Qualidade do ar interno em salas de aula naturalmente ventiladas durante a pandemia de COVID-19

Abstract

RESUMO: A poluição do ar causa milhões de mortes por ano, mundialmente. Em escolas, a baixa qualidade do ar está relacionada a prejuízos à saúde e ao ensino e aprendizagem, pois pode afetar o desempenho, a atenção e provocar absenteísmo A condição do ar interno pode ser agravada pela entrada de poluentes através de aberturas, por ventilação ou infiltrações, como também em razão de fatores associados ao local, como padrões de ocupação e utilização de janelas e portas Devido a pandemia de COVID-19, novos desafios foram postos à Qualidade do A Interior (QAI) em escolas, dado o tempo de permanência e a densidade ocupacional característicos. Esse trabalho objetivou investigar a qualidade do ar em salas de aula naturalmente ventiladas numa instituição de ensino de Vitória – ES, analisando as concentrações de CO2, MP2,5, MP10, CO, temperatura e umidade, além dos modos de utilização de aberturas e padrões de ocupação dos ambientes. Também avaliou a relação entre a percepção dos usuários e os dados monitorados. A metodologia abrangeu a revisão bibliográfica, a pesquisa quantitativa por meio do levantamento de dados com instrumentos de medição, formulários de observação e aplicação de questionários, e a pesquisa explicativa. O levantamento de campo foi dividido em duas campanhas, uma com salas desocupadas e outra com a presença de alunos e professores. A análise estatística dos dados monitorados compreendeu a aplicação de testes de hipóteses ANOVA e t-student e a regressão linear múltipla. Para a verificação de relação entre variáveis e respostas dos questionários, aplicou-se o teste de qui-quadrado e a regressão ordinal. Como resultados, considerando as médias de 24 horas, nas duas campanhas, o material particulado e o monóxido de carbono não superaram as diretrizes da Organização Mundial de Saúde (OMS) apesar de ter havido picos de ultrapassagem. No primeiro monitoramento, a sala mais próxima da avenida apresentou médias horárias continuamente superiores ao limite estabelecido para média anual de MP2,5, pela OMS. A sala de aula mais próxima à avenida foi afetada pela poluição por particulados de maneira semelhante ao ambiente externo. O fechamento total de janelas possibilitou redução de 9,28% e 12,63% para MP2,5 e MP10. Durante a campanha 2, as médias de particulados foram aproximadamente, 50% mais baixas em comparação a campanha 1, como possíve consequência da atuação de fatores como a deposição úmida e a prática de lavagem de piso. Os picos de concentração de material particulado foram mais acentuados na sala próxima à via de tráfego, em comparação a mais afastada. A análise de regressão revelou haver correlação entre a poluição externa e a interna tanto para o MP2,5 quanto para o MP10. A abertura simultânea de janelas e portas permitiu maior eficiência da renovação de ar, com média geral de 449 ppm de CO2 contra 1059 ppm de média e máximo de 2406 ppm para salas totalmente fechadas As configurações que mantiveram abertura constante resultaram em concentrações que representam renovação de ar eficiente, o que, de acordo com a literatura científica atual, é uma das medidas preventivas contra a propagação da COVID-19

ABSTRACT: Air pollution is the cause of millions of deaths worldwide each year. In schools, poor air quality is related to damage to health and the teaching and learning process, as it can affect performance and attention and cause absenteeism. The condition of the indoor air can be aggravated due to the access of external pollutants through the openings, either by ventilation or infiltrations. It can also change due to factors associated with the location, such as occupancy patterns and the use of windows and doors. Due to its long-stay characteristics and higher occupational density in classrooms, the COVID-19 pandemic had brought new challenges to Indoor Air Quality (IAQ). This work investigated the air quality in naturally ventilated classrooms in a teaching institution in Vitória - ES, analyzing the concentrations of CO2, PM2.5, PM10, CO, temperature, and humidity, in addition to the use of openings and the occupation patterns of indoors. It also assessed the relationship between users' perceptions and the monitored data. The methodology was the literature review and quantitative research through data collection with measuring instruments, observation forms, as well as the application of questionnaires. The research was also explanatory, in identifying factors related to IAQ. The field survey was divided into two campaigns, the first with unoccupied rooms and the second with the presence of students and teachers. Statistical analysis of monitored data comprised the application of ANOVA and t-student hypothesis tests and multiple linear regression. To verify the relationship between variables and questionnaire responses, the chi-square test of independence was applied and, later, ordinal regression. As a result, considering the 24-hour averages particulate matter and carbon monoxide did not exceed the World Health Organization (WHO) guidelines, despite the fact that there were peaks in excess in both campaigns. In the first monitoring, the room closest to the avenue presented hourly averages that were continuously higher than the limit established for the annual average of PM2.5, by the WHO. The classroom closest to the avenue was affected by particulate pollution in a similar way to the external environment. The total closing of windows allowed a reduction of 9.28% and 12.63% for MP2.5 and MP10. During the occupancy period, the particulate matter averages were approximately 50% lower compared to the unoccupied period, as a consequence of factors such as wet deposition and the practice of floor washing. The particulate matter concentration peaks were more accentuated in the room closest to the traffic lane, compared to the room further away. Regression analysis revealed a positive impact of external pollution for both PM2.5 and PM10. The arrangement of opening windows and doors simultaneously allowed for greater efficiency of air renewal, with an overall average of 449 ppm of CO2, against an average of 1059 ppm and a maximum of 2406 ppm for fully enclosed rooms. The configurations that maintained constant opening resulted in concentrations that represent adequate air renewal as a complementary preventive measure against COVID-19.