Detalles sobre el método de flujo de aire por ocupante

Como explica Joey Fox, las nuevas directrices ASHRAE 241-2023 para el control de aerosoles infecciosos aportan un enfoque más razonado para los cálculos de seguridad en las habitaciones que el ACH: flujo de aire limpio por ocupante. El flujo de aire limpio requerido depende de la ocupación y la actividad esperadas. Por ejemplo, la atención sanitaria, cantar y una respiración más fuerte en el gimnasio requieren más, pero para oficinas comunes, escuelas y residencias es de 30-50 CFM/persona:

Afortunadamente, este rango corresponde al CADR que obtenemos por ventilador de PC y por pie cuadrado de área de Filtrete. (Específicamente ~40 CADR de POLVO por Arctic P12, ~45 CADR de POLVO por SickleFlow, ~50 CADR de POLEN por SickleFlow).

Regla general: cada ventilador de PC en las cajas de CleanAirKits cubre a 1 ocupante de la habitación.

Los requisitos para el aula pueden reducirse a la mitad si el sistema HVAC ya garantiza ~25 CFM de flujo de aire exterior/limpiado por persona.

Método de renovaciones de aire por hora (ACH)

Los cambios de aire por hora (ACH, por sus siglas en inglés) cuantifican la velocidad a la que se eliminan los contaminantes del aire de una habitación. Es un indicador general de la seguridad del aire de una habitación bajo supuestos de ocupación típicos, aunque es menos significativo en situaciones de ocupación extrema. Duplicar el ACH significa que los contaminantes se eliminan el doble de rápido, lo que reduce a la mitad cualquier dosis inhalada y reduce a la mitad (en promedio) el riesgo de contagio entre los ocupantes. (El riesgo de contagio entre un par particular de individuos también depende de su separación y de cualquier flujo de aire que los conecte). Estas son las descripciones más recientes sobre la seguridad cualitativa del ACH de la Comisión COVID-19 de The Lancet:

Tasas de suministro de aire no infeccioso (NAD) propuestas para reducir la exposición a enfermedades respiratorias transmitidas por el aire

Tasa de flujo volumétrico por volumen Caudal volumétrico por persona Caudal volumétrico por área de planta
DOLOR L/s/m³ PCM/Persona L/s/Persona PCM/ft² L/s/m²
Bueno 3 1.5 40 20 0.6 3
Mejor 6 3 80 40 1.2 6
Saludos 12 6 160 80 2.4 12

Para leer el informe completo, visite: covid19commission.org/safe-work-travel

Las fuentes de ACH como los sistemas de climatización (HVAC), las ventanas abiertas y los purificadores de aire son todas aditivas. Otros niveles de ACH destacables:

  • 1 ACH: tasa de renovación de aire de fondo típica por fugas y circulación natural sin HVAC mecánico
  • 1 ACH: aumento típico al abrir ventanas
  • 2-3 ACH: capacidad típica de los sistemas HVAC previos a la pandemia con circulación al exterior o adaptados con filtros MERV13
  • 6 ACH: objetivo de diseño previo a la pandemia para áreas generales de hospitales. Reduce la transmisión un 82% en comparación con 1 ACH
  • 12-14 ACH: habitación de aislamiento hospitalario (mínimo). ¿Comparable al aire libre?
  • 12-14 ACH: habitación de aislamiento hospitalario (mínimo). ¿Comparable al aire libre?

Para calcular el aumento de ACH de un purificador con una tasa de entrega de aire limpio (CADR) específica en pies cúbicos por minuto (CFM), solo necesitamos el volumen de la habitación (largo X ancho X altura del techo) en pies cúbicos:

ACH_aumento = CADR * 60 / VolumenDeLaHabitación

Dado que los techos altos son intrínsecamente más seguros al permitir una mayor dispersión, Joey Fox sugiere limitar la altura del techo a 8 pies en esta fórmula de ACH. De esta manera, los techos extra altos más seguros no requieren purificadores extra potentes.

ACH como constante de tiempo

Lamentablemente, no podemos decir simplemente que una tasa de 5 ACH significa que una habitación se limpia por completo cada 12 minutos. Debido a la remezcla infinita de la parte limpia con el aire sucio de la habitación, 12 minutos representan la constante de tiempo de decaimiento exponencial para que el (1-exp(-1)) = 63,2% de los contaminantes sean eliminados. En un plazo de 3 constantes de tiempo o 36 minutos, se habrá eliminado el 95% de los contaminantes. Al duplicar la tasa de limpieza a 10 ACH, el tiempo para eliminar el 95% de los contaminantes se reducirá a 18 minutos.

Como puede ver, incluso con 5 CAH (renovaciones de aire por hora), puede llevar bastante tiempo que una habitación previamente contaminada se limpie hasta en un 95% después de encender la ventilación. Por ello, es importante mantener los ventiladores del sistema HVAC y los purificadores de aire funcionando continuamente durante las horas de ocupación. De esta manera, pueden ir eliminando gradualmente los aerosoles infecciosos a medida que se generan, evitando su acumulación.

Asimismo, recuerde dejar que los purificadores funcionen durante 20-30 minutos en, por ejemplo, una habitación de hotel con un estado de contaminación desconocido antes de asumir que es segura.

Duplicar el ACH para reducir a la mitad las dosis y los riesgos

Si desea que las mejoras en la calidad del aire tengan un impacto sustancial en las tasas de transmisión viral, tenga en mente un objetivo lo suficientemente ambicioso. Según los principios básicos de dilución, podemos apuntar a duplicar los ACH (renovaciones de aire por hora) sobre los niveles existentes para reducir a la mitad, aproximadamente, los riesgos de transmisión. Para un modelo ligeramente más sofisticado, pruebe la herramienta de modelado de riesgos SafeAirSpaces del Dr. Corsi. Si un experto en instalaciones no puede proporcionar un análisis sobre los ACH actuales de una habitación, se puede asumir de forma conservadora que las construcciones antiguas tienen 2 ACH. El CADR del purificador adicional necesario para duplicar los ACH es:

CADR_duplicación = ACH_existente * VolumenDeHabitación / 60

El número de purificadores necesarios con una capacidad CADR determinada es:

# purificadores = CADR_duplicación / CADR_modelo_purificador

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Creación de una habitación bien ventilada

Las reducciones de riesgo derivadas de un alto número de renovaciones de aire por hora (ACH) suponen una mezcla intensa de aire dentro de una habitación. Las cajas Corsi-Rosenthal ayudan a crear circulación en la sala, pero pueden no ser suficientes para mezclar grandes espacios. Considere usar varias unidades o combinarlas con un ventilador de techo a baja velocidad o un ventilador oscilante para garantizar una mezcla y una cobertura uniformes en habitaciones grandes.