Memoria Investigaciones en Ingeniería, núm. 25
(2023). pp. 2-12
https://doi.org/10.36561/ING.25.2
ISSN 2301-1092 • ISSN (en línea) 2301-1106
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Dióxido de
carbono en interiores y COVID-19: Evaluación de la calidad del aire y su
relación con la ventilación, temperatura y humedad
Indoor
carbon dioxide and COVID-19: Assessment of air quality and its relationship
with ventilation, temperature and humidity
Dióxido de carbono em
interno e covid-19: avaliação da qualidade
do ar e sua relação com ventilação, temperatura e umidade
Fiorela Jimena
Quispe Gutierrez[1], Mardesley Ninosky Retis Sanchez[2],
Jackson Edgardo Perez Carpio[3]
Recibido: 22/03/2022 Aceptado:
09/05/2023
Resumen. - La calidad del aire en interiores es un factor crucial para la salud y el bienestar de las personas, ya que el 90% de muchas personas pasan tiempo en ambientes cerrados. El objetivo de esta investigación fue verificar la correlación del dióxido de carbono con diversas variables de estudio. Para obtener las concentraciones, se utilizó un equipo medidor de lectura directa y se realizó el monitoreo durante dos meses (septiembre y octubre de 2021). Se aplicó la prueba de Kolmogorov-Smirnov debido a que los datos no seguían una distribución normal, y se utilizó la correlación de Spearman, los resultados indicaron un (Rho= - 0,584; Sig. (bilateral)=0,00< p=0,05) lo que se demuestra que existe una correlación significativa negativa moderada inversa entre el CO2 y la ventilación, con respecto al dióxido de carbono y la humedad tiene un coeficiente de Spearman (Rho= - 0,180; Sig. (bilateral)=0,315< p=0,05),lo que hay una correlación negativa muy débil inversa, de la misma manera se observa un coeficiente de Spearman (Rho= 0,130; Sig. (bilateral)=0,470< p=0,05, En conclusión, se evidenció una correlación negativa moderada entre el dióxido de carbono y la ventilación, lo que significa que, a mayor concentración de dióxido de carbono, menor es la ventilación. Por lo tanto, es importante que en los ambientes de trabajo existan ventanas para asegurar una ventilación adecuada y crear un ambiente saludable que no perjudique la salud de las personas y disminuya el riesgo de contagio del COVID-19.
Palabras clave: Dióxido de carbono; Ventilación; Temperatura;
humedad Relativa; prevención; COVID 19.
Summary. - Indoor air quality is a crucial factor for people's health and
well-being, since 90% of many people spend time indoors. The objective of this
research was to verify the correlation of carbon dioxide with various study
variables. To obtain the concentrations, a direct reading measuring equipment
was used and monitoring was carried out for two months
(September and October 2021). The Kolmogorov-Smirnov test was applied because
the data did not follow a normal distribution, and Spearman's correlation was
used, the results indicated a (Rho= -0.584; Sig. (bilateral)=0.00< p=0
0.05), which shows that there is a negative moderate inverse significant
correlation between CO2 and ventilation, with respect to carbon dioxide and
humidity, has a Spearman coefficient (Rho= -0.180; Sig. (bilateral)=0.315<
p=0.05), so there is a very weak inverse negative correlation, in the same way
a Spearman coefficient is observed (Rho= 0.130; Sig. (bilateral)=0.470<
p=0.05, In conclusion, it is showed a moderate negative correlation between
carbon dioxide and ventilation, which means that the higher the concentration
of carbon dioxide, the lower the ventilation.Therefore,
it is important that windows exist in work environments to ensure adequate
ventilation. and create a healthy environment that does not harm people's
health and reduces the risk of contagion of COVID-19
Keywords: Carbon dioxide; Ventilation;
Temperature; RH; prevention; COVID-19.
Resumo. -
A qualidade do ar interior é um
fator crucial para a saúde e o bem
das pessoas, já que 90% de muitas pessoas passam um tempo em ambientes
fechados. O objetivo desta pesquisa foi verificar a correlação do
dióxido de carbono com várias
variáveis de estudo. Para obter as concentrações, foi utilizado um equipamento de medidor de leitura
direto e o monitoramento foi realizado por dois meses (setembro e outubro de 2021). O
teste Kolmogorov -Smirnov foi aplicado porque os dados não seguiram uma distribuição
normal e a correlação de Spearman foi
usada, os resultados indicaram um
(Rho = - 0,584; Sig. (Bilateral) = 0,00 <P = 0, 05) O que é demonstraram que existe uma correlação negativa inversa moderada significativa entre
CO2 e ventilação, em relação
ao dióxido de carbono e à umidade,
possui um coeficiente de
Spearman (Rho = - 0,180; Sig. (Bilateral) = 0,315 <P = 0,05), o que é um negativo muito fraco Correlação ao reverso, da mesma maneira que há um coeficiente de Spearman
(Rho = 0,130; Sig. (Bilateral) = 0,470 <p = 0,05, em conclusão,
evidenciou uma correlação negativa moderada entre dióxido de carbono e ventilação, o que significa que, o Maior
a concentração de dióxido de carbono, menos é a ventilação. Portanto, é importante que nos ambientes de trabalho
haja janelas para garantir uma ventilação adequada e criar um ambiente saudável que não prejudique a saúde das pessoas e diminui o risco de infecção de covid-19.
Palavras-chave: Dióxido
de carbono; Ventilação; Temperatura; umidade relativa; prevenção;
COVID-19..
1. Introducción. - Serrano et al., (2020) [1] menciona que la
temperatura, humedad relativa y las concentraciones de dióxido de carbono,
están directamente asociadas con la presencia de posibles contaminantes del
aire, en viviendas multifamiliares. Pulimeno et al., (2020) [2], menciona que la calidad de aire en
interiores preocupa a 64 millones de estudiantes en todo Europa porque es un
tema olvidado y es clave evaluar cómo influye el dióxido de carbono,
ventilación, temperatura, humedad. Santillan (2021) [3], declara que el dióxido de carbono es un
indicador que se encuentra presente en los ambientes cerrados debido a que cuando hablamos, cantamos, eliminamos
este contaminante por lo cual recomienda que se debe evaluar con la finalidad
de prevenir la exposición y contagio del COVID 19.Constantin et al., (2020) [3] afirma que para prevenir la transmisión
de COVID-19 a través del aire en ambientes cerrados se debe controlar la
temperatura la humedad y debe existir una buena ventilación. Según el Ministerio de Salud, (2021) [4] en la directiva administrativa N° 321 MINSA/DGIESP-2021
de las Disposiciones para la vigilancia, prevención y control de la
salud de los trabajadores con riesgo de exposición a SARS COV2 establece
controles para disminuir el riesgo de exposiciones en el centro de trabajo se
debe evaluar las características físicas de cada ambiente de trabajo como la
ventilación y el dióxido carbono para prevenir y controlar el COVID 19 en el
trabajo. Mfarrej et al., (2020) [5], menciona que según las Naciones Unidas
existe más de 3.5 millones de muertes prematuras cada año debido contaminación
en hogares. Wang et al., (2020) [6], declara que las personas están un 90% de
su tiempo en los interiores de los edificios y se debe garantizar la salud de
los ocupantes y la productividad laboral. Toro, (2018) [7], menciona que la acumulación del dióxido
de carbono en ambientes interiores puede tener consecuencias negativas en la
salud de las personas. Los seres humanos emiten CO2 durante la respiración, y
cuando la circulación del aire es insuficiente, la concentración de este
contaminante aumenta. Berenguer y Bernal, (2000) [8] investigo que el dióxido
de carbono puede tener un impacto negativo en la salud de las personas,
especialmente en las vías respiratorias concentraciones altas, el dióxido de
carbono puede causar síntomas como dolor de cabeza, mareos, somnolencia y problemas
respiratorios. La gravedad de estos síntomas dependerá de la concentración de
dióxido de carbono y de la duración de la exposición. El Departamento de salud ambiental de Madrid (2020) [9] los últimos avances científicos con respecto a la propagación del COVID 19 indica que la trasmisión es por
vía respiratoria al inhalar aire contaminado por coronavirus esto se debe al
hablar, toser las gotitas conocidas como aerosoles permanecen flotando en el
ambiente de espacios cerrados. Morales, et al., (2010) [10], afirma que la calidad de aire en
ambientes interiores es muy importante investigar ya que muchas personas pasan
mayor tiempo en interiores como: Edificios públicos (colegios, hospitales,
teatros, restaurantes, etc.), oficinas viviendas, muchas personas se quejan por
la mala calidad de aire que respiran debido a muchos factores contaminantes
presentes en los interiores. Es muy importante realizar los monitoreos de
calidad de aire en interiores para tomar medidas de prevención sobre los
riesgos en la salud ocupación de las personas y contagio del COVID 19 ya que
laboran más de 8 horas en las diferentes áreas de trabajo el propósito de esta
investigación es identificar los ambientes enfermos para proponer medidas de
mejora de la calidad de aire en interiores.
2.
Metodología. - Se ha considerado la metodología propuesta por Li et al., (2016) [11] que trabajo con sensores que registraron datos a tiempo
real y considero cinco procedimiento como metodología Base de datos, análisis
preliminar, hipótesis. verificación, aplicación.
2.1.
Bases de datos. - Los datos
provenientes del monitoreo se registraron a tiempo real a través de un equipo
de lectura directa donde registraron los datos del dióxido de carbono, humedad,
viento y temperatura en el interior por un periodo 8 horas entre semana (lunes
a viernes).
2.2.
Análisis preliminar. - No
existieron datos faltantes por lo que no se realizó impugnación de datos de las
variables de estudio. Para visualizar los datos se utilizó gráficos y líneas de
barras para visualizar y comprender mejor el comportamiento de las variables de
estudio.
2.3.
Hipótesis. - Se ha planteado
la hipótesis de la correlación dióxido de carbono en interiores y COVID-19 y su
relación con la ventilación, temperatura y humedad.
2.4.
Verificación. - La hipótesis
se analizó estadísticamente la normalidad de los datos se utilizó la prueba de Kolmogorov-Smirnova. para explicar el comportamiento de la calidad de
aire en interiores del dióxido de carbono con ventilación, temperatura y
humedad.
Resultado y Discusión:
Valores de concentración promedio |
||||||
|
|
CO ppm |
IDA 2* |
Ventilación lmp |
Humedad % |
Temperatura °C |
Area1 |
Alcaldía |
602,2 |
500 |
4,9 |
86,0 |
26,0 |
Area2 |
Secretaría General |
602,3 |
500 |
4,4 |
85,0 |
28,5 |
Area3 |
Órgano de Control Institucional |
605,5 |
500 |
4,8 |
86,0 |
27,1 |
Area4 |
Gerencia Municipal |
569,3 |
500 |
5,4 |
86,0 |
26,1 |
Area5 |
Procuraduría
Pública Municipal |
604,7 |
500 |
4,4 |
86,0 |
26,9 |
Area6 |
Asesoría Jurídica |
608,6 |
500 |
4,6 |
85,0 |
26,8 |
Area7 |
Administración y
Finanzas |
611,8 |
500 |
4,6 |
86,0 |
26,3 |
Area8 |
Tesorería |
608,8 |
500 |
5,2 |
85,0 |
26,2 |
Area9 |
Logística y
Patrimonio |
585,3 |
500 |
5,9 |
86,0 |
25,8 |
Area10 |
Alta Gerencia 1 |
607,6 |
500 |
4,5 |
86,0 |
26,6 |
Area11 |
Alta Gerencia 2 |
619,8 |
500 |
4,8 |
86,0 |
26,8 |
Area12 |
División de obras públicas y mantenimiento |
597,5 |
500 |
5,2 |
85,0 |
26,4 |
Area13 |
División de
maquinarias |
609,6 |
500 |
4,8 |
85,0 |
25,8 |
Area14 |
Proyecto ferias |
598,0 |
500 |
5,3 |
85,0 |
26,2 |
Area15 |
División de
ambiente y agua |
598,0 |
500 |
4,9 |
86,0 |
26,4 |
Area16 |
Proyectos yucas |
591,2 |
500 |
8,0 |
86,0 |
26,5 |
Area17 |
SEDAP |
540,5 |
500 |
5,2 |
86,0 |
28,8 |
Area18 |
Facturación |
599,8 |
500 |
4,9 |
85,0 |
26,1 |
Area19 |
ATM |
657,8 |
500 |
5,0 |
86,0 |
26,1 |
Area20 |
Oficina de proyectos de cacao |
617,7 |
500 |
5,0 |
86,0 |
26,3 |
Area21 |
Oficinas de ZEE |
571,3 |
500 |
5,1 |
85,0 |
25,4 |
Area22 |
Proyecto ferias |
605,7 |
500 |
5,0 |
86,0 |
28,1 |
Area23 |
Áreas verdes |
611,7 |
500 |
5,4 |
86,0 |
26,3 |
Area24 |
Residuos solidos |
589,0 |
500 |
5,5 |
99,0 |
26,5 |
Area25 |
Serenazgo |
544,9 |
500 |
7,1 |
99,0 |
26,1 |
Area26 |
Unidad de supervisión de obras |
604,8 |
500 |
4,7 |
99,0 |
26,2 |
Area27 |
Unidad de liquidación de obras |
619,5 |
500 |
4,6 |
99,0 |
26,4 |
Area28 |
Oficina general de supervisión, liquidación y proyectos |
595,8 |
500 |
4,8 |
99,0 |
25,9 |
Area29 |
Formulación de Proyecto |
607,8 |
500 |
5,3 |
99,0 |
26,2 |
Area30 |
Oficina general de estadística y presupuesto |
573,3 |
500 |
7,1 |
99,0 |
25,0 |
Area31 |
Oficina de programas multianual de inversión |
606,8 |
500 |
4,8 |
99,0 |
26,4 |
Area32 |
Proyecto plátano |
508,8 |
500 |
7,0 |
99,0 |
29,7 |
Area33 |
Proyecto papel |
588,6 |
500 |
5,5 |
99,0 |
26,1 |
Tabla I. Promedio de parámetros monitoreados en cada área de la
Municipalidad
*Concentración
de CO2 categoría de calidad de aire interior en función del uso de edificios
oficinas, residencias (locales comunes de hoteles y similares, residencias de
ancianos y de estudiantes), salas de lectura, museos, salas de tribunales,
aulas de enseñanza y asimilables y piscinas.
En cumplimiento de
la Resolución ministerial N° 1275-2021 MINSA y la
directiva administrativa 321-MINSA/DGIESP-2021. Se realizó la evaluación del
CO2 y la ventilación para prevenir y controlar el COVID 19 y tomar acciones
para disminuir el riesgo de exposición en el centro de trabajo en la tabla número
3 se puede observar los resultados de la investigación de los 33 puntos
monitoreados, donde se puede observar que la concentración del dióxido de
carbono excedió el límite de comparación establecido por la categoría de
calidad de aire en interiores IDA 2 con una concentración de 500 ppm de CO2,
como indicador de la contaminación generado por los ocupantes de las oficinas,
se puede afirmar que la concentración
del dióxido de carbono está relacionada directamente con la ventilación y
depende de la cantidad de las personas que la ocupan. Por los resultados
obtenidos se recomienda mejorar la ventilación en cada ambiente de trabajo. Es
preciso indicar que el CO2 nos indica la calidad del aire de los espacios
cerrados y nos sirve para comprobar si estamos ventilando de manera adecuada y
se pueda previene la exposición y contagio del COVID 19.
Figura I.
Resultado de la concentración del dióxido de carbón en interio
Pruebas de normalidad |
|||
|
Kolmogorov-Smirnova |
||
Estadístico |
gl |
Sig. |
|
CO2 |
,196 |
33 |
,002 |
Ventilación |
,239 |
33 |
,000 |
Humedad |
,420 |
33 |
,000 |
Temperatura |
,246 |
33 |
,000 |
Tabla
II. Prueba de Normalidad
Se realizó la
prueba de normalidad tomando como referencia a Kolmogorov-Smirnova
ya que la muestra es mayor igual a 30, se calculó el p valor obteniendo
resultados p < 0.05 siendo que no cumple la distribución normal en
consecuencia se aplicará la prueba no paramétrica de correlación de Spearman
para las variables de estudio del dióxido de carbono con ventilación, humedad,
temperatura.
Correlaciones |
||||||
|
|
Ventilación |
Humedad |
Temperatura |
||
Rho de Spearman |
CO2 |
Coeficiente de correlación |
|
-,584** |
-,180 |
,130 |
Sig. (bilateral) |
|
,000 |
,315 |
,470 |
||
N |
|
33 |
33 |
33 |
||
**La
correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). |
Tabla
III. Relación del Dióxido de carbono con ventilación, humedad, temperatura
En primer lugar, se
encontró una correlación negativa moderada (Rho = -0,584) entre el dióxido de
carbono y la ventilación. Esto indica que a medida que aumenta el nivel de
dióxido de carbono, la ventilación disminuye. Por lo tanto, es importante
mantener una adecuada ventilación en los ambientes de trabajo para reducir la
concentración de dióxido de carbono y garantizar un entorno saludable. Por otro
lado, la correlación entre el dióxido de carbono y la humedad resultó ser muy
baja (Rho = -0,180). Esto sugiere que no hay una relación significativa entre
estas dos variables. Además, la correlación entre el dióxido de carbono y la
temperatura también fue muy baja (Rho = 0,130), lo que indica que no existe una
relación clara entre estas variables, los resultados indican que la única
variable que se correlaciona de manera significativa es el dióxido de carbono
con la ventilación, mostrando una correlación negativa moderada. Esto significa
que a medida que aumenta el nivel de dióxido de carbono, la ventilación
disminuye. Por lo tanto, es crucial contar con una adecuada ventilación, como
la presencia de ventanas, en los ambientes de trabajo para mantener un ambiente
interior saludable y reducir el riesgo de contagio de enfermedades como el
COVID-19.
Hemos identificado
investigaciones similares a nuestro estudio que proporcionaron resultados
relevantes. Por ejemplo, Constantin et al. (2020) [
realizaron un estudio en el cual midieron la concentración de dióxido de
carbono (CO2) como indicador del riesgo de contagio de COVID-19. El CO2 que
emitimos al respirar se utilizó como un indicador de la calidad del aire, y se
estableció un nivel de referencia de 1000 ppm como umbral para determinar
posibles efectos adversos en la salud. Además, se evaluó la calidad del aire en
los ambientes de trabajo para comprender la exposición y el nivel de riesgo al
que están expuestos los trabajadores.
Según el estudio
realizado por Serrano Jiménez et al. (2020), se ha encontrado que las personas
pasan más del 80% de su tiempo en interiores. Esta investigación se centró en
examinar la relación entre el dióxido de carbono (CO2) y la ventilación,
temperatura y humedad en estos espacios. Los resultados revelaron que niveles
de CO2 superiores a 900 ppm son perjudiciales para la salud de las personas.
Además, se encontró una correlación negativa entre el CO2 y la ventilación, lo
que indica que a medida que aumenta la concentración de CO2, disminuye la
calidad de la ventilación. Sin embargo, no se encontró una relación
significativa entre el CO2 y la temperatura o la humedad. En base a estos
hallazgos, se concluye que es necesario mejorar la ventilación en los espacios
interiores.
Según un estudio
realizado por Pulimeno et al. (2020), se estima que,
en Europa, aproximadamente 64 millones de personas experimentan efectos
negativos en su salud y aprendizaje debido a problemas relacionados con la
ventilación inadecuada, temperatura y humedad en las escuelas. Los resultados
revelaron que la concentración de dióxido de carbono (CO2) superó los 1500 ppm,
lo que indica una calidad deficiente del aire en estos entornos educativos. De
acuerdo con la investigación realizada por Bartyzel
et al. (2020), se ha encontrado que la concentración de partículas suspendidas
en interiores es un factor que perjudica la calidad del aire y, además, existe
otro contaminante que impacta negativamente la calidad del aire en espacios
cerrados: el dióxido de carbono (CO2).
En un estudio
llevado a cabo por Ferreira & Cardoso (2014) para determinar la calidad del
aire en interiores, se evaluó la calidad del aire y se realizó una encuesta de
percepción. Los resultados revelaron concentraciones de dióxido de carbono por
encima de los valores recomendados, lo que implicó un riesgo considerable para
la salud de los estudiantes y la aparición de síntomas de enfermedades
respiratorias. Como conclusión, se enfatizó la necesidad de mejorar la
ventilación en dichos espacios
3. Conclusiones. -
La concentración de
dióxido de carbono (CO2) en el aire que respiramos es un indicador importante
de la calidad del aire y está relacionado con el riesgo de contagio de
COVID-19, y los resultados lo confirma que si existe una correlación y es
importante de evaluar la calidad del aire en los ambientes de trabajo para
comprender la exposición y el nivel de riesgo al que están expuestos los
trabajadores. Estos hallazgos sugieren la necesidad de mantener una buena
ventilación y controlar los niveles de CO2 en los espacios interiores para
garantizar un entorno saludable.
La calidad del aire
en interiores es un factor crucial para la salud de las personas principalmente
para evitar el contagio del COVID 19, y que la concentración de dióxido de
carbono (CO2) y la ventilación inadecuada son aspectos
importantes a considerar y mejorar en los espacios cerrados.
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Nota
contribución de los autores:
1.
Concepción y diseño del estudio
2.
Adquisición de datos
3.
Análisis de datos
4.
Discusión de los resultados
5.
Redacción del manuscrito
6.
Aprobación de la versión final del manuscrito
FJQG
ha contribuido en: 1, 2, 3, 4, 5 y 6.
MNRS
ha contribuido en: 1, 2, 3, 4, 5 y 6.
JEPQ
ha contribuido en: 1, 2, 3, 4, 5 y 6.
Nota
de aceptación: Este artículo fue aprobado por los editores
de la revista Dr. Rafael Sotelo y Mag. Ing. Fernando
A. Hernández Gobertti.
[1] Bachiller en Ingeniería ambiental. Universidad Peruana Unión (Perú), fiorelaquispe@upeu.edu.pe,
ORCID iD:
https://orcid.org/0000-0003-4696-916X
[2] Bachiller en Ingeniería ambiental. Universidad Peruana Unión (Perú), mardesleyretis@upeu.edu.pe,
ORCID iD: https://orcid.org/0000-0001-6579-8293
[3] Bachiller en Ingeniería ambiental. Universidad Peruana Unión (Perú), jacksonperez@upeu.edu.pe,
ORCID iD: https://orcid.org/0000-0002-6246-0155