Optimización de la calidad del aire interior mediante la identificación de flujos de partículas contaminantes

Castillo Carchipulla, Edison Maximiliano (2020). Optimización de la calidad del aire interior mediante la identificación de flujos de partículas contaminantes. Thesis (Doctoral), E.T.S. de Edificación (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.66887.

Description

Title: Optimización de la calidad del aire interior mediante la identificación de flujos de partículas contaminantes
Author/s:
  • Castillo Carchipulla, Edison Maximiliano
Contributor/s:
  • García Navarro, Justo
Item Type: Thesis (Doctoral)
Date: 2020
Subjects:
Faculty: E.T.S. de Edificación (UPM)
Department: Ingeniería Agroforestal
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

La contaminación ambiental exterior se encuentra en aumento, y se ha reconocido históricamente. En contraposición, la contaminación interior tiene equivalente comportamiento, pero solo ha sido mayormente reconocida desde mediados del siglo XX, es decir, la calidad del espacio y del ambiente mayormente ocupado por el ser humano, necesita un abordaje integral, toda vez que se ha demostrado su incidencia en la salud y puede derivar en una problemática de nivel colectivo. El incremento epidemiológico en los últimos años se debe a los factores ambientales que se ubican entre las tres primeras causas de mortandad y morbilidad de la población. El exagerado incremento de las concentraciones de los contaminantes atmosféricos derivados de diferentes fuentes, ya sean antropogénicas o naturales, liberan gases y pequeñas partículas que parecen tener asociación con el aumento de las enfermedades alérgicas del sistema respiratorio (asma, rinitis, entre otros). Por ello, desde la perspectiva arquitectónica, la presente investigación enfocada en espacios no industriales, desarrolla la selección y lectura exegética de estudios científicos desde el área de la salud, materiales de la construcción y su relación a través de la simulación de dinámica de fluidos computacionales usando la herramienta COMSOL Multiphysics ®. Adicionalmente se incluye el análisis normativo en sentido histórico y vigente en España, a fin de identificar estrategias de diseño y construcción para mejorar la calidad del ambiente interior, y a través de él, la salud de sus ocupantes. A nivel global, se puede decir que, el volumen de la contaminación del aire interior y su control tienen diferentes consideraciones, el flujo de contaminantes como el CO2, formaldehído y partículas PM2,5 caracterizan el escenario más frecuente de los espacios interiores, al ser compuestos contenidos en los materiales de construcción, que también se incluyen a través de las actividades humanas de restauración y trabajo, y ratifican su aporte a la afección a la salud según la exposición. A nivel específico se define que, los flujos de aire que se maneja en el producto final a trabajar en un espacio determinado y seleccionado con diversas características físicas y químicas arrojan resultados de una secuencia determinada por el ingreso de flujos constantes de aire que tienen una determinada cantidad de presión y dirección determinado con ubicación de ingreso y salida del aire en una sola posición. Las trayectorias que describen los contaminantes y el flujo del aire son inicialmente direccionadas hacia la parte superior del espacio interior y luego existen descensos visibles que son determinados por el CFD. Finalmente, el abordaje de la contaminación del aire interior supone un reto para el ejercicio profesional de la arquitectura y otras disciplinas, la revisión normativa y el ejercicio del control técnico, en suma, la gestión integral de la edificación. En consecuencia, el estudio prospectivo del ambiente interior y su calidad es de interés en crecimiento, entre diversas disciplinas de la ciencia, cuyos esfuerzos aunados suponen en diferentes niveles de injerencia político y relevancia social, el garantizar la habitabilidad saludable, y a su vez, desarrollar medidas futuras para superar la actuación arquitectónica de carácter reparadora. Supone en consecuencia la actuación legal, técnica y ética oportuna. ----------ABSTRACT---------- Outdoor environmental pollution is on the rise, and has been historically recognized. In contrast, indoor pollution has equivalent behavior, but has only been largely recognized since the middle of the 20th century, i.e., the quality of the space and the environment mostly occupied by human beings needs an integrated approach, since its impact on health has been demonstrated and can lead to problems at a collective level. The epidemiological increase in recent years is due to environmental factors that are among the top three causes of mortality and morbidity in the population. The exaggerated increase in the concentrations of air pollutants derived from different sources, whether anthropogenic or natural, release gases and small particles that seem to be associated with the increase in allergic diseases of the respiratory system (asthma, rhinitis, among others). Therefore, from the architectural perspective, the present research focused on non-industrial spaces, develops the selection and exegetical reading of scientific studies from the area of health, building materials and their relationship through the simulation of computational fluid dynamics using the COMSOL Multiphysics tool. It also includes regulatory analysis in the historical and current sense in Spain, in order to identify design and construction strategies to improve the quality of the indoor environment, and through it, the health of its occupants. At a global level, it can be said that, the volume of indoor air pollution and its control have different considerations, the flow of pollutants such as CO2, formaldehyde and PM 2.5 particles characterize the most frequent scenario of indoor spaces, being compounds contained in building materials, which are also included through human activities of restoration and work, and ratify their contribution to the health condition according to exposure. At a specific level it is defined that, the air flows that are handled in the final product to be worked in a given space and selected with various physical and chemical characteristics give results of a sequence determined by the entry of constant air flows that have a certain amount of pressure and direction determined with the location of entry and exit of air in a single position. The trajectories that describe the pollutants and airflow are initially directed to the top of the interior space and then there are visible descents that are determined by the CFD. Finally, tackling indoor air pollution is a challenge for the professional practice of architecture and other disciplines, the revision of regulations and the exercise of technical control, in short, integrated building management. Consequently, the prospective study of the indoor environment and its quality is of growing interest, among various scientific disciplines, whose combined efforts involve, at different levels of political interference and social relevance, ensuring healthy habitability, and in turn, developing future measures to overcome architectural performance of a remedial nature. Consequently, it implies the appropriate legal, technical and ethical action.

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Item ID: 66887
DC Identifier: https://oa.upm.es/66887/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:66887
DOI: 10.20868/UPM.thesis.66887
Deposited by: Archivo Digital UPM 2
Deposited on: 28 Apr 2021 06:12
Last Modified: 28 Apr 2021 06:12
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