Mejorar la calidad del aire interior que en el exterior

Cuando los administradores de edificios están considerando mejoras para sus sistemas HVAC, la eficiencia energética tiende a recibir más atención que la calidad del aire interior (IAQ). Esto puede explicarse por el hecho de que el ahorro de energía impacta directamente en el resultado final, mientras que los beneficios no son tan evidentes para la calidad del aire interior. Sin embargo, IAQ puede ser tan importante como la eficiencia energética, si no más, y tiene un impacto significativo en la productividad, la comodidad y, lo que es más importante, la salud humana. Un ejemplo clave de lo que puede hacer la mala calidad del aire es el síndrome del edificio enfermo, cuando la salud de los ocupantes se deteriora en proporción al tiempo que pasan en el interior y mejora cuando están fuera.

Para mejorar la calidad del aire interior, son necesarios dos enfoques complementarios, y los sistemas HVAC juegan un papel muy importante en ambos casos:

  • Mantener las propiedades físicas del aire interior en valores óptimos para la ocupación humana.los Tres variables principales a controlar son la temperatura, la humedad y la velocidad del aire.. En el caso de la temperatura, también es importante garantizar la estabilidad: si el valor de temperatura promedio es el requerido, pero fluctúa entre cálido y frío, puede causar molestias y problemas de salud.

  • Mantener el aire interior libre de contaminantes peligrosos tales como monóxido de carbono, radón, esporas de moho, polvo, polen y compuestos orgánicos volátiles (COV). Estos compuestos deben controlarse y eliminarse. También deben controlarse los olores desagradables; no tienen el mismo impacto en la salud que la exposición directa a contaminantes, pero pueden causar una gran incomodidad.

La calidad del aire interior se beneficia de un sistema HVAC diseñado correctamente y del uso de sensores que detectan contaminantes. Por supuesto, todo esto debe complementarse con hábitos que mejoren la IAQ, y hay varias especies de plantas que mejoran la IAQ al eliminar los contaminantes comunes.

Control de las propiedades físicas del aire interior

Las funciones de un sistema HVAC van mucho más allá de calentar el aire interior en invierno y enfriarlo en verano; También es necesario controlar la humedad y la velocidad del aire para brindar condiciones cómodas y saludables para los humanos.

Los problemas con la velocidad del aire y la humedad relativa a menudo surgen cuando los sistemas HVAC se diseñan basándose únicamente en la temperatura. Los equipos de refrigeración de gran tamaño tienden a provocar una humedad excesiva, mientras que los equipos de calefacción de gran tamaño tienden a secar el aire más de lo necesario. En ambos casos, la corriente de aire interior también es común porque la potencia del ventilador es demasiado alta para la aplicación.

Temperatura

Los problemas de temperatura son comunes cuando el equipo de calefacción o refrigeración está sobredimensionado, ya que la unidad tiende a funcionar en un ciclo corto y hace que la temperatura fluctúe por encima y por debajo del valor deseado. Los equipos HVAC de tamaño adecuado proporcionan una temperatura del aire más constante y duran más, ya que no están sujetos al desgaste causado por los ciclos frecuentes.

Humedad relativa

ASHRAE recomienda que la humedad relativa del aire interior se mantenga en valores dentro del rango del 30 al 60 por ciento. Cuando la humedad relativa cae fuera de este rango, hay varias consecuencias que son perjudiciales para la calidad del aire interior:

  • La humedad relativa baja tiende a irritar el tracto respiratorio, los ojos y la piel.
  • Por otro lado, la humedad relativa alta puede hacer que los espacios con aire acondicionado se sientan fríos y húmedos como un refrigerador, lo que causa incomodidad y potencialmente problemas de salud. La humedad también estimula el crecimiento de hongos y bacterias.
  • Los virus son conocidos por su capacidad de proliferar tanto a valores de humedad altos como bajos. El rango de humedad relativa óptimo recomendado por ASHRAE (30 a 60%) minimiza la propagación de infecciones virales.

Como se mencionó anteriormente, estos problemas se pueden prevenir en gran parte con un diseño adecuado de HVAC. Si la instalación de HVAC existente solo es capaz de controlar la temperatura correctamente, se puede complementar con un secador de aire o humidificador.

El uso de “reglas generales” en el diseño de HVAC casi siempre causa problemas con equipos de gran tamaño, valores de humedad inadecuados y ambientes interiores con corrientes de aire. Los sistemas terminan siendo más costosos de lo necesario con un rendimiento deficiente.

Velocidad del aire

Cuando el aire interior se mueve a una velocidad excesiva, generalmente causa dos tipos de problemas:

  • Los conductos de aire pueden volverse ruidosos, lo que perjudica la concentración.
  • El aire que se mueve rápidamente mejora la sensación térmica. Por ejemplo, si el aire de una habitación se enfría más de lo necesario, el aire en movimiento rápido solo hará que se sienta más frío.

La velocidad del aire se puede controlar dimensionando adecuadamente el equipo HVAC, especialmente los ventiladores y las unidades de tratamiento de aire. Para un mayor efecto, se pueden implementar medidas de control de velocidad, asegurando que el flujo de aire proporcionado coincida con la demanda. Los variadores de frecuencia son efectivos para controlar ventiladores por encima de 1 HP, mientras que los motores conmutados electrónicamente (ECM) brindan la mejor solución de control de velocidad para motores de potencia fraccionada.

Integración del sistema HVAC

Idealmente, un sistema HVAC debe mantener la temperatura y la humedad relativa en valores que mejoren la comodidad y eviten la proliferación de hongos, bacterias y virus. Al mismo tiempo, el control de velocidad de los equipos de ventilación minimiza el ruido y evita las incómodas corrientes de aire. Una vez alcanzado este punto, el siguiente paso es eliminar los contaminantes del aire.

Control de los contaminantes del aire interior

ASHRAE ha determinado que las concentraciones de contaminantes son de 2 a 5 veces más altas en interiores que en exteriores, y esto se aplica incluso a áreas urbanas con mucho tráfico. Los humanos modernos pasan la mayor parte del tiempo en interiores y, por lo tanto, Es importante asegurarse de que los contaminantes se mantengan bajo control..

Uno de los pasos más importantes para prevenir la acumulación de contaminantes del aire interior es cumplir con los requisitos de ventilación establecidos en los códigos de construcción. El Código Mecánico de la Ciudad de Nueva York establece los requisitos según el tipo de ocupación, generalmente en términos de pies cúbicos por minuto (CFM) o cambios de aire por hora (ACH). Estos valores a menudo se especifican en términos de número de ocupantes.

Asesinos silenciosos: monóxido de carbono y radón

Aunque muchos compuestos son perjudiciales para la calidad del aire interior, hay dos que requieren especial atención debido a lo dañinos que pueden ser para los humanos: el monóxido de carbono y el radón.

  • Monóxido de carbono es un producto de combustión inodoro e incoloro, por lo que es imposible de detectar solo con los sentidos humanos. Sin embargo, puede causar náuseas y mareos en cuestión de minutos, o incluso coma y muerte si la concentración es lo suficientemente alta. Para evitar fugas de monóxido de carbono, es muy importante asegurarse de que los sistemas de escape de los aparatos de combustión estén diseñados correctamente. También deben desplegarse sensores para detectar fugas, ya que el gas es imposible de ver y oler.
  • Radónes un gas radioactivo que se escapa del suelo y también es incoloro e inodoro. El radón no tiene efectos inmediatos drásticos en los seres humanos como el monóxido de carbono, pero puede ser tan dañino como el humo del cigarrillo a largo plazo; la única diferencia es que el radón es invisible y carece del olor desagradable, lo que lo hace más difícil de evitar. Medir las concentraciones de radón en el aire interior es la única forma segura de detectar el gas. También es importante tener en cuenta que las concentraciones de radón cambian a lo largo del año, por lo que las mediciones únicas no son suficientes para vigilarlas. Las concentraciones de radón son específicas del sitio y no son tan comunes en el área metropolitana de Nueva York.

Otros contaminantes del aire notorios que se deben monitorear incluyen alérgenos como el polvo, el moho y el polen; así como compuestos orgánicos volátiles (COV), que a menudo se encuentran en fragancias artificiales, aerosoles y otros productos de limpieza.

El moho tiende a crecer muy rápido cuando hay humedad acumulada, especialmente en conductos de aire mal mantenidos. La mejor forma de controlar el moho es controlar la humedad, ya que es requerido por las esporas.

Medidas generales para controlar los contaminantes del aire en interiores

Los contaminantes del aire interior se pueden controlar en gran parte con un sistema de ventilación diseñado adecuadamente. También ayuda a implementar hábitos que reduzcan la presencia de contaminantes, mientras se utilizan plantas que pueden absorberlos.

El Departamento de Edificios de la Ciudad de Nueva York proporciona una serie de pautas para mejorar la capacidad de un sistema de ventilación para eliminar contaminantes y olores de los espacios interiores. Las siguientes son algunas recomendaciones generales:

  • Algunas áreas son conocidas por su liberación de olores y compuestos, y el sistema de extracción que las atiende debe estar diseñado para expulsar el aire directamente al exterior, sin pasar por otras áreas. Algunos ejemplos de áreas que requieren sistemas de extracción dedicados incluyen salas de generadores, cocinas, baños y lavanderías.
  • El diseño del sistema de ventilación para mantener una presión ligeramente positiva también evita la acumulación de contaminantes que pueden filtrarse desde el exterior o desde otras áreas del edificio. Asimismo, un sistema de ventilación mal diseñado que no tenga en cuenta las presiones negativas puede tener el efecto contrario, atrayendo olores y contaminantes del entorno. La presión positiva es muy eficaz para prevenir la entrada de polvo y polen.

Además de los sistemas HVAC diseñados adecuadamente, los compuestos orgánicos volátiles (COV) se pueden controlar en gran parte reduciendo el uso de productos que los liberan. Por ejemplo, se pueden usar plantas aromáticas en lugar de fragancias sintéticas en aerosol. Los procesos de limpieza en seco normalmente impregnan la ropa con COV, por lo que se recomienda que la ropa lavada en seco se mantenga afuera por un tiempo, para que los COV se disipen.

Muchas especies de plantas son conocidas por su capacidad para filtrar compuestos nocivos del aire. La NASA ha estudiado este tema para determinar cómo las plantas pueden mejorar la calidad del aire en las estaciones espaciales, y ha concluido que las siguientes diez son opciones sólidas:

  • Aloe vera
  • Paz Lily
  • Planta araña
  • hiedra inglesa
  • Helecho de Boston
  • Filodendro de hoja de corazón
  • Eucalipto
  • Violeta africana
  • Árbol de hoja perenne chino
  • Crisantemo

Todas estas plantas son filtros de contaminantes efectivos y pueden mejorar en gran medida la calidad del aire interior si están presentes en edificios residenciales y comerciales.

Observaciones finales

La calidad del aire interior comienza con un diseño adecuado de HVAC, capaz de controlar la humedad para evitar la proliferación de hongos, virus y bacterias. Es muy importante cumplir con los requisitos de flujo de aire como se especifica en los códigos de construcción aplicables, y la presión positiva puede ayudar a mantener las partículas en el aire fuera de los espacios ocupados. Algunos contaminantes del aire pueden ser letales y su presencia debe ser monitoreada de manera continua; el monóxido de carbono y el radón son los dos ejemplos principales.

También es posible mejorar la IAQ a través de medidas pasivas, como el uso de plantas que sean capaces de filtrar toxinas y contaminantes del aire. También se debe minimizar el uso de productos de limpieza que emiten COV.