Calidad ambiental interior

A pesar de que uno de los problemas más difundidos entre el grueso de la población son las afecciones respiratorias, poco interés se le otorga al aire que se respira en un recinto. Todas las personas deben saber cómo puede afectarles la clase de aire que se maneja en el sitio donde laboran o habitan.

Fernando Bonilla

El aire limpio es una necesidad primaria. La calidad del aire dentro de las casas, oficinas, escuelas, edificios públicos, hospitales u otras edificaciones en donde se congrega una cantidad considerable de personas y en donde pasan una gran parte de su tiempo, y por ende de su vida, es determinante para el bienestar humano y para conseguir un estilo de vida saludable. Las sustancias dañinas que emiten los edificios, ya sea por materiales de construcción, equipo de trabajo o actividades humanas, como la combustión de sustancias para calentar o cocinar, conllevan un amplio rango de problemas en la salud y pueden llegar a ser fatales.

La exposición a los contaminantes aeróbios ha causado un daño considerable a la salud en todo el mundo, particularmente en los países en vías de desarrollo. La identificación de estos contaminantes es el primer paso para concretar las acciones necesarias que deben tomarse para reducir los efectos sobre la salud. Los problemas de la calidad ambiental interior se reconocen como factores de riesgo importantes para la preservación de la salud humana en países de cualquier nivel económico.

En la calidad ambiental interior, un contaminante se identifica como cualquier sustancia o manifestación ajena al medio en el que se encuentra y que puede provocar daños o desequilibrios, irreversibles o no, al medio inicial. Por lo tanto, la contaminación es el efecto que causa el contaminante en el medio que lo recibe. Para que exista contaminación, la sustancia contaminante deberá estar en concentración suficiente como para provocar un desequilibrio o daño. La cantidad relativa puede expresarse como la masa de la sustancia introducida entre la masa del medio receptor; este cociente recibe el nombre de concentración.

La importancia de considerar, en un sistema de ventilación, climatización o aire acondicionado, la calidad del aire en el momento de realizar una proyección para un edificio es indispensable, ya que, según el Instituto Nacional de Salud y Seguridad Ocupacional de Estados Unidos (NIOSH, por sus siglas en inglés), 50% de los problemas de calidad del aire interior involucran al sistema HVAC. Casi todas las soluciones para mejorar la calidad y eliminar los problemas, contaminantes, residen en estos equipos. La calidad del aire interior tiene como objetivo proteger la salud de los ocupantes; sin embargo, al tener una buena calidad del aire, también se ayuda a la protección de contenidos y se deriva en una preocupación por la salud cuando no existe un control apropiado de contaminantes

El tipo de contaminantes se derivan del fenómeno llamado “contaminación del aire interior”. Se han desarrollado diversos estudios en los que se analizan en forma detallada los efectos que los contaminantes identificados causan en la salud de los ocupantes.

Los contaminantes identificados son:

• Monóxido de Carbono
• Sustancias para la preservación de la madera
• Óxidos de Nitrógeno
• Asbestos y otras fibras minerales
• Humo de tabaco
• Dióxido de Azufre
• Partículas inertes (material particulado)
• Radiaciones
• Contaminantes microbiológicos
• Ozono
• Polen y otros alérgenos
• Amoniaco
• Formaldehído
• Bióxido de Carbono
• Radón y derivados de Radón
• Ácido Sulfhídrico
• VOC

Estos contaminantes se consideran los más frecuentes y son los que representan mayores riesgos para la salud. Nótese que dentro del listado anterior no se incluyen los contaminantes propios de diversos sectores industriales, como el polvo de sílice, cloro, gases corrosivos, entre otros, dado que éstos son objeto de estudios específicos del ámbito de la salud laboral; no obstante, en este apartado sí se consideran porque son parte de ciertos ambientes interiores, llegando a ser definitivos en la salud de los ocupantes o usuarios de dichos ambientes.

Tampoco se hace mención a un “contaminante”, cuyo principal efecto en términos de la salud es la incomodidad térmica; es decir, la temperatura. Sin embargo, este contaminante, en un caso extremo, puede representar un severo riesgo para la salud cuando es componente del denominado “Golpe de calor”. Por otra parte, la presencia de un diferencial de temperatura elevado también implica un enorme gasto energético y nos plantea la necesidad de recircular (reutilizar) el aire interior, con los riesgos correspondientes, lo que significa que se deben de realizar estudios para determinar la conveniencia de recircular el aire.

Las partículas, también llamadas “material particulado”, es decir partículas en suspensión, son un contaminante denominado físico y también son conocidas  como “partículas totales suspendidas” (PTS). Se definen como la acumulación de material sólido o líquido (rocío) en la atmósfera ambiental, la cual se encuentra suspendida y puede ser generada a partir de alguna actividad antropogénica (proceso humano que impacte en el ambiente) o natural. Su efecto sobre la salud es muy variable, desde síntomas pasajeros, por ejemplo un edificio enfermo, hasta efectos severos y degenerativos, como el asma.

Una forma muy práctica de identificar un contaminante en fase gaseosa es mediante su olor, el cual es la sensación que resulta por la reacción de una sustancia que se disuelve en la mucosidad de la nariz, que, en algunos casos, como el de la industria petroquímica, es una mezcla muy compleja de gases, vapores y partículas muy pequeñas (polvo, bacterias, etc.) que se puede percibir como sumamente desagradable por la mayor parte de los seres humanos. En algunos casos puede llegar a ser tóxico o corrosivo; por lo tanto, es comprensible pensar que la forma de suprimir los olores y los contaminantes en fase gaseosa es eliminando las partículas y los gases o vapores.

50% de los problemas relacionados con la calidad del aire interior involucran a los sistemas de HVAC, según el Instituto Nacional de Salud y Seguridad Ocupacional de EUA

La manera más común de eliminar partículas es mediante la utilización de filtros físicos. En cuanto a la eliminación de los contaminantes en fase gaseosa, es necesario utilizar su capacidad reactiva; es decir, hacer que reaccionen con “algo” para poder extraerlos del flujo de aire, ya que físicamente no es posible porque el aire también es un gas.

Existen dos formas de producir la reacción entre el contaminante y el compuesto que lo neutralice. La primera es la utilización de filtros químicos, los cuales son básicamente una sustancia reactiva, que puede ser una sal o carbón activado, contenido(a) en un recipiente, denominado filtro químico, que se interpone al paso del aire. La segunda forma es generar compuestos que sean capaces de reaccionar con los gases contenidos en la corriente de aire.

El aspecto más importante es conocer cuáles son los compuestos que se deben de eliminar y su concentración en el aire. Para conocer esta información, existen dos maneras: que el personal involucrado en el proceso que se busca controlar nos informe cuáles son dichos compuestos y sus concentraciones, y que se realice una prueba para determinarlos.

Para eliminar contaminantes en forma de gases utilizando compuestos reactivos, lo que se hace es introducir en la corriente de aire (flujo) dichos compuestos, los cuales pueden ser Ozono, radicales libres, agua oxigenada, entre otros. Para ello, primero es necesario producirlos en cantidad suficiente para lograr el objetivo deseado, pero en concentraciones seguras; es decir, es necesario conocer las dosis requeridas.

Los contaminantes biológicos son partículas viables: microorganismos. La forma de extraerlos de la corriente de aire es utilizando filtros físicos o mecánicos. Pero eso no es todo con relación a la contaminación biológica, ya que ésta representa un severo riesgo para la salud. Por ello es necesario eliminar la denominada carga biológica, también conocida como actividad biológica. Se precisa utilizar algún tipo de elemento que neutralice o elimine las partículas viables en todas sus formas: bacterias, virus, hongos, moho y esporas. Dicho elemento puede ser de diferentes tipos, como una sustancia desinfectante, cuya característica más importante es que su principio de acción no induzca una mutación en los microbios y estos terminen por desarrollar resistencia a su efecto, o un tipo de energía que sea capaz de destruir a los patógenos.

Según el tipo de contaminante, los efectos sobre la salud pueden ser relativamente graves; no obstante, no hay contaminantes inocuos. Cualquier exposición a un agente contaminante supone un riesgo; por ejemplo, el polvo o material particulado (partículas), en general, provoca irritación de las vías respiratorias y, tras exposiciones repetidas, puede dar lugar a bronquitis crónica, asma, entre otras afecciones. Otros tipos de polvo (asbesto, sílice) provocan enfermedades específicas, como la silicosis. Hay tipos de polvo que, además, pueden ser explosivos en ambientes confinados (carbón, caucho, aluminio). En términos generales, los daños a la salud que causan los contaminantes se pueden clasificar en temporales, permanentes y fatales.

Los daños temporales son los que se presentan por un corto periodo de tiempo (horas, días) y que remiten sin un tratamiento específico. Usualmente están asociados con el Síndrome del edificio enfermo cuando el individuo deja de exponerse al contaminante o abandona el sitio contaminado.

El término Sick Building Syndrome (Síndrome del edificio enfermo) se acuñó para describir situaciones en las cuales los ocupantes de un edificio experimentan padecimientos en la salud y en su comodidad que están relacionados con el tiempo que pasan dentro del inmueble, pero no se puede diagnosticar una causa en particular. Los padecimientos pueden localizarse en una habitación o zona específica, o pueden propagarse por todo el edificio.

En 1984, la Organización Mundial de la Salud reportó que hasta 30 por ciento de los edificios nuevos y remodelados podrían ser sujetos de quejas excesivas relacionadas con la calidad  del ambiente interior. Aunque esta condición puede ser temporal, algunos edificios cuentan con problemas a largo plazo. Por lo general, se gestan cuando a la edificación se le da mantenimiento inadecuado o es operada con procedimientos inapropiados para su diseño.

Los daños permanentes, padecimientos de salud por largos periodos de tiempo o de difícil recuperación son los que requieren tratamiento específico y, en muchos casos, el paciente nunca recupera su salud al ciento por ciento. Por lo general, se desarrollan en los ambientes laborales, ya que son producto de largos periodos de exposición. Por último, los daños fatales, que son aquellos en que la causa del deceso está directamente ligada con el contaminante, aunque no significa que el deceso se lleve a cabo en un corto periodo de tiempo a partir de la exposición, pueden ser de dos tipos diferentes:

• Laboral o profesional: ocurre cuando la exposición al contaminante es en el ambiente laboral; el ejemplo puede ser la neumoconiosis o algunos tipos de cáncer de pulmón.
• Involuntario, que también se puede denominar casual  o aleatorio: es cuando la exposición al contaminante se da de forma involuntaria o como consecuencia de  nuestra presencia en un determinado sitio, como en el caso de una infección nosocomial, la exposición a una fuente radiactiva, un accidente causado por una concentración de contaminante.

Muchos de los contaminantes que se encuentran en ambientes interiores son sustancias químicas que se presentan en forma de gases o vapores; algunos otros se identifican o definen como partículas, las cuales pueden ser o no viables, es decir microorganismos. Para identificar el tipo de contaminante, en ocasiones, es suficiente conocer la composición del material que lo origina, el equipamiento o materiales de construcción del local, los procesos que ahí se desarrollan. Sin embargo, a veces es necesario recurrir a análisis de muestras de aire, que pueden ser de tipo químico, físico, radiológico, conteo de partículas y biológico.

Uno de los primeros aspectos por determinar es si las partículas son o representan un riesgo biológico (carga biológica); en otras palabras, si contienen patógenos que representen un peligro para la salud. Otro aspecto muy importante por evaluar es el tamaño de las partículas, puesto que el organismo humano está dotado de defensas naturales que, en este caso, se encargan de evitar la entrada de cierto tamaño de partículas en el sistema respiratorio. Esas defensas se constituyen por los vellos y la mucosidad; no obstante, las partículas más pequeñas son las más peligrosas, ya que permanecen más tiempo en el aire y pueden penetrar a través de nuestras defensas hasta los lugares más profundos de los bronquios, y a partir de ahí desarrollar enfermedades como las mencionadas en el estudio de la OMS. De acuerdo con lo anterior, el mayor riesgo está en el polvo que no se ve a simple vista.

Para establecer una definición más clara y sobre todo medible, se considera que el polvo respirable es la fracción del polvo que, referido a partículas esféricas de densidad 1, incluye a 98 por ciento de las partículas de una micra de diámetro y menores; 75 por ciento de las de 3.5 micras; 50 por ciento de las de 5 micras, y ninguna de las que tengan un diámetro superior a 7 micras. Por esta razón, debe medirse no sólo el total de polvo atmosférico, sino específicamente el denominado polvo respirable.

Una vez definidos o identificados los contaminantes existentes en el espacio interior, el siguiente paso es identificar la fuente de origen de la contaminación. Huelga decir que se hace referencia únicamente a los contaminantes contenidos en el aire, aun cuando algunos contaminantes aéreos se introducen en el espacio interior a partir de otros fluidos, como el caso del agua contaminada. Existen dos tipos de fuentes: las internas y las externas.

Las internas, o endógenas, son aquellas que se encuentran en el interior de un espacio, como en un laboratorio, o las emanaciones del mobiliario que se encuentra dentro de la oficina. Las externas, o exógenas, son las que se ubican fuera del espacio interior y que son transportadas hacia dentro por efecto de la ventilación o introducción de aire. En esta clasificación, es preciso establecer una referencia a los tipos de contaminante: biológico, físico y químico.

El tipo de fuente de la contaminación proporciona la pauta para la solución. Para resolver el tema de los contaminantes que provienen del interior del recinto, es necesario recurrir a la denominada ventilación forzada o mecánica, en su variante muy particular de la extracción, también denominada Ventilación del exhausto (LEV, por sus siglas en inglés). Lo anterior significa que debe analizarse la distribución de los elementos físicos que constituyen el ambiente interior: mobiliario, equipo, áreas de oficinas, de proceso, entre otras.

Es importante considerar:

•           La ubicación de la(s) fuente(s) de contaminación

• La cuantificación de la masa contaminante vertida en el medio, expresada en unidades de flujo (lps, ppm)
• Los recorridos o trayectorias del personal
• El movimiento del aire (ventanas, ductos, extractores, etc.)

Con la información mencionada propiamente descrita en un plano, mapa o flujograma, se determina la cantidad de aire que es necesario extraer del recinto y la forma en que deberá  hacerse. Para ello es necesario cumplir con los siguientes objetivos:

• Ayudar al responsable del recinto a seleccionar el tipo correcto de ventilación
• Ventilación general
• Ventilación localizada
• Generar un documento que exprese claramente los requerimientos de ventilación
• Establecer la relación entre la extracción y la fuente contaminante
• Desarrollar un manual de operación del sistema, no sólo del equipo
• Desarrollar el modelo del “libro” de registro del sistema
• Determinar cuáles son los indicadores de CAI válidos
• En qué rangos se debe operar
• Cómo se medirán

La calidad ambiental interior es una cuestión de unificación; es un trabajo en conjunto de normas, prácticas y equipo. Al respecto, la licenciada Marisa Jiménez comenta que “existen ciertas normas en el mercado que uno puede tomar como base de partida; por ejemplo, la 62.1 y 62.2. Sin embargo, todo va estrechamente relacionado con el equipo con el que cuente el usuario y el diseñador. Existen, además, ciertas guías prácticas que ayudan a utilizar más eficazmente las normas. Lo que yo recomiendo impetuosamente es revisar el manual de cada estándar”.

En el estándar 62.1 de ASHRAE, se definen diferentes “tipos de aire” en función de su calidad; con base en esa diferenciación, se establecen criterios para su uso.

En ese mismo estándar, se puede obtener una certera guía para determinar los requerimientos de ventilación con aire exterior en función del tipo de espacio, su ocupación y área designada (ver tabla 2).

Una vez determinado el volumen de aire que se requiere extraer del recinto para evitar la dispersión de los contaminantes en el interior y así mantener la calidad del aire requerida, es necesario que se establezca el tratamiento que se dará al aire que habrá de introducirse para reemplazar el que se extraerá; esto se realiza en función de su calidad. Un aspecto importante que no se debe pasar por alto es evaluar la calidad del aire exterior, ya que es posible que haya que eliminar algunos contaminantes (gases o partículas) antes de introducirlo en el recinto por ventilar.

De esta forma, se concluye que la calidad del aire exterior es una parte inalienable para cualquier edificación y esto nos liga con el siguiente tipo de fuente de contaminantes: los que se producen en el interior del recinto. Para lograr mantener condiciones ambientales adecuadas, para tener la calidad de aire requerida, éste debe someterse a diferentes procesos antes de introducirlo. Estos procesos consisten en modificar la temperatura, modificar la humedad relativa y limpiar el aire.

En general, las soluciones se dividen en tres categorías: remover la fuente contaminante, diluir o ventilar, y filtrar el aire. Algunas prácticas serían mantener una adecuada ventilación, estar atentos a fugas de agua para evitar que se desarrollen microorganismos y sustituir cualquier material poroso que presente hongos; asegurarse de que se tienen los filtros con el MERV adecuado y, de ser necesario, instalar filtros para gases y olores; dar mantenimiento adecuado a todos los componentes del sistema HVAC (manejadora, ductos, filtros, rejillas y demás); revisar las entradas de aire fresco, asegurarse de que no haya una fuente de contaminación cercana y evaluar la instalación de luz ultravioleta en los serpentines, entre otras.

Pero ¿cómo se consigue una cultura de mantenimiento para conservar la integridad de los ductos en un edificio? El ingeniero Luis A. León comenta: “Esta es la parte más difícil dentro de esta nueva tendencia de limpieza de ductos interiores en ambientes cerrados, ya que, al ser un servicio intangible que no muestra un resultado final y que la gente vive actualmente con ello, es muy difícil romper con esa mala costumbre y que acepten de inmediato una mejora que probablemente piensan no les dejará nada, sin saber que su nivel de vida laboral se incrementará notablemente.”  La licenciada Jiménez, por su parte, comenta: “el fenómeno de la cultura ya se está gestando; sin embargo, lo importante es que las personas a cargo del recinto estén capacitadas y certificadas, pues un deficiente manejo del edificio causa mermas en la productividad, en el caso de un edificio laboral, y en el caso de uno habitacional crea disconformidad en los habitantes”.

Finalmente, en el momento de introducir el aire, se debe de lograr una buena distribución por todo el recinto, sin olvidar que la finalidad de esta operación es remover los contaminantes que se producen en el interior. A este proceso se le denomina distribución o movimiento; el término que se utiliza para referirse a él es cambios de aire por hora (CPH), y se debe de observar mediante un buen diseño, ductos y sistemas de difusión que logran el cumplimiento de dicho objetivo.

Puede afirmarse que, sin importar el uso del recinto, es necesario que el aire interior tenga la calidad requerida para garantizar que las actividades que se realicen sean seguras y eficientes. Con ello es posible contribuir a mejorar el entorno habitable, dado que se logran ahorros energéticos y se proporciona comodidad a los usuarios de espacios cerrados, lo cual producirá ambientes de trabajo agradables. Vigilar la calidad del aire interior debería ser una práctica preventiva, más que correctiva.  No se debe  esperar a tener quejas o personas enfermas para empezar a actuar. Educar al personal de los edificios acerca de la importancia de la calidad del aire interior y de las medidas necesarias para su mantenimiento sería un primer paso. Las instalaciones han de contar con un manual de procedimientos, en el cual se incluya la evaluación,  y nombrar a un responsable de la calidad ambiental interior.

La calidad de aire requerida es aquella que permite garantizar que las actividades realizadas en el recinto sean adecuadas para no poner en riesgo la operación y no produzcan disconformidad en los usuarios. El Presidente de ProMark concluye que: “Si la gente se interesa, si se informa de qué componentes ambientales cotidianos son nocivos y si empiezan a exigir bienestar en sus espacios de trabajo y se preocupan por obtener un entorno óptimo para su vivienda, es entonces cuando comenzaremos a concretar una cultura hacia la calidad ambiental.”

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