Hoy en día, las personas pasan el noventa por ciento de sus vidas dentro de espacios cerrados en edificios. En consecuencia, resulta fundamental procurar la calidad del ambiente interior, sobre todo después de la pandemia de covid-19, que obligó al sector salud procurar espacios hospitalarios más saludables y confortables
Darío Ibargüengoitia
Primero que nada, es necesario dar una definición básica de la calidad del ambiente interior (CAI), misma que se puede consultar en el estándar mexicano NMX-577, en el que tuve el placer de participar y coordinar. En general, la CAI se relaciona con cuatro condiciones ambientales que se presentan al interior de un edificio:
- Confort térmico (ASHRAE-55 o en México la NMX-57730).
- Calidad del aire interior (ASHRAE 62.1 Edificios no residenciales, ASHRAE 62.2 Edificios residenciales, ASHRAE-170 Espacios del sector salud).
- Confort acústico (iluminación, vistas al exterior, biofilia).
- Confort visual.
En el caso de los hospitales, laboratorios y centros de salud, la CAI se relaciona con los efectos que tienen estas cuatro variables sobre la salud, calidad de vida, reducción del estrés y las enfermedades potenciales de sus pacientes y ocupantes. Si consultamos el ASHRAE HVAC Apliccations y analizamos qué es lo que pasa en instituciones de salud con el uso de sistemas de aire acondicionado, refrigeración, ventilación y climatización, leemos la siguiente definición: “El nivel de Calidad del Ambiente Interior se ve directamente afectado por el rendimiento del sistema HVAC. El diseño y funcionamiento del sistema HVAC requiere una consideración cuidadosa para proporcionar el nivel de calidad del aire interior, confort térmico y acústica para lograr la experiencia y los resultados deseados por los pacientes, residentes y el personal de servicio. En los centros de atención sanitaria, el aire acondicionado puede desempeñar un papel más allá de la promoción del confort”.
La calidad del aire interior (IAQ, por las siglas en inglés de indoor air quality), en consecuencia, es uno de los cuatro factores fundamentales para lograr ambientes sanos en centros de salud. Esto porque a través del uso de sistemas HVAC podemos realizar limpieza, filtración, dimisión o contención del aire, controlar el confort térmico para acondicionar el aire en su suministro, tanto en temperatura como en humedad relativa. Adicionalmente, es necesario cuidar la acústica de los equipos para lograr que la experiencia y los resultados de un paciente, residente o del personaje de salud en general sea más confortable.
En la Figura 1, retomada de la Federación Europea de Asociaciones de Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado (REHVA, por sus siglas en inglés), se observan los cuatro factores ya mencionados, así como las causas de que se modifique esa calidad del aire interior.
El primer factor es cómo está construido el edificio y su finalidad u objetivo. En segundo lugar, están las personas que habitan un centro de salud o un hospital: pacientes, doctores, enfermeras, visitantes, empleados, auxiliares médicos, laboratoristas etcétera. Un aspecto fundamental son las actividades que estos ocupantes realizan dentro del espacio. El tercer factor es el tipo de sistemas y servicios HVAC que hay en un ambiente hospitalario, etcétera. Por último, están las condiciones ambientales exteriores
1 La envolvente térmica del edificio.
Trabajando en la Norma Mexicana de Envolventes de Edificaciones, en una consultoría para la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía, el FIDE y el Banco Mundial, nos dimos cuenta que el tipo de envolvente de la mayoría de los hospitales en México y el mundo cuentan con un menor porcentaje de elementos vidriados o transparentes, es decir, tienen menos ventanales. Asimismo, tienen un mayor porcentaje de elementos opacos, ya sea muros ligeros o muros masivos.
Para un hospital o un centro de salud esto significa que cuentan con una gran ventaja, ya que tienen una menor vulnerabilidad como sucede con la mayoría de los edificios acristalados, sin dejar una buena vista y entrada de luz natural. Es decir, todos los procesos donde se llevan a cabo procedimientos médicos como cirugías o estudios de laboratorio se llevan a cabo sin ventanales.
2 Actividad hospitalaria.
El ASHRAE-55 y la NMX-57730 abordan el aislamiento térmico que produce la ropa o la vestimenta que se utiliza en estos lugares. Existe un índice que mide el valor el aislamiento que proporciona la indumentaria o la ropa de las personas: el índice de indumento o clothing insulation, que puede expresarse en unidades clo. El clo tiene las mismas dimensiones que el valor R (kelvins en metros cuadrados por vatio o m2⋅K/W), utilizado para describir el aislamiento utilizado en la construcción residencial y comercial; por lo tanto, cuanto mayor sea el valor, mejor será el rendimiento del aislamiento.
En el caso de los centros de salud, el clo tiene un sentido diferente; por ejemplo, cuando a los pacientes les piden ponerse una bata de hospital su percepción de confort térmico cambia radicalmente porque tiene muy poco aislamiento y experimenta frío. Los doctores también utilizan otro tipo de vestimenta que genera otro tipo de sensación térmica.
Ahora bien, hagamos un ejercicio rápido mental para diseñar un quirófano, ¿a cuál experto le preguntarían los requerimientos para equipar un espacio de este tipo? La respuesta más obvia es que debemos preguntar primero a los médicos; no obstante, dentro de los hospitales también hay mucha gente como los anestesiólogos, enfermeras y asistentes. Entonces realmente hay que consultar a todos los que trabajan en un hospital, en las áreas de laboratorio, consultorios, zonas de espera, etcétera. Cada uno de estos espacios debe tener una consideración diferente en cuanto a la calidad del ambiente interior.
3 Sistemas y servicios.
Hoy en día, los hospitales cuentan con tecnologías de avanzada para diagnosticar enfermedades en los pacientes que también emiten mucho calor y, por lo tanto, requieren de ciertas condiciones de temperatura y, sobre todo, de humedad relativa. Recientemente con la pandemia de covid-19, surgió el tema de los cuartos aislados que requieren determinados parámetros de calidad del aire.
4 Condiciones ambientales externas.
Refieren a la zona y el clima donde está ubicado el centro de salud y cómo esas condiciones externas afectan al edificio. Si bien no es posible tener mucha injerencia en estas, sí es necesario considerarlas de forma adecuada, sobre todo en un contexto donde los efectos negativos del cambio climático son cada vez más extremos y recurrentes.
AIQ y acidosis leve
De acuerdo con el estándar ASHRAE 62.1 2013, un espacio con buena calidad del aire interior es aquel donde “no se conocen contaminantes en concentraciones nocivas, según lo determinan las autoridades competentes y en el que una gran mayoría (80 por ciento o más) de las personas expuestas no presentan insatisfacción”.
Además del monitoreo de contaminantes, un aspecto crucial es la percepción de las personas. ¿Qué impacto tiene en las personas una mala calidad del aire en espacios interiores? A la fecha, se han elaborado diferentes estudios en China, Estados Unidos, en los países de Europa, en los que se pone a las personas a realizar actividades repetitivas en determinadas condiciones ambientales. Lo que se ha detectado es que se produce una condición que se llama una acidosis leve.
Este fenómeno consiste en un aumento de dióxido de carbono y, por lo tanto, una disminución leve de la concentración de oxígeno en la sangre, lo que hace que la gente experimente agotamiento y síntomas físicos parecidos a los de una alergia. Ahora que pasó la pandemia de covid-19, lo primero que hacían los enfermos era verificar su oxigenación en la sangre. Pues bien, una mala calidad del aire interior genera una mala circulación del oxígeno disponible en una edificación.
¿Qué tipo de contaminantes debemos combatir?
Empecemos por analizar los contaminantes del exterior. Cabe mencionar que para lograr una buena CAI es necesario ventilar, lo que significa ingresar aire del ambiente exterior. Sin embargo, el aire exterior tiene varios contaminantes muy particulares como el dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, el carbono negro, el ozono, entre los principales, además de plomo, monóxido de carbono, restos de combustiones, benceno y, pero aún, partículas suspendidas.
Cada uno de estos gases contaminantes exteriores, porque también hay partículas suspendidas, tienen una afectación específica en el organismo y salud de las personas. En consecuencia, al ingresar el aire del exterior para diluir la contaminación del ambiente interior, se corre el riesgo de que alguno de estos contaminantes ingrese al edificio, lo que desemboca en un cóctel muy dañino para la salud en el espacio interior.
Algo que ha llamado la atención de los especialistas de ASHRAE es el tema de los aerosoles en espacios interiores. Cada vez que nosotros hablamos o tosemos o estornudamos, estamos expeliendo gotículas y microgotículas, que son partículas muy pequeñas que duran mucho en el ambiente y viajan a más distancia. Las infecciones respiratorias se pueden transmitir a través de estas gotículas respiratorias, cuyo diámetro va de 5 a 10 micrómetros (mm), pero también a través de núcleos goticulares, cuyo diámetro es inferior a 5mm. El problema es el tamaño de esas gotículas, pues si alguien es portador de alguna enfermedad contagiosa, el virus o la bacteria se va a montar en esas gotículas, y por eso es fundamental controlar y conocer cuáles son este tipo aerosoles.
Los virus son muy pequeños y no vuelan por sí solos, sino que se montan en estas microgotículas. La buena noticia es que la ventilación moderna hace que el riesgo de infección a través de aerosoles no sea muy grande. La cantidad de virus en las gotículas es relativamente pequeña; sin embargo, existe el peligro de contagio cuando un grupo de gente está en un espacio o habitación mal ventilada durante un tiempo relativamente largo y hay personas infectadas que están tosiendo. Lo que se debe promover, por lo tanto, es que las gotículas se decanten, ya que mientras más pequeñas sean su carga viral también lo será.
Un estándar para cada espacio hospitalario
El estándar ASHRAE 170 señala que la calidad del aire interior en centros de atención médica es clave para la salud y el bienestar de los pacientes y ocupantes. La IAQ se ve afectada por:
- Gases contaminantes como dióxido de carbono y radón.
- Compuestos orgánicos volátiles (COV) que proceden en adhesivos sellados y en acabados en los edificios.
- Partículas suspendidas.
- Contaminantes microbianos.
- Cualquier factor estresante de masa o energía que pueda inducir condiciones adversas para la salud.
¿Qué medidas se pueden implementar en los espacios hospitalarios para el control de la contaminación del aire? Cabe señalar que no es posible eliminar la emisión de contaminantes, eso hay que tenerlo muy claro. No se puede eliminar a la emisión de CO2 porque eso significaría que no haya personas dentro de un edificio. Pero lo que sí puedo hacer es diluir o controlar los gases y contaminantes. Básicamente, las medidas de control son cuatro:
- Captura de gases en habitaciones y espacios cerrados a través campanas que extraen y reconducen los contaminantes hacia una zona donde no sean nocivos.
- Dilución de contaminantes mediante el ingreso de aire exterior. Para esto hay que conocer bien las condiciones del aire exterior para no generar una concentración mayor de contaminantes, en vez de una difusión.
- Limpieza del aire mediante diferentes tipos de filtración de gases y partículas suspendidas. Un tema fundamental es el valor mínimo de eficiencia reportada para filtros de aire, es decir, qué nivel de filtración se busca, desde un seis hasta un trece, o filtros absolutos o de grado HEPA.
- Estrategias de contención de contaminantes en espacios hospitalarios donde haya cierta carga viral mediante el suministro de aire limpio y la extracción de aire contaminado.
Entre los estándares ASHRAE para controlar la calidad del aire interior el ASHRAE 62.1 presenta diferentes versiones para cada necesidad y proyecto. Por ejemplo, si queremos lograr una certificación LEED versión 4 para un hospital, conviene guiarse con el 62.1 del 2010 para zonas administrativas y salas de espera. En cambio, para una certificación 4.1 convienen la versión 2016 para la IAQ en espacios no residenciales. En unidades habitacionales, hay que consultar el ASHRAE 62.2. Para el caso de la ventilación y la calidad del aire interior en centros de salud el estándar recomendado es el ASHRAE 170 versión 2013 o posterior, que a su vez hace referencia al 62.1 para hospitales y áreas de oficinas administrativas, etcétera. Por ejemplo, la versión 2021 empieza advertir que lo más importante de los sistemas HVAC en espacios de atención médica no sólo brindar confort térmico o cómo distribuir y manejar el aire interior, sino también la dilución y eliminación de contaminantes para controlar las enfermedades de transmisión aérea y respiratoria. Además, establece diferenciales de presión entre cuartos contiguos, un aspecto fundamental que debemos de tener muy claro en habitaciones como quirófanos, área de recuperación, cuartos de aislamiento, pasillos de acceso, etcétera.
Adicionalmente, recomienda hacer cálculos de ventilación basados en recambios de aire por hora, no en base a número de personas como el ASHRAE 62.1. Algo que debemos considerar en nuestras secuencias de operación de los sistemas de ventilación es si es posible o no apagar equipos cuando no están ocupados. En el caso de un quirófano, por ejemplo, cuando no hay cirugía se recomienda apagar los equipos y dejar de ventilar; además, establece eficiencias mínimas de filtración para evitar problemas de concentración de contaminantes.
El estándar ASHRAE 170 advierte que la calidad del aire interior en centros de atención médica es clave para la salud y el bienestar de los pacientes y ocupantes.
El ASHRAE 170 también plantea la función de cada uno de los espacios y la relación de presión hay sobre los espacios adyacentes. En un quirófano, por ejemplo, se requiere presión positiva para que los contaminantes no entren al interior. También prescribe la ventilación máxima y la cantidad mínima de recambios de aire por hora; la extracción total que debe tener cada espacio; qué recirculación de aire hay en cada uno de los cuartos, si es que se pueden apagar o no los equipos HVAC; la eficiencia mínima de la filtración; la temperatura y el porcentaje de humedad relativa ideal dentro de los espacios, etcétera.
Cada uno de estos estándares establece distancias mínimas para tomar el aire exterior, para ventilar y diluir contaminantes, los niveles de limpieza y pureza del aire, las ubicaciones de las unidades terminales y rejillas difusoras, si se inyecta el aire pegado a un plafón o si se extrae a treinta centímetros del nivel del piso, entre muchos otros detalles.
Hace veinte años lo que hacíamos era sólo ver confort técnico, mientras que el aire a veces ni se ventilaba. Hoy en día, en cambio, es necesario que los consultores de climatización procuren no sólo el confort térmico, sino que también analicen de forma holística los niveles de calidad del aire interior, así como temas de acústica y de iluminación.
Actualmente, no hay pretexto alguno para no diseñar adecuadamente las instalaciones HVAC en hospitales, ya que hay bastantes estándares elaborados por ASHRAE para cada zona que los ingenieros y diseñadores pueden consultar. Algo que es muy importante recalcar es que la ventilación y la calidad del aire interior, sin importar la ciudad, la zona o condición climática donde se encuentre el centro de salud, es requerimiento obligatorio. No puede haber espacios que no tengan tenga ventilación, es decir, donde no se diluyan los contaminantes.
Cada uno de los espacios hospitalarios cuenta con sus propios criterios para calcular los requerimientos mínimos de ventilación y, por lo tanto, de confort térmico. No es posible utilizar el mismo criterio para un quirófano que para oficinas, salas de espera, consultorios, baños, cuartos infecciosos, laboratorios, áreas blancas o grises. Lo importante es que los expertos y responsables del proyecto establezcan y determinen desde el principio cuáles son los estándares que deben implementarse en cada área del centro de salud.
En conclusión, no importa el estándar que se utilice para climatizar, en todos los casos es necesario realizar un estudio pormenorizado de la calidad del aire exterior, espacio por espacio. Luego, hay que establecer la normativa a seguir y tener en claro las fuentes internas de contaminación. También hay que determinar los criterios de ventilación a seguir, dependiendo del tipo de espacios hospitalarios, analizar con cuidado los lugares de toma de aire de ventilación y los desfogues de extracciones, qué niveles de filtración y purificación utilizaré en cada espacio y los gradientes o diferenciales de presión, entre otros aspectos. De este modo, se podrá brindar a los ocupantes una ventilación más eficiente y una adecuada calidad ambiental interior.
Ingeniero Mecánico con Especialidad en Biodiseño y Tecnologías Ambientales. Miembro de la Junta Directiva del WorldGBC. Consultor en Sustentabilidad, LEED Felow, Edge Expert, CPMP y HBDP por el ASHRAE, BOMA Best Verifier in trainig. Coordinador de las Normas Mexicanas NMX de Comisionamiento y de la Calidad del Ambiente Interior. Presidente del Consejo de IBALCA y Director General de Ambiente Regenerativo Integral.
