Empecemos hablando de salud. Ha costado, pero por fin parece que hay unanimidad: el SARS-CoV-2 responsable de la covid-19 se propaga por aerosoles, partículas infecciosas que se expulsan, sobre todo, al hablar, gritar y cantar. Estas partículas flotan en el aire y otras personas pueden inhalarlas. Entre las medidas para evitar su propagación las mascarillas han jugado un importante papel filtrando el aire que respiramos. ¿Queremos dejar de llevar mascarillas dentro de los edificios? La respuesta es clara: todos lo queremos. Pero ¿debemos hacerlo? La respuesta ya no es tan clara. Hay que medir y, después, decidir.
Tenemos que conocer la calidad de aire interior. Para caracterizar la calidad del aire dentro de nuestros edificios deberíamos analizar numerosos factores y contaminantes interiores, entre ellos: monóxido de carbono (CO) y dióxido de nitrógeno (NO₂), partículas finas y ultrafinas, radón, plomo, plaguicidas organofosforados, compuestos orgánicos volátiles (benceno, formaldehído, naftaleno) y dióxido de carbono (CO₂). La lista es larga.
¿Qué podemos hacer para mejorar la calidad de aire interior de nuestros edificios? Diluir todos estos contaminantes mediante el aporte de aire exterior: en otras palabras, ventilar.
Cuando ventilamos conseguimos esa dilución e intentamos que el aire interior tenga una calidad igual o mejor que el aire exterior. También podemos tener mejor calidad de aire en el interior gracias a los sistemas de filtración que retienen partículas contaminantes existentes en el aire exterior.
¿Ventilar es importante? Hay numerosos estudios que demuestran la relación entre ventilación y salud. A modo de ejemplo
- Un estudio de Harvard (año 2000) de más de 3 000 trabajadores mostró que las bajas por enfermedad aumentaron en un 53 % entre los empleados en áreas mal ventiladas.
- Un estudio reciente en un hospital, donde se ha encontrado mayor concentración de material genético del virus en zonas de pasillos que en las habitaciones con pacientes de covid-19. La explicación es que en las habitaciones las tasas de ventilación eran más elevadas que en los pasillos.
- Numerosos estudios han encontrado una asociación entre la mala ventilación en colegios y la concentración y capacidad de aprendizaje de los estudiantes.
Ventilación mecánica vs. natural
Hay dos formas de ventilar: a través de ventanas y ventilación mecánica.
¿Cuál es mejor? A priori podríamos pensar que la ventilación a través de ventanas es una buena idea. No necesita una inversión adicional en equipos y nos ahorramos el consumo de los ventiladores. Para un hogar puede ser una solución aceptable, pero para grandes edificios tiene numerosos inconvenientes.
Los sistemas de ventilación mecánica nos permiten incorporar unos equipos que llamamos “intercambiadores de calor” o “recuperadores de calor”, que facilitan el intercambio de energía térmica entre el aire viciado que tiramos (que está caliente en invierno y fresco en verano) y el aire que viene del exterior (que está frío en invierno y caliente en verano). Estos equipos de recuperación permiten ahorros de energía muy considerables de entre el 50 y el 80 %.
Calentar grandes cantidades de aire en invierno y enfriar grandes caudales de aire en verano tiene un alto coste en energía. No podemos abrir ventanas, tenemos que ventilar a través de sistemas de ventilación mecánica de doble flujo con recuperador de calor y filtrado. Si usamos ventilación mecánica podemos filtrar el aire exterior para eliminar partículas contaminantes, y eso tampoco podemos hacerlo si ventilamos por ventana.
Además, con las ventanas abiertas, especialmente en el centro de las ciudades, podemos tener importantes problemas de contaminación acústica. Esto también podemos resolverlo con la ventilación mecánica.
¿Cuánto aire necesitamos?
Una ventilación inteligente implica introducir la cantidad mínima de aire exterior (filtrado y a través del recuperador de calor) en el momento necesario. Esto no podemos hacerlo a través de las ventanas. Pero ¿cómo podemos saber cuál es esa cantidad mínima de aire que necesitamos y cuándo debemos ventilar?
En esto también hay consenso. La clave está en vigilar el nivel de CO₂. Las ppm (partes por millón) de CO₂ en el aire nos dan un índice del nivel de ventilación que tenemos. Al diluir o bajar la concentración de CO₂ también estamos bajando la concentración del resto de contaminantes. El CO₂ es emitido por las personas; los aerosoles infecciosos, también.
Por tanto, podríamos decir que al medir el CO₂ tenemos un chivato que nos avisa de cuándo necesitamos ventilar y en qué cantidad. Esto es la base de la llamada Ventilación Controlada por Demanda (DCV, Demand Controlled Ventilation, por sus siglas en inglés). Por tanto, medir el nivel de CO₂ puede ayudar a proteger la salud y a reducir el consumo energético.
¿Cuánto CO₂ es aceptable?
- En exteriores: de 400 a 450 ppm, aunque no es lo mismo estar en un entorno rural rodeados de naturaleza que en el centro de una ciudad.
- En interiores no hay unanimidad: todavía estamos aprendiendo, pero por el momento parece razonable no superar las 700 u 800 ppm en momentos de alta incidencia de virus respiratorio. En periodos de menos riesgo hay estudios que ponen ese valor límite en torno a 1 000 ppm.
Si no ventilamos es relativamente fácil alcanzar valores de 1 000, 2 000 y hasta 5 000 ppm. Eso dependerá del tamaño del local, de la cantidad de personas, de la actividad que se realiza, de la hermeticidad y del nivel de infiltraciones.
Por tanto, es necesario instalar medidores de CO₂. Quizá algún día habrá una pantalla que muestre el nivel de CO₂ en todos los locales públicos. Es urgente empezar. Por ese motivo, un grupo de profesores de ingeniería y arquitectura de la Universidad de Zaragoza (Smart Cities I3A) hemos puesto en marcha una recogida de firmas en Change.org para pedir que se instalen en espacios interiores.
Tenemos numerosos documentos que nos detallan los caudales de aire necesarios por persona para alcanzar un determinado nivel de calidad de aire interior. Pero hay un problema: por el momento se diseña de acuerdo a esos documentos, pero no se verifica, no se inspecciona, no se mide la calidad de aire interior de manera continuada en locales públicos.
El Reglamento de Instalaciones Térmicas RITE (2013, artículo 29) indica que los órganos competentes de la comunidad autónoma adoptarán las medidas necesarias para la realización de las inspecciones periódicas. En esto estamos fallando. Una situación análoga ocurre con el Real Decreto-ley 14/2022 que limita las temperaturas en el interior de edificios: si no se mide es papel mojado.
Aunque es importante en todos los locales públicos, es prioritario empezar por hospitales y residencias de mayores y continuar por colegios, hostelería, comercios, locales de ocio, oficinas. En definitiva, todos los espacios públicos y lugares de trabajo.
Esta metodología ya funciona con éxito en la Escuela de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad de Zaragoza. Allí se monitorizan espacios, aulas y laboratorios con más de 60 sensores geolocalizados que envían información en tiempo real del CO₂, temperatura y humedad. Con los datos obtenidos, se estudian inercias térmicas de los edificios, modelos empíricos sobre evolución del CO₂ y mejoras en las instalaciones de ventilación.
En definitiva, medir CO₂ y actuar sobre la ventilación consigue un doble objetivo: mejorar la salud de las personas y mejorar la eficiencia energética. ¿A qué esperamos para empezar?
Sobre la autora
Belen Zalba Nonay, Profesora Departamento Ingeniería Mecánica. Universidad de Zaragoza. Centro EINA. Instituto I3A, Universidad de Zaragoza
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Ir al artículo original.