En este artículo sobre tasas de intercambio de aire para ambientes, discutiremos la entrada de gas del suelo y su mezcla con el aire interior. Como ocurre con la mayoría de los aspectos de la intrusión de vapor, existen muchas incertidumbres, pero entendemos lo suficiente sobre este proceso como para hacer suposiciones razonables sobre lo que puede o no ocurrir cuando los vapores migran desde debajo del piso (subslab) hacia el aire ambiente.
En el modelo conceptual del área (MCA) para la intrusión de vapor, la migración de vapores desde la fuente hasta el receptor se puede dividir en tres componentes principales, desde lo profundo hasta lo superficial:
- Particionamiento del vapor de aguas subterráneas o suelo hacia el gas del suelo
- Migración del vapor hacia arriba a través de la zona vadosa
- Entrada y mezcla del gas del suelo con el aire ambiente
Las concentraciones de vapor disminuyen o se atenúan en cada uno de estos procesos. Debido a las complicaciones que surgen al muestrear el aire ambiente, generalmente recolectamos muestras de aire sub-superficial primero y estimamos cuánto del vapor se atenuará cuando se mezcle con el aire ambiente. Si las concentraciones sub-superficiales son lo suficientemente bajas, podemos evitar el muestreo del aire ambiente.
La discusión de hoy se centra en el tercer componente: la entrada y mezcla del gas del suelo con el aire ambiente. Lo único que ocurre en esta fase es la dilución, aunque todavía existen algunas incertidumbres, la química no es una de ellas. Por lo tanto, podemos establecer límites razonables sobre cuánta intrusión de vapor podría ocurrir realmente.
Utilizando las configuraciones residenciales del modelo estándar avanzado para el gas del suelo de la EPA, asumiremos las siguientes condiciones:
- Longitud del edificio: 10 m (32,8 pies)
- Ancho del edificio: 10 m (32,8 pies)
- Altura del techo: 2,44 m (8 pies) – (Volumen total del edificio de 244 m³)
- Tasa de entrada de gas del suelo: 5 L/min (0,3 m³/h)
- Tasa de intercambio de aire exterior a interior: 0,25/h (una vez cada 4 horas)
La tasa de intercambio de aire indica con qué frecuencia el aire en un edificio es reemplazado por aire nuevo del exterior. Tasas de intercambio más altas y tasas de entrada de gas del suelo más bajas resultan en una mayor dilución del vapor y una menor intrusión de vapor.
Bajo las configuraciones residenciales estándar, asumimos que cada 4 horas, 1,2 m³ de gas del suelo se mezclan con 244 m³ de aire fresco, lo que significa que el gas del suelo se diluye en un factor de 200 (expresado como factor de atenuación, una dilución de 1/200 equivale a una atenuación del subslab de 0,005).
La atenuación real suele ser mayor. El Manual de Factores de Exposición de la EPA indica una tasa de intercambio de aire mediana para viviendas de 0,45/h en lugar de 0,25/h, por lo que el gas del suelo se diluirá casi el doble de lo que calculamos. Los edificios comerciales/industriales (CI) suelen tener el doble de altura de techo, 1,82 m (16 pies), y una tasa de intercambio de aire cuatro veces mayor (1/hora), lo que aumenta la dilución del gas del suelo en 8 veces más que en entornos residenciales. Además, la tasa estándar de entrada de gas del suelo de 0,3 m³/h es mayor que el promedio, por lo que las configuraciones estándar exageran la intrusión de vapor de varias maneras.
Para ser justos, la EPA tiene buenas razones para utilizar factores de atenuación estándar conservadores, hasta cierto punto. El informe de la EPA sobre la Base de Datos de Factores de Atenuación indica un factor de atenuación para subslab mediano en configuraciones residenciales de 0,003, lo que se acerca bastante al valor de 0,005 que calculamos. La decisión de la EPA de basar los niveles de detección para el gas del suelo en el factor más conservador de 0,03 proporciona un margen de seguridad, lo cual tiene sentido, pero no se debe esperar que las concentraciones de aire ambiente realmente igualen las concentraciones de gas del suelo multiplicadas por 0,03, incluso en entornos residenciales.
Nuestros cálculos volumétricos muestran que en configuraciones CI, es probable que las concentraciones de gas del suelo sean menos de 0,0003 veces las concentraciones de gas del suelo. En nuestra experiencia, a menudo son mucho más bajas. Además, normalmente basamos nuestros cálculos en las concentraciones máximas observadas de vapor de suelo y gas, pero el gas del suelo real que ingresa a un edificio es una mezcla de concentraciones cada vez más bajas.
Es poco probable que la EPA cambie sus factores de atenuación estándar o los niveles de detección para el gas del suelo. Sin embargo, desde el punto de vista de la conservación del factor de atenuación estándar de 0,03, podría ser más apropiado utilizar los datos de gas del suelo en la toma de decisiones con respecto a la intrusión de vapor.
Se discutirá en otro artículo, pero en algunos estados de EE. UU., en el pasado se recomendaron respuestas urgentes para concentraciones altas de vapor, especialmente tricloroetileno (TCE). El Nivel de Respuesta Urgente en algunos estados, como Ohio, la categoría más alta para TCE en gas del suelo en un entorno CI, es de 880 µg/m³. Según mi comprensión, las tasas de entrada de gas del suelo y las tasas de intercambio de aire nos dicen que es muy improbable que 880 µg/m³ de TCE en gas del suelo resulte en concentraciones de aire interior por encima de los valores guía de 8,8 µg/m³. Las concentraciones de gas del suelo por encima de los niveles de detección para el gas del suelo merecen una investigación más profunda, incluida la muestreo de aire ambiente.
En el próximo artículo, discutiremos el monitoreo de vapor post-mitigación.