Análisis de la Ventilación en Interiores Mediante Simulación CFD para Mejorar la Calidad del Aire

Autores

  • Micaela B. Del Sole Centro de Investigación de Medio Ambiente (CIM, CCT CONICET La Plata-FCE UNLP). La Plata, Argentina.
  • Santiago Aguilar Ferraro Centro de Investigación de Medio Ambiente (CIM, CCT CONICET La Plata-FCE UNLP). La Plata, Argentina.
  • Ariel Gamarra Universidad Nacional de La Plata, Laboratorio de Capa Límite y Fluidodinámica Ambiental. La Plata, Argentina.
  • Jorge E. Colman Lerner Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas (CINDECA, CCT CONICET La Plata- FCE UNLP). La Plata, Argentina.
  • Atilio A. Porta Centro de Investigación de Medio Ambiente (CIM, CCT CONICET La Plata-FCE UNLP). La Plata, Argentina.
  • Erica Yanina Sanchez Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires (CIFICEN,UNCPBA-CONICET-CICPBA). Tandil, Argentina.

DOI:

https://doi.org/10.70567/mc.v41i19.102

Palavras-chave:

Ventilación en interiores, Calidad del aire, Simulación CFD

Resumo

La calidad del aire y la ventilación en interiores son vitales para la salud, especialmente en entornos educativos. La ventilación adecuada en aulas mejora el confort térmico, la calidad del aire y el rendimiento académico. Tras la crisis del petróleo en los años 70, se priorizó la eficiencia energética, lo que redujo la ventilación natural y afectó la calidad del aire interior. La pandemia de COVID-19 ha subrayado la importancia de revisar los sistemas de ventilación, ya que la ventilación deficiente puede facilitar la propagación de enfermedades. Este estudio evaluó la ventilación en aulas de escuelas públicas en Argentina mediante simulaciones de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). Las mediciones de velocidad y presión dinámica se compararon con los resultados del modelo CFD, calculando la tasa de renovación de aire por hora (ACH). Aunque los resultados indicaron una ventilación adecuada, se identificaron áreas con estancamiento y recirculación de aire, sugiriendo la necesidad de mejoras. Se propuso añadir una ventana basculante para optimizar la circulación. La simulación CFD es eficaz para evaluar y optimizar la ventilación antes de cambios reales, reduciendo costos y mejorando la calidad del aire en aulas.

Referências

Allen, J., Spengler, J., Jones, E., & Cedeno-Laurent, J. (2020). 5-step guide to checking ventilation rates in classrooms. Harvard Healthy Buildings Program. Disponible: https://schools.forhealth.org/ventilation-guide/

Arjmandi, H., Amini, R., & Fallahpour, M. (2022). Minimizing the respiratory pathogen transmission: Numerical study and multi-objective optimization of ventilation systems in a classroom. Thermal Science and Engineering Progress, 28, 101052. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2021.101052

Bolashikov, Z. D., & Melikov, A. K. (2009). Methods for air cleaning and protection of building occupants from airborne pathogens. Building and Environment, 44(7), 1378-1385. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2008.09.001

Chang, J. C., & Hanna, S. R. (2004). Air quality model performance evaluation. Meteorology and Atmospheric Physics, 87(1-3), 167-196. https://doi.org/10.1007/s00703-003-0070-7

Correia, G., Rodrigues, L., Gameiro da Silva, M., Gonçalves, T. (2020). Airborne route and bad use of ventilation systems as non-negligible factors in SARS-CoV-2 transmission, Med. Hypotheses. 141 109781 https://doi.org/10.1016/j.mehy.2020.109781

Curseu, D., Popa, M., Sirbu, D., & Popa, M. S. (2009). Engineering control of airborne disease transmission in health care facilities. In International Conference on Advancements of Medicine and Health Care through Technology: 23-26 September, 2009, Cluj-Napoca, Romania (pp. 1-4). Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-04292-8_1

Deng D.Y., Cai J.Y., and Zhou Y.Y. (2007). Measured CO2 pollutant and air fresh volume in classroom. Environmental Science and Technology, 30(9), 45-49.

Eicker, U. (2010). Cooling strategies, summer comfort and energy performance of a rehabilitated passive standard office building. Applied Energy 87 2031-2039. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2009.11.015

Hanna, S., Chang, J. (2012). Acceptance criteria for urban dispersion model evaluation. Meteorog. Atmos. Phys. 116 (3-4), 133-146. https://doi.org/10.1007/s00703-011-0177-1

Karimipanah, T., Awbi, H.B., Sandberg, M., Blomqvist, C. (2007). Investigation of air quality, comfort parameters and effectiveness for two floor level air supply systemsin classrooms. Building and Environment 42 647-655. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2005.10.016

Kohanski, M. A., Lo, L. J., & Waring, M. S. (2020). Review of indoor aerosol generation, transport, and control in the context of COVID-19. In International forum of allergy & rhinology (Vol. 10, No. 10, pp. 1173-1179). https://doi.org/10.1002/alr.22661

Minguillón, M. C., Querol, X., Felisi, J. M., & Garrido, T. (2020). Guía para ventilación de las aulas CSIC. Disponible en https://digital.csic.es/handle/10261/221538

Molina Aiz, F. D. (2010). Simulación y modelación de la ventilación en invernaderos de almería mediante la utilización de dinámica computacional de fluidos (Doctoral dissertation, Universidad de Almería).

Morawska, L. (2005). Droplet fate in indoor environments, or can we prevent the spread of infection?. In Indoor Air 2005: Proceedings of the 10th International Conference on Indoor Air Quality and Climate (pp. 9-23). Tsinghua University Press.

Mou, J., Cui, S., & Khoo, D. W. Y. (2021). Numerical investigation of airflow field and CO2 distribution inside a seminar room for sensor placement. Measurement: Sensors, 18, 100119. https://doi.org/10.1016/j.measen.2021.100119

Puteh, M., Ibrahim, M.H., Adnan, M. Cheahmad, C.N., Noh, N.M.(2012). Thermal comfort in classroom: constraints and issues. Procedia-Social and Behavioural Sciences 46 1834-1838. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2012.05.388

Seppänen O. A. and Fisk W. J. (2004). Summary of human responses to ventilation. Indoor Air, 14(s7), 102-118. https://doi.org/10.1111/j.1600-0668.2004.00279.x

Sheikhnejad, Y., & Yigitcanlar, T. (2020). Scientific landscape of sustainable urban and rural areas research: A systematic scientometric analysis. Sustainability, 12(4), 1293. https://doi.org/10.3390/su12041293

Sun Y., Zhang Y., and Bao L. (2011). Ventilation and dampness in dorms and their associations with allergy among college students in China: a case-control study. Indoor Air, 21, 277- 283. https://doi.org/10.1111/j.1600-0668.2010.00699.x

World Health Organization (WHO). (2009). Natural ventilation for infection control in health care settings. World Health Organization. Disponible en https://iris.who.int/handle/10665/44167

Yang, J., Sekhar, S. C., Cheong, K. W. D., & Raphael, B. (2015). Performance evaluation of a novel personalized ventilation-personalized exhaust system for airborne infection control. Indoor Air, 25(2), 176-187. https://doi.org/10.1111/ina.12127

Zhu N., Tian Z., and Wang K.H.1999. Use of tracer gas measurement in HVAC systems. HVAC, 29(2), 58-62.

Publicado

2024-11-08

Edição

Seção

Artigos completos da conferência MECOM 2024

Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)