Calidad ambiental: parámetros de evaluación y operación

Uno de los temas más relevantes en los proyectos de climatización y explotación de instalaciones en la actualidad, así como la normativa que lo regula, es el control de la calidad ambiental en interiores. El presente artículo aborda la normativa y aquellos aspectos relevantes a tener en cuenta en el diseño y operación de los sistemas de climatización para su adecuado cumplimiento.

Aunque la calidad ambiental en sentido amplio  incluye multitud de factores e instalaciones asociadas, nos centraremos en la calidad de aire en interiores (CAI), que como bien se define en la norma UNE 171330:1, son “las condiciones ambientales de los espacios interiores, adecuados al usuario y a la actividad definidas por los niveles de contaminación fisicoquímica y microbiológica del aire”. 

Es decir, aquellos factores que podemos definir y regular a través de una adecuada renovación y distribución del aire de ventilación o tratamiento. Y en concreto nos centraremos en aquellos parámetros medibles y gestionables que nos permitan garantizar la calidad ambiental deseable.

Normativa de aplicación de carácter general

La principal normativa que regula la calidad de aire, desde el punto de vista de diseño y operación de sistemas de climatización, es el Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE). En vigor bajo RD 1027/2007 con su última modificación de 2021 con la aparición del RD 178/2021. En esta normativa se aborda la calidad del aire en varios puntos de su articulado:

• El artículo 11 sobre 'Bienestar e higiene' indica de forma explícita que “las instalaciones térmicas permitirán mantener una calidad del aire interior aceptable, en los locales ocupados por las personas, eliminando los contaminantes que se produzcan de forma habitual durante el uso normal de los mismos, aportando un caudal suficiente de aire exterior y garantizando la extracción y expulsión del aire viciado”.

• El articulado general mencionado se desarrolla en la IT 1.1.4.2. del documento normativo de referencia sobre 'Exigencia de calidad del aire interior'. Para ello, se fijan distintos puntos necesarios para definir y proyectar instalaciones que cumplan los estándares más exigentes. Por un lado, fijando las categorías de calidad del aire interior en función del uso de los edificios (las conocidas IDAs o calidades de aire interior), un caudal mínimo de aire exterior de ventilación, una filtración mínima del aire aportado y regulando el aire a extraer de los espacios.

Hay parámetros comunes a cualquier exigencia normativa y otros más concretos en función del nivel de calidad buscado en la explotación de nuestros espacios

De forma complementaria al RITE, al venir referenciadas en él, son de aplicación las siguientes normas UNE:

• UNE-EN 16798-3:2018 sobre eficiencia energética de los edificios y ventilación de los edificios. Se debe emplear esta norma, junto con los requerimientos generales, para diseñar el “sistema de ventilación con un aporte del suficiente caudal de aire exterior que evite, en los distintos locales en los que se realice alguna actividad humana, la formación de elevadas concentraciones de contaminantes”.

• UNE 171330-2:2014, actualmente en revisión, sobre calidad ambiental en interiores. Parte 2: Procedimientos de inspección de calidad ambiental interior para la “Revisión de la calidad ambiental” una vez por temporada.

Por otro lado, vinculado a los lugares de trabajo, estamos obligados a cumplir el 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. 

En concreto en su artículo 7 expresa que “la exposición a las condiciones ambientales de los lugares de trabajo no deberá suponer un riesgo para la seguridad y salud de los trabajadores. A tal fin, dichas condiciones ambientales y, en particular, las condiciones termo higrométricas de los lugares de trabajo deberán ajustarse a lo establecido en el anexo III” y de forma complementaria que “la exposición a los agentes físicos, químicos y biológicos del ambiente de trabajo se regirá por lo dispuesto en su normativa específica”. 

Con carácter más específico hay otro marco normativo de referencia como, por ejemplo, en áreas críticas sanitarias donde aplica la UNE 171340 o interior de establecimientos hoteleros donde aplicaría la UNE 171350 en vez de la UNE 171330 antes mencionada.

Cada vez es más habitual buscar sellos de calidad que permitan justificar o diferenciar la calidad constructiva y sostenibilidad del edificio

Otras normativas de aplicación

Cada vez es más habitual buscar sellos de calidad que permitan justificar o diferenciar la calidad constructiva y sostenibilidad del edificio respecto a la media del sector. Dentro de estos sellos tiene una relevancia importante la calidad ambiental. Entre los más empleados en la actualidad, podríamos distinguir:

• La certificación Well Building Standard, “un sistema de puntuación dinámico para edificios y comunidades que permite identificar, medir y monitorizar las características de los espacios construidos que impactan en la salud y el bienestar de los ocupantes”. Dentro de la certificación el Estándar Well de Aire promueve aire limpio a través de la reducción o minimización de las fuentes de contaminación del aire de los ambientes interiores para fomentar la salud y el bienestar de los ocupantes del edificio. La matriz de nivel para evaluar las características del aire es muy amplia, pero son de gran importancia, dentro de todos los puntos del estándar para este ámbito, los siguientes:

1. Medición de los estándares de calidad de aire (incluye la evaluación de estándares para sustancias volátiles, materia particulada y gases inorgánicos). En un punto complementario se incluye el monitories y retroalimentación de la calidad del aire y el control de la humedad relativa.
2. Evaluación de la eficiencia de la ventilación (incluyendo el diseño, ventilación controlada por la demanda o el sistema de control y regulación).
3. Filtración del aire (colocación de filtros, filtración de partículas y el mantenimiento de estos).

Normativas y sellos de calidad garantizan ambientes interiores seguros y sostenibles en edificaciones modernas

• La certificación LEED , un “sistema de evaluación y estándar internacional desarrollado por el Consejo de Edificación Sostenible de Estados Unidos  para fomentar el desarrollo de edificaciones basadas en criterios de sostenibilidad y de alta eficiencia”. Dentro de las categorías de los créditos a evaluar están los vinculados a calidad ambiental interior (CAI). Al igual que la norma UNE 171330 fija distintos créditos no vinculados a la calidad del aire interior estrictamente (iluminación, acústica, materiales, etcétera). Dentro de los que incluye la temática del presente artículo, están los siguientes:

1. Cumplir con la normativa que regula la calidad del aire interior (lógicamente lo vincula a la normativa estadounidense y al Ashrae). Este es un prerrequisito de obligado cumplimiento.
2. Monitorizar la ventilación mediante dispositivos de medición directa del caudal de aire exterior.
3. Monitorizar las concentraciones de CO2 en cada zona térmica.
4. Valorable como estrategia adicional está la incorporación en los sistemas de climatización la  incorporación de filtros de partículas o dispositivos de limpieza del aire y que todos los espacios densamente ocupados sean monitorizados para controlar la concentración de CO2.

Parámetros a controlar y operación del sistema

Como se puede apreciar en los puntos precedentes, hay una serie de parámetros comunes a cualquier exigencia normativa y otros más concretos en función del nivel de calidad buscado en la explotación de nuestros espacios. 

Entre los parámetros obligados dentro de la calidad del aire, y cada vez más auditados, en los que Stulz puede colaborar de parte activa en el diseño y operación, podríamos señalar:

• Medición del caudal de aire exterior o de renovación y caudal movido en un espacio. Como se indicaba anteriormente, el caudal mínimo de aire exterior de ventilación y la filtración mínima del aire aportado es la base, no solo del RITE, sino del resto de estándares y normativas mencionadas. Para ello, Stulz dispone de un control integrado que incluye tanto la monitorización como el material de campo necesario para su verificación y seguimiento (sondas de presión, actuadores, etcétera). Es posible aportar una solución ‘Plug & Play’ de las unidades de tratamiento de aire con control configurado de fábrica en base a los criterios que se re-quieran e integrable en el BMS del edificio con protocolos de comunicación estándar (BACnet (IP; MS/TP), LON o Modbus (RTU; TCP)).

• Dentro de los parámetros de calidad de aire complementarios a los anteriores podemos incluir los marcados en la tabla adjunta como los más habituales para su seguimiento y control. Ya sea por su obligatoriedad normativa o por complementar la calidad deseada. Se incluye en la tabla únicamente la comparativa entre normativa española (RITE y UNE 171330 ) y la certificación Well al ser las más completas a este respecto. Todos estos parámetros se pueden controlar y monitorizar de forma activa e integrarlos en el control de la UTA. 

La sensorización conjunta (sondas multi-combinadas) no es viable en la actualidad debiendo disponer de sondas dedicadas para un conjunto de parámetros. Las tri-combinadas más habituales sí que incluyen temperatura, humedad relativa y CO2 de forma habitual. Pero para el resto de los parámetros es necesario realizar un estudio particular tanto de la tecnología de sensorización como de la posición más adecuada.

En el caso de Well se fijan los requisitos de los sensores y el tipo de medición a realizar:

• Las mediciones se realizan a intervalos no superiores a 15 minutos para los parámetros. 
• Los sensores que informan con mayor frecuencia (por ejemplo, un minuto, cinco minutos) pueden informar con la mayor frecuencia o promediar sus resultados dentro de cada intervalo de 15 minutos.
• Los sensores deben calibrarse una vez al año.

Como medida de eficiencia, dado el consumo energético elevado asociado al tratamiento de aire exterior, se está incluyendo habitualmente como lazo de control la regulación del caudal de aporte en base a los niveles de CO2 ambiental. En el denominado 'modo ahorro por CO2' las sondas de CO2 ambiente junto con sondas de CO2 en el exterior de referencia establecerán unos criterios de calidad de aire en base a los que regular la ventilación. 

El lazo habitual, si la unidad de tratamiento de aire está preparada para ello, suele ser el siguiente:

• Si hay X ppm en el exterior, establecer una consigna de que en el interior se tengan máximo 500 ppm (caso de IDA 2) sobre la calidad de aire exterior (X + 500 ppm absoluto).
• Con esta consigna la compuerta proporcional del espacio donde se mide, o el climatizador si es una medida conjunta en retorno, por ejemplo, serán capaces de regular y aumentar su apertura (y caudal) cuando se aproxime la calidad de aire al límite superior y reducir la apertura cuando se esté por debajo de la consigna o en el límite inferior.

En concreto la curva de compensación suele ser:

El valor mínimo por incluir debe estar en consonancia en cada caso con UNE-EN 16798-3:2018 en vigor.

Artículo elaborado por Javier Gil | Sales Manager | Stulz España