Analisis de eficiencia energetica y seguridad ambiental en bloques quirurgicos mediante tecnicas de simulacion

Resumen

Este proyecto de tesis doctoral se desarrolla para analizar y profundizar en el estudio de la demanda energética de un Bloque Quirúrgico. Los Hospitales son edificios del sector terciario con una alta demanda de energía derivada de la necesidad de establecer sistemas de ventilación muy exigentes no solo, para mantener las condiciones de confort en las diferentes estancias hospitalarias, sino también para disponer de unas condiciones de seguridad ambiental y asepsia que proteja a los pacientes de posibles infecciones nosocomiales y también, junto con los profesionales y demás personal que accede al edificio, de unas condiciones ambientales que eliminen o reduzcan la concentración de agentes contaminantes químicos o biológicos presentes en el ambiente. Especial relevancia adquieren las unidades críticas y más concretamente las áreas quirúrgicas, en las cuales hay que mantener un ambiente controlado en los que la temperatura y humedad deben estar dentro de unos límites establecidos que impidan el crecimiento y la proliferación de contaminación microbiana, las condiciones de ventilación requieren un alto número de renovaciones/hora con un porcentaje elevado de aire exterior, una presión positiva desde el quirófano a áreas adyacentes lo que facilita que la dirección del flujo de aire vaya desde las áreas estériles hacia las áreas más sucias, así mismo se requiere que los quirófanos se clasifiquen en base a la medición de la concentración de partículas que hay en el ambiente para determinar el nivel de la calidad del aire existente en el mismo. Para conseguir las exigentes condiciones ambientales que requieren las áreas quirúrgicas es necesario disponer de una distribución arquitectónica y funcional acorde a estas exigencias y de unas instalaciones de climatización específicas para conseguir estos requerimientos en las que entre otras, se requiere que cada quirófano disponga de una UTA exclusiva con tres niveles de filtración para conseguir una calidad de aire muy elevada. Estas instalaciones, además, deberán estar gestionadas por sistemas de control informatizado y centralizado que junto con un mantenimiento adecuado garanticen que estas condiciones se mantengan a lo largo del tiempo. Estas instalaciones de climatización con altas tasas de ventilación y rigurosas condiciones ambientales interiores en estas unidades, inciden directamente en la demanda energética convirtiendo los quirófanos entre los locales con mayor índice de intensidad energética, entendiendo como tal el consumo de energía por m2 de superficie construida, dentro del sector terciario. Ante esta alta demanda energética procede evaluar el potencial ahorro de energía que puede obtenerse cambiando los niveles de ventilación dentro de las normas establecidas y garantizando la seguridad ambiental requerida para estas áreas. Para el desarrollo de esta investigación se ha elaborado un modelo dinámico de energía específico para el bloque quirúrgico estudiado empleando el software TRNSYS para las simulaciones térmicas. De la misma forma, se ha procedido a modelar el comportamiento de la concentración de partículas en uno de los quirófanos que conforman el bloque en función de la variación de las tasas de ventilación y la ocupación del mismo. Este modelo se ha calibrado mediante la recopilación de datos experimentales efectuada en varias etapas durante la investigación. Posteriormente se procede a simular bajo diferentes escenarios de tasas de ventilación y condiciones térmicas interiores de temperatura y humedad relativa, durante los periodos sin actividad quirúrgica y dentro de los parámetros permitidos por las normas españolas y de otros países pertenecientes a la OCDE, para determinar la demanda térmica anual del bloque quirúrgico y el potencial de ahorro energético en cada uno de los escenarios y manteniendo las tasas de concentración de partículas dentro de los límites establecidos en la norma española, garantizando por tanto que la calidad del aire interior se mantiene dentro de los términos previstos. Se analizan los resultados obtenidos en cuanto a la demanda térmica anual del bloque funcionando en los términos actuales y comparándolos con la demanda energética bajo los escenarios simulados. Esta investigación termina resumiendo los principales hallazgos y planteando nuevos trabajos de investigación adicionales.