La reducción del flujo de agua en edificaciones con fines de ahorro y las características de los materiales de plomería pueden tener reprecusiones en la formación de la bacteria de la Legionella
Por Jeff Ramey
Las estrategias para el ahorro de agua, como los mecanismos de reducción flujo, se han convertido en una herramienta vital para la conservación del agua y los edificios verdes. Pero, como muchos otros avances, incluso los cambios positivos, como la reducción en el uso de agua, pueden tener consecuencias no previstas. Existe cada vez más evidencia de que reducir el flujo de agua puede contribuir a la formación de biofilm, lo que ofrece oportunidades para el crecimiento bacteriano.
Con tasas de flujo de agua significativamente menores que los niveles previos a las acciones de conservación, el agua se mantiene en la tubería por más tiempo. Mayores periodos de residencia genera oportunidad para que los residuos de cloro se disipen; si residuos de cloro, el crecimiento de biofilm puede ocurrir, sirviendo como puerto seguro para las bacterias. Además de los bajos flujos, escenarios similares se presentan debido a agua estancada y agua con menor temperatura de operación en edificios.
Biofilm y Legionella
El biofilm es una sustancia pegajosa similar al pegamento que puede almacenar bacterias como la Legionella y el E-coli. Se forma en materiales de tuberías cuando la biomasa se adhiere a las superficies en condiciones de humedad y brinda a la bacteria protección contra altas temperaturas y métodos de desinfección a base de cloro.
Estos aspectos se suman a otros factores relacionados con el material de la tubería que contribuyen al crecimiento bateriano y de biofilm, como la rugosidad de la superficie, así como características que impactan la manera en que una línea de tubería maneja los tratamientos de temperatura y sanitización una vez que se detectan bacterias. Una de estas bacterias es la Legionella, la cual es más peligrosa cuando se desplaza por el aire, como a través de una regadera o una fuente.
La Legionella es una bacteria transportada por el agua que se presenta de forma natural y que se multiplica en el biofilm bajo diferentes temperaturas comunes en sistemas de plomería y torres de enfriamiento. La bateria provoca el mal del Legionario o «Legionelosis», cuyo nombre proviene de un brote de un nuevo tipo de neumonía que se presentó en la convención de la Legión Americana en Filadelfia en 1976; 221 asistentes contrajeron la enfermedad y 34 de ellos murieron. De acuerdo con The Washington Post, «Fue uno de los más grandes misterios de la medicina, que devastó a un grupo de convencionistas a una velocidad inusitada y dejó a los científicos sin ninguna pista sobre su causa».
La Legionella es una bacteria transportada por el agua que se presenta de forma natural y que se multiplica en el biofilm bajo diferentes temperaturas comunes en sistemas de plomería y torres de enfriamiento
La enfermedad se contrae por la inhalación de vaho o vapor que contiene la bacteria, crece en los pulmones y requiere antibióticos. Aproximadamente 5 mil casos se reportan cada año, de acuerdo con el Centro para el Control de Enfermedades (CDC, por sus siglas en inglés); los casos reportados se han incrementado en 200 por ciento durante los últimos 10 años. En general, no se transmite de persona a persona.
El rango de temperatura ideal para el crecimiento de la Legionella se encuentra entre 20 y 50 grados centígrados. El rango de desinfección para erradicarla es de 158 grados centígrados o mayor.
Recursos para el manejo del riesgo de Legionelosis
Investigaciones realizadas por el CDC muestran que prácticamente todos los brotes fueron causados por problemas prevenibles con un manejo de agua más eficaz.
La organización cuenta con un kit de herramientas disponible: «Developing Water Management Program to Reduce Legionella Growth and Spread in Buildings: A Practical Guide to Implementing Industry Standards». El objetivo es brindar una interpretación del Estándar ANSI/ASHRAE 188-2015. Con un cuestionario simple de ocho preguntas, el propietario y el gerente del edificio pueden determinar si un edificio entero o partes de él presentan un riesgo elevado de crecimiento y diseminación de la Legionella. El kit de herramientas también incluye los elementos de un programa de manejo de agua con Legionella, escenarios que describen problemas comunes en la calidad del agua y ejemplos de cómo enfrentarlos para reducir el riesgo de Legionella, así como una sección para recintos dedicados al cuidado de la salud.
Estándar ANSI/ASHRAE 188-2015 Legionelosis: Manejo de Riesgos para Sistemas de Agua en Edificios
El propósito del Estándar ANSI/ASHRAE 188-2015 es establecer los requisitos mínimos para el manejo del riesgo de Legionelosis en los sistemas de agua de los edificios. Luego de más de 10 años de desarrollo, el estándar basado en hechos fue aprobado por el Comité de Estándares de la ASHRAE, por el Consejo Directivo de ASHRAE y por el Instituto Nacional de Estándares de Estados Unidos (ANSI, por sus siglas en inglés) a mediados de 2015. El estándar se encuentra bajo vigilancia constante por comités técnicos y de proyectos y viene acompañado por una guía.
El estándar ofrece los requisitos mínimos de diseño, incluyendo construcción, comisionamiento, operación, mantenimiento, reparación, reemplazo y expansión de edificios nuevos y existentes en relación con los sistemas de agua potable y no potable asociados, asío como sus componentes. Está diseñado para uso de propietarios y gerentes de operaciones, así como aquellos involucrados en el diseño, construcción, instalación, Comisionamiento, operación, mantenimiento y servicio de sistemas de agua centralizados y sus componentes para edificios.
El Estándar ANSI/ASHRAE 188-2015 es aplicable a edificios comerciales, institucionales, residenciales multifamiliares e insdustriales con ocupación humana; se excluyen los edificios residenciales unifamiliares, así como aquéllos que contengan torres de enfriamiento o condensadores evaporativos, spas de hidromasaje, fuentes ornamentales, nebulizadores, humidificadores, sistemas de aire lavado y otros sistemas o dispositivos de agua no potable que liberen pequeñas gotas de agua en el aire.
También es aplicable a proyectos que cumplan cualquiera de los siguientes criterios: unidades habitacionales múltiples que compartan uno o más sistemas centralizados de calentamiento de agua potable, más de 10 pisos, edificios cuyo diseño primario sea la residencia de personas mayores a 65 años, recintos para el cuidado de la salud donde el paciente permanezca más de 24 horas o edificios con una o más áreas designadas para el alojamiento o tratamiento de personas con alto riesgo de contraer Mal del Legionario.
Son de particular interés los grifos, regaderas y mangueras electrónicas, los aireadores, los restrictores de flujo para grifos, las máquinas de hielo y los filtros de agua. Otras áreas incluyen tanques de almacenamiento de agua fría o caliente, calentadores de agua, tanques de expansión, martillos de agua, estaciones para el lavado de ojos y regaderas de emergencia, así como áreas con poco uso, agua estancada y porciones con temperatura tibia.
Para los diseñadores, las resposabilidades del Estándar ANSI/ASHRAE 188-2015 abarcan la documentación y el cumplimiento del diseño para enfrentar condiciones peligrosas, incluyendo diagramas para el monitoreo y control del sistema de agua, equipo de agua, instrucciones de operación y procedimientos, horarios, frecuencia y actividades de mantenimiento, sistemas de agua y de tubería con tramos de poco o nulo flujo y comisionamiento.
Los diseñadores deberán brindar los documentos finales de instalación, incluyendo puntos de monitoreo para confirmar que las temperaturas de diseño sean las adecuadas, fichas técnicas de seguridad para los materiales utilizados en la construcción del sistema de tratamiento, limpieza, descarga, desinfección de agua, etc. Finalmente, deberán definir instrucciones detalladas para el comisionamiento de todos los sistemas, incluyendo procedimientos para descarga y desinfección.
La sección 4.1.6 Tratamiento Recomendado de la Guía ASHRAE 12-2000 Minimizando el Riesgo de Legionelosis Asociado con Sistemas de Agua en Edificaciones señala:
- Mantener el almacenamiento de agua caliente por encima de 60 grados centígrados donde sea practicable en recintos para el cuidado de la salud, asilos y otras situaciones de alto riesgo
- Donde se requiera descontaminación, en general debido a la implicación de un brote de Legionelosis, elevar la temperatura del agua caliente a 76.6 grados centígrados y mantenerla muentras se descarga progresivamente en cada salida por un lapso de 5 minutos
- Se deberá usar cloración de choque y se requerirá la cloración del calentador de agua en un rango de entre 20 y 50 ppm por entre 2 y 24 horas
Consideraciones sobre el material de las tuberías
Dado que el biofilm es lo que brinda un ambiente seguro para el crecimiento de la Legionella, también es vital mantenerse alerta sobre las opciones de diseño y los materiales que crean un ambiente amigable para el biofilm. El estudio «Potencial de Formación de Biofilm de los Materiales de Tubería en Instalaciones Internas, KIWA 1999» encontró que el crecimiento de biofilm era mayor en cobre y PEX; el acero inoxidable, el CPVC y el polipropileno experimentan la mitad del crecimiento. En el mismo estudio, el número de Legionella en las pruebas de agua superó las 150 cfu/ml para polipropileno y polibutileno, las 100 cfu/ml para PEX y acero inoxidable, pero menos de 25 cfu/ml para CPVC.
Estos resultados se deben en parte a la rugosidad de la superficie de los materiales. Simplemente, los materiales de tubería con una superficie más lisa tienen menos potencial de crecimiento de biofilm. CPVC y PEX son dos de los más lisos, con una rugosidad de superficie consistente de 12.1 µm y 13.7 µm, respectivamente. El cobre comienza liso con 7.9 µm, pero conforme envejece se vuelve más rugoso, hasta 2600 µm, incrementando dramáticamente el potencial de crecimiento de biofilm.
Los tratamientos de desinfección recomendados también pueden tener impacto sobre el material de la tubería. La desinfección requiere altos niveles de cloro y temperaturas muy elevadas de 70 grados centígrados o mayores, las cuales no todos los materiales están diseñados para soportar.
El CPVC es resistente de manera natural al cloro, la cloramina y el dióxido de cloro, dado que está hecho con cloro, un gran átomo que protegerá la cadena de carbono a la que se encuentra ligado. No obstante, las cloraminas afectan de modo indirecto a la corrosión en tuberías de cobre, debido al cambio en los niveles de pH. Las poliolefinas (polipropileno, PEX y polibutileno) requieren antioxidantes para pretegerse contra el cloro y subproductos de desinfección como el ácido hipocloroso. Los fabricantes de polipropileno recomiendan estrictamente no usarlo con dióxido de cloro; de acuerdo con ASTM F2023, el PEX no está clasificado para servicio de agua clorada a temperaturas superiores a los 60 ºC.
Al diseñar sistemas de plomería, es necesario considerar tanto el potencial de crecimiento de biofilm, los tratamientos de desinfección y las temperaturas, como los materiales de la tubería.
Mientras las acciones para la conservación del agua sigan estando en el centro de la escena, como deben, es vital monitorear de qué manera pueden contribuir a la formación del biofilm los bajos flujos de agua y cómo dicha formación puede verse exacerbada por las opciones de materiales y diseño. El uso de herramientas como el CDC Toolkit y entender el Estándar ANSI/ASHRAE 188-2015, al tiempo que se utilizan sus recomendaciones y requisitos tanto en la fase de diseño como en uso, es esencial para mantener un suministro de agua seguro en todas sus formas para los edificios con ocupación humana.
