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Ventilación y purificación del aire interior

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Tras unos meses iniciales en los que la transmisión del virus a través de aerosoles se puso en duda, finalmente todos los organismos tanto públicos como privados reconocieron la vía de transmisión aérea como una de las más relevantes. En estas condiciones, se ha puesto de manifiesto la importancia de asegurar que los espacios cerrados se encuentren bien ventilados y con el aire purificado para minimizar la posibilidad de transmisión de SARS-CoV-2, pero no hemos de olvidar que además de este virus, existen muchos otros microorganismos de transmisión aérea, afortunadamente no todos tan dañinos pero que también causan problemas de salud, gripes, catarros, tuberculosis, etc. El propio coronavirus, probablemente se convertirá en endémico y permanecerá entre nosotros, por lo tanto, la calidad de aire interior se ha convertido en un aspecto crítico, magnificado por la situación actual pero que debemos seguir controlando en el futuro si queremos garantizar la salud de los usuarios de los espacios cerrados .

Una fuente genera contaminación que se transmite a través del medio y alcanza a la persona potencialmente afectada. En el caso particular de transmisión de enfermedades el foco emisor es una persona infectada, pero en general, en los espacios cerrados puede haber muchos focos contaminantes dispersos, el propio aire exterior, materiales de construcción y decoración, productos de consumo, otras personas, etc

Las medidas de control de transmisión de enfermedades y en general de la contaminación, son más efectivas cuanto más cercanas al foco se encuentren, es decir, evitar la generación del contaminante controlando o eliminando la fuente sería lo más eficiente, controlar el medio de transmisión será la segunda opción y finalmente lo menos práctico sería que la persona susceptible deba protegerse, aunque en ocasiones es inevitable. Durante la pandemia la situación ha sido lo suficientemente grave como para que todos llevemos mascarillas en los espacios cerrados, pero en condiciones normales, esto no sería una solución aceptable a largo plazo. Aunque es cierto que la mascarilla actúa tanto en el control del foco emisor como del receptor, de ahí su utilidad.

Las partículas en suspensión son un contaminante heterogéneo, de origen tanto exterior como interior, y por tanto para su control, necesariamente debemos aplicar las dos estrategias, dilución por ventilación y filtración mecánica, dado que ocasionalmente, especialmente en entornos urbanos, el aire exterior tendrá una elevada concentración de partículas y por tanto no servirá para controlar la calidad de aire interior por dilución. El comportamiento aerodinámico de las partículas depende de su tamaño. Hablamos de tamaños que oscilan entre 0,01 y 10 micras. Son partículas invisibles al ojo humano pero que pueden causar daños a nivel pulmonar y cardiovascular cuando son inhaladas, y además los daños se pueden dar independientemente de su composición, según la terminología médica por simple efecto neumoconiótico1 . La segunda componente es la toxicidad, que depende de la composición de las partículas. No es lo mismo una partícula con metales pesados o amianto, que una partícula de arcilla o fibra de vidrio. Los daños a la persona expuesta dependen de la composición, y de la bio-solubilidad, de la materia inhalada, es decir de la capacidad del cuerpo de eliminar el contaminante sin causar daños. Los compuestos volátiles orgánicos en interiores son principalmente vapores emitidos por los materiales de construcción y decoración, o por los productos de consumo o incluso por los mismos usuarios. Son productos que condicionan el olor de los espacios cerrados y en algunos casos como el formaldehido o el benceno pueden ser muy dañinos para la salud (incluso cancerígenos). El principal origen de estos químicos es interior, y por tanto se puede aplicar la estrategia de dilución con aire exterior, normalmente con concentración de VOCs muy bajas, salvo que las tomas de aire exterior se encuentren afectadas de forma directa por emisiones de un aparcamiento, o fabricas cercanas. Alternativamente, si el aire es recirculado se puede aplicar la estrategia de filtración por adsorción sobre carbón activo o mediante el uso de fotocatálisis que convierte los VOCs en CO2 + H2 O .

La calidad del aire interior se puede analizar mediante simulaciones basadas en balances de masas de los contaminantes entrantes, generados y salientes de un local. La ecuación genérica del balance de masas en un recinto cerrado seria la siguiente

Aplicando estas fórmulas podemos comparar la concentración en equilibrio de algunos contaminantes, por ejemplo, en el caso de partículas en suspensión de 0,5 micras, cuya fuente principal, en el caso simulado, es la contaminación exterior siguiente

El origen de los datos incluidos en la tabla es el siguiente: • Tasas de aire exterior, recirculado e impulsión, son valores predefinidos que reflejan los requerimientos RITE mínimos de aire exterior para IDA 2 (12,5 L/s-persona) comparando frente a una situación en la que se introduce la mitad de aire exterior y se recircula y filtra la otra mitad (6,3 L/s-persona). • Concentración exterior: Valores típicos de concentración exterior urbana en la ciudad de Madrid en un día con contaminación media/alta. Datos extraídos de las mediciones de Inspección de Calidad de Aire Interior oficiales de cumplimiento RITE realizadas por Ambisalud. Ambisalud es entidad certificada por AENOR en la realización de este tipo de mediciones. • Tasa de generación de partículas: Valor adaptado del estudio: The Austin’s Contamination Index. Number of particles generated by a person per minute, at different degrees of activity, wearing two different types of clothing (Austin and Timmerman 1965) • Eficacias de filtración: Datos de fabricantes • Concentración interior: Datos generados a través de las fórmulas de simulación previamente descritas

Los resultados son lógicos, si el aire exterior es la fuente principal de partículas y no se filtra correctamente, el aire interior tiende a reflejar las concentraciones exteriores, incluso ligeramente incrementadas por la producción interior, si se filtra con una eficacia elevada, mínimo F9, se consiguen reducciones significativas, pero la mejor situación se consigue en un escenario mixto de recirculación y aire exterior, limitando el aire exterior limitamos la entrada de materia particulada. En el caso de un contaminante como el SARS-CoV-2 que solo se genera en el interior, si el aire no se recircula la calidad de los filtros es irrelevante, pero si se recircula, es importante disponer de filtros de calidad HEPA, esto mismo ocurre para todo tipo de virus. Se ha mantenido la eficacia de filtración, aunque podría variar ligeramente porque los tamaños de partícula serían diferentes, pero a efectos comparativos las conclusiones no variarían significativamente

Cuando se trata de contaminantes en los que la concentración exterior es cero, la estrategia de dilución es la mejor opción, pero es importante tener en cuenta que un exceso de ventilación tiene un coste elevado y a partir de cierto nivel no es eficiente a la hora de eliminar los contaminantes

Tasa de generación del virus: Este es un valor muy controvertido, desde el inicio de la pandemia se han realizado diversos estudios tratando de valorar esta tasa y también de determinar la concentración mínima infectiva, pero el problema es que este es un dato muy variable. La tasa de emisión de una persona infectada depende mucho del punto de evolución de la enfermedad pudiendo cambiar mucho en cuestión de pocas horas. En cuanto a la concentración mínima infectiva también depende en gran medida de las circunstancias y características del receptor y por tanto es difícil determinar un valor único, no obstante este aspecto no es relevante para nuestro estudio.

Se han considerado 10.000 copias de genoma/hora entendiendo que se trata de una persona infectada asintomática pero sin mascarilla, el origen de los datos esta basado en el estudio: Estimation of SARS-CoV-2 aerosol emissions from simulated patients with COVID-19 and no to moderate symptoms. Michael Riediker, Dai-Hua Tsai

En cualquier caso es importante considerar que nuestro objetivo en la simulación no es tanto el obtener un valor realista de concentración interior no infectiva (habida cuenta de la dificultad de conocer ese dato como se indicó anteriormente) sino mostrar que a partir de un determinado nivel de ventilación la disminución relativa de la concentración de virus ambiental no es significativa, como se explica a continuación. La grafica de caída de concentración interior de SARS-CoV-2 nos muestra que los primeros metros cúbicos que aportamos son muy eficientes, pero a medida que aumentamos la ventilación, llega un cierto punto en el que mayor entrada de aire exterior no se traduce en una rebaja significativa de contaminación, el valor de referencia máximo sería el correspondiente a IDA 1 Calidad de Aire Hospitalaria, e incluso la diferencia entre ambos valores no sería especialmente significativa

La calidad del aire exterior no siempre es mejor que la calidad del aire interior para algunos contaminantes como las partículas o agentes biológicos como el polen o los hongos, además de contaminantes artificiales como los NOx o el ozono. Por ello, es imprescindible disponer de sistemas de tratamiento y purificación del aire que aseguren que la calidad del aire impulsado al interior de los locales sea siempre óptima independientemente de las condiciones exteriores.

Durante el periodo mas agudo de la pandemia la salud se impuso por encima del gasto, lo cual ha sido muy correcto, pero no es sostenible una vez que gracias a la vacunación y otras medidas, la fase aguda de COVID-19 quede superada. Hemos de abordar la estrategia de las instalaciones de climatización pensando en la optimización de la calidad del aire a un coste tanto económico como medioambiental razonable. Por ello, la recirculación del aire interior filtrado y purificado correctamente es una tecnología complementaria muy útil para controlar muchos contaminantes como los agentes biológicos, partículas en general y químicos a un coste muy inferior que la ventilación 100% aire exterior. Incluso aceptando ligeros incrementos puntuales de dióxido de carbono, el efecto combinado del resto de contaminantes se vería muy limitado y, por tanto, el índice combinado de calidad de aire interior se vería mejorado

La solución de emergencia que se ha adoptado en multitud de edificios: Abrir ventanas, no puede considerarse una solución viable a medio/largo plazo, ya que la eficiencia energética de esta medida es nula, por una parte y por otra no garantiza el mínimo confort térmico o acústico, así como la entrada de contaminantes exteriores

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