206. Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Ingeniería Química y Ambiental, tel. +(571) , ext , fax. +(571) , ext

2 278 Lyda A. BLANCO y Néstor Y. ROJAS cognitivas producto de elevados niveles de contaminación. Wyon et ál. (2004), evaluaron el efecto del mejoramiento de la calidad de aire sobre el aumento en la calidad de vida y productividad alcanzadas mediante sistemas de ventilación y se concluye que el control efectivo de niveles de contaminantes, especialmente PM y CO 2, son clave en el momento de establecer condiciones óptimas de trabajo en el caso de instituciones educativas. En este estudio se propone la reducción de los riesgos de enfermedades producidas por exposición a material particulado proveniente del ambiente exterior en edificaciones mediante la adaptación de sistemas de ventilación y filtración del aire, ajustando los diseños de dichos sistemas a las condiciones de las instalaciones de los colegios de la manera más económica posible. Además de los sistemas de ventilación, se proponen técnicas de aislamiento de las edificaciones, con el fin de mejorar la respuesta humana a la modificación de los patrones de flujo de aire existentes, utilizando estructuras del tipo cercas vivas, las cuales constituyen una alternativa efectiva y de costo razonable en la reducción de flujo de viento sobre superficies afectadas por contaminantes transmitidos por ese medio. Metodología La edificación evaluada corresponde al colegio distrital La Palestina, la cual consta de edificaciones de una planta con seis secciones en uso. Está proyectada la construcción de seis estructuras: biblioteca, aula múltiple, ludoteca, dos bloques de aulas de clase y la consecución de la obra iniciada en los laboratorios. Las edificaciones son construidas en ladrillo y el techo es de tipo chapa, es decir, en forma de triángulo soportado por varillas. Diseño del sistema de ventilación Se hizo un reconocimiento de las estructuras existentes y la ubicación de las edificaciones futuras, con el fin de determinar la ruta de instalación del sistema de ventilación que permita reducir los niveles de concentración de PM.

3 Alternativas de reducción a la exposición de niños a material particulado 279 TABLA 1. Cambios de ambiente para cada edificación Aulas 8 Biblioteca y salamúltiple 10 Ludoteca 12 Laboratorio 6 Sala cómputo 6 El caudal de aire requerido para las edificaciones se estableció de acuerdo con el número de cambios de ambiente en función de las características de los ocupantes y del destino de uso de los espacios reportados en la norma Ashrae en la sección de cálculo de caudales de circulación. Se propone un sistema de suministro de aire a través de ventiladores individuales para cada edificación. La evaluación de las dimensiones se hizo usando el software Duct Designer de la casa Trane. Cercas vivas Se propone el diseño de barreras ambiental y visualmente más amigables, teniendo en cuenta que la edificación evaluada se encuentra habitada principalmente por niños, quienes son los más afectados por los altos niveles de concentración de PM 10 encontrados. Estudios previos de este tipo de barreras físicas presentan buenos resultados luego de su instalación y el impacto visual es mínimo, en comparación con el que se puede presentar con construcciones artificiales ancladas al suelo, como la que limita el colegio en este momento. Resultados y conclusiones Sistema de ventilación Los elementos necesarios para el sistema total se lista a continuación:

4 280 Lyda A. BLANCO y Néstor Y. ROJAS TABLA 2. Requerimientos de lámina Total lámina Cantidad m 2 Calibre 599, ,41 Seguridad 142,48 Calibre ,73 Seguridad TABLA 3. Requerimientos de rejilla Rejillas Cantidad Dimensión (in) x x 12 RDA x x 8 TABLA 4. Requerimientos de difusores Difusores Cantidad Dimensión (in) 4 6 x x x 16 D4V 4 18 x x x14 TABLA 5. Requerimientos de filtros Filtros Cantidad Dimensión (in) 3 12 x 24 DPD x x 20 TABLA 6. Requerimientos de prefiltros Prefiltro Cantidad Dimensión (in) 3 12 x 24 DPM x x 20

5 Alternativas de reducción a la exposición de niños a material particulado 281 TABLA 7. Requerimientos de ventiladores Ventiladores Cantidad Potencia (HP) 3 1/4 3 1/2 1 3/4 BDF /2 Cerca viva La cerca formada por árboles de tilo como especie de mayor tamaño para el surco principal y abutilón para el surco secundario, por ser la especie de menor tamaño. Se ubicó en el costado norte del colegio, en el lugar donde actualmente se encuentra el muro de ladrillo que separa la IED de la calle 80, con el objetivo de sustituirlo, como ocurrió con los demás muros de la IED evaluada. En los casos anteriores, fueron levantadas estructuras de malla tipo panal y la incorporación de la cerca viva es compatible con esta estructura. TABLA 8. Requerimientos de especies Especie Cantidad Tilo 47 Abutilón 33 Se concluye que la implementación del sistema de ventilación es una alternativa viable desde el punto de vista técnico y su aplicación en el campo propuesto depende de la asignación de presupuesto por parte de la Secretaría de Educación Distrital o de la Secretaría de Salud si se tiene en cuenta la solución al problema de efectos por exposición a contaminantes del tipo material particulado. Es posible la reducción del costo total del montaje si se evalúa el uso de filtros y prefiltros lavables. Por otro lado, los equipos de suministro pueden ser ensamblados en Colombia, reduciendo costos por ese concepto.

6 282 Lyda A. BLANCO y Néstor Y. ROJAS Bibliografía MARCER, G.; GEMIGNANI C.; BERARDINO L. et ál. (2000), The effects of air pollution on children. Aerobiologia, Volume 16, Number 1, March 2000, pp (3). ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD (OMS) (2005), Guías de calidad del aire de la OMS relativas al material particulado, el ozono, el dióxido de nitrógeno y el dióxido de azufre. Actualización mundial Resumen de evaluación de los riesgos. SEPPÄNEN, O.; FISK, W. J.; LEI, Q. H. (2006), Ventilation and performance in office work. Indoor air 16(1): SHAUGHNESSY, R. J.; HAVERINEN-SHAUGHNESSY, U.; NEVALAINEN, A.; MOSCHANDREAS, D. (2006), A preliminary study on the association between ventilation rates in classrooms and student performance. Indoor Air. Volume 16 Issue 6, pp WYON D. P. (2004), The effects of indoor air quality on performance and productivity. Indoor quality 14 Suppl 7: ZURAIMI, M. S.; THAM, K. W.; CHEW, F. T.; OOI, P. L. (2007), The effect of ventilation strategies of child care centers on indoor air quality and respiratory health of children in Singapore. Indoor air 17(4):

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