Enjuague automático y control de la higiene del agua: la guía técnica

El tiempo que el agua permanece en la instalación

El agua que permanece inmóvil en un edificio cambia. Cualquier desinfectante residual presente se degrada, la temperatura se aproxima a la del entorno, y la pared de la tubería ofrece una superficie donde puede formarse biopelícula. Los sedimentos y las incrustaciones protegen a los microorganismos del desinfectante residual que quede. Las directrices de salud pública suelen tratar estos factores en conjunto: sedimentos y biopelícula, temperatura, tiempo de permanencia del agua y desinfectante residual.

El agua que llega desde la red de suministro está tratada, pero tratada no significa estéril. Puede haber niveles bajos de microorganismos, y lo que determina si llegan a ser relevantes es lo que el edificio hace con el agua después: cuánto tiempo la retiene, a qué temperatura, con qué nivel de desinfectante residual y sobre qué superficie.

Legionella es el microorganismo que se menciona con más frecuencia, porque causa una neumonía grave y porque los sistemas de agua de los edificios ofrecen las condiciones para su crecimiento. El crecimiento es posible a partir de unos 20 grados Celsius, con el rango más favorable generalmente situado entre 25 y 45 grados, lo que describe tanto el agua fría calentada en una montante sin ventilar como el agua caliente que se ha enfriado en un ramal. El mecanismo no es exclusivo de ese microorganismo. Cualquier sistema que mantenga agua caliente inmóvil durante periodos prolongados produce el mismo efecto.

Por eso el problema rara vez es que un edificio esté sucio. Es que hay partes del edificio que retienen el agua durante periodos prolongados, y esas partes normalmente pueden identificarse de antemano.

Dónde se concentra el estancamiento del agua

El estancamiento no se distribuye de manera uniforme. Se concentra en lugares que el responsable de la instalación normalmente puede identificar.

Las duchas merecen especial atención dentro de este grupo. Un punto de uso que pulveriza el agua genera un aerosol que puede inhalarse, y la inhalación es la vía principal por la que la Legionella alcanza los pulmones, aunque también se reconoce la aspiración de agua contaminada. Por eso algunas normativas nacionales vinculan sus obligaciones de control específicamente a los sistemas que alimentan duchas u otros puntos de uso donde el agua se pulveriza. Un grifo de uso poco frecuente y una ducha de uso poco frecuente pueden retener el mismo volumen de agua estancada, pero no presentan el mismo perfil de exposición. Los bloques de duchas en colegios, instalaciones deportivas y alojamientos de temporada son el caso más crítico, porque pulverizan el agua y pueden permanecer sin usarse durante periodos prolongados.

Los ramales muertos son un problema relacionado, pero distinto. Abrir un punto de uso renueva el agua del ramal que lo alimenta hidráulicamente. No renueva un tramo de tubería tapado, aislado o en desuso por el que no circula nada. El enjuague automático actúa sobre ramales de uso poco frecuente. Los ramales muertos propiamente dichos son una cuestión de trazado de tuberías, que normalmente se resuelve eliminándolos o modificando la conexión para que el agua vuelva a circular por ellos.

Las medidas de control, y dónde se sitúa el enjuague

La higiene del agua en los edificios se apoya en varias medidas de control que actúan de forma conjunta.

Las tres requieren operación continua, supervisión y corrección. Ninguna se configura una sola vez y se abandona. Lo que distingue al control hidráulico es que su ejecución depende de que alguien abra los puntos de uso, o de que algo lo haga en su lugar, en las ubicaciones identificadas como necesarias. Esa dependencia es precisamente lo que elimina la automatización.

Los regímenes manuales y cómo fallan

La versión manual es un plan de enjuague: el personal recorre cada punto de uso identificado, lo mantiene abierto durante un tiempo determinado y registra lo que ha hecho.

Funciona mientras la rutina se mantenga. Merece la pena nombrar los modos de fallo, porque son precisamente lo que aborda la automatización. La ronda compite con otras tareas y se acorta bajo presión. Los planes se interrumpen durante periodos vacacionales, cuando la persona responsable de la rutina está ausente, o cuando la responsabilidad cambia de manos. Los registros llevados a mano son más difíciles de reconstruir después que los registros generados por un sistema.

Un régimen manual también es impreciso de una manera que cuesta agua. Sin datos de uso, quien recorre la ruta no puede distinguir qué puntos de uso se usaron ayer y cuáles llevan estancados desde la primavera, de modo que todos los puntos de la lista reciben el mismo tratamiento.

Nada de esto hace que el enjuague manual sea incorrecto. Muchas instalaciones lo aplican bien. Lo que sí significa es que el régimen es tan fiable como la rutina que lo sostiene. Ni el régimen manual ni el automático están libres de dependencias. La automatización traslada la dependencia del turno de personal a la configuración y al cálculo hidráulico.

Qué hace un enjuague automático

Un enjuague automático necesita una válvula en el punto de uso, un controlador que decide cuándo abrirla y una fuente de alimentación. Cuatro parámetros describen la mayoría de los regímenes en uso.

Ciclo fijo y ciclo según uso

Derivar la duración

Calcule o estime el volumen retenido en el ramal entre el punto de uso y el punto donde el agua está en movimiento. Determine el caudal en el punto de uso en condiciones representativas del funcionamiento normal, en la puesta en marcha o mediante medición. Cuando la presión de suministro varíe de forma apreciable a lo largo del día o de la temporada, calcule la duración a partir del caudal mínimo previsible, o bien controle la presión. A continuación, divida el volumen entre el caudal y añada un margen.

Una duración inferior a esa renovará o diluirá parte del volumen de agua estancada, pero no logrará la renovación completa para la que está diseñado el régimen. Una duración muy superior aumenta principalmente el consumo de agua, y cuando el agua descargada está calentada o atemperada, también añade un coste energético; el beneficio higiénico se reduce rápidamente una vez que se ha renovado el volumen de agua estancada.

Cuando el agua se mezcla en el punto de uso, determine qué línea de suministro renueva realmente el ciclo, ya que una descarga que sale mezclada puede no renovar por completo ni la línea caliente ni la fría.

Una vez determinados el volumen y el caudal, el controlador repite la apertura programada. No es necesaria una medición de caudal permanente para que el régimen sea válido.

La activación según el uso real evita ciclos en puntos de uso que de todos modos se han utilizado, lo que reduce el consumo; cuánto se reduce depende de en qué momento se producen los usos en relación con el ciclo, no de cuántos usos haya. La activación por intervalo fijo sigue siendo útil donde el programa del sitio especifica un intervalo fijo que debe ejecutarse con independencia del uso, y donde conviene que todos los puntos de uso estén configurados de forma idéntica y sean sencillos de describir.

Sobre el retardo antes del primer ciclo: si la puesta en marcha se realiza a las dos de la tarde con un retardo de doce horas, el primer ciclo cae a las dos de la madrugada. Lo que fija el retardo es el punto de partida del programa, no una hora fija del día: la hora del reloj solo se mantiene cuando el intervalo es un número entero de días y la unidad permanece alimentada, y en la activación según el uso real cualquier uso posterior desplaza el siguiente enjuague en relación con la última activación.

Enjuagar de forma individual o conjunta

Por encima de estos cuatro parámetros hay una decisión adicional: si los puntos de uso se enjuagan de forma individual o conjunta. Escalonar los ciclos en todo el edificio reparte la demanda y evita que una montante entera consuma agua a la vez.

Agrupar es el movimiento contrario y se aplica en un caso más restringido. Renovar el agua de un ramal es una cuestión de volumen y duración, y un caudal moderado lo consigue si se mantiene el tiempo suficiente. Cuando el régimen aplicable o el diseño hidráulico exigen una velocidad de flujo objetivo en tramos de tubería compartidos, o cuando la trayectoria del flujo no puede demostrarse de otro modo, un único punto de uso puede no bastar por sí solo, y abrir varios a la vez se convierte en la manera de conseguirlo. Esa es una condición que hay que comprobar, no dar por supuesta.

Tampoco es gratuito. La apertura simultánea solo funciona donde el suministro puede entregar la demanda combinada, y en una instalación subdimensionada para ello, parcialmente incrustada o deteriorada de otro modo, el resultado puede ser una caída de presión, válvulas mezcladoras desequilibradas, depósitos removidos y agua descolorida. Agrupar o escalonar es una cuestión hidráulica propia de cada instalación concreta.

Con el intervalo tomado del programa del sitio y la duración derivada, y una vez confirmada la trayectoria hidráulica, el régimen pasa a ser una propiedad de la configuración y no del turno de personal. Esto supone una válvula en buen funcionamiento, un cálculo correcto del ramal y un caudal que sigue coincidiendo con el de la puesta en marcha.

Arquitecturas

Tres configuraciones cubren la mayoría de las instalaciones, y son etapas más que alternativas.

Autónomo Sin notificación

Pulsador

Control

Válvula

Sin datos al exterior

Lectura local In situ

Pulsador

Control

Válvula

Lectura bajo demanda

Conectado Datos centrales

Pulsador

Control

Válvula

Continuo al BMS

Autónoma. El controlador situado en el punto de uso conserva sus parámetros y los ejecuta sin conexión a ningún otro sistema. Es adecuado para renovaciones, para instalaciones sin alimentación de red y para edificios sin un sistema central al que reportar. Su limitación es que no puede comunicar a nadie lo que ha hecho.

De lectura local. El mismo dispositivo, con una conexión de servicio que permite a un técnico leer el estado y los eventos en el propio sitio, y modificar los parámetros sin sustituir el hardware.

Conectada. Los dispositivos de los puntos de uso reportan a un sistema central, de modo que los eventos y el estado pasan a formar parte de los datos centralizados. La forma de reportar varía según la instalación: un contacto seco o una salida digital hacia un controlador local, una señal analógica, una conexión serie, un bus de campo o protocolos nativos del edificio, a veces a través de una pasarela y a veces no. La conectividad reduce las visitas realizadas únicamente para leer o registrar lo que ha hecho un controlador. No sustituye la inspección física, el muestreo de la calidad del agua ni los pasos de verificación que exige un programa de gestión del agua, y añade su propio trabajo de cableado, puesta en marcha y configuración.

Cuando sea probable que se exija informar en el futuro, conviene comprobar en el momento de la selección si un dispositivo puede pasar de autónomo a conectado sin necesidad de sustituirlo. Donde con claridad no vaya a ser el caso, esa capacidad es un coste sin propósito.

Los registros, y qué demuestran

Evitar que el agua permanezca estancada y poder demostrar que se ha evitado son dos exigencias distintas, y algunos programas de gestión del agua piden la segunda por escrito.

Conviene ser precisos sobre qué demuestra cada configuración. Un régimen manual demuestra un libro de registro. Un controlador autónomo demuestra su configuración, además de la deducción razonable de que funcionó según lo configurado. Un controlador que reporta eventos demuestra que se emitió y registró una orden en un momento determinado, lo cual es más sólido, pero un registro de órdenes no es un registro de la salida eléctrica, del movimiento de la válvula ni del caudal de agua. Cada uno de esos aspectos necesita su propia evidencia: una señal de salida o de posición de la válvula muestra que la válvula se accionó o se movió, una señal de presión muestra que la línea respondió, y una medición de caudal muestra que el agua realmente pasó. Todo eso cuesta más, y solo algunas instalaciones lo justifican.

La normativa, en resumen

Estos documentos no tienen la misma fuerza normativa, y conviene mantener las categorías separadas. Algunos son leyes, algunos son normas de consenso voluntarias que solo se vuelven vinculantes cuando una autoridad, una aseguradora o un contrato las adopta, algunos son reglas técnicas reconocidas, y algunos son orientaciones de salud pública. La siguiente lista recoge los documentos que esta sección trata en profundidad; no es un mapa completo de todos los mercados.

La accesibilidad es un eje independiente, que regula cómo se acciona el punto de uso y no lo que ocurre con el agua en su interior, pero que se decide mediante el mismo control. Las ADA Standards en Estados Unidos fijan un límite cuantificado a la fuerza de accionamiento y excluyen los mecanismos que exigen agarre o giro; Canadá, Europa y Australia abordan la misma exigencia cada uno a su manera. Véase requisitos de accesibilidad para grifos, duchas y mandos de enjuague.

Estos documentos especifican resultados, obligaciones y, en algunos casos, límites de control y pasos de verificación. Dentro de esas restricciones, el método se deja generalmente en manos del proyectista.

Un método de especificación

Para un ingeniero de instalaciones, la secuencia es breve.

Cómo funciona el enjuague higiénico automático trata en detalle el comportamiento de estos parámetros.

El desarrollo del producto

Para un fabricante de productos sanitarios o de seguridad, las mismas exigencias se plantean como un alcance de desarrollo. Un enjuague programado necesita un controlador con un elemento de tiempo real, parámetros configurables por punto de uso, y un comportamiento definido para cuando el usuario pulsa durante un ciclo o se interrumpe la alimentación a mitad del enjuague. Cuando el elemento no dispone de alimentación de red, el diseño se convierte en un problema de presupuesto energético: el consumo de corriente en reposo, la energía que cuesta cada accionamiento de la válvula, el perfil de uso, y una vida útil calculada a partir de cifras medidas y no estimadas.

Los entornos húmedos y de lavado a presión condicionan la conmutación, el sellado y los materiales, y cada elección entre ellos implica una contrapartida. La conmutación mecánica sellada aporta piezas móviles y desgaste. El estado sólido elimina esa vía de desgaste y traslada el problema al diseño electrónico y al ajuste de sensibilidad. La detección óptica evita el contacto e introduce sus propias dependencias. Reportar a un sistema del edificio puede significar cualquier cosa, desde un contacto seco hasta un protocolo nativo, y esa elección condiciona la electrónica tanto como el software. Y como las exigencias cambian a lo largo de la vida de un producto, la lógica de control debe poder revisarse, ya sea para versiones de producción posteriores o para un programa específico de cliente.

Esa combinación es una plataforma, y constituye una disciplina de ingeniería distinta de la de válvulas, elementos sanitarios y carcasas. Dentro de los sistemas electrónicos de gestión del agua describe lo que contiene una plataforma de este tipo. Desarrollar la electrónica de enjuague internamente o en colaboración con un socio expone la decisión de construcción.