¿Por qué medir la calidad del aire en el metro?

Cada vez más gente está modificando su forma de desplazarse por la ciudad, optando por alternativas tan concurridas como el metro. Ahora bien, ¿es posible la medición de la calidad del aire en el metro y así poder asegurar que los viajeros disfrutan de los más altos estándares de calidad del aire durante su viaje?

La necesidad de reducir la contaminación y mejorar el tráfico en la ciudad está comportando la aprobación de políticas de índole restrictiva tales como limitar el uso del vehículo privado en los centros urbanos. Pero las diferentes administraciones también se afanan por desarrollar estrategias relacionadas con la movilidad sostenible basadas en fomentar el uso del transporte público o la bicicleta.

Una de las posibilidades es la monitorización en continuo y en tiempo real a través de dispositivos IoT, solución por la que cada vez optan más entidades gestoras de este popular y eficiente transporte.

La calidad del aire en las estaciones de metro

La calidad del aire en una estación de metro, tal y como argumentan Moreno & de Miguel (2018), está subordinada a aspectos tales como:

• el diseño, donde es necesario tener en cuenta el trazado de la línea y si la estación es de vía única o tiene doble plataforma.
• el sistema de ventilación, que debe posibilitar la entrada de aire del exterior y canalizar las dinámicas convectivas que se generan con la aproximación del tren.
• la localización de la estación, es decir, si es subterránea, siendo también relevante la profundidad a la que se encuentra, o si está en superficie.
• la disponibilidad de mamparas de seguridad anticaída que aíslan las vías del andén.
• el tipo de conducción de los trenes, que debe observar el mínimo desgaste de los frenos y las ruedas.

Estos condicionantes, a los que Liu, Yu & Shi (2017) añaden también la calidad del aire del exterior y el flujo de personas, son determinantes para optar por un sistema de monitorización de calidad del aire como Nanoenvi IAQ de ENVIRA, solución diseñada para mejorar la experiencia de las personas usuarias de las instalaciones.

¿Qué sustancias conviene observar para garantizar una adecuada calidad del aire?

Además de variables como la temperatura o la humedad, resulta recomendable monitorizar la concentración de partículas en suspensión, en concreto, de las partículas con diámetro inferior a 2,5 micras (PM2.5).

Según Minguillón et al. (2018), «la concentración y composición química de las partículas en el aire del metro depende de varios factores, tales como la calidad del aire exterior, el diseño de la estación y del túnel, la composición química de los componentes del metro (ruedas, vías férreas, pastillas de freno y materiales de suministro de corriente), el sistema de energía, los mecanismos de frenado, la velocidad y la frecuencia del tren, la afluencia de pasajeros, los sistemas de ventilación y aire acondicionado, la frecuencia de limpieza y otras condiciones de funcionamiento».

Así, por ejemplo, y según Martins et al. (2016), el 40-80 % de la materia en suspensión consiste principalmente en partículas de hierro, aunque también se han encontrado otros metales (cobre, bario, cromo, silicio, manganeso o zinc). La principal fuente de generación de estas partículas es la abrasión de las vías férreas, las ruedas, las catenarias, las pastillas de freno y los pantógrafos producida por el movimiento de los trenes.

Martins et al. también identificaron material particulado de origen orgánico como hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP o PAH en inglés), nicotina, levoglucosano o compuestos aromáticos de almizcle, sustancia empleada habitualmente en cosméticos y productos de aseo personal.

La calidad del aire en el interior de los trenes

A diferencia de las estaciones o andenes, el estudio de la calidad del aire de los vagones no ha recibido hasta el momento excesiva atención, a pesar del mayor tiempo que las personas usuarias del metro pasan en su interior, existiendo por tanto una menor bibliografía a la que acudir.

No obstante y al igual que en el caso de las estaciones, se pueden identificar una serie de circunstancias que condicionarán la calidad del aire, siendo éstos los siguientes:

• densidad de ocupantes del vagón, que determinará, por ejemplo, la concentración de CO2.
• edad de los equipamientos, que influye en la concentración de compuestos orgánicos volátiles (COV).
• sistema de ventilación, clave para renovar el aire interior en los vagones.
• época del año, que incide sobre la potencia de la ventilación.

Los distintos parámetros resultantes de estas condiciones también se pueden monitorizar con el sistema Nanoenvi IAQ. Esta solución implica la instalación de una red de sensores que transmiten los datos de calidad del aire a un centro de control que, en función de los valores límite establecidos, activa las posibles alertas y avisos. De esta forma, la entidad gestora del suburbano puede tomar decisiones relacionadas con la estrategia de renovación del aire basándose en información recopilada en tiempo real.

Compuestos a los que prestar atención en el interior de los vagones

Las sustancias que se recomienda monitorizar para asegurar una alta calidad del aire en el interior del vagón serían:

• Partículas en suspensión (PM2.5), que como sugieren Zheng, Deng, Cheng & Guo (2016), penetran principalmente desde el exterior cuando se abren las puertas, no habiéndose encontrado una relación directa entre su concentración y la cantidad de gente presente en el vagón. Asimismo, las mediciones efectuadas por Lee, Park, Roh, Kim & Park (2008) en el metro de Seúl concluyeron que la concentración varía dependiendo del momento del día (mañana, tarde o noche) y de si el tren discurre de forma soterrada o en superficie.
• Dióxido de carbono (CO2), cuya concentración guarda una relación directa con la densidad de personas viajando.
• Compuestos orgánicos volátiles (COVs), cuya incidencia fue analizada por Gong et al. (2017) para el metro de Shanghai, concluyendo que en su concentración influyen especialmente la edad y materiales de construcción del vagón, las condiciones de conducción o las zonas por las que discurre el tres (áreas urbanas o suburbanas)

Referencias:

• Gong, Y., Wei, Y., Cheng, J., Jiang, T., Chen, L., & Xu, B. (2017). Health risk assessment and personal exposure to Volatile Organic Compounds (VOCs) in metro carriages — A case study in Shanghai, China. Science Of The Total Environment, 574, 1432-1438. doi: http://doi.org/c3q5
• Lee, C., Park, W., Roh, Y., Kim, Y., & Park, D. (2008). A Survey of Particulate Matters and CO2Levels in Seoul Subway Carriages. Korean Journal Of Environmental Health Sciences, 34(1), 34-41. doi: http://doi.org/bs3cp3
• Liu, Q., Yu, X., & Shi, G. (2017). Test and Analysis on Air Particulate Matter Concentration of a Subway Station in Chongqing. Procedia Engineering, 205, 856-862. doi: http://doi.org/c3qc
• Martins, V., Moreno, T., Minguillón, M., van Drooge, B., Reche, C., & Amato, F. et al. (2016). Origin of inorganic and organic components of PM 2.5 in subway stations of Barcelona, Spain. Environmental Pollution, 208, 125-136. doi: http://doi.org/c3q2
• Minguillón, M., Reche, C., Martins, V., Amato, F., de Miguel, E., & Capdevila, M. et al. (2018). Aerosol sources in subway environments. Environmental Research, 167, 314-328. doi: http://doi.org/gfhsnh
• Moreno, T., & de Miguel, E. (2018). Improving air quality in subway systems: An overview. Environmental Pollution, 239, 829-831. doi: http://doi.org/gdsfhw
• Zheng, H., Deng, W., Cheng, Y., & Guo, W. (2016). Characteristics of PM2.5, CO2 and particle-number concentration in mass transit railway carriages in Hong Kong. Environmental Geochemistry And Health, 39(4), 739-750. doi: http://doi.org/gbm6w3