L'anidride carbonica (CO2) è un gas incolore e inodore. È anche il principale gas a effetto serra che contribuisce al cambiamento climatico e un comune inquinante dell'aria sia all'interno che all'esterno.
Il monitoraggio dell'anidride carbonica - un passo positivo per garantire un'aria più pulita a insegnanti, docenti e bambini - è solo uno dei componenti di un'ampia gamma di considerazioni ambientali relative all'aria, all'energia e all'acqua nelle scuole.
I distretti scolastici devono aggiornare i sistemi di ventilazione e di riscaldamento degli edifici e sostituire i filtri per ridurre l'esposizione agli inquinanti interni e alle infezioni trasmesse dall'aria nelle aule.
Di seguito viene presentata una panoramica sul monitoraggio della CO2 e sulle scuole, tra cui:
- quali sono le concentrazioni variabili di CO2 in ambienti chiusi, sicure e non sicure
- cosa sono gli inquinanti particellari e perché rappresentano un pericolo maggiore rispetto ad altri inquinanti
- perché un approccio più completo al monitoraggio della qualità dell'aria all'interno e all'esterno è importante per scuole sane
- come il monitoraggio dell'inquinamento atmosferico può aiutarvi a raggiungere la conformità alle linee guida statali e federali per le scuole
Quali sono i livelli sicuri di CO2?
La CO2 esterna e quella interna possono avere fonti primarie diverse. Mentre la CO2 esterna è generata principalmente dall'industria e dagli scarichi dei veicoli, la CO2 interna è più spesso associata all'esalazione umana e all'uso di combustibili.
Quando le concentrazioni esterne di CO2 sono elevate, possono entrare negli edifici e peggiorare la qualità dell'aria. Tuttavia, sigillare ermeticamente gli edifici contro l'aria esterna può portare a un accumulo ancora maggiore di CO2 negli ambienti interni. Quando le finestre vengono chiuse per trattenere il calore nelle giornate fredde, anche la ventilazione ridotta può generare un accumulo di CO2.
Le concentrazioni di CO2 si misurano in parti per milione (ppm). Le concentrazioni di 250-350 ppm si trovano comunemente all'aperto. Concentrazioni di CO2 comprese nell'intervallo 350-1.000 ppm sono considerate tipiche degli ambienti occupati con una ventilazione adeguata. Le concentrazioni di CO2 comprese tra 1.000 e 5.000 ppm sono considerate insalubri e quelle superiori a 5.000 ppm potrebbero essere pericolose.
I monitor di CO2 delle aule dovrebbero fornire un allarme quando i livelli di anidride carbonica superano i 1.100 ppm. Un tipico monitor della qualità dell'aria dotato di sensori di CO2 accurati è in grado di rilevare questo intervallo di anidride carbonica.
Fornire un allarme a 1.100 ppm è importante, ma potrebbe non impedire che la CO2 salga oltre. Poiché i livelli di CO2 negli ambienti interni possono essere dannosi per la salute umana, è importante impostare la soglia di allarme al di sotto di questo livello, possibilmente a 900 o 1.000 ppm.
Concentrazioni tra 1.000 e 2.000 ppm
Quando le concentrazioni di CO2 superano i 1.000 ppm, possono provocare sensazioni di sonnolenza, senso di soffocamento e lieve confusione (1,2).
Concentrazioni tra 2.000 e 5.000 ppm
A concentrazioni comprese tra 2.000 e 5.000 ppm, può verificarsi un aumento dei sintomi associati all'esposizione a CO2 elevata, tra cui:
- scarsa concentrazione e attenzione
- aumento della frequenza cardiaca
- lieve nausea
Concentrazioni superiori a 5.000 ppm
Concentrazioni di CO2 superiori a 5.000 ppm sono pericolose e possono portare a tossicità e privazione di ossigeno.
Perché gli inquinanti particellari sono importanti
Anche se la semplice installazione di monitor di CO2 può aiutare a proteggere gli studenti e i docenti dall'accumulo di CO2 in classe, non dovrebbe essere l'unica considerazione degli amministratori sulla qualità dell'aria. Il solo monitoraggio della CO2 all'interno delle aule non è sufficiente a mettere in guardia le scuole dagli inquinanti atmosferici più pericolosi e pervasivi, né a notificare a insegnanti e docenti la presenza di livelli elevati di inquinanti atmosferici esterni.
La CO2 è un inquinante importante da misurare e controllare. Tuttavia, gli inquinanti particellari sono più diffusi e pericolosi. Sia la CO2 che gli inquinanti particellari sono importanti da controllare e, se non affrontati, sono pericolosi in classe.
Una delle principali fonti di inquinanti particellari sono gli incendi boschivi. Il cambiamento climatico ha intensificato e allungato gli incendi storici. Nel 2023, gli incendi hanno influenzato la qualità dell'aria in tutto il mondo, con milioni di persone che hanno sperimentato condizioni di aria malsana a causa dell'inquinamento da fumo.
Quando le scuole sono situate in prossimità di strade principali e di industrie, gli studenti e i docenti possono essere regolarmente esposti agli inquinanti del particolato. Secondo uno studio del 2014 pubblicato sulla rivista Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology6,4 milioni di bambini statunitensi frequentavano scuole situate nel raggio di 250 metri da una strada principale (3).
La vicinanza agli inquinanti particellari provenienti dalle strade può danneggiare il rendimento scolastico. Secondo i dati del Ufficio Nazionale di Ricerca Economicagli studenti che si sono trasferiti da una scuola elementare o media a una scuola media o superiore dello stesso codice postale che si trovava sottovento rispetto all'inquinamento da traffico hanno registrato punteggi inferiori nei test, un maggior numero di assenze e un maggior numero di problemi comportamentali (4).
Gli incendi, l'inquinamento industriale e gli scarichi dei veicoli possono aumentare gli inquinanti presenti nell'aria, tra cui:
L'inquinante principale emesso da queste fonti è il particolato (6).
Gli inquinanti da particolato includono:
PM10: Composto da particelle più grandi e comunemente noto come polvere, il PM10 è grande e più facilmente filtrabile dalle vie respiratorie rispetto alle particelle più piccole. Il PM10 può causare danni cardiovascolari e respiratori a breve e lungo termine.
PM2,5: Grazie alle sue dimensioni ridotte, il PM2,5 può rimanere sospeso nell'aria molto più a lungo delle particelle più grandi e può essere assorbito nel flusso sanguigno quando viene inalato. Poiché può entrare nel sistema circolatorio, il PM2,5 comporta un'ampia gamma di gravi minacce per la salute dell'organismo ed è stato associato a 160.000 decessi nelle cinque città più popolose del mondo nel 2020.
PM1: PM1è simile al PM2,5, tranne che per il fatto che ha un diametro più piccolo, un'area superficiale più ampia e una maggiore probabilità di entrare nel flusso sanguigno rispetto al PM2,5. A causa della maggiore superficie del PM1, è più probabile che trasporti sostanze chimiche tossiche sulla sua superficie (6). Come il PM2,5, il PM1 è per lo più causato dalla combustione, che può avere un impatto sulle scuole in prossimità delle principali arterie stradali.
I monitor della qualità dell'aria sono progettati per misurare una serie di inquinanti presenti nell'aria. Tra gli inquinanti più letali rilevati ci sono le PM2,5, le particelle fini.
Il monitoraggio di CO2 e PM2,5 può aiutare a proteggere una classe dall'inquinamento atmosferico. Tuttavia, ciò richiede un approccio globale al monitoraggio del rilevamento degli inquinanti, da combinare con la ventilazione e la filtrazione dell'aria per gestire veramente l'inquinamento dell'aria interna.
Rilevamento completo degli inquinanti
Sebbene un tipico monitor per il biossido di carbonio installato nelle aule dovrebbe avvisare insegnanti e docenti dell'accumulo di alte concentrazioni di CO2, questo non è sufficiente per mantenere l'aria sicura. Senza i monitor per rilevare l'inquinamento da particolato, ancora più pericoloso, un dispositivo di rilevamento della CO2 è solo una parte della soluzione per la qualità dell'aria.
Monitor della qualità dell'aria AirVisual Series forniscono strumenti più completi sulla qualità dell'aria per sfruttare le misurazioni della qualità dell'aria interna ed esterna per il controllo automatico della filtrazione e della ventilazione che può contribuire a ridurre la CO2 interna e altri inquinanti atmosferici, come il particolato e le infezioni trasmesse dall'aria.
I sensori utilizzati nei monitor della qualità dell'aria IQAir e nei depuratori abilitati all'IoT rilevano e visualizzano gli inquinanti PM2,5 e CO2, nonché la temperatura e l'umidità in ogni aula. Questi dati possono essere utilizzati per avvisare gli insegnanti dell'aumento dell'inquinamento atmosferico attraverso l'interfaccia visiva AirVisual Pro e l'app AirVisual. È possibile automatizzare l'erogazione di aria fresca nell'edificio in base ai livelli di CO2 misurati dai monitor della qualità dell'aria o dai depuratori IQAir attraverso le nostre API. Sentitevi liberi di contattarci per trovare la soluzione più adatta a voi. Potete anche esplorare altre alternative di automazione.
La qualità dell'aria esterna ha un forte impatto anche sulla qualità dell'aria interna. Sebbene l'apertura di porte e finestre possa contribuire a ridurre l'accumulo di CO2 all'interno, può anche peggiorare la qualità dell'aria interna in presenza di alti livelli di inquinanti all'esterno. Per questo motivo è fondamentale conoscere la qualità dell'aria in entrambi gli ambienti, in particolare per le scuole che si trovano in prossimità di strade principali o impianti industriali.
Il monitor della qualità dell'aria AirVisual Outdoor può fornire dati sulla qualità dell'aria in loco, consentendo alle scuole di avere un quadro completo degli inquinanti dell'aria esterna. AirVisual Outdoor è in grado di misurare il particolato con dimensioni da 0,3 a 10 micron, uno spettro completo di inquinanti particellari, con sensori modulari intercambiabili sul campo, compreso il sensore di CO2 opzionale. L'involucro resistente alle intemperie lo rende ideale per l'uso in quasi tutti gli ambienti esterni.
Il MERV 13 è comunemente raccomandato per contribuire a mitigare la trasmissione di aerosol infettivi, ma presenta molte carenze in termini di efficienza energetica e capacità di filtrazione. I filtri MERV 16 e superiori, come quelli con filtrazione NanoMax, aiutano a ventilare la CO2 e filtrano fino al 90% delle particelle fino a 0,003 micron senza richiedere una ventilazione superiore a quella richiesta dalle norme edilizie.
Programma Scuole Aria Pulita
Per contribuire a migliorare la qualità dell'aria nelle classi, le scuole possono aderire al Programma Scuole Aria Pulita. Una soluzione su misura per l'aria pulita viene fornita con una valutazione in loco, l'installazione, la manutenzione, la verifica della qualità dell'aria, il monitoraggio e il rinnovo, tutti elementi integrati nel programma.
Automatizzando e integrando i sistemi di monitoraggio, ventilazione e filtrazione, le scuole possono soddisfare al meglio i requisiti statali e federali in materia di aria pulita e contribuire a mantenere pulita l'aria nelle classi.
Il risultato
Quando si tratta della sicurezza dei bambini, non è sufficiente cercare di rispettare la lettera della legge. Se da un lato è importante monitorare i livelli di CO2, dall'altro è fondamentale per la salute di studenti, insegnanti e docenti fornire una soluzione di monitoraggio degli inquinanti più completa.
La soluzione ideale per il monitoraggio della qualità dell'aria tiene traccia di particolato, CO2, temperatura e umidità, fornendo al contempo una piattaforma per l'utilizzo dei dati sulla qualità dell'aria per automatizzare le soluzioni di filtraggio della ventilazione per la sicurezza degli edifici scolastici.
