¿Cómo se puede medir la calidad del aire interior? Monitorización continua frente a mediciones puntuales

• Parámetros que determinan la calidad del Aire Interior
• Valores de referencia para medir la CAI
• Métodos de medición y monitorización
• Medidor de calidad del aire interior inteligente: Aparatos de monitorización   

Parámetros que determinan la calidad del Aire Interior

Los parámetros que determinan la calidad del ambiente interior se clasifican según su naturaleza en físicos (como la temperatura, las radiaciones, el ruido…), químicos (como sustancias y/o compuestos orgánicos e inorgánicos presentes en el aire y/o el polvo en suspensión) o biológicos (mohos, esporas, bacterias o ácaros). Medir la calidad del aire implica conocer los niveles de contaminación química y biológica, condicionados por la temperatura y la humedad.

De esta forma, además del control de la temperatura interior en un espacio (tanto superficial como del aire) y de su humedad relativa (confort termo-higrométrico), una adecuada calidad del aire interior conlleva un control de los contaminantes presentes en el aire.

La concentración de dióxido de carbono (CO₂), ha sido incorporada en la verificación de calidad de los espacios interiores por ser un claro indicador del funcionamiento del sistema de renovación de aire. El CO₂ no es un contaminante como tal, sin embargo, en altas concentraciones es tóxico por desplazamiento de oxígeno, y condiciona la capacidad de concentración, bienestar y productividad en espacios interiores.

Los compuestos químicos presentes en el aire interior se clasifican en:

• MUY VOLÁTILES (COMV): como el formaldehído, el ozono, el cloro, el monóxido de carbono (CO), el dióxido de nitrógeno (NO₂) y otros gases de combustión
• VOLÁTILES – compuestos orgánicos volátiles (COVs): disolventes como aldehídos, alifatos, alcoholes, compuestos aromáticos, glicoles, cetonas, terpenos, etc, partículas en suspensión y fibras
• SEMI VOLÁTILES (COSV): compuestos orgánicos poco volátiles y persistentes como biocidas, fungicidas, pesticidas o retardantes de la llama, así como metales pesados. Estos componentes pueden ser detectados suspendidos en el aire, pero mayoritariamente en el polvo, tanto en suspensión como sobre superficies de los espacios interiores.

El gas radón es otro gran contaminante de origen natural. Es un gas radiactivo que acumulado en espacios interiores aumenta significativamente el riesgo de cáncer de pulmón para sus ocupantes, por lo que vigilar su presencia en espacios interiores, es prioritario. De hecho, es “casi” obligatorio (en el momento de publicar este artículo el RD732/2019 está en fase de aplicación voluntaria) a partir de la última actualización de CTE y su nuevo documento DB HS6 Protección frente al radón.

Controlar la calidad del aire, requiere por lo tanto mantener a raya todos estos contaminantes que pueden desprenderse de materiales de construcción, acabado, equipamiento, o del propio uso y mantenimiento de un espacio en forma de productos de higiene y limpieza.   

Valores de referencia para medir la CAI

Establecer unos valores de referencia es otro de los aspectos clave para el diagnóstico de la calidad del aire, ya que definir qué valores son óptimos requiere una revisión de la normativa existente y de las recomendaciones que desde la perspectiva de la salud se ofrecen en instituciones privadas y/o públicas.

No existe requerimiento legal, ni consenso legislativo sobre los valores de referencia para la salud en espacios interiores. La base legislativa es, por un lado, las recomendaciones higrotérmicas del RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas) y las exigencias básicas de salubridad del CTE, sin embargo, no se especifican valores de emisiones al aire interior en el ámbito de la contaminación química.

Para ello, se toman como referencia los valores límite de exposición profesional del INSST (Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo), con recomendaciones y valores límite en sus Normas Técnicas de Prevención, aunque siempre en el ámbito de la higiene industrial y laboral, y no tanto en el de la prevención de la salud en concentraciones continuas en el tiempo a bajas dosis.

La norma UNE 171330 recoge en su tabla A.2 – valores de referencia, los criterios de confort y máximos aceptables, como recomendación legislativa, basados en los VLA (Valores Límite de Exposición Ambiental) del INSHT o recomendaciones de la OMS según parámetros – que sirven exclusivamente para la evaluación y el control de los riesgos por inhalación de los agentes químicos [1], siendo su base de datos RISCTOX [2] una excelente referencia para la evaluación de la peligrosidad de determinados compuestos químicos.  

Métodos de medición y monitorización

La medición de la calidad del aire interior ha seguido tradicionalmente un protocolo estandarizado para su evaluación a través de la medición directa y/o la utilización de técnicas de laboratorio como detectores de ionización de llama o cromatografía de gases-espectrometría de masas, que proporcionan una forma precisa de identificar gases específicos dentro de una muestra de aire.

Sin embargo, en mediciones donde la variación diaria es significativa, como puede ocurrir en espacios interiores, tanto de uso docente, sanitario, turístico o residencial en función de las condiciones de uso, hábitos de climatización y renovación de aire, entre otros, resulta aún más significativo medir la evolución en el tiempo de la calidad del aire. Una película aporta más información que un solo fotograma.

La monitorización continua de los datos durante un tiempo determinado (preferiblemente varias semanas), permite evaluar de una manera más fiable las pautas de uso, el perfil de ocupación, el tipo y grado de contaminación (de fondo, puntual), su periodicidad y el potencial de mejora de un espacio. Las estrategias de mejora se determinarán en función de los valores monitorizados y los riesgos detectados en cada caso. Si el confort termo-higrométrico es inadecuado será necesaria la revisión y ajuste del sistema de climatización, su control, regulación, la necesidad de humidificación o deshumidificación, pudiendo incluso calcular la cantidad de vapor de agua que un espacio necesita aportar o eliminar para unas condiciones de confort determinadas y elegir el dispositivo o sistema específico para este uso. La monitorización de la concentración de CO₂ permite evaluar la eficacia del sistema de ventilación y programar su regulación en función de su concentración.

La evolución y pautas detectadas en relación con el resto de los parámetros que determinan la contaminación química, permiten la prescripción de purificadores de aire con filtros de alta eficiencia y adsorbentes para la reducción de contaminantes gaseosos (formaldehído, COVs…), la implementación de sistemas de fitorremediación, aplicación de radiación ultravioleta o cualquier otra estrategia enfocada a la reducción de las fuentes de contaminación.   

Medidor de calidad del aire interior inteligente: Aparatos de monitorización

Los dispositivos de monitorización continua permiten hacer un seguimiento continuado de los distintos parámetros que definen la calidad del aire interior.

La sensórica empleada en el desarrollo de este tipo de dispositivos es la base para la captación de datos. La arquitectura IoT de este tipo de dispositivos permiten transformar los datos en información útil, gracias a un microprocesador incorporado y una plataforma en la nube.

Un dispositivo abarca una superficie aproximada de 50 m², aunque en función del tipo de uso y del objeto del estudio, puede ser necesario un dimensionamiento específico. Los sensores utilizados son especialmente sensibles a los compuestos volátiles y por la propia naturaleza del sensor de formaldehído (electroquímico), y del sensor de TVOC (MOX), se pueden presentar reacciones cruzadas con compuestos con alto contenido en alcohol, muy presente en productos de uso cotidiano (productos de higiene y limpieza, principalmente). Se pueden colocar sobre superficies alejados de la radiación solar directa (>100 cm. de distancia de pared exterior con ventanas y >50 cm. de pared sin ventanas, según recomendaciones de la norma UNE 171330), preferiblemente en superficies o cerramientos interiores (en el caso de dispositivos de pared), evitando su colocación junto a focos de emisión de calor o de contaminantes, bocas de impulsión o extracción de aire.

Si el objeto del análisis es la detección de compuestos químicos en el aire, resulta fundamental analizar la evolución y su comparación junto con el resto de los parámetros, que permita verificar pautas de ventilación y uso del espacio.

Cada parámetro tiene un sensor y tecnología específica, según su funcionamiento y naturaleza. Las dudas surgen en las diferencias entre la medición de contaminación química según los protocolos clásicos, respecto de la utilización de dispositivos de monitorización continua de bajo coste. En este sentido, es importante entender que la precisión de la evolución en el tiempo tiene más relevancia que la exactitud de la medida puntual para diagnosticar la calidad del aire interior. Y que la información que ofrecen unos y otros métodos de medición es diferente pero complementaria entre sí.

Este tipo de dispositivos realiza lecturas de la calidad del aire de forma periódica, con el intervalo configurado por el usuario en función del tipo de espacio, el sistema de ventilación y el objetivo de la monitorización a partir de una medición por minuto. Un botón táctil permite hacer una lectura instantánea, activando una luz que se enciende a modo de semáforo para informar del estado general de la calidad del aire.

Estos dispositivos tienen protocolos de comunicación abiertos, siendo posible su interoperabilidad con otros sistemas desde el propio dispositivo o su plataforma de datos, a través de una API.

Los algoritmos de gestión de la plataforma de datos permiten detectar pautas de comportamiento y funcionamiento del sistema de renovación de aire a través del análisis de la evolución de los parámetros monitorizados. La pendiente de subida y bajada en los valores altos detectados permite evaluar el tipo de contaminación, la repetición en el tiempo o los valores de fondo.

Conclusiones

Tradicionalmente, la calidad del aire en los edificios viene determinada por el confort y la eficiencia energética. Las nuevas propuestas de las directivas europeas apuntan a la necesidad de priorizar la salud, un reto cuya relevancia ha sido subrayada por la crisis sanitaria provocada por el COVID 19.

En un contexto en el que los edificios deben ser cada vez más inteligentes, se hace necesario disponer de dispositivos fiables, capaces de evaluar la calidad del aire de forma continua, dado que, generalmente, los patrones de evolución de los parámetros aportan más información que una medición puntual de laboratorio. A partir de este análisis, un servicio profesional posterior puede prescribir pautas de actuación y mejora, o determinar la necesidad de ampliar el tipo de ensayos a realizar en un laboratorio especializado, en caso de detectarse cualquier tipo de anomalía.

Finalmente, asegurar una regulación inteligente de los edificios precisa la prevalencia de protocolos abiertos de comunicación que hagan posible la interoperabilidad de los distintos elementos que componen un edificio, siendo la calidad de aire una prioridad para garantizar la salud de sus ocupantes.