Criterios de diseño de iluminación ultravioleta para la neutralización de patógenos

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQUITECTURA TRABAJO DE FIN DE GRADO Criterios de diseño de iluminación ultravioleta para la neutralización de patógenos AUTOR: ROBERTO PREVEDONI CARMONA TUTOR: PEDRO BUSTAMANTE ROJAS GRUPO: TFG K CURSO: 2023 - 2024 1 RESUMEN El paso de una pandemia mundial ha reactivado numerosos estudios en el ámbito hospitalario. Hoy día nuestra sociedad cada vez está más concienciada con la prevención y cuidado de la salud. “Un reciente informe de revisión de la evidencia sobre eficacia y seguridad de la desinfección con luz ultravioleta y el ozono en el ámbito sanitario, realizado en el marco del Plan de Trabajo de la Red Española de Agencias de Evaluación de Tecnologías Sanitarias y Prestaciones del SNS”. (1) La aplicación gubernamental de la luz ultravioleta tipo C para neutralizar patógenos destaca en su eficacia y planificación previa en la lucha contra enfermedades infecciosas. Este enfoque reconoce la importancia de estrategias preventivas y científicas en salud pública. Sin embargo, es crucial abordar críticamente los desafíos, como la dosificación, cobertura y seguridad, así como considerar los posibles impactos secundarios y éticos. Aunque prometedor, su implementación requiere evaluación cuidadosa de beneficios y limitaciones. En este trabajo de investigación se van a abordar los criterios de diseño de iluminación ultravioleta tipo C en el ámbito hospitalario para la prevención de contagio de enfermedades nosocomiales. ABSTRACT The onset of a global pandemic has sparked numerous studies in the hospital setting. Nowadays, our society is increasingly aware of the importance of health prevention and care. "A recent evidence review report on the effectiveness and safety of UV light and ozone disinfection in healthcare settings, conducted within the framework of the Work Plan of the Spanish Network of Agencies for the Assessment of Health Technologies and Services of the NHS". (1) The governmental application of UV-C light to neutralize pathogens stands out for its effectiveness and prior planning in the fight against infectious diseases. This approach recognizes the importance of preventive and scientific strategies in public health. However, it is crucial to critically address challenges such as dosage, coverage, and safety, as well as consider potential secondary and ethical impacts. While promising, its implementation requires careful evaluation of benefits and limitations. This research will address the criteria for designing UV-C lighting in hospital settings to prevent the spread of nosocomial diseases. 2 PALABRAS CLAVE Luz ultravioleta tipo C, Tiempo, Potencia, Irradiancia, Reflexión, Plano de trabajo, Luminaria. AGRADECIMIENTOS Quisiera expresar mi más sincero agradecimiento a mi tutor Pedro Bustamante Rojas y a Ignacio Javier Acosta García por toda la ayuda y tutorización que me brindaron durante la realización de mi Trabajo de Fin de Máster. Vuestra orientación experta, paciencia y apoyo constante fueron fundamentales para alcanzar el desarrollo de este trabajo. Vuestras enseñanzas y consejos no solo contribuyeron al éxito de mi proyecto, sino que también enriquecieron mi aprendizaje. Agradezco profundamente el tiempo y el esfuerzo dedicados a guiarme a lo largo de este proceso, así como por vuestra disposición para responder a mis preguntas y resolver mis dudas. Me siento verdaderamente afortunado de haber tenido la oportunidad de aprender de dos profesionales tan dedicados y comprometidos con la educación como vosotros. Una vez más, muchas gracias por vuestra invaluable ayuda y tutorización durante mi Trabajo de Fin de Máster. Su orientación experta y apoyo constante han sido fundamentales para mi éxito académico. Estoy profundamente agradecido por su dedicación y compromiso. 3 ÍNDICE ABREVIATURAS ............................................................................................................ 6 JUSTIFICACIÓN DEL TEMA ELEGIDO ........................................................................... 7 OBJETIVOS DE ESTUDIO ............................................................................................... 8 OBJETIVOS GENERALES ........................................................................................... 8 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................................................... 8 ESTADO DEL ARTE ........................................................................................................ 9 LA LUZ ULTRAVIOLETA TIPO C ................................................................................. 9 ENFERMEDADES NOSOCOMIALES........................................................................ 13 RESISTENCIA BACTERIANA ................................................................................. 14 ESPACIOS DE ATENCIÓN HOSPITALARIA.............................................................. 16 SALA DE CAMAS ................................................................................................ 16 BOX DE PACIENTES EN AISLAMIENTO ................................................................ 18 METODOLOGÍA ......................................................................................................... 20 CASOS DE ESTUDIO ............................................................................................... 20 SALA DE CAMAS ................................................................................................ 21 BOX DE PACIENTES EN AISLAMIENTO ................................................................ 22 DOCUMENTACIÓN FOTOMÉTRICA ...................................................................... 23 MODELOS DE BOX DE PACIENTES EN AISLAMIENTO ........................................... 25 HIPÓTESIS 1 ......................................................................................................... 27 HIPÓTESIS 2 ......................................................................................................... 28 HIPÓTESIS 3 ......................................................................................................... 29 HIPÓTESIS 4 ......................................................................................................... 30 HIPÓTESIS 5 ......................................................................................................... 31 HIPÓTESIS 6 ......................................................................................................... 32 HIPÓTESIS 7 ......................................................................................................... 33 HIPÓTESIS 8 ......................................................................................................... 34 HIPÓTESIS 9 ......................................................................................................... 35 HIPÓTESIS 10 ....................................................................................................... 36 DIALUX .................................................................................................................... 37 ANÁLISIS DE RESULTADOS ......................................................................................... 45 HIPÓTESIS 1 ............................................................................................................. 48 4 POTENCIA LUMANARIA ..................................................................................... 48 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO .............................................. 49 TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA ................................. 49 HIPÓTESIS 2 ............................................................................................................. 50 POTENCIA LUMINARIA ....................................................................................... 50 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO .............................................. 51 TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA ................................. 51 HIPÓTESIS 3 ............................................................................................................. 52 POTENCIA LUMINARIA ....................................................................................... 52 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO .............................................. 53 TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA ................................. 53 HIPÓTESIS 4 ............................................................................................................. 54 POTENCIA LUMINARIA ....................................................................................... 54 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO .............................................. 55 TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA ................................. 55 HIPÓTESIS 5 ............................................................................................................. 56 POTENCIA LUMINARIA ....................................................................................... 56 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO .............................................. 57 TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA ................................. 57 HIPÓTESIS 6 ............................................................................................................. 58 POTENCIA LUMINARIA ....................................................................................... 58 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO .............................................. 59 TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA ................................. 59 HIPÓTESIS 7 ............................................................................................................. 60 POTENCIA LUMINARIA ....................................................................................... 60 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO .............................................. 61 TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA ................................. 61 HIPÓTESIS 8 ............................................................................................................. 62 POTENCIA LUMINARIA ....................................................................................... 62 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO .............................................. 63 TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA ................................. 63 HIPÓTESIS 9 ............................................................................................................. 64 POTENCIA LUMINARIA ....................................................................................... 64 5 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO .............................................. 65 TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA ................................. 65 HIPÓTESIS 10 ........................................................................................................... 66 POTENCIA LUMINARIA ....................................................................................... 66 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO .............................................. 67 TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA ................................. 67 CONCLUSIONES ........................................................... ¡Error! Marcador no definido. FÚTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN ....................................................................... 69 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................ 71 6 ABREVIATURAS • SNS: Sistema Nacional de Salud. • UV: Ultravioleta. • UV-A: Ultravioleta tipo A. • UV-B: Ultravioleta tipo B. • UV-C: Ultravioleta tipo C. • OMS: Organización Mundial de la Salud. • ECDC: Centro Europeo para la Prevención y Control de Enfermedades. • UCI: Unidades de cuidados intensivos. • .LDT: Luminaires Data Transfer, son utilizados para almacenar datos fotométricos de luminarias. • ESCMID: European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases. 7 JUSTIFICACIÓN DEL TEMA ELEGIDO He seleccionado este tema de investigación tras haber cursado la asignatura de Instalaciones 2 el año pasado. Durante las clases, nos presentaron un prototipo de luminaria ultravioleta tipo C y nos detallaron su función. Quedé impresionado por la versatilidad que ofrecen ciertos campos de la arquitectura y por la relevancia que pueden tener en la vida de las personas. A primera vista, puede parecer un tema poco específico en el ámbito de la arquitectura, pero en realidad se centra en el acondicionamiento de espacios de convivencia y trabajo como son los hospitales. Además, es sumamente interesante y beneficioso para la sociedad, lo cual motivó mi elección de este tema de investigación. IMAGEN MIA CON LA LUMINARIA DEL DEPARTAMENTO DE INSTALACIONES 8 OBJETIVOS DE ESTUDIO OBJETIVOS GENERALES Diseñar de la disposición de luminarias para la esterilización/desinfección en espacios sanitarios OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Conseguir la eliminación de bacterias nosocomiales de forma eficiente, económica y práctica, teniendo en cuenta el tiempo de exposición, la potencia utilizada y el presupuesto disponible. • Propuestas de diseño de diferentes estancias que presenten un elevado riesgo de contagio de estas enfermedades. 15 en genes funcionales. Estos integran múltiples genes con frecuencia, actuando como un casete de expresión para los genes insertados. Los integrones de clase 1, comúnmente encontrados en aislamientos clínicos, son los más estudiados. La movilización de los casetes de genes dentro de los integrones es facilitada por la acción de la integrasa, lo que ha llevado a diversas combinaciones y reconfiguraciones de genes. Esto ha promovido la selección de resistencia a diferentes antibióticos y puede dar lugar a la aparición de multirresistencia, la cual puede propagarse a través de transposones o plásmidos. Tanto los transposones como los plásmidos son elementos genéticos móviles que pueden llevar genes de resistencia a los antibióticos. Los transposones son secuencias de ADN que pueden moverse dentro del genoma bacteriano, transportando consigo genes de resistencia a los antimicrobianos de una bacteria a otra. Por otro lado, los plásmidos son pequeñas moléculas de ADN que pueden replicarse de forma independiente dentro de la bacteria y transferirse de una célula a otra, incluso entre bacterias de diferentes especies. Los plásmidos pueden contener genes de resistencia a los antibióticos, lo que permite que estos genes se diseminen rápidamente dentro de una población bacteriana y entre diferentes comunidades bacterianas. Esta capacidad de transferencia horizontal de genes es un mecanismo importante en la propagación de la resistencia a los antimicrobianos.(11,12) En su intento por resistir a los antibióticos, las bacterias desarrollan mecanismos que evitan que el antibiótico pueda ejercer su efecto. Este proceso puede comprometer la efectividad de los tratamientos antibióticos y representa un desafío significativo en el tratamiento de las infecciones bacterianas. Las bacterias pueden volverse resistentes a los antibióticos de varias maneras: 1. Produciendo enzimas que desactivan el antibiótico, como las betalactamasas. 2. Modificando sus porinas para evitar que el antibiótico entre en la célula o alterando sistemas de transporte para expulsarlo activamente. 3. Cambiando la diana del antibiótico dentro de la bacteria, lo que dificulta su acción. Las bacterias pueden desarrollar múltiples mecanismos de resistencia, lo que complica el tratamiento de las infecciones y el estudio de la resistencia bacteriana.(12) 16 ESPACIOS DE ATENCIÓN HOSPITALARIA En este caso, estamos haciendo referencia a una guía específica para el diseño arquitectónico o la remodelación de centros sanitarios, que se basa en el modelo organizativo y asistencial del Servicio Andaluz de Salud. Esta guía, titulada "Guía del Diseño de Urgencias de Hospitales", publicada por el Servicio Andaluz de Salud en 2018, servirá como referencia y orientación para el diseño de áreas de radiodiagnóstico en instalaciones de salud, asegurando que cumplan con los estándares y recomendaciones adecuados para garantizar un funcionamiento eficiente y seguro de estos servicios en el entorno hospitalario. Nos centraremos en dos espacios asistenciales del área de observación de camas, la sala de camas y el box de pacientes en aislamiento, para su posterior estudio lumínico. A continuación, nos enfocaremos en la definición detallada de las dimensiones mínimas y la instalación de iluminación. SALA DE CAMAS Este apartado establece los requerimientos funcionales, las relaciones, prescripciones, dotación básica de equipamiento, dimensiones, accesibilidad, y requisitos estructurales, constructivos y de instalaciones para el diseño de una zona destinada a la atención clínica de pacientes que requieran una atención continuada de no más de 24 horas. Se describe que esta área debe estar ubicada en el Nivel de Localización 4, cerca del Área de Consultas, con acceso directo desde la calle para evitar la circulación de personas por otras zonas. Además, se recomienda ventilación e iluminación natural y se especifica el equipamiento necesario, como camas automatizadas, monitores multiparamétricos y acceso independiente para el personal sanitario. Se establecen también las dimensiones mínimas, la altura libre y los esfuerzos estructurales requeridos, así como los materiales y revestimientos apropiados para los cerramientos, suelos y techos. La dotación de instalaciones incluye la instalación eléctrica, de cableado estructurado, iluminación, climatización, fontanería, señalización, gases medicinales y protecciones contra incendios. 17 Nos centraremos en la definición detallada de las dimensiones mínimas y la instalación de iluminación. Accesibilidad: Se seguirán las prescripciones de diseño para la accesibilidad en las infraestructuras, el urbanismo, la edificación y el transporte en Andalucía reflejados en el Reglamento aprobado según Decreto 293/2009 y CTE DB-SUA.(13) Superficie aproximada: Superficie útil mínima: 15m2 por cada box individual. En el dimensionamiento se contemplará la superficie necesaria para alojar el control de enfermería en el centro de la sala.(13) Altura libre mínima: En los nuevos centros, dispondrá de una altura libre mínima de 3,00m. En caso de reforma, se adaptará a las dimensiones disponibles, considerando una altura mínima de 2,50m según RD 486/1997 de disposiciones mínimas de Seguridad y Salud en los Lugares de Trabajo. El falso techo dispondrá de una altura libre mínima entre el falso techo y el forjado de 0,60m aproximadamente, para que puedan discurrir por él y cruzarse las diferentes instalaciones sin temor a los descuelgues de vigas por los falsos techos.(13) Iluminación: Tipo de Suministro según RBT: Principal + reserva. Tipo: Iluminación General (300lx, 1B, A) + Il. Cama (500lx, 1B, A) + Il. Reconocimiento para emergencias (2000lx, 1B, B) + Il. Vigilancia (20lx, 1B, A). Iluminancia media: 500lx, Tono: Neutro, Grupo Rendimiento de color 1B, Clase de calidad al deslumbramiento directo A. Regulación y control: Interruptores según circuitos y dimensiones en Il. General y Regulación en Il. De Cama y Reconocimiento. Alumbrado de Emergencia de Seguridad subtipo alto riesgo (valores mínimos autonomía 1H – 15lx). Luminaria de tipo estanco de fácil limpieza y mantenimiento. Señalización de emergencia subtipo evacuación sobre señalización, recorridos de evacuación, equipos de seguridad y salidas.(13) 18 BOX DE PACIENTES EN AISLAMIENTO Este apartado establece los requerimientos funcionales, relaciones, prescripciones, dotación básica de equipamiento, dimensiones, accesibilidad, y requisitos estructurales, constructivos y de instalaciones para el diseño de una habitación adaptada para pacientes que requieran aislamiento clínico o social. La habitación estará ubicada en el Nivel de Localización 4 y se comunicará con la sala de camas del Área de Observación, siendo visualmente accesible desde el control de enfermería. Se especifica que el box estará aislado del resto de los espacios de observación para garantizar la intimidad del paciente, con cerramientos transparentes a partir de 1m de altura para permitir la visibilidad desde el control. La dotación de equipamiento incluye una cama automatizada y soporte para material electromédico, y se detallan las dimensiones mínimas, la altura libre, y los esfuerzos estructurales requeridos. Además, se establecen los materiales y revestimientos adecuados para los cerramientos, suelos y techos. La instalación eléctrica y de cableado estructurado, iluminación, climatización, fontanería, señalización, gases medicinales y protecciones contra incendios también se describen en detalle, así como la dotación de instalaciones necesarias para el funcionamiento de la habitación. Nos centraremos en la definición detallada de las dimensiones mínimas y la instalación de iluminación. Accesibilidad: Se seguirán las prescripciones de diseño para la accesibilidad en las infraestructuras, el urbanismo, la edificación y el transporte en Andalucía reflejados en el Reglamento aprobado según Decreto 293/2009 y CTE DB-SUA.(13) Superficie aproximada: Superficie útil mínima: 15m2. Distancia mínima desde la cama los paramentos: 1m.(13) 19 Altura libre mínima: En los nuevos centros, dispondrá de una altura libre mínima de 3,00m. En caso de reforma, se adaptará a las dimensiones disponibles, considerando una altura mínima de 2,50m según RD 486/1997 de disposiciones mínimas de Seguridad y Salud en los Lugares de Trabajo. El falso techo dispondrá de una altura libre mínima entre el falso techo y el forjado de 0,60m aproximadamente, para que puedan discurrir por él y cruzarse las diferentes instalaciones sin temor a los descuelgues de vigas por los falsos techos.(13) Iluminación: Tipo de Suministro según RBT: Principal + reserva. Tipo: Iluminación General (500lx) + Il. Reconocimiento (1000lx). Iluminancia media: 500lx, Tono: Neutro, Grupo Rendimiento de color 1B, Clase de calidad al deslumbramiento directo A. Regulación y control: Interruptor en Il. General y Regulación en Il. Reconocimiento. Alumbrado de Emergencia de subtipo de zona salto riesgo. Luminaria Estanca IP65.(13) 20 METODOLOGÍA CASOS DE ESTUDIO Se han escogido la sala de camas y el box de pacientes en aislamiento porque son zonas del hospital donde la presencia de bacterias nosocomiales es muy alta. Estos espacios son críticos para la prevención de infecciones debido a la alta concentración de pacientes vulnerables y al constante movimiento de personal sanitario y equipos médicos. Implementar estrategias efectivas de desinfección en estas áreas es fundamental para controlar la propagación de infecciones nosocomiales y mejorar la seguridad de los pacientes. Tras estudiar la guía del diseño de urgencias de hospitales de la Junta de Andalucía, se ha observado que las medidas mínimas necesarias para diseñar espacios como la sala de camas y el box de pacientes en aislamiento son prácticamente las mismas. La diferencia principal radica en que la sala de camas consiste en una repetición de boxes, pero abiertos, por un lado. Por lo tanto, se simplificarán los casos de estudio centrándose únicamente en el box de aislamiento. Las hipótesis se realizarán solo en el contexto del box, entendiendo que este enfoque satisface, en cierta medida, los requisitos de ambos casos de estudio. 21 SALA DE CAMAS 22 BOX DE PACIENTES EN AISLAMIENTO 23 DOCUMENTACIÓN FOTOMÉTRICA DIMENSIONES Y SISTEMAS DE FIJACIÓN 720.60.999-903 UV LABORATORIO Instalación Empotrado / Perfilería vista CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y MATERIALES IP 20 Material cuerpo Aluminio Material difusor PMMA Acabados Blanco CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS 24 Temperatura de funcionamiento de - 30 ºC a 40 ºC Potencia UVA: 24W | UVC 53W Flujo real UVA: 3090 mW | UVC: 742 mW Regulación UVA y UVC 2x Dali DT6 Ángulo apertura UVA y UVC 120º Mantenimiento de flujo UVC: L70>3000h / L50>9000h a 25 ºC Vida útil 50.000h Tensión de alimentación 100-240V / 50-60Hz Seguridad Visualización de la activación UVC con la luz azul y UVA con la violeta FOTOMETRÍAS 31 HIPÓTESIS 5 BOX CON DOS LUMINARIAS CENTRALES En esta quinta hipótesis, nos encontramos en un box tipo sin lavabo. En este espacio, se ha propuesto la instalación de dos luminarias UV-C en el centro de la habitación, separadas por dos metros, colocadas en el techo, pero perpendicular a la hipótesis 3. La distribución y la ubicación de la luminaria se pueden observar claramente en la siguiente imagen, lo que permite una mejor visualización del concepto planteado. 32 HIPÓTESIS 6 BOX CON DOS LUMINARIAS SOBRE EL CABECERO En esta sexta hipótesis, nos encontramos en un box tipo sin lavabo. En este espacio, se ha propuesto la instalación de dos luminarias UV-C junto al cabecero de la cama de la habitación, separadas por 1.59 metros, colocadas en el techo, pero perpendicular a la hipótesis 4. La distribución y la ubicación de la luminaria se pueden observar claramente en la siguiente imagen, lo que permite una mejor visualización del concepto planteado. 33 HIPÓTESIS 7 BOX CON DOS LUMINARIAS SOBRE EL CABECERO Y EL LAVABO En esta séptima hipótesis, nos encontramos en un box tipo con lavabo. En este espacio, se ha propuesto la instalación de dos luminarias UV-C una junto al cabecero de la cama, y la otra junto al lavabo, ambas colocadas en el techo de la habitación. La distribución y la ubicación de la luminaria se pueden observar claramente en la siguiente imagen, lo que permite una mejor visualización del concepto planteado. 34 HIPÓTESIS 8 BOX CON TRES LUMINARIAS CENTRALES En esta octava hipótesis, nos encontramos en un box tipo con lavabo. En este espacio, se ha propuesto la instalación de tres luminarias UV-C en línea desde el cabecero de la cama hasta la puerta, separadas 1.59 metros, colocadas en el techo de la habitación. La distribución y la ubicación de la luminaria se pueden observar claramente en la siguiente imagen, lo que permite una mejor visualización del concepto planteado. 35 HIPÓTESIS 9 BOX CON TRES LUMINARIAS SOBRE EL CABECERO Y EL LAVABO En esta novena hipótesis, nos encontramos en un box tipo con lavabo. En este espacio, se ha propuesto la instalación de dos luminarias UV-C en línea desde el cabecero de la cama hasta el centro de la habitación, separadas 1.59 metros, y la última situada sobre el lavabo, colocadas en el techo de la habitación. La distribución y la ubicación de la luminaria se pueden observar claramente en la siguiente imagen, lo que permite una mejor visualización del concepto planteado. 36 HIPÓTESIS 10 BOX CON TRES LUMINARIAS SOBRE EL CABECERO Y EL LAVABO En esta décima hipótesis, nos encontramos en un box tipo con lavabo. En este espacio, se ha propuesto la instalación de dos luminarias UV-C junto al cabecero de la cama perpendicular a la hipótesis 9 anterior y la última sobre el lavabo, colocadas en el techo de la habitación. La distribución y la ubicación de la luminaria se pueden observar claramente en la siguiente imagen, lo que permite una mejor visualización del concepto planteado. 37 DIALUX DIALux es una aplicación de software de diseño de iluminación utilizada por ingenieros, arquitectos y diseñadores de iluminación en todo el mundo. Esta herramienta permite simular y planificar sistemas de iluminación tanto en interiores como en exteriores, con el objetivo de crear entornos visuales óptimos y eficientes energéticamente. DIALux ofrece una amplia gama de funciones que incluyen la visualización en 3D, cálculos de iluminación, análisis de eficiencia energética, y la generación de informes detallados. Es una herramienta versátil que ayuda a los profesionales a diseñar y optimizar sistemas de iluminación para una variedad de aplicaciones, desde edificios comerciales hasta espacios públicos y residenciales. Para introducir datos en DIALux y comenzar a diseñar un sistema de iluminación, sigue estos pasos básicos: 1. Crear un nuevo proyecto: Abre DIALux y selecciona la opción para crear un nuevo proyecto. Esto te llevará a una ventana donde puedes especificar la ubicación del proyecto, el tipo de edificio o espacio y otra información básica. 2. Configurar el entorno: Una vez que hayas creado el proyecto, configura el entorno según las especificaciones del proyecto. Esto incluye establecer la ubicación geográfica, la orientación del edificio, la altura del techo, el tipo de reflectancia de las superficies, entre otros parámetros. 3. Agregar objetos: Comienza a agregar los objetos relevantes al diseño, como paredes, ventanas, puertas y cualquier otro elemento arquitectónico presente en el espacio. Estos objetos se pueden dibujar manualmente o importar desde programas de diseño CAD. 4. Definir zonas y áreas de trabajo: Divide el espacio en zonas o áreas de trabajo según las necesidades del proyecto. Por ejemplo, podrías tener zonas de trabajo específicas en una oficina o áreas de exposición en una tienda. 5. Seleccionar luminarias: Elige las luminarias adecuadas para tu diseño. Puedes seleccionarlas de la biblioteca integrada de DIALux, que incluye 38 una amplia variedad de opciones de fabricantes reales. También puedes importar luminarias personalizadas si es necesario. 6. Posicionar las luminarias: Coloca las luminarias en las ubicaciones deseadas dentro del espacio. Puedes ajustar la altura, la orientación y otros parámetros de cada luminaria según sea necesario. 7. Configurar las propiedades de las luminarias: Define las propiedades específicas de cada luminaria, como la potencia, el flujo luminoso, el ángulo de emisión, la distribución de luz, entre otros. 8. Definir escenas de iluminación: Configura diferentes escenas de iluminación dentro del proyecto si es necesario. Por ejemplo, puedes tener escenas diferentes para iluminación diurna y nocturna, o para diferentes actividades dentro del espacio. 9. Realizar cálculos y análisis: Una vez que hayas configurado todas las características del diseño, ejecuta los cálculos de iluminación para obtener resultados precisos. DIALux proporcionará información detallada sobre la distribución de la luz, la uniformidad, el nivel de iluminación, entre otros parámetros. 10. Evaluar y optimizar el diseño: Revisa los resultados de los cálculos y realiza ajustes en el diseño según sea necesario para optimizar el rendimiento del sistema de iluminación. Esto puede implicar cambiar la posición de las luminarias, ajustar sus propiedades o hacer modificaciones en el diseño arquitectónico. 11. Generar informes: Finalmente, genera informes detallados que resuman los resultados del diseño, incluidos los cálculos de iluminación, los análisis de eficiencia energética y cualquier otra información relevante. Estos informes son útiles para compartir con clientes, colegas u otras partes interesadas en el proyecto. Después de esta breve introducción al programa DIALux, se explicará el proceso de extracción de datos para el estudio y simulación de las distintas hipótesis que se plantearán más adelante para la desinfección del box de aislamiento mediante la aplicación de luz ultravioleta tipo C (UV-C), comentada anteriormente. 39 Primero, se definirán los parámetros específicos del entorno del box de aislamiento en DIALux, incluyendo las dimensiones exactas, materiales de las superficies y la reflectancia correspondiente, así como la disposición de los objetos dentro del espacio. Esta configuración precisa es crucial para obtener resultados de simulación exactos. A continuación, se seleccionarán las fuentes de luz UV-C apropiadas, utilizando la biblioteca de luminarias del programa o importando modelos específicos que cumplan con los requisitos de desinfección. Se configurarán las propiedades de estas luminarias, como la potencia de emisión, el ángulo de dispersión y la eficacia germicida, para garantizar que los datos de simulación sean realistas y aplicables a las condiciones del box de aislamiento. Posteriormente, se procederá a posicionar estratégicamente las luminarias UV- C dentro del box, asegurando una cobertura completa y uniforme para maximizar la efectividad de la desinfección. Se configurarán diferentes escenas de iluminación para simular diversas hipótesis de desinfección, como variaciones en la intensidad de la luz, la duración de la exposición. Una vez configuradas todas las variables, se realizarán los cálculos y análisis necesarios en DIALux para evaluar la distribución de la luz UV-C y su efectividad en la desinfección del espacio. Los resultados obtenidos proporcionarán información detallada sobre la intensidad de la luz en distintas áreas del box, permitiendo identificar posibles zonas de sombra o áreas con insuficiente exposición a la luz UV-C. Finalmente, se generarán informes detallados que resumirán los hallazgos de la simulación, incluyendo gráficos y datos específicos sobre la distribución de la luz UV-C y su eficacia potencial en la desinfección del box de aislamiento. Estos informes serán fundamentales para la evaluación y optimización de las estrategias de desinfección propuestas y servirán como base para la toma de decisiones informadas en la implementación de soluciones de desinfección mediante luz UV-C. Seguidamente, se presentarán capturas de pantalla acompañadas de breves explicaciones sobre el proceso de introducción de datos en DIALux de manera genérica. Estas capturas ilustrarán los pasos fundamentales para configurar un proyecto en el programa, desde la creación del entorno hasta la selección y posicionamiento de luminarias. El objetivo es proporcionar una visión clara y comprensible de cómo se utiliza DIALux para preparar un escenario de simulación, sin enfocarse aún en ninguna hipótesis específica de desinfección mediante luz ultravioleta tipo C (UV-C). Estas imágenes servirán como guía visual para familiarizarse con la interfaz y las funciones básicas de DIALux, facilitando la comprensión del proceso de configuración y asegurando que todos los parámetros relevantes sean 40 considerados adecuadamente antes de proceder con simulaciones más avanzadas. 1. Se empieza abriendo la aplicación de DIAlux y creando un nuevo espacio interior. 2. Se introducen los valores de superficie del local. 3. Se le da un nombre al archivo y se le añade una descripción general. 4. Se dejan valores por defecto de mantenimiento. 5. Para simular la luz UV-C, el grado de reflexión se pone en cero y el color en negro, debido a que esta luz no tiene reflexión. 47 Se realizaron tres comprobaciones en función del tiempo para ver cuánta energía por centímetro cuadrado se consigue en tres tiempos de exposición: 30, 60 y 90 minutos. Estos tiempos de exposición logran alcanzar valores de energía de 3, 6 y 9 mJ/cm², o incluso mayores, que son necesarios para conseguir una desinfección efectiva de las bacterias expuestas, como se mencionó en la introducción. Además, se analizó el porcentaje de las zonas del box en las cuales se consiguen estos valores de energía, proporcionando una visión clara de la distribución de la desinfección. Para complementar, se desarrollaron tres mapas de color donde la variable es la energía, utilizando nuevamente los valores de 3, 6 y 9 mJ/cm². Estos mapas permiten visualizar cuánto tiempo debe estar cada zona expuesta a la luz para alcanzar los niveles específicos de energía. Se evaluaron los porcentajes de tiempo de exposición en 30, 60, 90 y 120 minutos, lo que proporciona una idea clara de cuánto tiempo debe estar expuesta la sala a la luz y qué zonas tienen mejores resultados de desinfección. Además, la leyenda muestra un desglose más detallado en el tiempo, permitiendo considerar opciones de menor tiempo de exposición dependiendo del lugar específico. 48 HIPÓTESIS 1 POTENCIA LUMANARIA En esta primera hipótesis, se observa que, debido a la posición de la luminaria, la potencia por metro cuadrado en la superficie toma valores relativamente bajos. Esto se debe a que solo hay una luminaria, siendo el centro de la habitación la zona con mayor valor. Esta configuración puede no ser la óptima para conseguir la desinfección en la zona del cabecero, que es la más expuesta a las bacterias que deseamos eliminar. 3D DIALUX PLANTA TIPO 49 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA EXPOSICIÓN DE 30min EXPOSICIÓN DE 60min EXPOSICIÓN DE 90min ENERGÍA FIJA 3mJ/cm² ENERGÍA FIJA 6mJ/cm² ENERGÍA FIJA 9mJ/cm² 50 HIPÓTESIS 2 POTENCIA LUMINARIA En esta segunda hipótesis, se observa que, a causa de la posición de la luminaria, la potencia por metro cuadrado en la superficie toma valores relativamente bajos. Esto se debe a que solo hay una luminaria, siendo el espacio cercano al cabecero de la cama la zona con mayor valor. Esta configuración es más óptima que la anterior para conseguir la desinfección en la zona sensible del box, que es la más expuesta a las bacterias que deseamos eliminar. 3D DIALUX PLANTA TIPO 51 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA EXPOSICIÓN DE 30min EXPOSICIÓN DE 60min EXPOSICIÓN DE 90min ENERGÍA FIJA 3mJ/cm² ENERGÍA FIJA 6mJ/cm² ENERGÍA FIJA 9mJ/cm² 52 HIPÓTESIS 3 POTENCIA LUMINARIA En esta tercera hipótesis, se observa que, a causa de a la posición de las luminarias, la potencia por metro cuadrado en la superficie toma valores más significativos que en la anteriores. Esto se debe a que hay dos luminarias, siendo el centro de la habitación la zona con mayor valor. Esta configuración puede no ser la óptima para conseguir la desinfección en la zona del cabecero, que es la más expuesta a las bacterias que deseamos eliminar, pero conseguimos unos valores más uniformes en el box. 3D DIALUX PLANTA TIPO 53 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA EXPOSICIÓN DE 30min EXPOSICIÓN DE 60min EXPOSICIÓN DE 90min ENERGÍA FIJA 3mJ/cm² ENERGÍA FIJA 6mJ/cm² ENERGÍA FIJA 9mJ/cm² 54 HIPÓTESIS 4 POTENCIA LUMINARIA En esta cuarta hipótesis, se observa que, a causa de a la posición de las luminarias, la potencia por metro cuadrado en la superficie toma valores más significativos. Esto se debe a que hay dos luminarias, siendo el espacio cercano al cabecero de la cama la zona con mayor valor. Esta configuración puede ser la más óptima para conseguir la desinfección en la zona del cabecero, que es la más expuesta a las bacterias que deseamos eliminar. 3D DIALUX PLANTA TIPO 55 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA EXPOSICIÓN DE 30min EXPOSICIÓN DE 60min EXPOSICIÓN DE 90min ENERGÍA FIJA 3mJ/cm² ENERGÍA FIJA 6mJ/cm² ENERGÍA FIJA 9mJ/cm² 56 HIPÓTESIS 5 POTENCIA LUMINARIA En esta quinta hipótesis, se observa que, a causa de a la posición de las luminarias, la potencia por metro cuadrado en la superficie toma valores más significativos. Esto se debe a que hay dos luminarias, siendo el centro de la habitación la zona con mayor valor. Esta configuración puede no ser la óptima para conseguir la desinfección en la zona del cabecero, que es la más expuesta a las bacterias que deseamos eliminar, pero conseguimos unos valores más uniformes en el box como pasa también en la hipótesis 3. 3D DIALUX PLANTA TIPO 63 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA EXPOSICIÓN DE 30min EXPOSICIÓN DE 60min EXPOSICIÓN DE 90min ENERGÍA FIJA 3mJ/cm² ENERGÍA FIJA 6mJ/cm² ENERGÍA FIJA 9mJ/cm² 64 HIPÓTESIS 9 POTENCIA LUMINARIA En esta novena hipótesis, se observa que, debido a la posición de las luminarias, la potencia por metro cuadrado en la superficie toma valores bastante altos en comparación con todas las hipótesis anteriores. Esto se debe a que hay tres luminarias, siendo el centro de la habitación la zona con mayor valor. Esta configuración consigue una buena desinfección en las zonas sensibles, siendo óptima debido a que la disposición en línea de dos luminarias cerca del cabecero y la última luminaria sobre el lavabo proporciona una exposición homogénea, aunque supone un costo quizá demasiado elevado para llevar a cabo este proceso de desinfección. En cuanto a tiempo para conseguir la desinfección en la zona del cabecero y lavabo, hablamos de tiempos de 15 y 30 minutos para llegar a valores de 3, 6 y 9mJ/cm² una opción que podría plantearse en la vida real. 3D DIALUX PLANTA TIPO 65 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA EXPOSICIÓN DE 30min EXPOSICIÓN DE 60min EXPOSICIÓN DE 90min ENERGÍA FIJA 3mJ/cm² ENERGÍA FIJA 6mJ/cm² ENERGÍA FIJA 9mJ/cm² 66 HIPÓTESIS 10 POTENCIA LUMINARIA En esta décima hipótesis, se observa que, debido a la posición de las luminarias, la potencia por metro cuadrado en la superficie toma valores bastante altos como en las dos hipótesis anteriores. Esto se debe a que hay tres luminarias, siendo la zona de la cama de la habitación la zona con mayor valor junto con el lavabo. Esta configuración podría ser bastante óptima para conseguir la desinfección en la zona del cabecero, que es la más expuesta a las bacterias que deseamos eliminar y el lavabo en menor medida en comparación con las hipótesis anteriores. En cuanto a tiempo para conseguir la desinfección en la zona del cabecero y lavabo, hablamos de tiempos de 15 y 30 minutos para llegar a valores de 3, 6 y 9mJ/cm² una opción que podría plantearse en la vida real. 3D DIALUX PLANTA TIPO 67 ENERGÍA IRRADIADA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO TIEMPO DE IRRADIACIÓN EN FUNCIÓN DE LA ENERGÍA EXPOSICIÓN DE 30min EXPOSICIÓN DE 60min EXPOSICIÓN DE 90min 68 ENERGÍA FIJA 3mJ/cm² ENERGÍA FIJA 6mJ/cm² ENERGÍA FIJA 9mJ/cm² 69 CONCLUSIONES Y FÚTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN En la investigación presentada, se han desarrollado varias hipótesis sobre la eficacia de la desinfección mediante luz ultravioleta (UV) en distintos espacios sanitarios. La aplicación de estas hipótesis depende en gran medida del tiempo de exposición disponible, así como de la distribución y cantidad de luminarias instaladas. No existe una solución única y definitiva, ya que la eficacia de la desinfección con luz UV está condicionada por diversos factores. Estos factores incluyen el tiempo que una sala puede permanecer vacía para permitir la aplicación de la luz UV, la cantidad de luminarias y su disposición en función de las áreas más sensibles dentro de los diferentes espacios. En el contexto específico del box de atención sanitaria, se ha determinado que la hipótesis 4 es la más adecuada para el box sin lavabo. Por otro lado, las hipótesis 9 y 10 resultan ser las mejores opciones para el box con lavabo, permitiendo una desinfección óptima en períodos cortos de tiempo. Es importante subrayar que este estudio debe ser complementario a los métodos de desinfección sanitaria básicos ya establecidos en las normativas de salubridad. Además, se debe tener en cuenta que la luz UV es altamente energética y perjudicial para los seres humanos, por lo que su implementación en centros sanitarios debe llevarse a cabo con estrictos dispositivos de seguridad. Tras este estudio, se plantearán distintas líneas de investigación para la aplicación de esta solución de desinfección mediante luz UV-C. Entre las posibles áreas de interés se incluyen toda la industria alimentaria, tanto en la venta como en la producción, así como el ámbito de los laboratorios. En la industria alimentaria, la desinfección con luz ultravioleta podría mejorar significativamente la seguridad y la calidad de los productos, reduciendo la carga microbiana y prolongando la vida útil de los alimentos sin necesidad de aditivos químicos. En los laboratorios, su uso podría optimizar los protocolos de desinfección, garantizando un entorno más seguro para la investigación y la manipulación de muestras biológicas. Otro ámbito interesante sería su uso en salas de tratamiento, como bancos de sangre, zonas de hemodiálisis y centros de tratamiento de cáncer. En estos entornos, la desinfección con luz UV podría reducir el riesgo de infecciones nosocomiales, mejorando la seguridad tanto para los pacientes como para el personal sanitario. En los bancos de sangre, por ejemplo, la aplicación de esta tecnología podría ayudar a mantener los productos sanguíneos libres de contaminantes, mientras que, en las zonas de hemodiálisis, podría contribuir a mantener los equipos y superficies libres de patógenos. En los centros de 70 tratamiento de cáncer, donde los pacientes son especialmente vulnerables a las infecciones, la luz UV podría proporcionar una capa adicional de protección. Además, una posible línea de estudio sería la viabilidad de aplicar este tipo de desinfección en zonas abiertas, como en la sala de camas, un problema que no hemos abordado en este trabajo y hemos obviado al generalizar las hipótesis y centrarnos en el Box de pacientes de asilamiento. Esto podría solucionarse mediante la implementación de cerramientos móviles de vidrio, ya que este material no deja pasar la luz UV-C. La investigación en esta área podría explorar diferentes diseños y materiales para los cerramientos, evaluando su eficacia y practicidad en diversas condiciones ambientales. También sería importante considerar los aspectos económicos y logísticos de su implementación a gran escala, así como los posibles efectos sobre la salud y el medio ambiente. Otro aspecto relevante para futuras investigaciones es la evaluación del impacto a largo plazo del uso de luz UV en diferentes entornos. Esto incluye estudiar la durabilidad y el mantenimiento de los dispositivos de desinfección, así como los posibles efectos secundarios de la exposición prolongada a la luz UV en personas y materiales. Además, sería útil investigar la combinación de la desinfección ultravioleta con otras tecnologías y métodos, para desarrollar soluciones más integrales y efectivas. En conclusión, este estudio abre la puerta a numerosas posibilidades de investigación y aplicación de la desinfección mediante luz UV. Al explorar estas líneas de investigación, podríamos desarrollar soluciones innovadoras que mejoren la seguridad y la higiene en una variedad de entornos, contribuyendo así a la salud pública y al bienestar general. 71 BIBLIOGRAFÍA 1. Ministerio de Sanidad. Nota sobre el uso de productos que utilizan radiaciones Ultravioleta-C para la desinfección del SARS-CoV-2 [Internet]. 2020 [citado 28 de febrero de 2024]. 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