Ventilación y renovación del aire en aulas y espacios interiores

Guía para la renovación del aire en aulas de colegios y espacios interiores con ventilación deficiente

En los niños, la COVID-19 no es una enfermedad realmente grave. De hecho, la mayoría de los contagiados apenas desarrollan síntomas. El problema reside en su capacidad de contagio a los profesores y demás personal docente dentro del colegio y a sus familiares al llegar a casa.
Ese es el motivo fundamental por el que el Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA), junto al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha desarrollado la ‘Guía para ventilación en aulas”. Un documento que aquí queremos analizar y que marca las pautas a seguir para evitar contagios dentro de los centros educativos.

Aspectos clave para la ventilación de las aulas

En primer lugar, los ambientes exteriores son siempre mucho más seguros que los interiores a la hora de prevenir contagios de COVID-19. Por tanto, el centro educativo, siempre que exista la posibilidad, debe dar prioridad a la realización de las actividades fuera de las aulas.

El motivo es claro. En una clase cerrada en la que se acumula un número determinado de niños, la cantidad de partículas en suspensión (los famosos aerosoles de los que todo el mundo habla) tienden a crecer cuando hay uno o varios infectados. La exposición a este aire por parte del resto de alumnos y del personal docente puede resultar en contagio de coronavirus.
Para reducir ese riesgo de contagio, hay que reducir la emisión de esas partículas. Pero ¿cómo conseguirlo? Vamos a verlo.

Reducir la emisión de aerosoles (partículas en suspensión):

• Usando correctamente la mascarilla. Así esas partículas no pueden liberarse en el ambiente en la misma proporción que si no se usara.
• Evitar la actividad física dentro de espacios cerrados. Al hacer deporte, sube la cantidad de aire que inhalan y exhalan los niños, lo que incrementa el volumen de partículas de coronavirus en suspensión y, por tanto, el riesgo de contagio.
• Reducción del número de alumnos presentes en el aula. Cuantos menos sean, mejor, ya que así se podrá mantener una mayor distancia de seguridad.
• Mantener silencio o tonos de voz bajos. Al gritar, el volumen de expulsión de partículas de virus puede ser hasta 30 veces más elevado que al susurrar.

Reducir la exposición al virus:

Por su parte, para reducir dicho riesgo de contagio, también es imprescindible reducir la exposición del alumnado al virus. Esto se consigue, fundamentalmente mediante las siguientes medidas:

• El uso adecuado de la mascarilla.
• El mantenimiento de la distancia interpersonal de 1,5-2 metros.
• La reducción de los tiempos de exposición, es decir, hacer uso de los espacios interiores el menor tiempo posible.
• La correcta ventilación del aire para eliminar la concentración de SARS-CoV-2 en el ambiente. En caso de no haber ventanas y puertas suficientes para llevarla a cabo, se debe apostar por los equipos de purificación del aire.

Este último punto es el más interesante y sobre el que nos queremos enfocar.

Diferencia entre ventilación y purificación del aire de las aulas

Antes de continuar, vamos a ver la definición de ambos conceptos para establecer una base sobre la que seguir trabajando:

• Ventilación. O renovación del aire. Hace referencia al proceso de sustitución del aire contaminado por SARS-CoV-2 alojado en el interior del aula por aire exterior libre de él. ¡Ojo! Esto solo puede hacerse mediante ventanas y extractores de aire. Los ventiladores no tienen ninguna utilidad dentro de un aula cerrada sin adecuados mecanismos de renovación natural o artificial.
• Purificación. Se trata del proceso de eliminación de las partículas de coronavirus suspendidas en el aire. Generalmente, se realiza mediante filtración con filtros HEPA (de forma habitual con purificadores de aire con filtro hepa portátiles, pero también se puede efectuar mediante eliminación o desactivación del virus como ocurre con el uso de purificadores de aire UVC ultravioleta . Su uso es imprescindible cuando el aula no dispone de los mecanismos de ventilación citados anteriormente.

Cuánto se debe renovar el aire del aula para prevenir contagios?

Depende de los siguientes factores:

• Volumen del aula.
• Número de ocupantes (alumnos y profesores).
• Edad de los ocupantes.
• Actividad que se realiza.
• Casos en la región en la que se encuentra el colegio.

Para medir la capacidad de renovación del aire de un aula y de cualquier otro espacio cerrado se utiliza como unidad la ACH (‘Air Changes per Hour’, es decir, cambios de aire por hora). Así, por ejemplo, 1 ACH equivale a sustituir una vez todo el aire presente en un espacio cerrado en una hora.

Por ejemplo, si tomamos como ejemplo un espacio cerrado de 100 m3, 1 ACH garantiza una renovación del aire total de la estancia del 63 % ya que hay que considerar que, al extraer el aire e introducir otro nuevo, se produce una mezcla continua. Con 2 ACH se alcanza el 86 % de renovación, mientras que con 3 ACH se llega al 95 %.

Pero ¿cuántas ACH son necesarias para evitar el contagio por coronavirus? Según la ‘Guía para ventilación de aulas’, que es aplicable a otros muchos espacios interiores, 6 ACH, es decir, 6 renovaciones completas. En esa cifra, la renovación garantiza casi el 100 % de aire nuevo pasada una hora aún considerando que dentro del espacio hay 25 alumnos de entre 5 y 8 años. En esas condiciones, lo mínimo serían 4 ACH. Por debajo de 3 ACH el riesgo de contagio sería muy alto.

Otro sistema muy válido para establecer la calidad de la ventilación se basa en el uso de medidores de CO2 (dióxido de carbono). En exteriores, la concentración de este gas suele rondar las 420 ppm (partes por millón), pero en interiores es muy superior debido a la exhalación de las personas que los ocupan. De este sistema hablaremos más adelante.

Otros aspectos de interés respecto a la ventilación y la purificación del aire en las aulas

Entre la ventilación natural y los sistemas de purificación del aire dentro del aula debe haber un equilibrio. De hecho, ambos sistemas son indispensables por los siguientes motivos:

• En invierno, abrir las ventanas y las puertas puede ser inviable por la sensación de frío que provocaría y por el desperdicio de energía en caso de haber sistemas de calefacción. En esos casos, el confort térmico hace indispensable contar con sistemas de purificación de aire.
• Lo mismo sucede cuando las condiciones meteorológicas son adversas. Es posible que, si llueve o nieva, la purificación del aire sea el único sistema viable para mejorar la calidad del ambiente y reducir el riesgo de contagio.
• El ruido del exterior es otro factor a tener en cuenta a la hora de dejar las ventanas y puertas abiertas. Puede entorpecer el normal desarrollo de la clase.
• La apertura de las ventanas también puede conllevar la entrada de agentes contaminantes dentro del aula (por ejemplo, los resultantes de la combustión de la gasolina o el diésel en los vehículos que circulan por la calle). Esto conlleva un riesgo sanitario complementario a la COVID-19.
• Al cerrar las ventanas y puertas, la concentración de CO2 también aumenta por el aire exhalado por los ocupantes. Hay estudios que certifican que ese gas afectan negativamente a la atención y al rendimiento escolar.

Por su lado, si nos fijamos a lo especificado en el RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios, aprobado mediante el Real Decreto 1027/2007), nos encontramos con el hecho de que, para garantizar una buena ventilación de un aula, es necesario garantizar la renovación de 12,5 litros de aire por persona y segundo. Esta cantidad crece hasta los 20 litros/segundo en guarderías. Niveles suficientes para prevenir el contagio por COVID-19 y que se fijaron antes de la pandemia.

El orden de actuación según prioridad para ventilar el aula

Tras todo lo dicho anteriormente, es necesario fijar un protocolo de actuación en función de las necesidades del centro educativo y de las características de la actividad:

• Siempre que sea posible, es necesario realizar las actividades en exteriores.
• Si la actividad debe ser en interior, lo ideal es optar por un aula con ventilación cruzada (ventanas y puertas enfrentadas, es decir, en paredes opuestas).
• Si la ventilación natural cruzada no es suficiente, será necesario utilizar extractores e impulsores de aire que garanticen un caudal de renovación suficiente. También es posible usar sistemas de ventilación centralizada incrementando la tasa de aire exterior y reduciendo la de recirculación.
• Si la ventilación mecánica tampoco garantiza la reducción del riesgo, hay que recurrir a sistemas de purificación del aire mediante filtros HEPA.
• Si este último recurso no es bastante, habrá que realizar una combinación de ellos para garantizar los estándares mínimos de prevención de la COVID-19.

Para saber si las medidas tomadas han dado resultado, lo mejor es utilizar los medidores de CO2 a los que hicimos referencia anteriormente. En cualquier caso, aunque cualquiera de dichas acciones dé como resultado una correcta ventilación del aula para prevenir contagios por coronavirus, el uso de la mascarilla, el mantenimiento de la distancia social y la aplicación del resto de medidas de higiene (principalmente, lavado de manos con soluciones hidroalcohólicas) siguen siendo indispensable.

Medidores de CO2 para conocer las necesidades de ventilación del aula

Como dijimos, los medidores de dióxido de carbono (CO2) proporcionan un sistema de calibración indirecta de la calidad de la ventilación del aula. Pero, para que sean fiables, deben reunir las siguientes características:

• Proporcionar datos fiables sin necesidad de realizar ningún proceso complementario.
• Ofrecer, al menos, un dato por minuto. Si es posible, más.
• Estar equipados con tecnología NDIR (‘nondispersive infrared’).
• Contar con una pantalla que muestre los datos en tiempo real.

En líneas generales, el precio de estos dispositivos suele ser de entre 100 € y 300 €. Para probar su eficacia, lo mejor es probarlo en mitad de la calle. En las áreas urbanas debe ofrecer unos resultados que ronden las 420 ppm (partes por millón). Es indispensable seguir las instrucciones del fabricante para garantizar que brinde resultados reales.

Aspectos a tener en cuenta a la hora de usar medidores de CO2

Has de saber que estos dispositivos poseen ciertas limitaciones lógicas teniendo en cuenta que se trata de sistemas de calibración indirectos. Vamos a verlas:

• Hay que realizar mediciones en varios puntos del aula. Ten en cuenta que, por la ubicación de los elementos de ventilación natural y mecánica, así como de la que posean los de purificación, es posible que una zona brinde mejores resultados que otra. Generalmente, esto sucede respecto a la parte central y las esquinas. Es lo que se conoce como áreas estancadas.
• Los resultados en ACH que proporcionen los sistemas de purificación del aire y de ventilación son aditivos, es decir, se deben sumar. Hay que adaptar los cálculos a esta cuestión.
• La calibración del medidor de CO2 es fundamental ya que, si no se efectúa correctamente, puede arrojar datos erróneos. Es indispensable seguir al pie de la letra las instrucciones del fabricante para llevarla a cabo.
• Las partículas en suspensión de SARS-CoV-2 se degradan rápido. Por tanto, su volumen decrecerá antes que el de CO2 presente en el aire. Esto puede hacer que el riesgo de contagio varíe en función del número de personas que haya dentro y de la actividad que estén realizando.
• Hay que realizar las mediciones con asiduidad para garantizar que la eficiencia de los sistemas de purificación y ventilación no varían.
• No todas las personas emiten la misma cantidad de CO2. La edad, el sexo, el peso y su actividad metabólica son factores que influyen. Esto puede hacer que los datos no sean siempre exactos.

En definitiva, el seguimiento de estas pautas determinará el riesgo de contagio de COVID-19 dentro del aula. Un problema especialmente grave ya que, si bien es cierto que los niños no desarrollan patologías graves, los mayores que le rodean sí. Por tanto, su aplicación en materia de renovación y purificación del aire de esos espacios interiores se antoja fundamental.