Breve descripción (C.V.) Laudelino Javier Sánchez de León Linares

Ingeniero Técnico y de Grado Industrial, especializado en calidad del aire, eficiencia energética, sostenibilidad y protección contra incendios. Evaluador Acreditado VERDE (GBCe, Green Building Council España), Passivhaus Designer, Consultor en Calidad del Aire y Seguridad Ambiental para Prosescan (empresa de seguridad ambiental española).

Ha realizado estudios de energías Bajas en Carbono para certificaciones medioambientales como BREEAM. Coautor de la Guía de Calidad del Aire de Fenercom (Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid) del año 2016, Autor del libro «La Calidad del Aire, Contexto Actual y Tendencias» y Coautor del libro «Configuración de Instalaciones de Frío y Climatización» de la editorial Paraninfo del año 2020. Ha participado a nivel nacional e internacional en exposiciones varias sobre eficiencia energética y calidad del aire, entrevistado sobre calidad del aire en la radio «RAC-1», en el Periódico «El Mundo» y por el periódico «El País», acerca del SARS-COV-2. Redactor de diversos artículos técnicos sobre calidad del aire y sistemas de climatización. Participación en el año 2022 en el podcast sobre Calidad del Aire: https://www.ivoox.com/episodio-1-importancia-calidad-del-aire-audios-mp3_rf_88691885_1.html

Introducción

La naturaleza es capaz de generar contaminantes varios (incendios, erupciones volcánicas e incluso por sí misma a través de las plantas cuando se generan COV, Compuestos Orgánicos Volátiles), pero también encuentra la manera de neutralizarlos. Estos mecanismos de neutralización son los que veremos en este artículo, no los comúnmente conocidos como la lluvia o la fotosíntesis, nos centraremos en la ionización bipolar natural y cómo se ha logrado recrear este mismo fenómeno mediante equipos (efecto mimético). El artículo permitirá tener una visión de la ionización bipolar suave, cómo se descubrió, en qué consiste y qué se ha logrado con los nuevos sistemas de generación de la mencionada ionización (entre otros, importantes ahorros). El artículo pretende dar una visión 360 en la calidad del aire, cómo se ha vuelto a evolucionar en este aspecto (re-evolución), relata como produce beneficios en mantenimientos desde tres puntos de vista diferentes: mantenimiento de la salud de los seres vivos, incluyéndonos a nosotros (desde el punto de vista físico pero también cuidando nuestra salud mental); mantenimiento en los sistemas HVAC que se traducen en ahorros económicos al disminuir el coste incluso de consumibles y con ello también logrando ahorrar energía; en tercer lugar, mantenimientos en los equipos para lograr dichos objetivos (mantenimiento de los propios equipos de ionización bipolar suave). Finalmente, veremos cómo la normativa HVAC es diferente en EEUU (Ashrae) frente a la normativa Europea, en particular frente a la normativa Española (RITE), poniendo algunos ejemplos y cómo se alcanzan los mencionados ahorros con ambas normativas.

Re-evolución de la naturaleza holística del aire

La calidad del aire es un término dinámico, esto es, no existe una definición clara y concisa de este término puesto que se basa en indicadores. Estos indicadores son valores límite de contaminantes, que no deben sobrepasarse para estar dentro de un rango de “seguridad”, dentro de unos valores máximos establecidos legalmente ( https://airindex.eea.europa.eu/Map/AQI/Viewer/ ).

Hemos olvidado que la propia naturaleza ya dispone de medios para limpiar y a su vez vitalizar el propio aire, el aire que nosotros respiramos. Hay que pensar que antes de que el propio hombre, o sus antepasados, ni tan siquiera existieran, ya había desastres naturales, incendios y erupciones volcánicas entre otros. La naturaleza, la Madre Tierra, la “Pachamama” como se la nombra en algunas culturas ancestrales, se encargaba tanto de generar el cataclismo como de neutralizar sus efectos, buscaba el equilibrio vital, pero ¿cómo se lograba hacer esto?

Vamos a ver cómo la naturaleza ha logrado siempre alcanzar este equilibrio vital (*), “mantenerse sana”, así como la relación de este fenómeno con el mantenimiento desde tres puntos de vista, la salud de los seres vivos (entendiendo como tal la salud tanto física como mental en el caso de los seres humanos), el mantenimiento del sistema que les vamos a describir de ionización bipolar suave, finalmente, el mantenimiento de sistemas HVAC e incluso de sistemas eléctricos o electrónicos de los edificios.

(*) Hay que indicar que es ahora cuando se aprecia que la acción del hombre acelera ciertos procesos naturales y genera un desequilibrio si bien no será objeto a tratar en el presente artículo.

Cuando un volcán erupcionaba o cuando, por un fenómeno natural, se producía un incendio (la caída de un rayo, por ejemplo), se descargaban cantidades ingentes de contaminantes al aire. La manera natural de eliminar los contaminantes del aire se puede subdividir en cuatro fenómenos principales, de los cuales dos son muy conocidos:

• La fotosíntesis de las plantas (para eliminar el CO2)
• La lluvia (que elimina principalmente humos y gases varios además de partículas)
• La simbiosis entre microorganismos que viven en la tierra, las raíces de las plantas y los Compuestos Orgánicos Volátiles.
• La Ionización Bipolar Suave (natural, producida por la naturaleza)

La fotosíntesis y la lluvia son los más conocidos, sin embargo, explicaremos brevemente la simbiosis para centrarnos en la ionización bipolar suave.

Comencemos con el tercero de los cuatro fenómenos indicados. Cuando vamos al campo y estamos en un bosque que está verde, vigoroso y robusto, si observamos, no se le echa abono y no hay tantos animales que puedan generar un abonado homogéneo sobre la tierra, entonces, ¿cómo logran las plantas poder nutrirse de sus compuestos vitales? La madera genera COV (VOC en inglés), Compuestos Orgánicos Volátiles (particularmente cuando se quema o se descompone si bien también algunas plantas los emiten), y los expulsa al aire, que, por ejemplo, para el ser humano y en espacios cerrados, son perjudiciales (dependiendo de su concentración obviamente si bien los productos naturales no suelen tener una emisión elevada). Se demostró, hace décadas, que los microorganismos que coexisten junto a las raíces de las plantas son capaces de capturar estos COV y devorarlos, a su vez, lo que execran dichos microorganismos se convierte en abono para las plantas, esto junto con las sales minerales y el agua constituyen sus principales nutrientes (además de requerir de fotosíntesis a través de las hojas). Lo que estamos exponiendo es que la propia naturaleza genera el problema, el contaminante, pero lo neutraliza, para revitalizar y vigorizar a las propias plantas (en realidad a sí misma), creando una especie de abonado y proceso natural continúo. Se podría decir que es la economía circular ancestral donde para poder nutrirse las plantas generan un compuesto que posteriormente acaba siendo transformado en abono gracias a la simbiosis que existe con diferentes microorganismos, una especie de “trueque” en el que todos ganan ( https://www.calameo.com/read/0009143740bded75b682e )

Ionización bipolar suave. Este sistema de depuración proviene de la naturaleza. El Efecto Lenard fue descubierto por este gran físico, de origen húngaro nacionalizado alemán. Hablamos del señor Philipp Eduard Anton von Lenard, Premio Nobel de Física en 1905. Philipp Lenard observó como al caer el agua en una cascada, las gotas de agua arrastraban al aire perimetral e inmediatamente más cercano, algo así como un “Efecto Venturi”, donde partículas de aire eran succionadas junto a las gotas de agua. Cuando estas gotas chocaban entre sí o con el suelo (llámese rocas o la propia agua), liberaban electrones, es decir, se producía electricidad. Unas partículas en el aire quedaban cargadas negativamente (al adquirir los electrones), otras en cambio, al perderlos, quedaban cargadas positivamente. Lo que el señor Philipp Lenard estaba describiendo era la ionización natural que se da en el agua al caer, en este caso, en una cascada, pero este no es el único fenómeno natural que produce este efecto de cargas positivas y negativas. En realidad, este fenómeno también se produce en las olas del mar y en el océano en la fricción del aire con el agua, en el desierto (el viento en las dunas), también se produce con los rayos de las tormentas e incluso en las propias plantas ya que son seres vivos bioeléctricos. Hasta hace poco se desconocía si bien ahora ya existe alguna empresa que genera electricidad a partir de las plantas para producir, por ejemplo, iluminación.

Hace ya bastantes años en Europa, prácticamente en todo el mundo, cuando las personas enfermaban de tuberculosis se las enviaba a curarse a edificios aislados situados en un entorno natural, llámese bosques en montañas, junto al mar, o zonas donde estaba probada la sanación de estas personas por padecer dicha enfermedad. En el caso personal del que les escribe, estas zonas se denominaban “atalayas”. En Ciudad Real, tierra de “El Quijote”, de donde provengo, la zona donde se enviaban a las personas se la denominaba así si bien tiene una etimología árabe que significa “torre de vigilancia” (del árabe aṭṭaláya‘). En zonas estratégicas y aisladas se izaban torres de vigilancia, obviamente, para “control” del enemigo en batallas del medievo e incluso anteriores. En esta zona, si bien ya no existe torre alguna de vigilancia como tal (sí que existe un parque forestal con este nombre), sigue manteniendo el nombre de atalaya, habiendo sido una zona privilegiada para la sanación de enfermos de tuberculosis por su ubicación, necesaria para vigilar en el medievo e incluso antes. Se imaginan, cuántas personas de todas las edades han pasado y sufrido esta enfermedad y cuántas han sanado. Hace décadas se pensaba que dicha sanación se lograba por el ozono del aire en altura, que era capaz de neutralizar y matar la bacteria de la tuberculosis en ambiente y al respirar, en el pulmón. Esto no encajaba bien con el hecho de que había personas que se las enviaba a zonas costeras, junto al mar, e igualmente sanaban. Tenía que haber algo en el ambiente, de estos sitios, que permitiera la sanación. Se trataba de la ionización bipolar natural que aumentaba los iones en estos lugares privilegiados (por algo nos vamos de vacaciones a estas zonas, “porque nos sentimos bien” y no solo porque implique desconectar de nuestro día a día).

Existieron numerosas personas polímatas que investigaron el fenómeno de la ionización natural, grandes genios que lo hicieron en diversas partes del mundo y, por supuesto, no siempre simultáneamente. Por citar algunos ejemplos, William Crookes (Londres, Reino Unido), descubridor del elemento “Talio” y creador de los tubos de rayos catódicos (tubo en el que se producían, entre otros, iones) así como descubridor del denominado cuarto estado de la materia; Nicola Tesla (de origen serbio, antiguo imperio austríaco y nacionalizado estadounidense), estaba convencido de la capacidad de transmisión de la energía eléctrica a través del aire (ionizado); Alexander L Chizhevsky, ruso de nacimiento y creador de la terapia de aeronización, es decir, propuso dar tratamiento con iones para la mejora de la salud de las personas. Estos son solo unos ejemplos si bien hay más. Lo que les estamos transmitiendo es que la ionización ha sido estudiada hace y durante décadas si bien ha sido la prestigiosa Universidad de Harvard, entre otras, la que ha hecho investigaciones más profundas acerca de los efectos de la ionización más recientemente.

Una vez presentados estos antecedentes vamos, en primer lugar, a explicar de manera sencilla y breve lo que es la ionización bipolar suave para el caso que tratamos, posteriormente iremos directamente a los mantenimientos.

¿Qué es un ión? De manera resumida y sencilla, es una partícula (átomo o molécula) cargada eléctricamente, ya sea negativa o positivamente. Como hemos visto, este efecto se genera de manera natural y lleva existiendo desde antes que el ser humano lo fuera como tal. Su vida se puede considerar corta, es decir, dejan de ser partículas cargadas eléctricamente en intervalos de tiempo cortos, hablamos de segundos (https://prezi.com/9ysywy-md3r6/como-se-forman-los-iones/ ), aunque se generan de manera natural constantemente (mientras haya una cascada se genera ionización, por ejemplo). En realidad, lo que se produce al generarse los iones es una reacción “redox” de oxidación-reducción. El hierro con el aire es oxidado, esto es, pierde electrones generándose óxido de hierro (“es reducido y, como consecuencia, se oxida”), en cambio el oxígeno del aire los gana, es por tanto el agente oxidante, (que tiene capacidad para robar y capturar electrones para reducir a otros elementos y generar su oxidación). La ionización bipolar suave consta de un generador que libera una descarga bipolar de iones (positivos y negativos, “+ y –“) al aire, que se encuentra ligeramente en desequilibrio (se generan más iones negativos que positivos) y se inertiza en breve espacio de tiempo. En el caso que exponemos, lo que se oxida y se reduce son moléculas de Oxígeno (O₂), que dispone de 8 electrones y 8 protones.

Unas moléculas ganan electrones, (se las denominan en este caso aniones ya que se reducen, O₂^–) y otras son las que los ceden contando en este caso con carga positiva, (catión, O₂⁺). Con lo indicado, se deja entrever que lo que se busca es la reacción de los iones con diversos componentes y microrganismos que existan en el aire, pero esto debe ocurrir de manera bastante rápida por la corta vida de este fenómeno. Se trata de un sistema activo ya que, a diferencia de los sistemas pasivos por los que el aire debe circular por puntos concretos (donde ubican los sistemas de filtración) para “lavarse y limpiarse”, el sistema activo actúa directamente en la estancia, incluso con personas en su interior, realizando el proceso de manera similar a como ocurre en la naturaleza (se trata de la “mímesis” o efecto mimético, con idénticas finalidades). Para que esto ocurra la ionización solo necesita un flujo de aire, ya sea exterior o recirculado o mezcla de ambos. Básicamente se están reproduciendo los mismos fenómenos que se dan en la naturaleza, en las cascadas de los ríos, en el mar, en las zonas de montaña con bosques, en general, en los procesos naturales. Aquí podemos hablar de la “vitamina” del aire, ya que da vitalidad, pero ¿es este el único efecto beneficioso que produce en nuestro organismo? Es importante recalcar que los procesos naturales disponen de iones positivos y negativos, no meramente una única carga. La singularidad de esto, como veremos, radica en ocasiones en el mantenimiento de equipos e incluso, en algunos casos, en beneficios para la salud.

Se debe aclarar por qué se la denomina ionización bipolar “suave”. Este término, suave, tiene su razón de ser y es porque en la reacción redox se aporta un mínimo de energía para poder lograr que un electrón migre de una molécula de oxígeno a otra, generando con ello los iones negativos y positivos. Este mínimo de energía es el que evita que la propia molécula se descomponga y se produzcan subproductos, es decir, si se aporta una energía superior a un umbral mínimo, la molécula de oxígeno se podría descomponer y generar los mencionados subproductos, entre otros, ozono (se trata de lograr una migración “suave”, sin generación de calor, a temperatura ambiente). Cada fabricante y sistema de ionización tiene, en sus equipos, sistemas para aportar y controlar la energía que considera oportuna para lograr este objetivo (en algunos casos aproximadamente 12,06 eV). Como aclaración, en el Sistema Internacional de Unidades se utiliza el Julio en vez de electrón voltio, eV. Obviamente, depende de la calidad, componentes y electrónica de dichos equipos para lograr la migración de electrones sin que se generen subproductos que son dañinos para la salud. Depende de ustedes, señores lectores, el pedir los certificados correspondientes para poder justificar esto (obviamente realizados los ensayos en laboratorios homologados para tales actividades, a ser posible de reconocido prestigio internacional).

En la naturaleza la cantidad de iones positivos y negativos es considerable, en cambio, en las ciudades y edificios, esto cambia drásticamente:

Lo que indica la imagen previa es que en la naturaleza la ionización es notable, sin embargo, en las ciudades y en los edificios particularmente, esa vitalidad y energía del aire se pierde. Esto se debe en gran medida a la contaminación que existe en las grandes urbes y, en el caso de los edificios, a que el aire al pasar al interior es “tratado” por máquinas, es decir, cambia sus propiedades ya sea higrotérmicamente e incluso por su filtración. Al pasar por estos equipos se busca dar “confort higrotérmico” y eliminar contaminantes dañinos que hay en el exterior en las grandes urbes en gran medida (salubridad), lo cual es en muchas ocasiones necesario e incluso obligatorio. En contraposición, también se acaba con la energía vital y natural del aire al no poder los iones atravesar ciertos componentes de estos equipos. La ventilación natural dispone de grandes ventajas en ocasiones, sin embargo, para lograr el confort higrotérmico disminuyendo consumos, además de que los alérgicos y asmáticos son cada vez más, puede resultar un inconveniente. La ventilación natural para certificaciones medioambientales tales como LEED, BREEAM o VERDE, puede utilizar estrategias de enfriamiento nocturno en épocas calurosas y estivales por ejemplo, si bien suelen combinarse con UTA (Unidades de Tratamiento de Aire = climatizadores, Unidades Manejadoras de Aire para otras zonas del mundo) durante el horario diurno. La gran solución a lo planteado pasaría porque el aire exterior no estuviera contaminado. Para ello, todo el planeta, en el más sentido literal de la palabra, debería ponerse de acuerdo en lograr ese objetivo. Indicamos esto ya que el aire no conoce fronteras ni barreras y lo que pase en el otro extremo del globo, por muy lejos que pensemos que está, acabará afectándonos a nosotros igualmente en mayor o menor medida (https://es.euronews.com/green/2023/06/28/el-humo-de-los-incendios-de-canada-llega-a-europa-afectara-a-la-calidad-del-aire ).

Vayamos ahora directamente a los mantenimientos.

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Mantenimiento para la salud de los seres vivos:

En este caso, cabe preguntarse como el sistema de ionización bipolar suave puede contribuir a nuestro mantenimiento o al de los seres vivos. Veamos ejemplos varios, para plantas y para personas si bien también existen algunos ejemplos para animales. Hace bastantes años, décadas, los sistemas de ionización se utilizaban en la industria alimentaria, principalmente en cárnicas, para el control de patógenos. Ha sido más recientemente cuando se han realizado numerosos estudios acerca de este tipo de tecnología puesto que se han mejorado muchísimo los diferentes sistemas de ionización.

• Plantas: Se han hecho estudios con sistemas de ionización bipolar suave para plantas que requieren corrientes de aire para la correcta distribución de iones por un espacio cerrado. Hablamos de invernaderos, en dichos espacios tradicionalmente se cultivan plantas y se trata de optimizar su producción incluso aunque haya condiciones adversas en el exterior a estos recintos. Se ha podido comprobar cómo, al ionizar el aire, disminuyen patógenos mejorando la salud de las personas, pero, a su vez, impidiendo el crecimiento de ciertos microorganismos que pueden afectar a las plantas como es el mildiu. Como consecuencia se puede apreciar una mejora en rendimiento y producción de las plantas en el interior de estos recintos (AIR QUALITY PROSESCAN en LinkedIn: CASO DE EXITO EN PLANTACION CANNABIS + GPS AIR CON TECNOLOGIA NPBI.pdf ).
• Beneficios para las Personas: Debemos hablar de diferentes beneficios que ya se ha demostrado que aporta la ionización para “nuestro mantenimiento”, para mejora y garantía de nuestra salud (incluso neutralizando olores). La ionización ha demostrado su capacidad frente a patógenos, microorganismos, citando un ejemplo, frente a la legionela. En unos 30 minutos de actuación de dicha ionización es capaz de casi neutralizarla por completo en el aire ( https://airqualityprosescan.docdroid.com/9BnaSoU/neutralizacion-de-patogenos-por-npbi-testing-march-2020-pdf#page=3 ). En España se ha sacado un nuevo Real Decreto, en el año 2022, para las acciones a tomar frente a esta bacteria en los sistemas HVAC (y también en todos aquellos sistemas que puedan hacer pasar esta bacteria al aire, con el riesgo de que pueda ser inhalada por cualquiera de nosotros). Hablamos del Real Decreto 487/2022, de 21 de junio, por el que se establecen los requisitos sanitarios para la prevención y el control de la legionelosis (https://www.boe.es/boe/dias/2022/06/22/pdfs/BOE-A-2022-10297.pdf ). Previamente en España, entre otros países de la Unión Europea, ya había reglamentación para la prevención de la legionela en los sistemas de climatización y agua caliente sanitaria para consumo humano (principalmente para estos sistemas), requiriéndose los registros de las instalaciones de mayor riesgo ante los organismos competentes (Sanidad, Industria). Igualmente se requería formación específica para personas y empresas que hicieran controles y tratamiento de legionela, e incluso, el diseño de ciertas instalaciones estaba condicionado a la prevención de la aparición de esta bacteria, los mantenimientos obviamente orientados a este fin y a su destrucción. Aquí, como hemos indicado, se englobaba también la producción de ACS (Agua Caliente Sanitaria) para el consumo humano (hablamos de agua para duchas de gimnasios y actividades similares entre otras). No hay que olvidar que para humectar en los sistemas HVAC, también estos sistemas están sujetos a controles (en general todo sistema que pueda provocar que la legionela pueda ser inhalada “al pasar al aire en modo de aerosol” que es cuando la bacteria presenta realmente un peligro potencial para la salud). Este nuevo real decreto engloba también a las instalaciones de Protección Contra Incendios, el riego, instalaciones sanitarias y terapéuticas (Spa y piscinas climatizadas entre otras) e implica un cierto endurecimiento, obliga a realizar Planes Sanitarios de Legionela (PSL) o Planes de Prevención y Control de Legionela (PPCL), para incluso instalaciones previas a la entrada en vigor de esta reglamentación. Todas estas instalaciones previas deben adaptarse a dicha reglamentación, para ello se da un plazo. A partir del año 2024 es cuando lo indicado entra en vigor para todas las instalaciones ya existentes si bien hay un apartado específico (Anexo III, 1, del mencionado Real Decreto), que entrará en vigor a partir del año 2025. Para todo lo nuevo que se diseñe y construya dicha reglamentación debe cumplirse. Obviamente, la legionela es un peligro cuando está en el aire sin embargo todo se orienta para su control, prevención y exterminio cuando se encuentra en el agua. Se olvida que con los sistemas de ionización bipolar suave la bioseguridad aumenta considerablemente al ser capaces, algunos de ellos, de eliminarla (pidan los certificados a los fabricantes a este respecto). Siguiendo lo especificado por la Ley 31/95 sobre Prevención de Riesgos Laborales, en particular en su Artículo 15 (Prevención de riesgos laborales – Seguridad y salud en el trabajo – Trabajo y jubilación – Ciudadanos – Tus derechos y obligaciones en la UE – Tu espacio europeo – Punto de Acceso General (administracion.gob.es) ), se debe anteponer la protección colectiva a la individual. Siempre tendrá prioridad una medida que proteja al colectivo de personas en vez de medidas para protección de personas individualmente. Para trabajadores de hoteles, gimnasios, oficinas, supermercados, spa, piscinas climatizadas, hospitales, centros de salud y similares, este tipo de protección colectiva, de ionización bipolar suave, sería un sistema para mejorar su seguridad, incluso por la Ley de Prevención de Riesgos Laborales se puede considerar un requisito obligatorio. Ni que decir tiene que, cualquier visitante de estos edificios o locales (incluso ustedes señores lectores) no están exentos de poder inhalar la bacteria por lo que la ionización bipolar suave sería un aspecto a tener en cuenta igualmente en este sentido, aportando también un mayor grado de seguridad al local o edificio al que se acceda.

Hemos tratado el tema de la legionela pero la ionización descrita es también eficaz frente a otros patógenos, por ejemplo frente a la bronquiolitis de los niños (RSV), adecuada la instalación por tanto para guarderías y colegios, o frente a la gripe y, el desgraciadamente famoso SARS-COV-2 (el “coronavirus” como habitualmente se le conoce). En España (en general en toda Europa), para las personas mayores y personas sensibles, por el riesgo que supone la gripe estacional o el coronavirus para ellos, se procede a una campaña de vacunación al llegar el otoño. Otra manera de salvaguardar la seguridad y salud de estas personas sería mediante la ionización, del mismo modo a todos los trabajadores de centros de salud y hospitales ya que están constantemente expuestos, como se dice, “el que se quema es el que juega con fuego”. Obviamente los fabricantes de ionización deben acreditar que logran dichos objetivos.

Nos remitimos ahora a diversos estudios sobre la ionización. Citamos seguidamente algunos de estos beneficios y les facilitamos unos enlaces para que puedan acceder para mejorar dicha información:

• Mejora cognitiva y aumento del rendimiento ( Iones negativos en el aire y sus efectos en la salud humana y la mejora de la calidad del aire – PubMed (nih.gov) )
• Aumento de la concentración y de la productividad ( Exposición a iones de aire en ambientes interiores: estudio experimental con adultos sanos – PubMed (nih.gov) )
• Mejora del estado anímico y fortalecimiento del sistema inmunológico (EFECTOS TERAPEUTICOS DE LA IONIZACIÓN DEL AIRE DESTINADOS AL TURISMO DE SALUD – AIR QUALITY PROSESCAN )
• Mejora de la actividad deportiva y mejora del sueño (El efecto estimulante de los iones negativos del aire y el peróxido de hidrógeno sobre la actividad de la superóxido dismutasa – PubMed (nih.gov) // Una investigación de los efectos de los iones de aire negativos en las respuestas al ejercicio submáximo en diferentes momentos del día – PubMed (nih.gov) )

Una gran parte de la actividad científica se centra en el estudio de la ionización negativa, iones negativos, sin embargo, esta ionización no imita a la naturaleza en su totalidad y puede presentar algunas limitaciones (recordemos en todo caso que la ionización bipolar suave genera más iones negativos que positivos). Cabría preguntarse, si un equipo genera iones tan solo negativos, ¿qué es lo que hace con los positivos? ¿genera ozono u otros subproductos? ¿tienen capacidad para generar tantos iones como los equipos de ionización bipolar suave?

Para entender un poco mejor esto nos vamos a centrar en una patología generalmente no muy conocida, cuyo origen se debe en gran medida a la carga electrostática (entre otros factores). Se trata de una consecuencia más propia de edificios enfermos, aunque debido a la, en muchas ocasiones, invisibilidad que sufren las personas que la padecen y que a nadie le gusta airear sus problemas, es bastante desconocida. Hablamos de la lipoatrofia semicircular, que afecta principalmente a mujeres que desarrollan su actividad laboral en edificios de uso terciario, uso administrativo, donde las mesas y sillas disponen de componentes metálicos, puede haber moquetas en algunas zonas y elevada concentración de equipos electrónicos u eléctricos tipo ordenadores. Adicionalmente, para que esa lipoatrofia aparezca, pueden existir causas personales, propias de cada individuo, que favorecen que esto pueda ocurrir, entre otros factores.

La lipoatrofia es una deformación, una atrofia, que se sufre en el tejido adiposo, es decir, grasa subcutánea, principalmente en zonas de piernas, glúteos e incluso en la zona abdominal. Aparecen depresiones en estas zonas del cuerpo que sí que son visibles. Dicha lipoatrofia NO es permanente y desaparece una vez que desaparecen las causas que la originan, esto es, permanecer fuera del edificio o zona concreta un determinado tiempo (variable en función de cada caso si bien puede ser un tiempo considerable, de 6 a 12 meses). Existen otras soluciones, obviamente cambiar el mobiliario o poner a tierra todos los componentes metálicos e incluso mejorar la humectación (la humedad relativa ambiente). Esto implica un gasto considerable, además, países de la cuenca mediterránea tienen un problema grave adicional de falta de agua por lo que no parecen las mejores soluciones (España entre ellos). Debemos recordar el artículo 15 mencionado de la ley de prevención de riesgos laborales, anteponer la protección colectiva a la individual por lo que lo correcto es adoptar medidas que puedan proteger al colectivo de personas dentro de un edificio, que no supongan un gran gasto y, a ser posible, minimicen el uso del agua. Para ello, para minimizar los riesgos de carga electrostática, el propio Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo (España), recomienda como una de las medidas preventivas el empleo de la ionización en el aire ( Riesgos debidos a la electricidad estática (insst.es)). Ahora bien, la carga electrostática puede ser generada por acumulación de carga positiva o por carga negativa. Tener ionización de una única polaridad podría solucionar el problema siempre y cuando la carga electrostática fuera del polo opuesto, es decir, carga positiva, lo cual no resulta siempre fácil de determinar. Hay que pensar que incluso si no hay carga electrostática, ionizar con tan solo una polaridad lo que puede generar es precisamente cierta acumulación de carga electrostática en algunos objetos, lo cual no es aconsejable. Hay que hablar del “Efecto Triboeléctrico” por el cual se generan cargas electrostáticas (por fricción), siendo unos materiales más propensos a quedarse con acumulación de carga positiva y otros con carga negativa (dependiendo de la rugosidad del material, temperatura y humedad ambiente, así como otras características). La electricidad electrostática igualmente puede producirse por inducción, es decir, un objeto puede quedarse cargado eléctricamente por tener cargas eléctricas cercanas y de diversa potencia. La ionización bipolar suave, al generar siempre ambas polaridades (iones negativos y positivos), es capaz de neutralizar cualquier tipo de carga electrostática.

Mantenimiento de los equipos de ionización

Aquí vamos a ser breves, cada fabricante debe indicar los mantenimientos que deben realizarse a sus equipos, por lo general meramente la limpieza de las puntas de aguja (depende, como hemos indicado, de cada fabricante ya que no es lo mismo disponer de, por ejemplo, tungsteno para generar la ionización que carbono-grafito). Existen en el mercado ya equipos que son auto-limpiantes por lo que los mantenimientos son inexistentes, a lo sumo, medir iones, que se podría hacer esta actividad una vez al año para saber que funcionan correctamente. En cualquier caso, un dato claro de que los sistemas de ionización están funcionando correctamente es que la calidad del aire se mantiene en unos estándares concretos. Para lograr este objetivo es aconsejable o medir (ya sea por empresas especializadas o con equipos) o disponer de medidores de calidad del aire de manera permanente que dispongan de reconocido prestigio (especialmente si han sido validados frente a certificaciones medioambientales varias, tipo RESET, LEED, WELL o similares). Estas certificaciones medioambientales, al tener exigencias de calidad del aire altas, el que las mismas “habiliten ciertos productos como aptos conforme a sus certificaciones”, garantiza que son medidores de alta calidad y fiabilidad.

Mantenimiento de sistemas HVAC(incluso equipos eléctricos o electrónicos de los edificios)

Comencemos precisamente por el último caso, equipos eléctricos o electrónicos. Actualmente se están realizando numerosos proyectos de salas CPD (Centros de Procesos de Datos), en diversas partes del mundo. Crecen las tecnologías y se requieren más medios para acumulación y protección de todos los datos que se generan. Está demostrado que en estas salas CPD la humedad ambiente tiene una gran importancia ya que tener un exceso de humedad generará condensaciones, efectos de oxidación y corto circuitos sobre los diferentes componentes electrónicos. El caso opuesto, tener baja humedad ambiente, lo que propiciará será la creación de carga electrostática en los mencionados componentes electrónicos, lo cual puede ocasionar el deterioro de los mismos más rápidamente e incluso su rotura (content (uis.edu.co) ). Se puede actuar de manera similar al caso de la lipoatrofia semicircular, aportando ionización bipolar suave para garantizar una mayor longevidad de los equipos electrónicos al anular la carga electrostática, disminuyendo con ello los mantenimientos (menor rotura de equipos electrónicos), y la humedad relativa deja de ser tan determinante, por lo que se pueden producir grandes

ahorros en agua (de especial importancia en zonas y países donde el agua sea un bien escaso, España entre otros). Obviamente, el tener controlada la carga electrostática en cualquier edificio o recinto contribuirá a que los componentes electrónicos que puedan existir prolonguen su vida útil (la electrónica la tenemos incorporada a nuestras vidas, teléfonos (celulares), ordenadores (computadoras), electrodomésticos de todo tipo, impresoras, domótica y sistemas de gestión tipo BMS, sistemas de alarma y protección contra incendios e incluso los automóviles (carros), barcos en gran medida, aviones, trenes, se puede decir que todos disponen ya de electrónica avanzada en mayor o menor grado, ni que decir tiene en actividades industriales e incluso en actividades ganaderas, pesqueras o agrícolas).

Respecto a los sistemas HVAC. Aquí tenemos que diferenciar ya que la normativa de EEUU, Ashrae, es diferente a la Europea. El Ashrae 62.1 permite la recirculación de un 75% del aire interior siendo tan solo un 25% aire exterior el introducido y sacado de los edificios, generando con ello un ahorro energético y económico importante. En España, en terciario, en función del aire que se expulse al exterior en el sistema de ventilación (mayor a 0,28 m3/s, 1008 m3/h), será obligatoria una “recuperación de calor” según RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios). Por la directiva ErP, Directiva de Eco-Diseño, la eficiencia de recuperación de energía (se la denomina recuperación de calor por lo general), debe ser al menos de un 73%, en energía sensible (https://eur-lex.europa.eu/legal-content/ES/TXT/HTML/?uri=CELEX:32014R1253&from=EN ). Esto presenta una gran diferencia puesto que prácticamente todas las UTA (Unidades de Tratamiento de Aire) que se ubiquen en España (en la totalidad de la Unión Europea), deben disponer de elemento de recuperación energética obligatoriamente mientras que en EEUU este requisito no tiene por qué cumplirse.

Lo que se muestra en la imagen previa es un caso real. Se busca comprobar la mejora del sistema de filtración del aire de mezcla (aire exterior + recirculado) gracias a la instalación de ionización bipolar suave previa a la entrada al equipo HVAC de este aire de mezcla. En este caso se trata de filtros ubicados en una Unidad Manejadora de Aire (UMA), que se rige con normativa Ashrae. Se llega incluso a demostrar que con determinados filtros y con la ionización bipolar suave se podrían instalar filtros de menor eficacia a filtros trabajando por sí solos (generando con ello un menor gasto de mantenimiento). Los filtros de la UMA se encuentran marcados en la imagen para facilitar la comprensión de lo que les vamos a exponer. Por otro lado, lo indicado como post-filtración y prefiltración son sistemas empleados para el control de partículas, para verificar la entrada de partículas del aire de mezcla tanto antes como después de haber pasado por los filtros de la UMA. Lo que se hizo en esta prueba fue, inicialmente, instalar ionización bipolar suave en dos posiciones diferentes, posición 1 y posición 2. En la posición 2 el sistema de ionización se encontraba cerca de la entrada del aire de mezcla a la UMA propiamente dicha mientras que en la posición 1 esta distancia aumentaba a una longitud superior a 1,60 m de dicha entrada. Los resultados pueden verse en la tabla inferior para partículas de 0,3µm. Se puede observar cómo, con los filtros actuando sin ionización, la retención de partículas es una concreta, es la segunda columna. La tercera columna representa la retención de partículas de los filtros con la ionización para las posiciones 1 y 2, pudiéndose observar el aumento del rendimiento de la capacidad de retención de los filtros con la ionización frente a los filtros sin ionización en ambas posiciones (1 y 2), en la columna cuatro. Cabe destacarse, adicionalmente, que en la posición 1 se instala un equipo de ionización menos que en la posición 2, siendo, por lo tanto, la opción que mejores resultados ofrece.

En España, se prevé un cambio en el RITE para aplicación de nuevas formas de ventilación conforme a varias Normas UNE. Actualmente los climatizadores se seleccionan en muchos casos como todo aire exterior, es decir, sin recirculación de aire, aunque las normas que se prevén entren en vigor, UNE EN 16798 partes 1 y 3, por un lado, van a requerir como una de las opciones para ventilar más aire de impulsión (SUP, para uso administrativo o similares donde el caudal por persona pasará a 14 l/s siendo actualmente 12,5 l/s) y por otro permiten la recirculación del aire. También se olvida que el RITE forma parte del Código Técnico de la Edificación (CTE), en particular es el CTE DB HE2 (Condiciones de las Instalaciones Térmicas) y como tal, pueden plantearse soluciones alternativas a las planteadas por el propio CTE siempre que…”el proyectista o el director de obra pueden, bajo su responsabilidad y previa conformidad del promotor, adoptar soluciones alternativas, siempre que justifiquen documentalmente que el edificio proyectado cumple las exigencias básicas del CTE porque sus prestaciones son, al menos, equivalentes a los que se obtendrían por la aplicación de los DB” (Parte I del CTE, Capítulo 2, Artículo 5, Apartado 5.1., Punto 3, Subapartado b). Estas nuevas normas implican considerar, por un lado, los contaminantes emitidos por los usuarios, por el otro, los contaminantes emitidos por el edificio (además de tenerse que considerar igualmente la calidad del aire exterior). Si se quisiera plantear, actualmente, una opción equivalente a la exigida por RITE para ventilación, se podría aplicar la Norma Ashrae 62.1. Se podría plantear la recirculación del aire de ventilación con incluso la disminución del aire exterior siempre que el Aire de Extracción fuera un AE1, es decir, proveniente de oficinas, aulas y zonas con baja contaminación y siempre que, a este aire AE1 le fueran neutralizados sus contaminantes (partículas, patógenos. olores, COVs, etc), para lo cual, tanto aire exterior como aire recirculado deberían ser filtrados para lograr este fin (se puede considerar la revitalización del aire con ionización para lograr este objetivo). Esto conllevaría importantes ahorros energéticos, por lo tanto, económicos de toda la instalación, y de coste de instalaciones (equipos para climatización del edificio de menor tamaño que consumirían menos energía, conductos de aire exterior igualmente de menor tamaño y más fáciles de instalar, especialmente en edificios y zonas protegidas dentro del casco histórico de muchas ciudades de toda la geografía nacional). Finalmente les mostramos el dibujo y diseño de una UTA (de elaboración propia), en la que sí que se ha considerado recirculación de aire, con diversos componentes y una leyenda para facilitar su comprensión. Es importante recalcar que, en instalaciones existentes (incluso para nuevas a ejecutar), se puede instalar ionización bipolar suave, por un lado, para mantener las baterías de las UTA libres de cualquier tipo de patógeno (ideal para certificaciones medioambientales), por otro lado, en la salida de impulsión de la UTA. Lo que es IMPORTANTE para el caso de la instalación de la ionización en la salida de la UTA es que: a) Se puede ahorrar en consumibles, mantenimiento, al poder reducir la eficacia del filtro final ya que se mejora la calidad del aire interior con la ionización (para verificar esto se aconseja instalar medidores de calidad del aire en zona respiratoria en ambiente que corroboren lo indicado e incluso si se desea, que sea testeado por un tercero independiente, un laboratorio especializado por ejemplo); b) Al ubicar un filtro final de menor capacidad de filtración, el consumo del motor de ventilador de aire de impulsión (SUP), disminuye, se genera un ahorro energético y económico por lo tanto más que considerable (especialmente en UTA de gran tamaño).

Bibliografía:

• Agencia Europea de Medio Ambiente (índices de calidad del aire): https://airindex.eea.europa.eu/Map/AQI/Viewer/ ).
• Directiva ErP de Eco-Diseño, Año 2009 https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2009:285:0010:0035:es:PDF
• Directiva ErP de Eco-Diseño, año 2014 https://eur-lex.europa.eu/legal-content/ES/TXT/HTML/?uri=CELEX:32014R1253&from=EN
• Versión consolidada del RITE del año 2021 (https://www.boe.es/buscar/act.php?id=BOE-A-2007-15820 )
• Código Técnico de la Edificación, Documentos Básicos HE2 (Condiciones de las Instalaciones Térmicas (https://www.codigotecnico.org/pdf/Documentos/HE/DccHE.pdf ) y Parte I (https://www.codigotecnico.org/pdf/Documentos/Parte1/Parte_I_version_modificaciones.pdf )
• Real Decreto 487/2022, de 21 de junio, por el que se establecen los requisitos sanitarios para la prevención y el control de la legionelosis (https://www.boe.es/boe/dias/2022/06/22/pdfs/BOE-A-2022-10297.pdf )
• Ley 31/95 sobre Prevención de Riesgos Laborales, versión consolidada, varios artículos, entre ellos el Artículo 15 (https://www.boe.es/buscar/act.php?id=BOE-A-1995-24292 )
• Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo:
  • “Calidad del Ambiente Interior en el Trabajo Año 2022” https://www.insst.es/el-instituto-al-dia/calidad-del-ambiente-interior-en-el-trabajo-ano-2022
  • “Riesgos debidos a la electricidad estática Año 2015” https://www.insst.es/documentacion/material-tecnico/documentos-tecnicos/riesgos-debidos-a-la-electricidad-estatica-2015
• Universidad de Sonora, México, Efecto Triboeléctrico: https://www.tochtli.fisica.uson.mx/electro/triboelectrica.htm
• Universidad Industrial de Santander, Facultad de Ingenierías Físico-Mecánicas, Escuela de Ingeniería Mecánica, especialización en Ingeniería de Refrigeración y Climatización, Bucaramanga 2019 (Salas CPD, riesgos por humedad y carga electrostática): https://noesis.uis.edu.co/server/api/core/bitstreams/b61885f2-0e3c-4fca-8150-06d92982e911/content
• La Calidad del Aire, Contexto Actual y Tendencias (https://www.amazon.es/CALIDAD-AIRE-CONTEXTO-ACTUAL-TENDENCIAS-ebook/dp/B07NX24MXW ) Ver adicionalmente https://www.calameo.com/read/0009143740bded75b682e
• Air Quality Prosescan:
  • Informe densidad de iones en el Niágara (David Shurk): https://airqualityprosescan.docdroid.com/87mjS6H/informe-densidad-iones-niagara-david-shurk-pdf
  • Espacios saludables (https://www.airqualityprosescan.com/healthybuilding )
  • Espacios seguros (https://www.airqualityprosescan.com/safetybuilding )
  • Espacios verdes (https://www.airqualityprosescan.com/greenbuilding )
  • Documentación tecnológica y científica (https://www.airqualityprosescan.com/documentos )
  • Casos de éxito (https://es.linkedin.com/posts/airqualityprosescan_caso-de-exito-en-plantacion-cannabis-gps-activity-7119136507696680961-JPDx )
• Global Plasma Solutions (GPS), artículos, productos, certificaciones propias y de terceros: (https://gpsair.com/ )
• Euronews, “El humo de los incendios de Canadá llega a Europa” (https://es.euronews.com/green/2023/06/28/el-humo-de-los-incendios-de-canada-llega-a-europa-afectara-a-la-calidad-del-aire )
• Redacción Médica “La autoridad santiaria podrá clausurar empresas con brotes de legionelosis”.https://www.redaccionmedica.com/secciones/ministerio-sanidad/la-autoridad-sanitaria-podra-clausurar-empresas-con-brotes-de-legionelosis-8612