Estudio: los filtros de aire para interiores no logran eliminar los compuestos orgánicos volátiles

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Según un nuevo estudio dirigido por investigadores del MIT, los filtros de aire de grado de consumo que prometen reducir los niveles interiores de contaminantes de compuestos orgánicos volátiles (COV) mediante la oxidación química pueden ser una fuente de COV en sí mismos.

Además, la eficacia de la eliminación de COV varió considerablemente entre los cuatro productos examinados en el estudio, según descubrieron el profesor de ingeniería civil y ambiental e ingeniería química Jesse Kroll y sus colegas.

Las reacciones químicas que se suponía que debían eliminar los COV desempeñaban un papel menor en las operaciones de los limpiadores, y la eliminación física de los contaminantes a través de los absorbentes o filtros del limpiador realizaba la mayor parte del trabajo. En algunos casos, las reacciones químicas dieron lugar a subproductos, como el formaldehído, que se sumaron al nivel general de contaminantes.

"Este trabajo muestra que, al menos para algunos purificadores de aire portátiles para el consumidor que afirman eliminar los COV del aire interior, la eliminación de COV en realidad puede ser mínima y el aire entregado puede contener COV adicionales y/o subproductos de oxidación, algunos de los cuales son Se sabe que son dañinos para la salud humana", escriben los investigadores en la revista Environmental Science and Technology Letters. como el SARS-CoV-2. Los investigadores del MIT no probaron qué tan bien los limpiadores en su estudio eliminaron partículas de cualquier tipo del aire interior.

"Durante la pandemia, los filtros de aire han aparecido como hongos después de días de lluvia y, lamentablemente, algunos de estos filtros de aire pueden introducir sustancias químicas en el aire interior que son más preocupantes que las sustancias químicas que podrían eliminar", dice Charles Weschler, un experto sobre la contaminación interior en la Universidad de Rutgers y la Universidad Técnica de Dinamarca, que no fue autor del estudio del MIT. "El artículo de Jesse Kroll y colaboradores es una excelente demostración de este hecho. Está cuidadosamente ejecutado y los resultados se presentan de forma clara y cuidadosa".

Probando los productos

Los COV son emitidos por miles de productos para el hogar, incluidas pinturas, solventes, pegamentos, artículos de limpieza, pesticidas y una variedad de actividades de cocina y limpieza. Son una fuente importante de contaminación del aire interior y la exposición repetida a algunos VOC puede causar problemas de salud a largo plazo, como cáncer o daño pulmonar, hepático o renal. La mayoría de los purificadores de aire de consumo contienen filtros o materiales absorbentes que pueden atrapar físicamente COV, pero algunos productos también ofrecen métodos químicos para destruir los COV, como la oxidación fotocatalítica o la ionización mediante luz ultravioleta, tecnología de plasma o filtros de dióxido de carbono-titanio. "La oxidación de los COV es lo que conduce a muchos contaminantes importantes en nuestra atmósfera, como el ozono troposférico o las partículas finas secundarias", explica Kroll. "Así que existe esta preocupación en la comunidad de química atmosférica de que tal vez algunos de estos limpiadores que afirman estar oxidando los VOC en realidad están generando estos subproductos dañinos". Los productos no están regulados y hay pocos datos sobre sus tasas de eliminación de VOC, el nota de los investigadores. Kroll y sus colegas miden los productos de oxidación que se forman naturalmente en el aire exterior, "por lo que queríamos llevar la misma tecnología para aplicarla al caso interior, ya que tenemos la capacidad", dice. Los científicos compraron cuatro purificadores de aire de grado de consumo, cuyo precio oscilaba entre $65 y $400, que anunciaba una variedad de tecnologías de limpieza física y química. Colocaron estos limpiadores en una cámara de aire controlada para observar la velocidad a la que limpiaban el aire de concentraciones elevadas de dos VOC introducidos en la cámara. Los VOC incluían el tolueno VOC relativamente no reactivo (a menudo asociado con el olor de los diluyentes de pintura) y uno más reactivo llamado limoneno que le da a algunos productos de limpieza su aroma cítrico.

"Amplia gama" en eficacia

Solo dos de los limpiadores eliminaron ambos VOC después de 60 a 90 minutos de funcionamiento dentro de la cámara, mientras que los demás solo eliminaron limoneno. La velocidad a la que las máquinas limpiaron el volumen de aire de los COV varió sustancialmente, encontró el equipo de investigación. "Hubo una gran variedad en la eficacia, con algunos limpiadores esencialmente incapaces de eliminar el tolueno en absoluto", señala Kroll. Experimentos adicionales confirmaron que en los dos limpiadores que funcionaron mejor para eliminar los COV, fueron los filtros físicos o adsorbentes los que no lo hicieron. la mayor parte de la eliminación exitosa, con la oxidación jugando un papel pequeño o insignificante. Mientras operaban dentro de las cámaras, los limpiadores mismos producían VOC adicionales de dos maneras. Los investigadores detectaron cientos de compuestos, incluidos el formaldehído y la acetona, emitidos por la lenta "desgasificación" de los dispositivos. "Probablemente no deberíamos habernos sorprendido tanto", dice Kroll. "Porque con todos los productos electrónicos de consumo, los saca de la caja, arranca el plástico y luego está ese olor, que proviene de la desgasificación de los COV". En los casos en que la oxidación del limpiador degradó los COV introducidos, el también creó cientos de subproductos, incluido el formaldehído y otros COV parcialmente oxidantes. Para tener una mejor idea de hasta qué punto las tasas de emisiones de los limpiadores conducirían a una mala calidad del aire o problemas de salud, agregó, "uno realmente necesitaría poner esto en un modelo más grande de aire interior... que implica casa llena volumen, flujo de aire y todas las fuentes de COV". Es probable que la producción pasiva de COV por parte de los limpiadores disminuya con el tiempo, señala Kroll. Los subproductos creados por las máquinas en funcionamiento son más preocupantes, ya que probablemente se seguirán formando durante toda la vida útil de los limpiadores. "Pero afortunadamente, debido a que algunos de los limpiadores no parecen oxidar los COV como se anuncia, no generan tantos subproductos. Desafortunadamente, eso también significa que simplemente no funcionan tan bien", dice. Los consumidores que buscan una manera de eliminar los COV en sus hogares y oficinas, agrega Kroll, "la limpieza del aire con filtros de carbón activado, una tecnología comprobada que no depende de reacciones químicas, sigue siendo el camino a seguir". MIT El postdoctorado Qing Ye fue el autor principal del artículo. Los coautores incluyen a los posdoctorados del MIT Victoria P. Barber y Amy IH Hrdina; los estudiantes de posgrado del MIT Erik Helstrom, Lesly J. Franco, Matthew B. Goss y Nadia Tahsini; el profesor de química y biología química de la Universidad de Harvard, Frank N. Keutsch; los estudiantes graduados de Harvard Joshua D. Shutter, Yaowei Li y Joshua L. Cox; y los científicos principales de Aerodyne Research, Jordan E. Krechmer y Manjula Canagaratna. La investigación fue financiada por la Fundación Alfred P. Sloan y la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.

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