Esenciales de Calidad del Aire – Una Profundización en la Purificación del Aire y Sus Beneficios para la Salud

La calidad del aire es un aspecto crítico de nuestras vidas diarias, que impacta directamente en nuestra salud y bienestar. Este artículo se centra en los sistemas de purificación de aire, revelando su papel esencial en la mejora de los entornos de aire interior. Al examinar los últimos avances en tecnología de filtración de aire y sus beneficios para la salud, proporcionamos información sobre cómo estos sistemas contribuyen a espacios de vida y trabajo más limpios y saludables. Entender la conexión entre el aire purificado y la mejora de la salud es vital para crear un entorno más seguro y cómodo en casa o en el trabajo.

Introducción

La calidad del aire se define como la condición del aire dentro de nuestro entorno, que juega un papel fundamental en nuestro bienestar y el equilibrio ambiental. 

El sistema respiratorio humano es un mecanismo biológico complejo para el intercambio de gases, principalmente la ingesta de oxígeno y la expulsión de dióxido de carbono. Cuando está en reposo, un adulto inhala y exhala alrededor de 7 u 8 litros de aire por minuto, lo que equivale a 10,000 a 12,000 litros diarios.(1) Esto en sí mismo subraya la necesidad de aire limpio para un funcionamiento fisiológico óptimo. La calidad del aire inhalado influye directamente en la eficiencia respiratoria y la salud en general. Lee más sobre el sistema respiratorio en el Capítulo de Ejercicio del Manual del Biohacker.

A nivel mundial, la calidad del aire varía significativamente y está influenciada por fenómenos naturales y actividades humanas. Las emisiones industriales, los gases de escape de vehículos y las actividades agrícolas son los principales contribuyentes antropogénicos a la contaminación del aire.(2) En contraste, las áreas rurales a menudo experimentan una mejor calidad del aire, aunque no son inmunes a contaminantes como el ozono y las partículas. Esta variación subraya los diversos desafíos que enfrentan las diferentes regiones en cuanto a la gestión de la calidad del aire. 

Según la Organización Mundial de la Salud, Finlandia tiene el aire más limpio del mundo (Tampere, una ciudad en el sur de Finlandia, en particular). El nivel de partículas en el aire en Finlandia es, en promedio, de seis microgramos por metro cúbico, el nivel más bajo para cualquier país individual. Los vastos bosques de Finlandia juegan un papel esencial, así como innumerables lagos. Los bosques cubren más del 75% de la superficie terrestre de Finlandia.(3-4)

Calidad del Aire y Sus Efectos en la Salud

Inhalar aire puro es fundamental para una salud y bienestar óptimos. La ausencia de contaminantes en el aire juega un papel significativo en la prevención y mitigación de problemas de salud, particularmente aquellos relacionados con el sistema respiratorio.(5) Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el acceso a aire limpio es fundamental para un entorno saludable y influye directamente en el bienestar general.(6)

Fuente: Activesustainability.com (2019)

Contaminación del Aire Exterior

La contaminación del aire afecta principalmente al sistema respiratorio, provocando diversas enfermedades, especialmente cuando las partículas son menores de 2.5 micrómetros (PM2.5) presentes, por ejemplo, en el smog. Estas partículas entran en los pulmones y causan inflamación que agrava condiciones como el asma, la bronquitis crónica y el enfisema.(7-8)  

La exposición a largo plazo a algunos contaminantes del aire, como el benceno y los hidrocarburos aromáticos policíclicos, también se ha asociado con tasas más altas de cáncer de pulmón. La evidencia epidemiológica sobre la contaminación del aire exterior y el riesgo de otros tipos de cáncer, como el cáncer de mama, es más limitada.(9)

El aire puro reduce significativamente el riesgo de enfermedades respiratorias crónicas. La exposición a largo plazo a aire más limpio reduce sustancialmente la incidencia de enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) y bronquitis.(10-11) La ausencia de partículas y productos químicos dañinos en el aire permite que los pulmones funcionen sin la presión de filtrar contaminantes, reduciendo así la inflamación y el desgaste de los tejidos respiratorios.

Numerosos estudios han vinculado la mejora en la calidad del aire con una disminución en las tasas de asma y alergias.(12-13) El aire limpio carece de alérgenos como polen, esporas de moho y contaminantes que desencadenan ataques de asma y reacciones alérgicas, reduciendo la frecuencia y gravedad de estas condiciones.(14)

El aire limpio tiene amplios beneficios para la salud a largo plazo, incluyendo la reducción del riesgo de enfermedades cardíacas, cáncer de pulmón y accidentes cerebrovasculares. Basado en investigaciones exhaustivas a nivel mundial, la mejora de la calidad del aire contribuye a una mayor esperanza de vida debido a la disminución de la carga de enfermedades en los sistemas vitales del cuerpo.(15) Se estima que la mortalidad aumentada por toda la contaminación del aire ambiental es de 8.8 (7.11–10.41) millones/año a nivel global, con una pérdida de esperanza de vida (LLE) de 2.9 (2.3–3.5) años y, sorprendentemente, supera a la del tabaquismo.(16) 

Los beneficios psicológicos de respirar aire limpio suelen ser ignorados. Los hallazgos de la investigación en psicología ambiental demuestran que el aire limpio puede reducir los niveles de estrés, aliviar la ansiedad y disminuir los síntomas de depresión. La evaluación del bienestar de las personas que viven en áreas con mejor calidad del aire mostró una mejor salud mental y mayor satisfacción con la vida.(17-18)

La investigación también ha demostrado una correlación directa entre la calidad del aire y las habilidades cognitivas. La exposición a una mejor calidad del aire mejora la función cognitiva, potencia la retención de memoria y aumenta la concentración. Varios contaminantes pueden afectar la función cerebral, mientras que el aire más limpio puede mejorar los resultados cognitivos.(19) Basado en estudios epidemiológicos, la exposición a la contaminación del aire también está vinculada a la demencia.(20)

Contaminación del Aire Interior

La contaminación del aire interior es un problema tan grande como la contaminación del aire exterior. A nivel mundial, más de cuatro millones de muertes se atribuyen a la contaminación del aire interior. Numerosos factores influyen en la exposición individual a los contaminantes del aire en el hogar. Estos incluyen elementos del hogar, la combustión de combustibles sólidos, prácticas de cocina, alérgenos de plagas domésticas, humedad y mohos interiores.(21-22) La alta contaminación del aire interior está influenciada por las características del hogar, las actividades de los ocupantes y factores como el consumo de cigarrillos, los electrodomésticos de gas y los productos del hogar, con tasas de intercambio de aire asociadas negativamente.(23) 

La toxicidad del moho parece ser un problema creciente en muchos hogares, viviendas sociales y estructuras públicas.(24-26) La exposición al moho puede causar diversas enfermedades humanas, incluyendo asma, rinitis alérgica y neumonitis por hipersensibilidad, a través de mecanismos fisiológicos bien definidos.(27)

Los Compuestos Orgánicos Volátiles (COV) son productos químicos a base de carbono que se evaporan rápidamente a temperatura ambiente. Se encuentran comúnmente en artículos de uso diario como pinturas, productos de limpieza y combustibles, así como en madera y paneles a base de madera.(28-29)  

Los COV entran al cuerpo a través de la inhalación, el contacto con la piel o la ingestión, causando daño celular y disrupciones fisiológicas. Los COV representan riesgos para la salud que varían según el tipo y el nivel de exposición. Los efectos a corto plazo incluyen irritación de los ojos, la nariz y la garganta, dolores de cabeza y mareos.(30) La exposición a largo plazo puede llevar a problemas más graves como cáncer, daño al hígado y riñones y trastornos del sistema nervioso central.(31-32)  La exposición a COV también puede contribuir al inicio y progresión de enfermedades autoinmunes al promover la inflamación crónica y la descomposición inmunológica.(33) 

Materiales de Construcción	Productos para el Hogar y Cuidado Personal	Actividades
Pinturas, barnices, masillas, adhesivos	Ambientadores, productos de limpieza	Fumar
Alfombra, suelo de vinilo	Cosméticos	Limpieza en seco, fotocopiadoras
Productos de madera compuesta	Aceite de combustible, gasolina	Cocina, pasatiempos
Tapicería y espuma		Quema de madera

Tabla: Fuentes de COV

• Los COV se encuentran en niveles más altos en el aire interior (de decenas a cientos de μg/m3) que en el aire exterior
• Además de la carcinogenicidad, los COV son potentes tóxicos del sistema nervioso central.
• Los COV se metabolizan rápidamente y producen varios metabolitos tóxicos que se excretan en la orina
• Se pueden medir hasta 38 metabolitos de COV en la orina a concentraciones de cientos a miles de ng/mL
• Los metabolitos urinarios de COV son biomarcadores valiosos para vincular los efectos en la salud de estos químicos

Fuente: Li, A. & Pal, V.  & Kannan, K. (2021). Una revisión de la ocurrencia ambiental, toxicidad, biotransformación y biomonitoreo de compuestos orgánicos volátiles. Química Ambiental y Ecotoxicología 3: 91–116.

Los Compuestos Orgánicos Volátiles también se han relacionado con un posible aumento del riesgo de asma y alergias.(34) Los lugares de trabajo con altas concentraciones de COV, como talleres de pintura de automóviles, tintorerías, restaurantes y centros de fotocopiado, representan riesgos significativos para la salud, con riesgos de cáncer hasta 310 veces mayores que los límites aceptables.(35) Entre los COV, el tricloroetileno y el cloruro de vinilo son los compuestos más tóxicos y carcinogénicos.(36) 

Usar productos de bajo COV y mejorar la ventilación es crucial para minimizar la exposición y protegerse de efectos adversos para la salud.

Tecnologías para la Filtración y Purificación del Aire

La eliminación efectiva de productos químicos en el entorno interior es crítica para la salud humana.  Desarrollar nuevas tecnologías de filtración de aire ha traído varias formas de reducir la contaminación del aire. Los filtros HEPA son muy efectivos para atrapar contaminantes en el aire. Los filtros de carbono activo tienen una alta capacidad para absorber gases y olores, mientras que la luz UV es efectiva para neutralizar contaminantes microbianos. Los ionizadores se basan en atraer y neutralizar contaminantes mediante iones cargados eléctricamente. Individualmente, estas tecnologías tienen mecanismos únicos que mejoran en gran medida la calidad del aire interior.(37-39)

Imagen: Contaminantes del aire interior y tecnologías de limpieza del aire.

Fuente: Mata, T. et al. (2022). Calidad del aire interior: una revisión de tecnologías de limpieza. Entornos 9 (9): 118.

Lee más descripciones detalladas de diferentes tecnologías de purificación y filtración de aire a continuación:

Imagen: Una vista artística y visionaria de un purificador de aire del futuro.

Filtros de Aire de Partículas de Alta Eficiencia (HEPA)

Los filtros HEPA operan mediante mecanismos de interceptación, impacto y difusión. Están diseñados para atrapar partículas tan pequeñas como 0.3 micrones con una eficiencia del 99.97%.(40) Las fibras en el filtro están dispuestas en una red compleja que atrapa y retiene partículas a través de procesos físicos a medida que el aire fluye a través del filtro.(41) Los filtros HEPA se utilizan ampliamente en purificadores de aire domésticos. Son altamente efectivos para capturar partículas en el aire, incluyendo polvo, polen y caspa de mascotas; por lo tanto, los filtros HEPA a menudo se recomiendan para personas con alergias o asma.

Filtros de Carbono Activado (ACF)

Estos utilizan una forma de carbono procesado para tener poros diminutos y de bajo volumen que aumentan el área de superficie para la adsorción o reacciones químicas. Los ACF son particularmente efectivos en la eliminación de compuestos orgánicos volátiles (COV), olores y gases del aire a través de la adsorción, donde los contaminantes se adhieren a la superficie de las partículas de carbono. Son especialmente efectivos para reducir olores en el hogar, humo y vapores químicos.(42-43)

Purificadores de Luz Ultravioleta (UV)

Los purificadores UV tienen luz ultravioleta de longitud de onda corta (luz UV-C) para matar o inactivar microorganismos al destruir ácidos nucleicos y alterar su ADN, impidiendo que realicen funciones celulares vitales. Los purificadores UV inactivan patógenos y microorganismos en el aire, como bacterias y virus. Esta tecnología a menudo se combina con otros métodos de filtración para asegurar una purificación del aire integral.(44)

Ionizadores (purificadores de aire iónicos)

Los ionizadores emiten iones cargados (negativos) al aire que se adhieren a partículas y microbios. Las partículas cargadas son luego atraídas a superficies cargadas opuestamente (como paredes o pisos) o entre sí, formando partículas más grandes que los filtros pueden atrapar más fácilmente. La última evidencia científica muestra que los iones negativos del aire, incluidos los PM ultrafinos, podrían eliminar eficientemente las partículas (PM). Las últimas innovaciones en tecnología de ionización se han centrado en reducir las emisiones de ozono a niveles seguros (el ozono es un subproducto del proceso de ionización).(45-46)

Oxidación Fotocatalítica (PCO)

La tecnología PCO combina luz UV con un fotocatalizador, típicamente dióxido de titanio, para producir radicales hidroxilo. Estos radicales altamente reactivos oxidan bacterias, virus y COV en sustancias inofensivas como agua y dióxido de carbono. Al algunos purificadores de aire avanzados disponibles para los consumidores incorporan tecnología PCO.(47)

Precipitadores Electrostáticos

Estos dispositivos utilizan una carga eléctrica para recolectar partículas del aire. El aire es aspirado a través de una sección de ionización donde las partículas reciben una carga. Las partículas cargadas son luego atraídas a una serie de placas con carga opuesta, eliminándolas efectivamente del flujo de aire. Los precipitadores electrostáticos son menos comunes que los filtros HEPA, pero también están disponibles para uso doméstico.(48)

Algunos estudios han encontrado efectos adversos para la salud al usar precipitadores electrostáticos, como la modificación de la función cardiorrespiratoria asociada con iones negativos del aire; este hecho puede superar los beneficios potenciales de la reducción de PM. Los filtros electrónicos también pueden generar partículas cargadas peligrosas u otros contaminantes.(49-50)

Purificadores de Aire Inteligentes

Los Purificadores de Aire Inteligentes utilizan tecnología IoT (Internet de las Cosas) y pueden ser controlados de forma remota. Los ajustes pueden modificarse según las lecturas de calidad del aire en tiempo real. A menudo cuentan con sensores avanzados y algoritmos para optimizar la eficiencia de purificación y el uso de energía. Con el auge de la tecnología de hogares inteligentes, los purificadores de aire inteligentes se han vuelto populares.(51) 

Generadores de Ozono

El ozono es un potente oxidante y, como tal, una sustancia peligrosa para los humanos. Mientras que los generadores de ozono son controvertidos debido a los posibles riesgos para la salud, producen intencionalmente ozono para eliminar bacterias, virus y olores. Debido a los posibles peligros respiratorios del ozono, generalmente se recomienda su uso en espacios desocupados y no están destinados para uso del consumidor.(52)

Conclusión

La importancia crítica de la calidad del aire para la salud humana no puede ser exagerada, y el papel de los sistemas de filtración de aire en su mejora es igualmente significativo. Al profundizar en varias tecnologías de purificación de aire, se hace evidente la efectividad de cada sistema y sus beneficios únicos para mejorar los entornos interiores. La fuerte correlación entre el aire limpio y los resultados de salud mejorados, incluyendo el bienestar respiratorio y la calidad de vida en general, resalta la urgencia de abordar los problemas de calidad del aire. A medida que persisten los desafíos ambientales, adoptar métodos efectivos de purificación de aire es una conveniencia y una necesidad para mantener la salud y crear espacios de vida sostenibles y saludables.

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