La combinación de ventilación, filtración y desinfección del aire es el enfoque óptimo por capas para detener la propagación del COVID-19 en interiores
Un enfoque por capas: Ventilación, Filtración y Desinfección del Aire
Los expertos coinciden en que la principal vía de transmisión del SARS-CoV-2, el coronavirus que causa el COVID-19, es el aire. Así pues, para contrarrestar su propagación, las estrategias de mitigación se centran en reducir los aerosoles del virus en el aire. Y, al igual que en la lucha contra el resfriado, un enfoque por capas es la forma óptima de mejorar la calidad del aire interior (CAI) y salvaguardar la salud de los ocupantes interiores.
El núcleo de este planteamiento es aumentar la ventilación, lo que significa introducir la mayor cantidad posible de aire exterior. Lo ideal es que la ventilación esté equilibrada, de modo que partes iguales de aire interior contaminado se sustituyan por aire exterior fresco y filtrado. Así, los contaminantes del aire interior -como los virus- se diluyen, salvaguardando la salud de los ocupantes interiores.
Con la ventilación como base, comienza el proceso de estratificación. El siguiente paso es añadir filtración al sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado, con una clasificación de valores de informe de eficiencia mínima (MERV ) de al menos 13. Cuanto mayor sea la filtración, mayor será la probabilidad de capturar las partículas más pequeñas del aire. Por último, se añade la desinfección del aire (también llamada limpieza del aire) para ayudar a neutralizar las partículas de virus transportadas por el aire.
De hecho, este enfoque por capas está ganando adeptos entre las principales autoridades competentes, así que veamos lo que dicen. A continuación figuran sus recomendaciones para detener la propagación del COVID-19 (a fecha de publicación de este documento).
Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC)
Los CDC recomiendan un enfoque estratificado para reducir la exposición al SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19. Este planteamiento incluye el uso de múltiples estrategias de mitigación, como la mejora de la ventilación de los edificios, para reducir la propagación de la enfermedad y disminuir el riesgo de exposición. En cuanto a la ventilación, los CDC afirman
- Aumenta la introducción de aire exterior.
- Asegúrate de que los sistemas de ventilación funcionan correctamente y proporcionan una IAQ aceptable para el nivel de ocupación actual de cada espacio.
- Reequilibra o ajusta los sistemas HVAC para aumentar el flujo total de aire a los espacios ocupados cuando sea posible.
- Desactiva los controles de ventilación controlada a demanda (VCD) que reducen el suministro de aire en función de la ocupación o la temperatura durante las horas de ocupación.
Respecto a la filtración, el CDC afirma
- Mejora la filtración central del aire:
- Aumenta la filtración de aire al máximo posible sin reducir significativamente el caudal de aire de diseño. Aumentar la eficacia de la filtración es especialmente útil cuando las opciones mejoradas de suministro de aire exterior son limitadas.
- Asegúrate de que los filtros de aire tienen el tamaño adecuado y están dentro de su vida útil recomendada.
- Inspecciona la carcasa del filtro y los bastidores para asegurar un ajuste adecuado del filtro y minimizar el aire que fluye alrededor, en lugar de a través, del filtro.
Respecto a la desinfección del aire (limpieza del aire), los CDC afirman:
- Utiliza sistemas portátiles de ventilación/filtración de aire con partículas de alta eficiencia (HEPA) para mejorar la limpieza del aire (especialmente en zonas de alto riesgo, como una enfermería o zonas habitadas frecuentemente por personas con una mayor probabilidad de tener COVID-19 y/o un mayor riesgo de contraer COVID-19).
- Utiliza la irradiación germicida ultravioleta (UVGI) como tratamiento complementario para inactivar el SARS-CoV-2 cuando las opciones para aumentar la ventilación y la filtración de la sala sean limitadas.
- Ten en cuenta que utilizar la UVGI como sistema autónomo puede ser problemático, lo que se trata en un apartado posterior.
American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE)
ASHRAE afirma que: «La ventilación y la filtración proporcionadas por los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado pueden reducir la concentración en el aire de SARS-CoV-2 y, por tanto, el riesgo de transmisión a través del aire».
En esta línea, el Grupo de Trabajo sobre Epidemias de ASHRAE recopiló recomendaciones básicas para reducir la exposición a aerosoles infecciosos en el aire. Se «basan en el concepto de que, dentro de unos límites, la ventilación, la filtración y los purificadores de aire pueden desplegarse con flexibilidad para alcanzar los objetivos de reducción de la exposición, con sujeción a limitaciones que pueden incluir la comodidad, el uso de energía y los costes». En cuanto a la ventilación, filtración y desinfección del aire (limpieza del aire), las recomendaciones incluyen:
- Proporciona y mantén al menos los caudales de aire exterior mínimos requeridos para la ventilación, según lo especificado por los códigos y normas aplicables.
- Utiliza combinaciones de filtros y purificadores de aire que alcancen niveles de rendimiento MERV 13 o superiores para el aire recirculado por los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado.
- Utiliza sólo purificadores de aire cuya eficacia y seguridad estén claramente demostradas.
- Selecciona opciones de control, incluidos filtros autónomos y purificadores de aire, que proporcionen una reducción de la exposición al tiempo que minimizan las penalizaciones energéticas asociadas.
Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA)
La última recomendación de la EPA para reducir el riesgo de transmisión de COVID-19 por el aire interior es también un enfoque por capas enfoque por capas. Esto incluye
- Los controles técnicos son componentes importantes de un enfoque multicapa para reducir el riesgo de transmisión aérea de COVID-19 en un edificio o espacio individual. El uso de controles técnicos como la ventilación y la filtración variará según el edificio, dependiendo en parte del tipo, la antigüedad y la capacidad de los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado del edificio.
- Aumenta la ventilación del aire exterior al máximo práctico.
- Aumenta la filtración del aire filtrando el aire que recircula por el edificio para eliminar tantas partículas de aerosol como sea posible. El aumento de la filtración del aire puede incluir la actualización de los filtros HVAC a MERV 13 (o la clasificación MERV más alta que pueda admitir el sistema de ventilación de un edificio) y la colocación de purificadores de aire portátiles en zonas difíciles de ventilar con aire exterior o con alta densidad u ocupación.
Organización Mundial de la Salud (OMS)
La Organización Mundial de la Salud (OMS) también recomienda un enfoque estratificado para combatir la propagación del COVID-19. Afirma:
- El riesgo de contraer COVID-19 es mayor en espacios abarrotados e insuficientemente ventilados. En estos entornos es donde el virus parece propagarse por gotitas respiratorias o aerosoles de forma más eficaz. Comprender y controlar la ventilación de los edificios puede mejorar la calidad del aire que respiramos y reducir el riesgo de problemas de salud en interiores, incluida la prevención de la propagación del virus que causa el COVID-19 en interiores.
- Un sistema bien diseñado, mantenido y operado puede reducir el riesgo de propagación del COVID-19 en espacios interiores al diluir la concentración de aerosoles potencialmente infecciosos mediante la ventilación con aire exterior y la filtración y desinfección del aire recirculado.
Federación Europea de Asociaciones de Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado (REHVA)
En el último documento de respuesta a pandemias del REHVA, la se centra en la ventilación para contrarrestar la propagación del COVID-19. Afirma:
- Recientemente se han desarrollado nuevas pruebas sobre la transmisión aérea del SRAS-CoV-2 y el reconocimiento general de la transmisión a través de aerosoles de largo alcance. Esto ha hecho que las medidas de ventilación sean los controles de ingeniería más importantes en el control de infecciones. Aunque el distanciamiento físico es importante para evitar el contacto estrecho, el riesgo de transmisión aérea y de infección cruzada a distancias superiores a 1,5 m de una persona infectada puede reducirse con una ventilación adecuada y soluciones eficaces de distribución del aire.
Código Mínimo vs. Aumento de la Ventilación
Sin ventilación, los contaminantes suspendidos en el aire se concentran cada vez más con el tiempo, lo que puede causar graves daños a la salud y el bienestar de los ocupantes interiores. Este escenario se representa en la imagen siguiente.
Las normas ASHRAE 62.1 (comercial e institucional) y 62.2 (residencial) son las principales normas para el diseño de sistemas de ventilación y una IAQ aceptable en estructuras de todo tipo. Ambas normas especifican los índices mínimos de ventilación y otras medidas para reducir los efectos nocivos para la salud de los ocupantes.
El código mínimo es útil porque garantiza que las viviendas y los edificios reciban al menos un cierto nivel de ventilación. Sin embargo, en la nueva normalidad pandémica, es importante superar los límites del código e introducir todo el aire exterior posible. Así, con una mayor ventilación, los aerosoles y otros contaminantes del aire interior se diluyen continuamente, reduciendo la intensidad de la exposición. Este escenario se representa en la imagen siguiente.
De hecho, ASHRAE recomienda en su informe Building Readiness aumentar al máximo la ventilación en determinados casos. Afirma:
- Existe la posibilidad de que los operadores del edificio aumenten la ventilación de aire exterior de su sistema para reducir el aire de recirculación que vuelve al espacio. La guía indica que esto debe hacerse, si es la estrategia de mitigación seleccionada para este sistema, tanto como lo permitan las condiciones del sistema y/o del espacio.
Además, el mercado exige ahora edificios de mayor rendimiento, y las normas están evolucionando para seguir el ritmo. Un ejemplo es la próxima norma ASHRAE 62.1, Sección 42 sobre «Mejora de la calidad del aire interior en edificios comerciales e institucionales». Aún está en fase de revisión, pero una vez aprobada, recomendará superar los requisitos mínimos para mejorar la calidad del aire interior.
Además, algunas certificaciones de construcción ecológica exigen una ventilación adicional a la reglamentaria. Por ejemplo:
- LEED®: Exige aumentar las tasas de ventilación de aire exterior de la zona de respiración de todos los espacios ocupados al menos un 30% por encima de las tasas mínimas exigidas por la norma ASHRAE 62.1-2007.
- WELL: La característica de ventilación mejorada de la certificación WELL exige la aplicación de estrategias avanzadas de ventilación que puedan garantizar niveles más altos de calidad del aire. Los proyectos que superen en un 30% o un 60% los índices de suministro de aire exterior descritos en la norma ASHRAE 62.1-2010 recibirán uno o dos puntos. Además, si los niveles de CO2 se mantienen en 900 ppm, 750 ppm o 600 ppm, vale uno, dos o tres puntos.
Cuidado: La UVGI por sí sola puede ser problemática
Como ya se ha mencionado, los CDC sí recomiendan utilizar la UVGI como tratamiento suplementario para inactivar el SARS-CoV-2 cuando las opciones para aumentar la ventilación y la filtración de la habitación son limitadas. Así pues, la UVGI puede desempeñar un papel, pero sólo de forma suplementaria, no como elemento principal.
El escenario ideal es aplicar las capas de ventilación, filtración y desinfección del aire (como UVGI). Sin embargo, los estudios demuestran que si los sistemas UVGI se utilizan como opción aislada, los ocupantes interiores pueden estar en peligro.
Los efectos adversos del uso exclusivo de UVGI se examinaron en un estudio del Instituto de Tecnología de Energía Limpia de la Universidad Estatal de Mississippi. En él se examinaron diferentes métodos de ventilación para combatir la COVID-19y, respecto a la UVGI, la investigación concluyó
- Los sistemas UVGI han demostrado muchas veces su eficacia contra diversos microorganismos, pero sigue siendo impredecible cómo puede reaccionar un virus durante periodos de tiempo más largos. En general, hay que analizar los riesgos y los beneficios al considerar la incorporación de un sistema UVGI.
- Los riesgos de utilizar UVGI incluyen
- Se sabe que los rayos UV aceleran el ritmo de descomposición de distintos materiales, especialmente los polímeros, como los utilizados en el sellado de conductos y juntas de filtros.
- El riesgo de mutación siempre está presente con cualquier forma de defensa contra un virus, ya que se sabe que los virus y las bacterias se adaptan para sobrevivir. También se ha demostrado que la luz UV muta otros microorganismos, como las células de la piel en humanos, lo que puede provocar cáncer.
- También se sabe que una longitud de onda UV de 185 nm genera ozono. Está bien establecido que la toxicidad del ozono es función de su concentración, y que la exposición puede provocar numerosos efectos a corto y largo plazo, causando daños y complicaciones en los pulmones y el sistema respiratorio, provocando una activación del sistema inmunitario, y está asociada a la mortalidad relacionada con las vías respiratorias.
Por tanto, utilizar sistemas UVGI tiene sentido en determinados escenarios, pero su implantación debe ser examinada cuidadosamente por un profesional. Esto garantizará la eficacia contra los virus, salvaguardando al mismo tiempo la salud de los ocupantes.
Estándares sanitarios en evolución: LEED®, WELL y Fitwel
Antes de COVID-19, los edificios más saludables ya eran motivo de creciente preocupación. Sin embargo, en el nuevo panorama pandémico, este movimiento se ha acelerado enormemente. En respuesta, varias normas de construcción ecológica publicaron requisitos actualizados dirigidos a COVID-19. Las principales son LEED®, WELL y Fitwel:
- LEED®: Los Créditos Piloto LEED® Safety First se proporcionaron en respuesta directa a COVID-19. Se centran en la seguridad de las personas que trabajan en el edificio cuando se vuelve a ocupar y constan de varias categorías: 1) Vuelve a entrar en tu espacio de trabajo, 2) Limpia y desinfecta tu espacio, 3) Puesta al día del sistema de agua de los edificios, 4) Gestión de la Calidad del Aire Interior durante COVID-19, 5) Crédito de Planificación de Pandemias, 6) Equidad social en la planificación de pandemias.
- WELL: La Calificación WELL de Salud y Seguridad para el Funcionamiento y la Gestión de Instalaciones es una calificación basada en pruebas y verificada por terceros para todos los tipos de edificios e instalaciones nuevos y existentes, centrada en las políticas operativas, los protocolos de mantenimiento, la participación de las partes interesadas y los planes de emergencia. Esta norma se centra en: 1) Procedimientos de limpieza y desinfección, 2) Programas de Preparación ante Emergencias, 3) Recursos de los Servicios de Salud, 4) Gestión de la calidad del aire y del agua, 5) Participación y comunicación de las partes interesadas.
- Fitwel: Creado por los CDC y la Administración de Servicios Generales de EE.UU., Fitwel es un sistema de certificación que busca «construir salud para todos«. Introdujo el módulo de Respuesta Viral de Fitwel, que proporciona una certificación anual por terceros de las políticas y prácticas informadas por las últimas investigaciones de salud pública sobre la mitigación de la propagación de enfermedades contagiosas. Como parte de sus recursos COVID-19, cubre cinco áreas: 1) Aprovechar los edificios para mitigar la transmisión vírica, 2) Crear confianza en el lugar de trabajo, 3) Abordar la Salud Mental en los Entornos Residenciales, 4) Optimizar la densidad para las personas, 5) Abordar las disparidades sanitarias en el entorno construido.
Comprobación de la realidad: Empieza con una evaluación de la climatización
Entonces, ¿por dónde empezar cuando se busca un edificio más saludable? En las nuevas construcciones, basta con que el equipo de diseño dé prioridad a la calidad del aire interior como elemento medible y utilice los códigos y directrices de construcción más recientes. Para los edificios existentes, es un poco más complicado.
Para mejorar la salud interior de un edificio existente, hay que empezar por una evaluación de la climatización. Ponte en contacto con un profesional de la construcción para que venga y audite la infraestructura. Así quedará claro si el edificio funciona en la medida en que fue diseñado. Si no es así, el experto en climatización indicará dónde se pueden hacer mejoras.
En muchos casos, no tienes lo que crees que tienes porque, como los coches, los sistemas de climatización se degradan con el tiempo. Un ejemplo de ello es nuestra experiencia trabajando para mejorar la IAQ en las escuelas. Las autoridades competentes recomiendan un mínimo de seis cambios de aire por hora en los lugares de aprendizaje. Sin embargo, las escuelas suelen estar diseñadas para un máximo de tres y, en la mayoría de los casos, la realidad es de sólo uno y medio. Esta disparidad sólo puede descubrirse mediante una evaluación de la climatización.
En este caso, tanto los CDC como ASHRAE están de acuerdo en que hay que ponerse en contacto con un profesional de la climatización desde el principio. El CDC afirma:
- La reocupación de un edificio durante la pandemia de COVID-19 no debería requerir, en la mayoría de los casos, nuevos sistemas de ventilación del edificio. Sin embargo, las actualizaciones o mejoras de los sistemas de ventilación pueden aumentar el suministro de aire limpio y diluir los posibles contaminantes. Consulta a profesionales con experiencia en sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado cuando consideres cambios en los sistemas y equipos de ventilación, ventilación y aire acondicionado.
- Es muy importante que estos sistemas generales del edificio sean evaluados por un profesional de diseño cualificado para confirmar que las modificaciones para la seguridad ante una pandemia no crean problemas adicionales.
- Hay que tener cuidado y criterio profesional para comprender las opciones de filtración y desinfección del aire, los pros y los contras de cada una y el impacto o impactos en los sistemas existentes del edificio.
- Considera la posibilidad de que los profesionales del diseño revisen los flujos de aire y las capacidades del sistema para determinar si se puede proporcionar ventilación adicional sin afectar negativamente al rendimiento de los equipos y a la calidad ambiental interior (CAI) del edificio.
Un enfoque sistémico para resolver el problema
Para mejorar la IAQ y proteger la salud de los ocupantes interiores, lo ideal es adoptar un enfoque sistémico. El sector del diseño mecánico de HVAC lleva mucho tiempo abordando este reto y está bien posicionado para aportar soluciones.
Los expertos en el campo de la climatización saben qué tecnologías tienen más sentido para cada proyecto. En consecuencia, pueden personalizar una solución basada en el enfoque por capas de la ventilación, la filtración y la desinfección del aire.
Concretamente, se pueden dar los siguientes pasos:
- Nueva construcción
- Dar prioridad a la IAQ como un resultado medible del equipo de diseño.
- Utiliza ventiladores de recuperación de energía (ERV) y sistemas dedicados de aire exterior (DOAS) para cumplir o superar la norma energética aplicable (ASHRAE 90.1).
- Incluye la puesta en marcha de secuencias de control y sensores para controlar la IAQ por habitaciones.
- Incluye la filtración MERV 13 como referencia.
- Edificios existentes
- Contrata una evaluación del sistema de ventilación actual. ¿Cuál es el caudal de aire exterior actual en cada zona? ¿Cuál es la tasa de renovación de aire actual?
- Aumenta la ventilación por encima de los requisitos mínimos de la norma ASHRAE 62.1 (en un 30% o más cuando sea posible).
- Aumenta la filtración siempre que sea posible (MERV 13).
- Actualiza los controles y añade sensores para obtener visibilidad de la calidad del aire.
- Consideraciones adicionales
- Programar el control del sistema de climatización.
- Mantenimiento preventivo: verificar el funcionamiento de los actuadores de las compuertas, sustituir los filtros, limpiar las bobinas, verificar el caudal de aire.
En resumen
La estratificación es una estrategia probada para hacer frente a diversos retos. Al mejorar la calidad del aire interior y proteger la salud de los ocupantes con ventilación, filtración y desinfección del aire, el enfoque por capas es la mejor opción para contrarrestar el COVID-19 y crear un aire interior más seguro y saludable.