IAQ deficiente: una grave amenaza para las escuelas

Un aire interior más limpio y saludable conseguido mediante la ventilación con recuperación de energía mejora la salud, la función cognitiva, la productividad y el bienestar de los ocupantes de las escuelas

El impacto de la mala calidad del aire interior (CAI) en las escuelas

Los edificios escolares son extremadamente vulnerables a una deficiente calidad del aire interior (CAI). Esto es especialmente cierto con las metodologías mejoradas de sellado del aire, cada vez más eficientes energéticamente, que no sólo atrapan el aire, sino también numerosos contaminantes generados internamente. La mejor forma de mejorar la IAQ es aumentar la ventilación, pero los sistemas convencionales de calefacción, ventilación y aire acondicionado derrochan energía y, por tanto, generan costes adicionales. Entonces, ¿cómo puede mejorarse la calidad del aire interior de forma energéticamente eficiente, rentable y sostenible para favorecer la salud y el bienestar de los ocupantes de las escuelas? La respuesta es aumentar y equilibrar la ventilación mediante ventiladores de recuperación de energía (ERV). Veamos por qué es así.

El reto: por qué las escuelas son vulnerables al aire contaminado

Una IAQ deficiente amenaza los edificios escolares

Con edificios cada vez más herméticos para mejorar la eficiencia energética, la consecuencia es un aumento de la IAQ deficiente. Se trata de una amenaza grave -aunque a menudo inadvertida- para la salud, la función cognitiva, la productividad y el bienestar general de los ocupantes. Una IAQ deficiente es especialmente preocupante porque las personas están en interiores cerca del 90% del tiempo (los ancianos, el 95%). Además, la Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA) descubrió que el aire interior puede estar entre dos y cinco veces más contaminado que el aire exterior.

Alta densidad de ocupantes y riesgos de transmisión de virus por el aire

Las escuelas sufren considerablemente de una IAQ deficiente. La EPA determinó que la escuela típica tiene aproximadamente cuatro veces más ocupantes que los edificios de oficinas para la misma superficie. Esto significa que se exhala al aire más dióxido de carbono (CO2 ), que se considera un contaminante del aire interior. Es más, la EPA descubrió que alrededor del 50% de los edificios escolares tienen problemas relacionados con una IAQ deficiente. Además, 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, debido a su alta densidad de ocupantes, los centros escolares son bastante vulnerables a la propagación de virus transmitidos por el aire que pueden provocar enfermedades mortales. Esto es especialmente cierto en las zonas de tránsito escolar, donde la densidad de ocupantes es máxima.

Efectos adversos de una IAQ deficiente en los alumnos y el personal

Una IAQ deficiente tiene numerosos efectos adversos en todos los ocupantes interiores. Específicamente para las escuelas, incluyen:

Efectos adversos de una IAQ deficiente en los ocupantes de las escuelas
Problemas de salud	Una IAQ deficiente en las escuelas puede causar alergias agudas, dolores de cabeza, tos, asma, irritaciones cutáneas y dificultades respiratorias, así como enfermedades crónicas como cáncer, enfermedades hepáticas, daños renales, fallos del sistema nervioso e incluso muerte prematura. De hecho, la EPA descubrió que la presencia de humedad y moho aumenta en un 30-50% el riesgo de asma y otros efectos adversos relacionados con la salud respiratoria. Además, la EPA determinó que las escuelas corren un riesgo especial de experimentar una IAQ deficiente debido al mantenimiento insuficiente de las instalaciones y los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado. El problema es aún peor en los edificios antiguos que necesitan un mantenimiento constante, entre ellos la mayoría de las escuelas estadounidenses. Estos hechos son alarmantes si se tiene en cuenta que más de 55 millones de escolares y unos tres millones de adultos en EE.UU. -lo que equivale al 20% de la población del país- entrancada día en las escuelas del país. Y el niño medio pasa unas 1.300 horas al año dentro de una escuela, mientras que los profesores y otros empleados pasan aún más tiempo. Además, la aparición del COVID-19 supuso retos sanitarios únicos para los ocupantes de las escuelas, sobre todo desde el punto de vista de la calidad del aire interior. Por ejemplo, si el aire interior no se ventilaba lo suficiente, los virus aerotransportados podían acumularse y causar enfermedades. Aunque los niños son menos susceptibles de contraer enfermedades graves a causa del COVID-19, aún pueden sufrir los efectos del COVID a largo plazo. Además, durante la pandemia, muchos escolares faltaron a las citas de atención preventiva o las retrasaron, creando así posibles problemas de salud a largo plazo. Además, la pandemia puede haber empeorado la salud mental de los niños o exacerbado problemas de salud mental ya existentes. Similar al SARS-CoV-2, otro virus que se propaga a través de las gotitas es el Virus Sincitial Respiratorio (VSR). Hay pruebas sólidas que apoyan su transmisión por el aire, por lo que una IAQ deficiente debida a la falta de ventilación puede aumentar su propagación.
Los problemas se magnifican en los niños	Los niños son desproporcionadamente vulnerables a los efectos adversos de la inhalación de contaminantes del aire interior. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), los niños respiran más deprisa que los adultos, por lo que absorben más contaminantes. Además, el sistema inmunitario de los niños está menos desarrollado y, por tanto, ofrece una defensa más débil.
Deterioro cognitivo	La NASA, Harvard y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) determinaron que una IAQ deficiente puede causar deterioro cognitivo debido a la exposición al CO2. Esto significa que cualquier persona que se encuentre en el interior de un edificio escolar, incluidos alumnos, profesores y personal por igual, corre un riesgo especial debido a la densidad de ocupantes superior a la media de las escuelas, y por tanto a la mayor cantidad de CO2 . De hecho, Harvard descubrió que, por término medio, las puntuaciones cognitivas de un participante típico descendían un 21% con un aumento de 400 partes por millón (ppm ) de CO2. Tal aumento no es difícil de alcanzar, porque aunque la norma de diseño para los niveles de CO2 en la mayoría de los edificios es de 1.000 ppm, el LBNL descubrió que las concentraciones medias de CO2 en las escuelas primarias de California y Texas superaban las 1.000 ppm, y una proporción considerable superaba las 2.000 ppm.
Disminución del rendimiento académico	La EPA determinó que los factores ambientales negativos, como una IAQ deficiente, pueden perjudicar la capacidad de los alumnos para rendir académicamente. En concreto, la EPA constató que Cuando el entorno escolar es insalubre, lo que puede ocurrir con una ventilación deficiente, los niños pueden estar expuestos a alérgenos, contaminantes, sustancias químicas y condiciones adversas en el aula que pueden hacer que se resienta su rendimiento académico. Los niños de aulas mal ventiladas tienden a obtener peores resultados en los exámenes estandarizados de matemáticas y lectura que los niños de aulas con mayores índices de ventilación del aire exterior.
Aumento del absentismo	Según la EPA, una IAQ deficiente en las escuelas puede provocar ausencias por infecciones respiratorias, enfermedades alérgicas por contaminantes biológicos o reacciones irritantes a los productos químicos utilizados en prácticamente todas las partes de la escuela. Algunas condiciones del entorno escolar están estrechamente relacionadas con la incidencia del Síndrome del Edificio Enfermo (SEE) y los síntomas del asma, y las enfermedades relacionadas con el asma son una de las principales causas de absentismo escolar, con más de 10 millones de días escolares perdidos al año.

«La ventilación es un componente del mantenimiento de entornos saludables y es una estrategia de prevención COVID-19 importante para las escuelas y los programas de cuidado de niños» -Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC)

La Solución: Ventilación con recuperación de energía (ERV) para escuelas saludables

Cumplir las directrices de ventilación escolar de los CDC y ASHRAE

¿Cuál es la mejor manera de proporcionar un aire más limpio y saludable dentro de los edificios escolares? La respuesta es una ventilación mayor y equilibrada. Mientras entre suficiente aire fresco exterior controlado y filtrado y se expulse el aire viciado del interior, los espacios interiores disfrutarán de aire de alta calidad. De hecho, la Asociación Americana del Pulmón afirma que una ventilación adecuada es esencial para mantener el aire fresco y sano en los interiores.

Además, para detener la propagación de los virus transmitidos por el aire, las autoridades competentes recomiendan un enfoque estratificado cuyo núcleo sea el aumento de la ventilación. Por ejemplo:

Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) aconsejan utilizar múltiples estrategias de mitigación, incluidas mejoras en la ventilación de los edificios, para reducir la propagación de la enfermedad y disminuir el riesgo de exposición.
En cuanto a las escuelas, los CDC afirman «La ventilación es uno de los componentes del mantenimiento de entornos saludables y es una estrategia de prevención COVID-19 importante para las escuelas y las guarderías«.
ASHRAE afirma: «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 cuanto a las escuelas, ASHRAE afirma«El esfuerzo subyacente del diseñador debe consistir en mitigar el riesgo de transmisión de patógenos por el aire mediante una combinación de estrategias, como el aumento de la ventilación, la mejora de la filtración, la mejora de la distribución del aire o el uso de otras tecnologías de limpieza o tratamiento del aire.»

Debido a su alta densidad de ocupantes, las autoridades competentes comprenden el riesgo que suponen las zonas de paso en las escuelas. Se están elaborando normas, como aumentar la ventilación de los pasillos en un 60%, para elevar los índices de aire exterior en estos lugares de alto tráfico y tránsito. Sin embargo, aumentar las tasas de ventilación en las escuelas también puede suponer un mayor consumo de energía y mayores costes. Así pues, ¿cómo puede mejorarse la calidad del aire interior y optimizar al mismo tiempo la eficiencia energética y el ahorro de costes? La mejor manera es mediante la ventilación con recuperación de energía, que mejora la IAQ al tiempo que maximiza la sostenibilidad. Las ERV preacondicionan el aire exterior que entra con el calor y la humedad del aire de escape, que de otro modo se desperdiciaría. Esto supone una reducción sustancial de los costes de energía y equipos. En consecuencia, la EPA afirma que «los ERV ofrecen excelentes oportunidades para ahorrar energía, controlar la humedad y proporcionar suficiente aire exterior para promover la IAQ«.

Aumentar los índices de ventilación de los edificios mejora la salud de los ocupantes

En la nueva normalidad pospandémica, se ha puesto de relieve la importancia de mejorar la IAQ para salvaguardar la salud de los ocupantes. Esto puede conseguirse con mayores cantidades de aire exterior fresco y filtrado que se ventile en el interior. Con mayores tasas de ventilación, los aerosoles y otros contaminantes del aire interior se diluyen continuamente, reduciendo la intensidad de la exposición. De hecho, ASHRAE recomendó lo siguiente en su Informe de Preparación de Edificios del Grupo de Trabajo sobre la Epidemia: «Existe la posibilidad de que los operadores de los edificios aumenten la ventilación del aire exterior de sus sistemas 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 que sean mejores tanto para la salud de los ocupantes como para el medio ambiente. Las normas están evolucionando para mantenerse al día, como la próxima ASHRAE 62.1, Sección 42P 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 de ventilación de los edificios para mejorar la IAQ. Es más, varias certificaciones de edificios ecológicos exigen una ventilación extra por encima del código. Entre ellas:

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 de ventilación avanzadas 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, respectivamente. Si los niveles de CO2 se mantienen en 900 ppm, 750 ppm o 600 ppm, vale uno, dos o tres puntos respectivamente.

Resultados: Mejores resultados en los exámenes y mayor bienestar

Una IAQ mejorada mejora la salud, la función cognitiva, la productividad y el bienestar de los ocupantes de las escuelas

Mejorar la IAQ de forma energéticamente eficiente, rentable y sostenible mediante la ventilación con recuperación de energía supone numerosos beneficios para los ocupantes de las escuelas. Entre ellas están:

Beneficios de la mejora de la IAQ para los ocupantes de las escuelas
Mejor salud para alumnos, profesores y personal	Al respirar un aire interior más limpio y saludable durante todo el día en la escuela, los alumnos, los profesores y el personal experimentarán menos problemas de salud a corto y largo plazo.
Tasas reducidas de enfermedades transmitidas por el aire, como la COVID-19	Un aire interior más limpio y saludable puede ser muy eficaz para disminuir la propagación de virus transmitidos por el aire que pueden causar enfermedades perjudiciales. Por ejemplo, los CDC descubrieron que la incidencia del COVID-19 era un 39% menor en las escuelas que mejoraban la ventilación.
Función cognitiva reforzada	Al eliminar los contaminantes del aire interior, los ocupantes de las escuelas pueden mejorar su función cognitiva general. Un estudio de Harvard descubrió que, por término medio, en comparación con un entorno interior con una IAQ deficiente, las puntuaciones cognitivas eran un 61% más altas en un entorno de edificio ecológico simulado y un 101% más altas en un entorno de edificio ecológico simulado junto con la duplicación de la tasa de ventilación del aire exterior de 20 CFM por persona a 40 CFM por persona.
Mejores resultados en los exámenes	La EPA descubrió que los niños de las aulas con mayores índices de ventilación del aire exterior obtenían entre un 14 y un 15% mejores resultados en los exámenes estandarizados que los niños de las aulas con menores índices de ventilación del aire exterior.
Reducción del absentismo	La EPA descubrió que el aumento de los índices de ventilación del aire exterior de las aulas puede reducir el absentismo aproximadamente entre 5 y 10 ausencias por cada 1.000 alumnos para una disminución de 1.000 ppm en la diferencia entre los niveles de CO2 interiores y exteriores.

Conclusiones: Aire limpio sostenible para la educación

Las escuelas corren un enorme riesgo de sufrir una IAQ deficiente. De hecho, con el aumento de las metodologías de sellado del aire, la calidad del aire interior está empeorando. Además, los riesgos de una IAQ deficiente no hicieron sino amplificarse durante la pandemia de COVID-19, ya que las consecuencias pueden ser gravemente perjudiciales para la salud de los ocupantes. Al mejorar la IAQ mediante una ventilación mayor y equilibrada, los beneficios para los ocupantes de las escuelas son numerosos. Entre ellos están la mejora de la salud, la función cognitiva, la productividad, el bienestar y la tranquilidad de saber que están a salvo de los virus y otros contaminantes transportados por el aire. Y todo esto puede conseguirse de forma energéticamente eficiente, rentable y sostenible mediante la ventilación con recuperación de energía.

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