El término “subslab” soil gas o “sub-slab” se refiere al aire contenido en los poros del suelo que se concentran debajo de los edificios, independientemente de si el entorno construido tiene un sótano o no. Estrictamente hablando, los niveles de complejidad pueden variar de varias formas, por ejemplo, el aire contenido en el espacio poroso del suelo puede mezclarse con contaminantes en fase gaseosa y migrar a la superficie o interior de ambientes construidos provocando riesgos para la salud pública. Estos gases pueden estar presentes debajo de los pisos de los edificios y también pueden acumularse debajo de los estacionamientos, carreteras u otros pisos al aire libre.
Idealmente, mediríamos el aire interior directamente, ya que el aire interior es lo que respiran los receptores. Aunque es lógico, desafortunadamente, el aire interior contiene constantemente contaminación local que libera gases o partículas al aire, como productos de limpieza, pinturas y muchos otros productos químicos que están presentes en entornos comerciales / industriales.
En varios escenarios, contaminantes como benceno, tolueno, etilbenceno, xilenos (BTEX) están presentes en el aire exterior, especialmente en áreas metropolitanas. En los Estados Unidos, Si se identifica la intrusión de vapores como la causa de la contaminación del aire interior en el lugar de trabajo, la EPA tiene jurisdicción, pero si el origen se identifica como proveniente de productos o procesos, se aplicarán las regulaciones de la agencia de OSHA (Seguridad ocupacional y Administración de Salud).
Además, la mayoría de los sistemas de mitigación de vapor no eliminan la contaminación de fuentes interiores. Inicialmente, necesitamos averiguar qué sustancias químicas en el aire interior provienen de la intrusión de vapor y cuáles provienen de fuentes internas. Por lo tanto, primero analizamos el gas del suelo y asumimos que los compuestos ausentes en el gas del suelo deben provenir de contaminantes de fuentes internas. El gas subterráneo tiende a diluirse cuando se mezcla con el aire interior, y las concentraciones de vapor del aire interior suelen ser inferiores al 3% de los niveles del gas subterráneo.
En consecuencia, cuando se detectan contaminantes en el gas del suelo, si sus concentraciones son lo suficientemente bajas (<33 veces los niveles aceptables de aire interior), es posible que no sea necesario tomar muestras del aire interior. El muestreo de los vapores del subslab se realiza a través de una perforación en el suelo, mientras que el gas del suelo externo se recoge más lejos del edificio. El muestreo de gases o vapores en entornos al aire libre evita la necesidad de perforar el piso de un edificio y permite un muestreo más profundo utilizando varios tipos de equipos de perforación manuales y mecánicos. Sin embargo, la humedad del suelo, los niveles de oxígeno y otras propiedades pueden ser muy diferentes en el suelo exterior que en el suelo debajo del piso (subslab). Además, es posible que las concentraciones de vapor al aire libre no representen los vapores que ingresan a los edificios y es más difícil de recolectar que las muestras de los pozos de monitoreo de aire debajo del piso. Para evitar que el aire exterior diluya el muestreo, las muestras se toman al aire libre a una profundidad de (1,5 metros o más), lo que requiere un equipo de perforación más específico, lo que requiere más tiempo y esfuerzo que un barreno manual. Por el contrario, los pozos de monitoreo de aire debajo del piso se pueden perforar e instalar en menos de 5 minutos utilizando equipo portátil.
Instalación de pozos de monitoreo de aire debajo del piso
Los gases y vapores en el suelo se pueden recolectar con algo tan simple como un tubo de muestreo colocado en un agujero en el piso. Sin embargo, los datos pueden reproducirse con precisión y ser de mayor calidad si el gas del suelo se recolecta con un muestreador hecho de un material no reactivo como latón o acero inoxidable. Los muestreadores generalmente se fijaban al piso con cemento, pero Cox-Colvin creó y usa Vapor Pin®, que se martilla en su lugar y se sella con una funda de silicona para formar el sello, lo que hace que el proceso de instalación sea más rápido y es poco probable que se produzcan fugas.
Inmediatamente después de instalar un punto de muestreo para gases y vapores (Sub-Slab), conectamos una bomba y un vacuómetro para probar la permeabilidad del suelo. En raras ocasiones, cuando el suelo está muy compactado y no puede contener el gas (y el vacuómetro muestra tasas altas durante el bombeo), es necesario reemplazar el punto, instalando otro punto lo más cerca posible. En aquellos casos en los que te resulte difícil recolectar la muestra en un punto, encontramos que Vapor Pins® es un producto con un rendimiento mucho mejor que el convencional porque podemos probar la permeabilidad del suelo, justo después de su instalación.
Los puntos cementados de tierra o los puntos externos que se utilizan como referencia generalmente no pueden someterse a pruebas de fugas ni muestrearse el mismo día en que se instalan. Además, hemos descubierto que la permeabilidad del suelo debajo de los contrapisos (subslab) casi siempre muestra valores lo suficientemente altos como para permitir el muestreo de gases y vapores inmediatamente después de la instalación. Después de cientos de instalaciones que demostraron el desempeño de Vapor Pin® en puntos para monitorear gases y vapores, encontramos que en suelos glaciares como el de Ohio, solo el 1% o 2% es muy difícil de muestrear, en comparación con el 25% o más de los puntos externos de investigación de vapores en el suelo. Los puntos de monitoreo de gas y vapor debajo de la losa son más fáciles de realizar las pruebas de estanqueidad en comparación con los puntos de monitoreo de gas al aire libre.
Análisis de muestras de aire debajo del piso (subslab)
El gas del suelo generalmente se analiza usando los mismos métodos usados para tomar muestras de aire ambiental en interiores, llamado método EPA TO-15. Usando el método TO-15, las muestras se recolectan en botes de acero inoxidable “Summa” especialmente preparados y analizados por cromatografía de gases / espectrometría de masas (GC / MS), para puntos de monitoreo de aire ambiental y de gas y vapor de la subslab. Sin embargo, debido a que las concentraciones de gas subterráneo en las áreas de origen son muy altas en relación con el aire ambiental interior, también pueden ser necesarios contenedores más pequeños y menos costosos. Los viales de vidrio desechables son más fáciles de transportar que los botes y más baratos, ya que no necesitan limpiarse entre muestreos. La compañía Cox-Colvin completó recientemente una investigación de un área contaminada en gran medida en Oklahoma que estaba programada para su demolición. Este proyecto generó una gran preocupación porque la prioridad no era la intrusión de vapores, sino el suelo contaminado, que en este caso podría resultar muy costoso tras la demolición. En lugar de seguir adelante con la solución inicial, se tomó un plan de contingencia con 4 empleados que instalaron más de 250 puntos de muestreo de gas y vapor de subslab en tres días utilizando equipo portátil. Realizamos un escaneo recolectando datos en todos los puntos con un instrumento de campo y se seleccionaron 17 puntos para muestreo y análisis de laboratorio. La foto de abajo muestra el uso de una jeringa desechable para extraer gas molido de un punto Subslab, antes de inyectarlo en un vial de vidrio de 22 mililitros.
Se utilizó un cromatógrafo de gases donde fue posible obtener límites de detección bajos, que serían altos para una prueba de intrusión de vapor, pero adecuados para localizar las principales fuentes de vapores. Localizamos varias áreas de origen; algunos ya se esperaban, otros no.
Los viales de vidrio ámbar al vacío para muestreo de hasta 1 litro, como los Bottle-Vacs® de EnTech, también son útiles para el muestreo de gas en el suelo. Muestras en envases de 1 litro, es un tamaño adecuado y suficiente para cumplir con la mayoría de los límites de detección de compuestos de interés para la intrusión de vapor. Los envases de vidrio se limitan a recolectar muestras y no pueden recolectar gas del suelo por períodos más largos, correspondientes a períodos de exposición comercial o residencial (8 o 24 horas).
Los adsorbedores (muestras de sorbentes) han ganado aceptación en los métodos de muestreo de vapor. Los adsorbedores son básicamente muestras de aire, que no contienen aire acumulado, lo que los hace extremadamente compactos y fáciles de manejar. Estos adsorbedores se consideran uno de los métodos más efectivos y fáciles de usar para evaluar los riesgos asociados con compuestos más pesados y de menor concentración en comparación con los recipientes con aire en su interior, como los recipientes “Summa” y otros viales. Desafortunadamente, existen varios tipos de adsorbentes que deben ser compatibles con los compuestos de interés. Los adsorbentes también se ven afectados por concentraciones de vapor, humedad y otros factores, que limitan su utilidad para el gas del suelo, especialmente en las primeras etapas de una investigación de áreas contaminadas. Debido a su simplicidad y tamaño compacto, las muestras pasivas que utilizan materiales adsorbentes tienen la ventaja de ser fáciles de manipular y, a menudo, se colocan en pozos de monitoreo y se distribuyen en el área de estudio con un espaciado de malla regular.
Cabe señalar que el muestreo pasivo puede resultar más costoso que el muestreo activo, ya que los muestreadores utilizados en este proceso tienen un costo mayor. Los muestreadores pasivos con adsorbentes prescinden del uso de una bomba y simplemente adsorben los vapores de gas en el suelo, proporcionando la masa de contaminación, pero no la concentración, ya que se desconoce el volumen de aire que representa. El gas del suelo obtenido por Subslab) se puede medir con instrumentos de campo, lo que reducirá el número de muestras enviadas al laboratorio, haciendo más accesibles las investigaciones a gran escala. El muestreo de gases y vapores bajo losa es una de las líneas esenciales de evidencia en los modelos conceptuales para estudios de intrusión de vapor y un excelente enfoque para localizar fuentes de contaminación.