Evaluación CFD de las tecnologías de limpieza de aire y UVC lejanos en aulas sin ventilación mecánica

Área de la Ciencia:

• Calidad del aire interior y salud pública
• Tecnologías de fotocatálisis y desinfección
• Modelado computacional de dinámica de fluidos (CFD)

Sus antecedentes:

• La transmisión de patógenos en el aire plantea riesgos significativos en espacios mal ventilados y ocupados como las aulas.
• La luz ultravioleta lejana (UVC) y los limpiadores de aire son soluciones potenciales para mitigar la propagación de enfermedades aéreas.
• La optimización de la colocación y el rendimiento de estos sistemas es esencial para un control eficaz de los patógenos.

Objetivo del estudio:

• Evaluar y comparar la eficacia de la desinfección de varios sistemas de rayos ultravioleta lejanos y purificadores de aire en el aula.
• Evaluar la formación de ozono (O3) asociada con los sistemas de rayos ultravioleta lejanos y su mitigación.
• Determinar la tasa de entrega de aire limpio (CADR) requerida para los purificadores de aire para lograr una reducción significativa de la exposición.

Principales métodos:

• Utilizó simulaciones computacionales de dinámica de fluidos (CFD) para modelar el flujo de aire, la dispersión de patógenos y las concentraciones de contaminantes.
• Simulaciones de diferentes configuraciones de sistemas UVC lejanos montados en el techo, en el cuarto superior y en la pared.
• Evaluó varias colocaciones de purificadores de aire y evaluó el impacto de los filtros de carbono en la eliminación del ozono.

Principales resultados:

• Los sistemas UVC lejanos montados en el techo mostraron una reducción superior de patógenos (hasta un 30% más efectiva) en comparación con otras configuraciones.
• Los sistemas UVC lejanos aumentaron las concentraciones de ozono en la zona de respiración en 0,1-0,6 ppb.
• Los purificadores de aire montados en el techo fueron los más eficaces, reduciendo la exposición hasta un 20% más que otras colocaciones; se necesita un CADR de al menos 1020 m3·h-1 para una reducción de la exposición superior al 50%.
• Los filtros de carbono reducen la exposición al ozono hasta en un 30%.

Conclusiones:

• La optimización de la colocación del sistema UVC lejano, en particular las configuraciones montadas en el techo, mejora el control de patógenos.
• Equilibrar los beneficios de la desinfección UV con la posible formación de subproductos de ozono es fundamental para la seguridad en el aula.
• El rendimiento del purificador de aire depende en gran medida de su colocación y requiere un CADR adecuado para reducir sustancialmente la exposición.