Automatización Sectores de la industria

Edificios Inteligentes: Síndrome del Edificio Enfermo

El desarrollo tecnológico surge ante la necesidad del hombre por estar en constante comunicación, además de ocupar lugares que le proporcionen seguridad, ahorro (tanto energético como económico) y un ambiente confortable para la realización de sus actividades. Los edificios denominados inteligentes tratan de aportar estos y más beneficios para una vida de mejor calidad al usuario.

Arq. Dulce María Lima

El uso de las instalaciones automatizadas en la construcción ha acelerado su desarrollo durante los últimos 30 años, en donde las necesidades de los grandes edificios requieren un control total de cada una de las instalaciones y de los equipos que se utilizan.

Entre los primeros objetivos se perseguía tener una buena comunicación dentro del edifico, mantener el ambiente agradable para que los trabajadores pudieran realizar las actividades sin problemas, en esta división se encuentra el aire acondicionado, el cual juega un papel sumamente importante dentro de un edificio.

Con el éxito que tuvieron las comunicaciones, el rápido desarrollo de la informática y las computadoras se buscó la manera de satisfacer cada uno de lo requerimientos de seguridad y entretenimiento, posteriormente se añadió el ahorro energético y al utilizar equipos automatizados se notó un ahorro económico el cual recuperaría la inversión en pocos años.

La integración de todos los sistemas permite que al edificio se le denomine inteligente, en donde se busca que el edificio pueda responder a una situación de desastre o tener la seguridad de que cada instalación localizada tanto en el interior como en el exterior de la edificación se encuentre en perfectas condiciones.

Un ejemplo de Edificio inteligente es el Calakmul, automatizado en el 100% de sus funciones (sistemas de seguridad, de telecomunicaciones y equipamiento), planeado para adaptarse a necesidades futuras. Además se rige por los siguientes aspectos: regeneración ecológica y urbana de la zona de Santa Fe. Implementación de un sistema de desarrollo organizacional para administración de la obra.

En nuestro país existe el Instituto Mexicano del Edificio Inteligente el cual cada año otorga un premio para determinar qué edificio cumple con los requisitos para ser inteligente

Elaboración de un programa detallado de higiene y seguridad laboral. Utilización de dinamómetros y aparatos de estaciones universales de topografía para solución de anclaje de taludes. Fabricación de estructura metálica con pasos previos para instalaciones. Montaje de estructura metálica con excelente precisión y precolados simultáneos. Capacitación periódica del personal en seguridad. Seguimiento de normas, control de calidad de materiales y procesos constructivos a lo largo de la obra.

El término inteligente es muy ambiguo por lo que cabe aclarar que puede resultar de una comparativa con el cuerpo humano donde el ordenador central del edificio funge como el cerebro, el cableado como las venas y los sensores como las sensaciones, además el edificio no puede pensar por sí sólo ni dar una respuesta a las situaciones sin la manipulación humana pero sí puede ser programado para dar una solución rápida y precisa en caso de algún desastre tanto natural como accidental o provocado.

Al edificio inteligente también se le puede denominar como domótica o edificio automatizado, sin embargo no existe una definición exacta del término por lo que cada autor y empresa dan su propia definición.

El término se da para nombrar a los edificios con alta tecnología, haciendo hincapié en instalaciones, equipos y artefactos que utilicen tecnología nueva, tomando en cuenta que con el avance que en los últimos años ha tenido el área de la informática es un tanto difícil tener totalmente una actualización.

La Torre Mayor es un claro ejemplo de Edificio Inteligente y cuenta con la tecnología más avanzada, considerado uno de los rascacielos más resistentes, es el más alto de Iberoamérica, y el de mayor resistencia sísmica a nivel mundial.

Se puede entender como un edificio que cuenta con una integración de servicios que proporcionan seguridad, ahorro energético y económico, confort, comunicación fuera y dentro del edificio, al mismo tiempo de ser flexible para futuras aplicaciones y ser de un diseño interdisciplinario, ofreciendo un mantenimiento preventivo.

El Instituto Mexicano del Edificio Inteligente emitió una definición más precisa: “Un edificio Inteligente es aquel que proporciona un ambiente productivo con efectividad de costos y optimación de cuatro elementos básicos: estructura, sistemas, servicios, administración y la interrelación de todos ellos.

Eso propicia que los propietarios, los administradores y los ocupantes del inmueble satisfagan propósitos como reducir costos, ganar en comodidad, conveniencia, seguridad, flexibilidad a largo plazo y plusvalía”.

Un punto importante entre automatizado e inteligente suele ser que en el primero las instalaciones y los equipos sólo funcionan de manera independiente y el denominado inteligente es aquel en donde se logra una integración de todas y cada una de las instalaciones.

Dentro del sistema inteligente se determinan tres grados de  inteligencia primero la inteligencia básica en donde sólo se cuenta con instalación automatizada no integrada, segundo, inteligencia media en donde ya se tiene una integración del edificio y el grado tres donde se tiene una inteligencia total, en el cual ya se puede tener una manipulación integrada de cada uno de los sistemas: de seguridad, ahorro, mantenimiento, comunicación, clima,  etc.

Actualmente con el desarrollo del Internet los edificios pueden ser manejados desde los teléfonos móviles, computadoras personales o agendas digitales sin la necesidad de estar habitando el inmueble.

Diagrama 1. Ejemplo de instalación de aire acondicionado

La instalación inteligente funciona con cableado que recorre el área y del cual se conectan todos los demás dispositivos. En el siguiente diagrama se muestra un ejemplo del funcionamiento del aire acondicionado.

El sistema sólo necesita de un alimentador de energía eléctrica, motor que va unido al bus que permite la acción automática.

Los termostatos captan las temperaturas de cada cuarto, mandan un aviso a los actuadores que son los que van a controlar la abertura o cierre del paso del aire, y también envían una señal a la central de mando para mantener un control constante de cada temperatura y estado de los equipos.

En el diagrama dos se muestra un ejemplo de cómo puede estar conectado un sistema de persianas esto permite el ahorro de energía.

El cableado estructurado mantiene las señales y la comunicación en buenas condiciones para que el usuario pueda hacer uso de los servicios

Diagrama 2. Ejemplo de persianas automatizadas

Entre los beneficios que un sistema inteligente puede proporcionar es que según los analistas se ahorra hasta un 30% en mantenimiento y energía lo que resulta ser muy bueno para los inversionistas y los usuarios, además generan mayor rapidez para las telecomunicaciones.

En el edificio el mismo sistema es el encargado de realizar llamadas telefónicas, permitir o negar el acceso a determinadas personas, detectar alguna anomalía en cualquier parte del edificio ya sea en el aire acondicionado, en instalaciones hidrosanitarias en caso de haber alguna fuga de agua, detectar humo, mantener una comunicación interior y exterior.

Por medio de sensores de temperatura el sistema determina a qué altura abrirán las persianas, accionará el aire acondicionado a la temperatura indicada, en caso de existir parasoles serán ajustados de acuerdo a la hora.

Para seguridad existe un sistema de circuito cerrado de televisión que puede ser monitoreado por Internet, el cual para ahorrar espacio sólo graba el lugar cuando se detecta movimiento, en caso de ser requerido se puede instalar un detector de infrarrojos, esto va a funcionar cuando se les da una clave de acceso a cada empleado y el sistema detecta la hora de entrada, salida o alguna otra actividad.

Los termostatos captan las temperaturas de cada cuarto, mandan un aviso a los actuadores que son los que van a controlar la abertura o cierre del paso del aire

El sistema puede localizar al usuario mandando una señal a un teléfono móvil o por medio de Internet, como aún no están muy estables los servicios inalámbricos es recomendable que todavía los servicios se manejen por medio de cableado.

Con el sistema de iluminación se permite controlar horarios para el encendido y apagado de luces en las diferentes áreas, así como el control de la intensidad de luz en mayor o menor grado, esto generalmente va a depender de la cantidad de luz natural que entre al edificio, para alcanzar ahorros  significativos de energía y dinero.

Un edificio inteligente comienza desde su diseño, con la elección de los materiales, los dispositivos, la localización, éste es un punto importante por que se deben tomar en cuenta los sitos en donde se van a ubicar los sensores, el cuarto de control, las cámaras y todo el sistema de monitoreo, algo muy relevante son las salidas de emergencia, que en caso de haber equipos el sistema contra incendio no debe afectarlos, generalmente se utiliza un sistema denominado FM200, que quita el oxigeno por lo que las personas no pueden permanecer en el sitio.

En México existe el Instituto Mexicano del Edificio Inteligente el cual cada año otorga un premio para determinar que edificio cumple con los requisitos para ser inteligente. Entre los requerimientos se encuentran: máxima economía, refiriéndose al uso de los energéticos, máxima flexibilidad que es la adaptabilidad a un bajo costo incluyendo cambios tecnológicos referidos a futuro, máxima seguridad, máxima automatización y máxima predicción y prevención refiriéndose a la operación y mantenimiento.

La mayoría de las instalaciones de un edificio inteligente suelen ser del mismo funcionamiento por lo que las partes principales de un sistema son los sensores que captan cada actividad especifica en los espacios, es decir sensores de temperatura, humedad, contra incendio, entre otros y los actuadores los cuales dan una respuesta para saber qué es lo que se debe de hacer (subir, bajar, cerrar, abrir) etc., éstos van a recibir la señal del sensor para enviarla a la central que determinará la acción a seguir.

En todo el edificio corre el llamado cableado estructurado. Es utilizado para que los dispositivos que se localicen en el edificio funcionen a la vez de la mejor manera. El cableado estructurado mantiene las señales y la comunicación en buenas condiciones para que el usuario pueda hacer uso de los servicios.

El acceso a los servicios del satélite, antenas y a cualquier tipo de redes ya sean nacionales o internacionales, video conferencias, etc., sean de uso más fácil para los usuarios.

Actualmente todo lo nuevo con tecnología en electrodomésticos, carros, teléfonos, etc., se les denomina inteligentes, todos estos sistemas ofrecen la oportunidad de ser manipulados a distancia, lo que ha permitido que la comunicación sea compatible entre todos y brindan una gran ayuda a las personas ya sea de la tercera edad o a personas con alguna discapacidad física por su fácil manejo ya que con solo tocar un botón, estas tecnologías pueden ser implementadas en cualquier tipo de edificio ya que pueden ser instaladas en cualquier espacio incluyendo cocinas, baños y patios.

A pesar de los muchos beneficios que estos edificios nos proporcionan algunos profesionistas mencionan que prefieren no utilizar demasiada tecnología, ya que existen algunos inconvenientes en el hecho de realizar edificios de esta magnitud sobre todo el problema recae en el sistema de aire acondicionado porque la altura de los edificios no permiten la ventilación natural resultando ser totalmente hermético.

Lo que se pretende al construir este tipo de edificios es proporcionar una vida mas confortable al usuario, dotándolo de todos los servicios de comunicación, seguridad, además de optimizar el ahorro de los recursos, bajando los costos de mantenimiento y darles la seguridad de que el edificio está programado para reaccionar ante una situación de peligro dando respuestas correctas con el fin de buscar una manera de que el usuario se encuentre en un lugar seguro

Estamos inmersos en una época en donde se usa el desarrollo tecnológico en beneficio de la humanidad, sin embargo a pesar de todos los avances científicos e informáticos es necesario proporcionar mantenimiento a los equipos e instalaciones denominadas inteligentes ya que como en todos los inventos del hombre pueden encontrarse deficiencias tal es el caso del síndrome del edificio enfermo.

En esta era en donde la inteligencia es determinada para diferenciar la nueva tecnología, el edificio inteligente deberá cumplir con ciertos requisitos que serán el resultado para ser un complemento en la vida del hombre, procurando contar con un diseño que se adecue a cada uno de sus ocupantes y a su hábitat, sin embargo existe un inconveniente en el ámbito de la salud de los usuarios en este caso se le denomina Síndrome del Edificio Enfermo.

Dentro de todos los beneficios que se obtienen al construir un edificio inteligente existe un problema al que se le denomina Síndrome del Edificio Enfermo cuyas siglas son SEE, se determina cuando los ocupantes manifiestan síntomas de problemas agudos en su salud, en algunos estudios se ha mencionado que es a causa de la estancia permanente dentro de los edificios, atribuidas a contaminantes presentes en el aire.

El síndrome del edificio enfermo fue reconocido por la Organización Mundial de la Salud (OMS) en 1982 y lo define como: conjunto de síntomas diversos que presentan los individuos en estos edificios y que no suelen ir acompañados de ninguna lesión orgánica o signo físico, diagnosticándose, a menudo, por exclusión. Es un conjunto de síntomas que padecen algunos individuos que habitan o trabajan en un mismo edificio, generalmente de los denominados sellados, y que remiten cuando lo abandonan.

Se puede mencionar que el principal problema es la mala ventilación, la temperatura, entre otros factores en el aire como hongos, bacterias. Éstos se dan por falta de una buena corriente de aire que permita ventilar de manera óptima el interior del lugar, refiriéndonos a un punto intermedio de la temperatura y las corrientes de aire.

Lamentablemente para muchos, los nuevos y rehabilitados edificios o los edificios modernos son los que arrojan un mayor índice de problemas relacionados a la salud.

La facultad de Medicina de la Universidad Nacional Autónoma de México define al SEE como un conjunto de síntomas que pueden afectar según los estudios a 20% de los trabajadores de un mismo inmueble.

Dentro de esta gran disyuntiva se maneja una posible solución la cual consiste en aprovechar al máximo la luz y la ventilación natural, ya que generalmente estos edificios son dotados de aire acondicionado.

Para el ocupante no existe un síntoma específico, no obstante, para determinar si es un edificio enfermo debe manifestarse una combinación de varios síntomas entre los que destacan irritación en oídos, nariz y garganta, resequedad en zonas mucosas, dificultad para respirar, erupciones y resequedad en la piel, comezón, mareos, fatiga física y mental, dificultad para concentrase, dolor de cabeza, infecciones respiratorias y resfriados, somnolencia, tos, asma, ronquera, trastornos en el sentido del olfato y del gusto.

Para determinar si ocupamos un edificio enfermo se debe realizar una amplia investigación del personal en cuestión. Se menciona que los síntomas se presentan con mayor frecuencia durante la tarde. Generalmente las personas que laboran en oficinas son las más propensas.

La OMS en una Guía para el Establecimiento de la Calidad del Aire recomienda ciertos valores para proteger la salud pública incluye 28 sustancias, algunas de las más significativas para el SEE se indican en la Tabla 1.

Valores de referencia para algunas sustancias no cancerígenas en aire según la OMS
Compuesto Valor de Referencia (Promedio Ponderado en el Tiempo) Período de Tiempo
Compuestos Orgánicos Cloruro de metileno
Estireno
Formaldehído
Sulfuro de Carbono
Tetracloroetileno
Tolueno
Tricloroetileno
3 mg/m
3800 µg/m
3100 g/m3
100 g/m3
5 mg/m3
8 mg/m3
1 mg/m3
24 horas
24 horas
30 minutos
24 horas
24 horas
24 horas
24 horas
Compuestos Inorgánicos Cadmio
Dióxido de AzufreDióxido de NitrógenoMonóxido de Carbono 

 

Ozono

Plomo

1 – 5 ng/m3
10 – 20 ng/m3
500 µg/m3
350 µg/m3
400 µg/m3
150 µg/m3
100 mg/m3
60 mg/m3
30 mg/m3
10 mg/m3
150 µg/m3
100-120 µg/m3
0.5-1.0 µg/m3
1 año (áreas rurales)
1 año (áreas urbanas)
10 minutos
1 hora
1 hora
24 horas
15 minutos
30 minutos
1 hora
8 horas
1 hora
8 horas
1 año

Entre los factores que producen el síndrome son: olores en donde los gases provocan molestia al usuario, ya que los malos olores pueden producir irritación y estrés, el nivel inadecuado de iluminación, los brillos excesivos, ya que los destellos pueden llegar a provocar  estrés visual llegando hasta desencadenar dolor de cabeza y ojos.

En el momento en el que se piensa construir un edificio, desde su diseño deben de ir incluidos ciertos parámetros bioclimáticos

Existen normas para los diseñadores y constructores en la que se especifica la cantidad de luxes que se necesita para determinado espacio y actividad, ya que cuando algo no es estudiado las consecuencias son para los ocupantes del inmueble, un ejemplo es que puede ser causa de accidentes en ancianos, o forzar la vista cuando estamos leyendo, dibujando o estudiando.

Aunque parezca sin importancia el ruido es un factor de riesgo ya que al  sobrepasar los límites recomendados por las normas, puede llegar a producir fatiga al trabajador, al igual que la iluminación es importante analizar y dar una propuesta de diseño acústico, los límites recomendados por las normas son de 60 a 70 dB.

El medio ambiente es determinante ya que en él se incluye el confort térmico en donde se debe establecer un intervalo de temperaturas y un estudio de las personas que utilizan el espacio, así como las actividades a realizar.

Se toma en cuenta una temperatura ambiental de confort térmico desde los 22° C hasta los 24.5° C la velocidad de aire de 0.15 m/seg a 0.25m/seg.

Actualmente existen sistemas que determinan la cantidad de humedad que se encuentra en el interior con el fin de mantener una humedad media en donde no se favorezca el desarrollo de hongos y otros contaminantes, en cambio si existe mínima humedad provocará resequedad en las mucosas.

El polvo es otro de los principales factores, actúa como medio de transporte de sustancias que producen alergias, conlleva gran cantidad de microorganismos como esporas, mohos, ácaros entre otros.

A pesar de limpiar los lugares no es suficiente para eliminar totalmente todos los microorganismos, ya que sólo se eliminan partículas grandes.

En el siguiente cuadro se muestra el tipo de sustancia y su concentración.

Contaminantes habituales detectados en el microclima de edificios inteligentes
SUSTANCIA CONCENTRACIÓN
Polvo total 20-40 mg/m3
Polvo respirable 15-25 mg/m3
Compuestos Orgánicos volátiles 0,05-0,02 mg/m3
Formaldehídos 5-40 ppb
Tulueno 10-30 ppb
O,m.p-xileno 10-20 ppb
Etileno 5-15 ppb
Hexano 10-25 ppb
1,1,1-tricloroetano 50-150 ppb
1,1,2,2-percloroetileno 40-80 ppb
Ozono 5-10 ppb
Óxidos de nitrógeno (NOX) 200 ppb
Monóxido de carbono (CO) 2-1 ppm
Dióxido de carbono (CO2) 0,05-0,09%

Existen ciertas características entre las que se encuentran:

• Manifestación de quejas acerca de la salud en un 20%, las cuales se presentan con mayor frecuencia por la tarde que por la mañana.

• Existe una recirculación del aire acondicionado, ya que cuentan con sistemas de ventilación o climatización y no se les da el mantenimiento adecuado.

• Generalmente la mayoría de los edificios son herméticos, no existe la posibilidad de abrir alguna ventana.

• Propagación del humo de tabaco, por lo que a partir de abril del 2008 quedó prohibido fumar dentro de cualquier tipo de espacios.

Las áreas verdes permiten que se trabaje con más armonía y en mejores condiciones de salud, un estudio realizado en Estados Unidos mostró cómo las personas que se rodeaban de plantas o áreas verdes estaban menos propensas a enfermarse y disminuía el índice de agresividad en los jóvenes.

La ventilación natural es escasa en este tipo de edificios,  por lo que es importante tomar en cuenta, los aportes mínimos de ventilación, éstos pueden variar según el país, el espacio y la actividad de las personas, por ejemplo en el estándar ASHRAE, se determina ciertos requisitos, como un aporte mínimo por persona, si es área de fumar o no y número de personas, entre otros.

La ventilación como tal no es causa de algún problema, la situación se presenta cuando no existe una cultura en el cuidado y mantenimiento de los equipos de ventilación.

Niveles de confort recomendados por la Institución Británica de Ingenieros de Mantenimiento de Edificios (CIBSE)
Temperatura 19-23º C
Humedad relativa 40-70%
Ventilación:
Suministro de aire fresco Mínimo:8 litros/seg./ personaFumando:16 litros/seg./ personaFumando mucho:25 litros/seg/persona
Suministro total de aire 46 recam./h.
Velocidad del aire 0.1-0.3 m/seg.
Ruido 46 dBA máximo
Iluminación:
Trabajo normal de oficina 500 lux
Dibujo, corrección, etc. 50 lux

Cuando se realiza algún cálculo para equipos de aire acondicionado es necesario tomar en cuenta el tamaño del espacio a ventilar, el número de los equipos electrónicos a ocupar, la cantidad de calor emitida por cada elemento dentro del espacio y demás factores importantes para la correcta cantidad de aire que se va a introducir, todo esto con el fin de tener aire limpio, por llamarlo de alguna manera y no provocar problemas internos.

La ventilación en sí no debiera ser causa de problemas adicionales, sin embargo hay que cuidar el mantenimiento y limpieza de los equipos de ventilación y evitar recirculaciones de aire que puedan introducir nuevos contaminantes.

Aunque se cuenta con suficiente tecnología para detectar la cantidad de humedad dentro de un cuarto o con sensores que detectan la llegada de un sismo minutos antes, aún no se tiene la razón exacta por la cual se está causando este síndrome o identificar el factor principal del problema por lo que no se puede dar una solución definitiva, pero sí se pueden dar algunos consejos para tratar de evitarlo, entre los que destacan el mantenimiento preventivo de los equipos de aire acondicionado, preferentemente procurar el suministro de aire fresco, es importante tomar en cuenta los accesos disponibles para la inspección de las áreas de ventilación, como en los ductos, contar con filtros en buenas condiciones cambiándolos en tiempos regulares, evitar que el agua se estanque en los sistemas de refrigeración,  tener en buenas condiciones el sistema de aire, ya que no debe tener ningún tipo de fugas, instalar en lugares estratégicos los humidificadores, ya que son los que van a estar a cargo del control de la humedad del aire.

Los diseñadores y constructores deben de tomar medidas necesarias para prevenir  estos problemas, ya que estamos en una época en donde la mayoría del tiempo la pasamos en lugares cerrados, es importante que en el momento en el que se piensa construir un edificio desde su diseño deben de ir incluidos ciertos parámetros bioclimáticos que son los que van a determinar la mejor posición de cada cuarto, determinando la cantidad de luz solar a ocupar o la mejor orientación, la elección de los materiales a utilizar, así como el cálculo de cada instalación a manejar como los sistemas de ventilación, teniendo en cuenta las normas para tener un buen control de la calidad de aire a introducir.

Gray Robertson, un químico británico de 46 años, vivió en Virginia (Estados Unidos), donde empezó a estudiar el llamado síndrome del edificio enfermo a raíz del brote en 1976 de una enfermedad parecida a la neumonía y que afectó a 182 personas que asistían a la Convención de la Legión Americana celebrada en un hotel con aire acondicionado de Filadelfia. La bacteria causante de esta patología, identificada más tarde como la Legionella pneumophiila, originó la muerte inmediata de 29 afectados, produciendo posteriormente otros cinco fallecimientos.

PERSONALES·Atopia (alergías, asmas, accema)·Dematitis seborreica·Sexo· Mayor tiempo de rotura de la película lagrimal

ACTIVIDADES RELACIONADAS CON EL TRABAJO·Estrés laboral·Más tiempo dedicado al fotocopiado·Papel autocopiativo·Más tiempo pasando ante monitores· Periodos de tiempo cada vez mayores en el puesto de Trabajo· Nivel laboral y sueldos más bajos

FACTORES RELACIONADOS CON EL EDIFICIO·Ventilación mecánica·Mantenimiento inadecuado·Grandes Superficies textiles (superficies muy amplias como moquetas y cortinas)·Moquetas· Reformas recientes· Inadecuadas estrategias operativas

Factores de riesgo y causas del edificio enfermo

Probablemente sin volver a la arquitectura vernácula se pueden retomar ciertos criterios para el diseño, estando consientes de colocar de una manera correcta los equipos a utilizar para evitar futuros problemas que posiblemente pueden llegar hasta la muerte.

Los arquitectos tenemos como fin la adecuada utilización de los espacios y este objetivo aunado a las condiciones óptimas se pueden combinar para preservar la salud y por consiguiente la vida de todo ser humano.
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Referencias
http://www.fic.org.mx/Lieberman/1997.htm

Asociación Mexicana del Edificio Inteligente y Sustentable A.C.


http://www.facmed.unam.mx/emc/computo/ssa/HIS/his.pdf
http://www.mtas.es
http://www.tabaquismo.freehosting.net
http://www.estrucplan.com.ar
http://www.facmed.unam.mx
http://www.istas.net
http://www.cepis.ops-oms.org
http://www.elpais.com

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