Inteligencia artificial para mejorar la calidad del aire, el confort térmico y la eficiencia energética en hospitales
Este artículo fue publicado por primera vez en el Anuario AEIH 2022
En los últimos años, la evolución de las nuevas tecnologías y el aumento de la capacidad de computación, han hecho que la inteligencia artificial se encuentre cada vez aplicada a más casos. La climatización de un hospital no es menos. Resultando una de las instalaciones más complejas, y donde las condiciones ambientales representan un factor clave, un sistema de inteligencia artificial IA machine learning permite gestionar toda esa complejidad y garantizar el confort térmico y la calidad del aire con un ahorro significativo del consumo energético.
Introducción
Confort térmico, calidad de aire y eficiencia energética son conceptos que se encuentran en el vocabulario diario de la operación y gestión de una infraestructura, incluidas las sanitarias.
Los edificios se pueden entender como “entes vivos” cuyas condiciones ambientales interiores se ven sometidas a cambios constantes a lo largo de un día. Centrándose, por ejemplo, en el confort térmico, hay múltiples factores que influyen, como la climatología exterior, el tipo de actividad desarrollada en su interior, los niveles de ocupación… En el caso de un hospital, esto cobra especial importancia dadas las distintas zonas con diferentes usos y los diferentes perfiles de usuario que hay en su interior, desde pacientes, médicos, enfermeras, etc.
Para evaluar el confort térmico, existen diferentes metodologías, siendo predominante el uso de los índices de confort PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) y PMV (Predicted Mean Vote), tal como recogen las normativas ASHRAE 55 y UNEEN ISO 7730, que permiten medir el grado de insatisfacción del usuario en función de una serie de parámetros. Estos índices provienen del trabajo de P.OFanger (Thermal Confort, McGraw-Hill, 1972) que considera el nivel de actividad, las características de la ropa, la temperatura seca, la humedad relativa, la temperatura radiante media y la velocidad del aire. Todas estas variables influyen en los intercambios térmicos hombre-entorno, afectando a la sensación de confort.
Sin embargo, en la gestión de la climatización no se suele valorar el confort de las personas y, como criterio, únicamente se considera una consigna de temperatura predefinida. Pero la temperatura no es un número fijo para todas las zonas, ni para todos los días del año, dado los distintos perfiles de usuarios existentes y las condiciones exteriores cambiantes.
Conseguir condiciones confortables conlleva un coste energético. Desde hace 10-15 años se está instaurando una política de sostenibilidad y eficiencia energética que ha provocado que este concepto se convierta en una necesidad dentro de la gestión de la infraestructura. Con el establecimiento de los acuerdos internacionales, como los alcanzados en la Cumbre de Paris en 2015 o en la Agenda 2030 de la ONU, las entidades gubernamentales se han visto obligadas a tomar medidas para limitar el consumo energético y las emisiones de CO2 a la atmósfera.
Los hospitales son infraestructuras que tienen que estar en funcionamiento las 24 horas del día, los 365 días del año, y donde es necesario garantizar unas condiciones ambientales ideales. Por lo tanto, existe un consumo de energía continuo, tanto de energía eléctrica como de combustible. Como estimación, se puede considerar que, en un hospital, el consumo dedicado a la climatización puede rondar el 50-60% del consumo global del edificio por lo que se hace imprescindible la aplicación de medidas de eficiencia energética en estos sistemas, tratando de reducir los consumos generados sin que se vean afectados ni el confort térmico ni la calidad de aire.
Se podría decir, por tanto, que la sostenibilidad y la eficiencia energética son conceptos que deben convivir en el día a día del hospital a pesar de que durante los últimos 2 años el foco haya sido otro. La pandemia ha puesto de manifiesto la importancia de la calidad del aire que respiramos en los espacios que frecuentamos.
Por normativa, la mayor exigencia en cuanto a calidad de aire se produce en hospitales. En un hospital, la calidad del aire es mucho más importante que en otros espacios, sobre todo en zonas críticas, como quirófanos, laboratorios, zonas de urgencias... Sin embargo, hay que remarcar que la calidad del aire es importante en todo el hospital, no sólo en esas zonas. Los virus y bacterias se adhieren a las partículas en suspensión, lo que puede provocar la expansión de enfermedades por inhalación de aerosoles.
Si la gestión de la instalación de climatización no es correcta, controlada y optimizada, es posible derivar en graves problemas que afecten al confort térmico, la calidad del aire y la eficiencia energética tales como: zonas sobre enfriadas o sobrecalentadas que provocan malestar en los usuarios, zonas con aire viciado que provocan tanto problemas de salud como la propagación de patógenos y enfermedades a través del aire, aumento del consumo energético sin lograr los objetivos, aumento de los costes de mantenimiento y reparación debido a una mala operativa con sobrecarga de horas de funcionamiento y mayor desgaste de los equipos, etc.
Por tanto, se puede afirmar que la clave se encuentra en que estos 3 vectores: confort térmico, calidad de aire y eficiencia energética, se satisfagan de manera equilibrada, sin perjudicar unas por mejorar otras.
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