La calidad del aire interior de los edificios terciarios en relación con el mantenimiento de sus sistemas de ventilación y acondicionamiento de aire

Alberto Martínez Ramos 31 de mayo de 2024

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Alberto Martínez Ramos
Jefe del Servicio de Mantenimiento de Edificios
Diputación de Barcelona

RESUMEN

La pandemia de la COVID-19 ha puesto de manifiesto la gran importancia de la calidad del aire interior de los edificios en general y de los edificios terciarios en particular para prevenir la transmisión de múltiples enfermedades por vía aérea.

La calidad ambiental del aire no solo se consigue con el diseño e implementación de unos sistemas de renovación de aire o ventilación adecuadamente ejecutados. Ésta es tan solo una condición necesaria pero no suficiente, porque, si estos equipos no son mantenidos y conducidos correctamente, los parámetros de calidad del aire pueden descender hasta límites inaceptables.

La experiencia nos lleva a concluir que las instalaciones y conductos de aire, al ser unos elementos normalmente ocultos, pasan al olvido del mantenedor y se van deteriorando. Con ocasión del establecimiento de los planes de contingencia anti-covid se ha descubierto, en muchos casos, que el mantenimiento que se hacía de ellos era muy deficitario y los sistemas presentaban un nivel de deterioro tal que les hacía perder su funcionalidad.

En esta exposición se aportarán ejemplos reales de malas prácticas contraponiéndolas con las de buenas prácticas en relación con el adecuado mantenimiento de los equipos de ventilación y renovación del aire de edificios del sector terciario.

Se hará énfasis en la necesidad de establecer estrategias de mantenimiento y explotación específicas orientadas a estos equipos (preventivo, correctivo, conductivo, etc.) para conseguir el objetivo de garantizar una calidad del aire interior de los edificios. Se analizará para ello los protocolos que se establecieron para combatir la transmisión de la pandemia por vía aérea en el interior de los edificios en comparación con las obligaciones de mantenimiento establecidas en el Reglamento de Instalaciones Térmicas en la Edificación (RITE) y se concluye que muchas de las obligaciones entonces establecidas deberían consolidarse y fijarse en la evolución de la normativa vinculada a las instalaciones térmicas de los edificios tanto en condiciones de diseño como explotación y mantenimiento.

INTRODUCCIÓN

Se sabe que un ser humano aproximadamente necesita para vivir ingerir diariamente un quilo de comida, beber unos dos litros de agua y respirar 8.000 litros de agua. Así como existen múltiples controles para garantizar la seguridad alimentaria y la potabilidad del agua parece que ese nivel de exigencia es más relajado en el ámbito del vector aire.

Por otro lado, rápidamente se puede ver que pasamos entre uno tercio y dos tercios de nuestro tiempo en el interior de edificios (nuestro hogar, nuestro centro de trabajos, o ocio) respirando su aire. De manera que todo lo relacionado con la calidad del aire en el interior de los edificios se agrupa bajo el concepto en inglés de IAQ Indoor Air Quality o Calidad del Aire de Interiores (CAI, en adelante).

Se tratará ahora de analizar la normativa legal que tenemos en este ámbito, ver sus insuficiencias y ver qué estrategias de mantenimiento adoptar para garantizar que la calidad del aire de interiores se mantiene dentro de unos límites adecuados que garanticen su “calidad química” y en la medida de lo posible “su calidad biológica” evitando la propagación de enfermedades de transmisión aérea. En este último caso, se cuenta con la reciente experiencia de gestión de las instalaciones de climatización para hacer frente a la propagación del virus del SARS-COV19 realizada en los edificios y llevada a cabo principalmente por los equipos de mantenimiento.

Este artículo centrará su análisis en edificios terciarios, básicamente los destinados como centros de trabajo de uso administrativo.

MARCO LEGAL: REQUISITOS Y RECOMENDACIONES

El marco normativo legal básico existente que afecta a la calidad del aire en el interior de edificios que se va a analizar es el siguiente

• Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE, en adelante) [Texto consolidado con las modificaciones especialmente las del 2013 y 2021].
• Real Decreto 486/1997, de 14 de abril, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud en los lugares de trabajo.
• RESOLUCIÓ SLT/1088/2021 (16/4/2021), de la Generalitat de Catalunya per la qual es prorroguen les mesures en matèria de salut pública per a la contenció del brot epidèmic de la pandèmia de COVID-19.

Como se puede ver, existe una múltiple normativa con ámbitos de aplicación en algunos casos concurrentes y con especificaciones diferentes. Esta dispersión no facilita la tarea de gestionar y mantener este tipo de instalaciones. En ese sentido, parecería interesante disponer de una normativa sectorial relativa a la CAI que fuera básica y sobre las que se desarrollarán el resto de normativas sectoriales.

Básicamente estas normativas establecen “criterios de diseño”, “clasificación y categorías del aire interior (IDA)” “requerimientos de calidad del aire expresados como indicadores de concentración o caudales de aire” que no son coherentes entre sí. Y en el caso del RITE o el RD 486/ 1997 también establecen métodos y mecanismos de control para conseguir que la CAI sea la requerida. Con todo, el propio IDAE (Instituto de Diversificación y Ahorro Energético) reconoce que una definición exacta de Categoría de Aire Interior es “muy difícil”.

En la tabla 1 se establece una comparativa para un centro de trabajo con uso administrativo

Tabla1. Comparativa normativa requisitos ventilación

Pero no solo se da una discrepancia en las tasas de ventilación, sino que también en los mecanismos que se pueden aplicar para conseguir esas tasas de ventilación. Así mientras el RD 486/1997 admite tanto la ventilación natural a través de ventanas y la ventilación mecánica, el RITE presenta un nivel de exigencia mayor no considerando la ventilación natural y estableciendo la exigencia de adoptar algún sistema de control de la calidad de aire interior. Los permitidos para uso administrativo son:

• IDA-C1: El sistema funciona continuamente.
• IDA-C5: Control por ocupación. El sistema funciona dependiendo del número de personas presentes.
• IDA-C6: Control directo. El sistema está controlado por sensores que miden parámetros de calidad del aire interior (CO2 o VOCs).

La concentración del CO2 en el interior del edificio suele ser un buen indicador de la calidad del aire interior porque está vinculado a la emisión de bioefluentes humanos. Se considera que el bienestar en los edificios se establece entre los 500 y los 800 partes por millón (teniendo en cuenta que el aire exterior está en los 350 ppm). Por otro lado, se consideran como niveles aceptables de VOC aquellos inferiores a 0,3 mg / m3 de concentración.

Con la declaración de la pandemia, todos recordamos un primer momento de cierre de los centros de trabajo. Pero tras los meses de cierre se permitió el regreso a la actividad laboral estableciéndose unos requisitos más estrictos que básicamente en lo que aquí se trata se trataba de condiciones de ventilación y CAI “reforzadas” que tomando como ejemplo la Resolución de la Generalitat se basaban en mejorar la ventilación y reducir aforos. Como se había demostrado que existía un elevado riesgo de contagio de COVID-19 en espacios cerrados por su trasmisión aérea se estableció la necesidad de garantizar una ventilación de aire de óptima calidad (IDA1). Complementariamente, si era necesario para garantizar la calidad del aire, se sugería incorporar purificadores de aire con filtros HEPA (high efficiency particulate air) para mejorar la calidad del aire interior reteniendo las partículas susceptibles de contener el virus (retienen entre un 85% y un 99,99% de partículas a partir de 0,3 micras, en función del tipo de filtro). Y a su vez se abría la opción (como sabemos ya existente en el RITE) de evaluar la renovación del aire con la medida de concentración de dióxido de carbono (CO₂) ya que el incremento de la medida de CO2 en espacios interiores en relación con el aire exterior se relaciona con la exhalación de los ocupantes. Un elevado valor de CO₂ indicaría que la renovación del aire es insuficiente. Con lo que para un nivel de calidad de aire óptima calidad (IDA1) nos debemos situar en concentraciones inferiores a 350 ppm de CO₂.

Podemos hacer el ejercicio comparativo mediante la tabla 2 entre exigencias “normales” de CAI en oficinas y exigencias pandémicas:

Tabla 2. Exigencias ventilación normales vs. pandémicas

El endurecimiento de los criterios puso en crisis los SVAA existentes en los edificios en la mayoría de casos y en especial los sistemas de antes de la entrada en vigor del RITE en el 2007. Hubo la necesidad de adaptar las instalaciones para poder impulsar un 60

% más de aire. En muchos casos, ante la imposibilidad de hacerlo y la necesidad de retornar a la actividad se aprovechó para la implantación de modelos de trabajo híbridos (remoto/presencialidad) con lo que se reducían los aforos y, por tanto, las necesidades de ventilación. Esa reducción de aforos se solía situar en torno a los 60 - 70 % de las ocupaciones habituales.

Pero no solo hubo que ejecutar modificaciones en el diseño de los Sistemas de Ventilación y Acondicionamiento de Aire (SVAA, en adelante) sino que también en su conducción y operaciones de mantenimiento como veremos en el siguiente apartado.

EL MANTENIMIENTO Y SUS ESTRATEGIAS

Debería no ser necesario recordar la importancia de la ejecución de un mantenimiento adecuado de edificios y sus instalaciones, principios que se trasladan directamente a los SVAA:

1. Asegurar su correcto funcionamiento, de acuerdo con las exigencias establecidas en el proyecto técnico de la instalación (funcionalidad), es decir, conseguir el confort higro-térmico de los empleados en sus lugares de trabajo
2. Funcionar con la máxima eficiencia energética, a lo largo de su vida útil y la protección del medio ambiente, es decir, todo lo relacionado con lo actualmente se conoce como “sostenibilidad” y está vinculado a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).
3. Garantizar la seguridad y salud de personas y bienes, es decir, garantizar que la calidad ambiental del aire interior se mantenga dentro de los parámetros de diseño de la instalación (normativos o superiores). Que se puede concretar a los casos concretos:
   • Prevenir el síndrome del edificio enfermo (SEE) o síndrome de la lipoatrofia muscular
   • Y en los últimos dos o tres años de pandemia, para la evitar la propagación del covid-2019 en los edificios (mediante la eliminación o una buena dilución de los aerosoles en las atmósferas interiores)

Tradicionalmente se ha optado por una estrategia de optimización de costes de mantenimiento (ni sobre-mantenimiento ni infra-mantenimiento) buscando el mínimo de la curva de la figura 1:

Figura 1. Curva de costes de mantenimiento

Pero frente a la estrategia economicista se considera que se debe modular la intensidad del mantenimiento en función de la criticidad de las instalaciones. Como hemos expuesto, durante el periodo de pandemia los SVAA adquirieron la categoría de críticos para garantizar la CAI de los edificios como medida para evitar la propagación de aerosoles cargados de coronavirus. Lo que llevó a aumentar la intensidad de su mantenimiento, en especial, las tipologías del conductivo y el preventivo o predictivo como a continuación se expondrá.

El mantenimiento que se conoce por obligatorio, normativo, reglamentario o legal está regulado por disposiciones legales de obligatorio cumplimiento como las citadas con anterioridad. Está orientado principalmente a garantizar la seguridad (y salud) de personas y bienes y ahora también a promover la eficiencia energética y la sostenibilidad.

Como nota a “pie de página” se considera que se debería incorporar a las legales las operaciones de mantenimiento recomendadas por los fabricantes para alargar la vida útil de los equipos.

Cada país establece su normativa de obligado cumplimiento. Generalmente basados en normativas y estándares internacionales (que no son de obligado cumplimiento) como, por ejemplo:

• ISO 17772-1:2017: Energy performance of buildings — Indoor environmental quality — Part 1: Indoor environmental input parameters for the design and assessment of energy performance of buildings
• EN 16798 Eficiencia energética de los edificios. Ventilación de los edificios.

En España, el mantenimiento de los SVAA está regulado por el RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios del 2007 que será el que tomaremos como guía con sus dos modificaciones sustanciales realizadas en el 2013 y más recientemente en abril de 2021). Dentro del RITE, lo relativo a las obligaciones de mantenimiento se desarrollan en la Instrucción técnica IT 3: Mantenimiento y uso que obliga a disponer de:

• Programa de mantenimiento preventivo (mínimo s/tabla 3.1 y 3.3)
• Plan de gestión energética
• Instrucciones de seguridad
• Instrucciones de manejo y maniobra (Mnto. Conductivo)

En el 2013 (RD 238/2013) se realizó una importante modificación del RITE para adaptarlo a la normativa europea de eficiencia, y por lo que a nosotros nos afecta introdujo:

• Certificado anual del mantenimiento realizado por la empresa mantenedora
• Realización de inspecciones periódicas obligatorias de las instalaciones
• Consideraciones relativas a “Exigencia de bienestar e higiene” calidad del aire interior: Ampliación de la tabla de operaciones de mantenimiento con la inclusión de:
  • Revisión de la red de conductos según criterio de la norma UNE 100012 cada temporada: Higienización de sistemas de climatización
  • Revisión de la calidad ambiental según criterios de la norma UNE 171330 cada temporada: Calidad ambiental en interiores. Diagnóstico de calidad ambiental interior. Procedimientos de inspección de calidad ambiental interior. Sistema de gestión de los ambientes interiores. (Como recordatorio, las normas UNE citadas en un Reglamento son de obligado cumplimiento)
  • Revisión de la red de conductos s/ UNE 100012: Higienización de sistemas de climatización Establece criterios de valoración, descontaminación (higienización) y validación (eficacia) de la calidad higiénica de los SVAA de por lo menos los siguientes elementos:
    • UTAs y climatizadores: Filtros, plenums, baterías, bandejas de condensados, aislamientos acústicos, recuperadores, humidificadores, ventiladores, etc.
    • Red de conductos de impulsión y de retorno. La evaluación del sistema de conductos de impulsión debe considerar porciones representativas de los mismos, incluyendo unidades terminales (cajas, ventiloconvectores, inductores etc.), plenums, atenuadores acústicos, material de aislamiento termoacústico, baterías de calentamiento y enfriamiento, conductos flexibles, unidades terminales de difusión y otros componentes.

En la tabla 3 se muestra las operaciones obligatorias en los SVAA:

Tabla 3. Operaciones de mantenimiento normativas

PRÁCTICAS, MALAS Y BUENAS

Al empezar a realizar estas operaciones de revisión de conductos y calidad ambientar según las citadas normas UNE nos tuvimos que enfrentar con las grandes olvidadas: las redes de conductos de aire que son las encargadas de trasportar el aire tratado y limpio a las salas y eliminar su aire sucio y viciado. Son el elemento final del sistema y condiciona que se realice correctamente la función para la fue diseñado el SAVV que es aportar un determinado caudal de aire a unas estancias en unas determinadas condiciones de temperatura, humedad y limpieza. Por eso, es muy importante realizar un mantenimiento adecuado de estas instalaciones. En un símil automovilístico serían las ruedas del vehículo. Aunque tengamos un motor muy potente, si tenemos una rueda pinchada no podremos transmitir su potencia y transformarla en desplazamiento.

Para ello, lo primero es disponer de unos planos actualizados (as built) y detallados de la instalación. Cosa que aunque parezca evidente es harto infrecuente porque como sabemos en los edificios destinados a oficinas se realizan múltiples remodelaciones de las distribuciones de los puestos de trabajo con la instalación o colocación de mamparas sin, en muchos casos, tener en consideración las redes de distribución del aire o se renuevan los falsos techos sin adecuar estas redes y sin tampoco actualizar los nuevos trazados en los planos.

La mala ejecución de estas instalaciones, normalmente ocultas, es otro problema recurrente. Por todo eso, es muy recomendable incorporar en los programas de mantenimiento preventivo operaciones como:

• Comprobar la estanqueidad de los conductos (y reparar fugas) para asegurar el aporte de aire realmente el caudal de diseño y evitar contaminaciones y pérdidas
• Comprobar el ajuste y equilibrado de los sistemas de distribución y difusión de aire, de acuerdo con los caudales y presiones nominales en ramales y unidades terminales.
  • Comprobar y regular los puntos de trabajo de cada ventilador.
  • Ajuste del caudal de las unidades terminales de impulsión y retorno al caudal de diseño

Para todo ello es fundamental medir los caudales y presiones que estábamos moviendo y hacer las cuentas para asegurar que 𝑄_𝑢𝑡𝑎 = ∑ 𝑄_{𝑑𝑖𝑓𝑢𝑠𝑜𝑟𝑒𝑠}

En la actualidad no se concibe realizar estas mediciones manualmente, sino que se deben instalar sensores y medidores de los principales parámetros como presión diferencial, caudal, temperatura, humedad relativa por lo menos en las Unidades de Tratamiento de Aire integrados en los sistemas de gestión técnica de los edificios (BACS o BMS) para tenerlos monitorizados. Pero sin olvidar realizar comprobaciones de campo de caudales con una periodicidad de por lo menos una vez por temporada o tras cualquier modificación importante mediante balómetro.

Esta monitorización de los parámetros básicos de funcionamiento de los SVAA nos va a permitir no solo detectar malos funcionamientos de la red de distribución y mejorar en la eficiencia del mantenimiento sino gestionar también de forma eficiente la energía consumida por los SVAA ya que se estima que un tercio del consumo energético de los edificios se realiza en sus sistemas de climatización y ventilación.

CONCLUSIONES

Como posibles conclusiones a extraer serían que, ya que se ha conseguido la concienciación de la necesidad de una CAI óptima de los edificios por motivos de salud pública y que los SVAA han adquirido una importancia que antes no se valoraba, sería interesante que se trasladará a la normativa y se replantearán los parámetros mínimos de CAI aprovechado que ya se han realizado las adaptaciones de las instalaciones de los SVAA. En ese sentido, se propone concretamente que se establezca normativamente

• que la CAI de los centros de trabajo sea IDA 1 (calidad óptima).
• que el control de los SVAA se base en sensores de concentración de CO2 (y Cov) y de presencialidad (smart building).
• que se incorporen operaciones de comprobación y regulación de caudales y presiones de las redes de conductos
• que se especifique criterios de diseño para conseguir instalaciones flexibles con capacidad para trabajar eficientemente en distintos rangos de trabajo.
• que se promulgue una normativa sectorial relativa a la CAI que fuera básica y sobre las que se desarrollarán el resto de normativas sectoriales.

Unas conclusiones, de carácter más general, serían que para conseguir una CAI adecuada son condiciones necesarias:

• Un buen diseño de las instalaciones
• Una buena ejecución y puesta en marcha de las instalaciones

Pero éstas no son suficientes, es necesario además mantener estas condiciones a lo largo de toda la vida útil de la instalación, y por tanto, es necesario

• Adoptar decisiones en función de técnicas de Análisis de Ciclo de Vida (ACV)
• Tener en cuenta que de las 3 fases del proceso de construcción (diseño, obra, explotación) tanto en costes como en duración, la fase más importante es la de la explotación (operaciones y mantenimiento) y, por tanto, es a la que se deben dedicar más recursos.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

• Guía técnica de mantenimiento de instalaciones térmicas de IDAE (ISBN: 978- 84-96680-06-7)
• NTP- 972: Calidad de aire interior: compuestos orgánicos volátiles, olores y confort (2013)
• Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios. (texto consolidado con las modificaciones especialmente las del 2013 y 2021)
• Documento básico HS Salubridad - H3 Calidad de aire interior
• Real Decreto 486/1997, de 14 de abril, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud en los lugares de trabajo.
• RESOLUCIÓ SLT/1088/2021 (16/4/2021), de la Generalitat de Catalunya per la qual es prorroguen les mesures en matèria de salut pública per a la contenció del brot epidèmic de la pandèmia de COVID-19.
• Norma UNE 100012 – Higienización de sistemas de climatización.
• Norma UNE 171330 – Calidad Ambiental en Interiores. Parte 1 – Diagnóstico de calidad ambiental interior (2008), Parte 2 – Procedimientos de inspección de calidad ambiental interior (2009). Parte 3 – Sistema de gestión de los ambientes interiores (2010)