Os telhados e os lados a favor do vento dos edifícios em desfiladeiros de rua têm os níveis mais baixos de partículas durante um evento de poluição de fonte única, de acordo com pesquisadores da Penn State. Os resultados têm implicações para melhorar os planos de evacuação durante uma liberação de poluição, bem como para informar o projeto do sistema de ventilação de edifícios urbanos.

"Pesquisas anteriores focaram na poluição ambiental criada pelo tráfego, "disse Jeremy Gernand, professor assistente de saúde e segurança industrial. "Decidimos investigar fontes de poluição de uma fonte pontual de material particulado, como um derramamento de produto químico ou uma liberação acidental de uma fábrica. "

Os pesquisadores investigaram um cenário de liberação de poluentes para avaliar os locais mais seguros para evacuação e para construir elementos de design, como entradas de ar. Isso marca o primeiro estudo que investiga um evento de emissão de uma única fonte perto de um desfiladeiro.

O monitoramento da qualidade do ar em áreas urbanas pode ser muito importante devido à alta densidade populacional e aos níveis de partículas. Desfiladeiros de rua, ou lugares onde a rua é delimitada em ambos os lados por edifícios, são locais importantes para estudar a poluição do ar porque são predominantes em áreas urbanas.

Partículas, muitas vezes referido como aerossóis, são sólidos finos ou gotículas líquidas suspensas no gás. Altas concentrações na atmosfera podem contribuir para as taxas de mortalidade, porque a exposição a essas partículas pode exacerbar ou causar efeitos médicos adversos. As partículas são liberadas de uma variedade de fontes naturais ou humanas, como carros, canteiros de obras e tempestades de poeira.

Pesquisadores do Laboratório de Ventilação de Mineração da Penn State criaram um desfiladeiro de rua em miniatura em um túnel de vento usando blocos de espuma para simular edifícios. Quatro blocos de espuma foram colocados em uma matriz dois por dois, separados por vãos que serviam de ruas.

Para garantir que o fluxo de ar dentro do túnel de vento corresponda às condições realistas de uma área urbana, os pesquisadores tiveram que fazer ajustes. Tipicamente, o ar em um túnel de vento exibe fluxo laminar, o que significa que flui suavemente em camadas paralelas sem redemoinhos ou correntes cruzadas que interrompem a direção do fluxo. Esse tipo de fluxo pode ser ideal para testar mecanismos como asas de avião em ar simulado de alta altitude.

Em elevações mais baixas, Contudo, o ar se comporta de maneira muito diferente. Perto do solo, estruturas menores como casas e árvores e edifícios maiores, como arranha-céus, interromper o fluxo suave de ar e torná-lo turbulento, ou irregular e agitado.

Os pesquisadores usaram materiais de baixo custo como Legos e espirais de papelão para criar um fluxo de ar turbulento em um túnel de vento cheio de ar de fluxo laminar.

Para simular uma única fonte de emissão de partículas, pesquisadores usaram água gerada por um umidificador ultrassônico. Como as partículas ambientais são frequentemente revestidas de água, as colisões entre gotículas de água em um experimento de túnel de vento e as colisões entre partículas revestidas de água do lado de fora podem ser muito semelhantes, Disse Gernand.

Para encontrar as áreas no desfiladeiro da rua onde os níveis de partículas atingiram suas concentrações mínimas e máximas, os pesquisadores usaram os dados do experimento do túnel de vento para criar um modelo de computador do cenário. Simulações de computador mostraram que as concentrações de partículas mais baixas estavam localizadas no telhado e nas fachadas dos edifícios a favor do vento. No nível da respiração, as concentrações mais baixas foram encontradas no lado protegido - a sotavento - do canal transversal da matriz, a rua perpendicular à direção do fluxo de ar.

Os resultados têm implicações para a melhoria dos planos de evacuação e para informar o projeto do sistema de ventilação. No caso de uma emergência de liberação de poluição de uma fonte central, os pedestres devem ser evacuados para sotavento do canal transversal. Para instalação de novas entradas de ar, partes dos telhados mais afastadas dos canais internos, ou estradas, de desfiladeiros de rua servem como o local mais seguro, disseram os pesquisadores.

Os pesquisadores relataram suas descobertas no jornal Qualidade do ar, Atmosfera e Saúde .

Contudo, dada a variedade de cenários possíveis, essas descobertas representam apenas uma orientação geral e se beneficiarão de uma investigação mais aprofundada, disse Gernand. Com base na abordagem de modelagem econômica usada neste estudo, pesquisas futuras considerarão possibilidades adicionais com o objetivo de fornecer recomendações de segurança mais abrangentes.