Estudio de Cenma permite clasificar las estufas respecto a su potencial impacto en la salud

Las estufas a gas licuado presentan los menores impactos en la calidad del aire intradomiciliario, frente al resto de las tecnologías de calefacción a combustión. Así lo señala el estudio “Evaluación de Impacto Atmosférico de Sistemas de Calefacción Domiciliaria”, que realizó la Fundación Centro Nacional del Medio Ambiente (CENMA) de la Universidad de Chile.

La investigación además concluyó que las estufas de leña y parafina, incluidas las de última tecnología, son los artefactos de calefacción a combustión que emiten más gases contaminantes y generan mayor impacto negativo en la calidad del aire intradomiciliario.

“En Chile existe una gran variedad de alternativas de calefacción. Por esta razón es importante informar sobre las diferencias entre sus emisiones y su potencial impacto en la salud ante la exposición prolongada a estos contaminantes”, señala Italo Serey, director ejecutivo de CENMA.

El estudio “Evaluación de Impacto Atmosférico de Sistemas de Calefacción Domiciliaria” analizó las emisiones de las seis estufas a combustión representativas de las existentes y más utilizadas en nuestro país: a leña de doble cámara, a gas licuado radiante y licuado convectiva, a parafina mecha simple, mecha tecnología y parafina láser.

La selección de los contaminantes a medir se realizó basándose en los considerados por la OMS, siendo estos: el monóxido de carbono (CO), dióxido de azufre (SO2), óxidos de nitrógeno (NOx), material particulado grueso y fino (MP10 y MP 2,5). Además, por primera vez en un estudio chileno, se incluyó la medición de Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP’s) en emisiones intradomiciliarias de sistemas de combustión, los que se caracterizan por ser contaminantes que pueden generar un importante daño  a la salud en pequeñas concentraciones, dado su efecto acumulativo. 

Primera medición de HAP´s

En el caso de los HAP’s, el estudio arrojó que las mayores emisiones corresponden a estufas a leña de doble cámara. Le siguen, de acuerdo al análisis, las estufas a parafina de mecha simple tradicionales y las modernas versiones de estufa a parafina mecha tecnología. No se registraron emisiones HAP´s en estufas a gas radiante. “Este resultado es muy relevante, pues por primera vez se miden en Chile estos gases en los artefactos de calefacción cuyo impacto en la salud de las personas es altamente nocivo y complejo.  Los HAP`s pueden provocar varios tipos de trastornos a largo plazo, tanto a nivel pulmonar como otros tipos de enfermedades, incluso genéticas y reproductivas”, afirma el doctor Andrei Tchernitchin, experto en toxicología ambiental de la Universidad de Chile. 

Impacto en contaminación en el hogar

En base a los resultados obtenidos en los ensayos realizados en el túnel de viento de CENMA y de los límites de concentración en el aire recomendados por la OMS, el CENMA  creó y desarrolló el índice “Potencial de Impacto Domiciliario” (PID). Éste valora el aporte conjunto de los distintos contaminantes emitidos por los sistemas de calefacción, en un índice único de toxicidad. De esta manera es posible generar un ranking de las estufas a combustión más contaminantes considerando los resultados de las emisiones medidas en el ensayo de laboratorio, y los niveles de calidad del aire recomendados por la OMS para cada tipo de contaminante.

El índice se basa en considerar la concentración de contaminantes que se alcanzaría en una habitación de 50 metros cuadrados, con un nivel de ventilación equivalente a un cambio por hora, operando la fuente de calefacción ensayada de forma continua durante 4 horas y en el caso de la leña durante 8 horas, lo que representa una operación típica de estos aparatos. Los resultados obtenidos se comparan con las concentraciones límites de calidad del aire intradomiciliario recomendadas por la Organización Mundial de la Salud (OMS), permitiendo de esta forma obtener un valor único, que toma en cuenta la importancia que da la OMS a cada contaminante específico, respecto a su potencial efecto en la salud.

Este análisis permitió establecer que las estufas a leña y los artefactos a parafina en sus distintas versiones son las que más contaminan al interior del hogar, en comparación con las tecnología a gas licuado, las cuales mostraron una baja emisión de contaminantes, en especial de los más dañinos a la salud, según las recomendaciones establecidas por la OMS, la cual da una alta importancia a contaminantes como los Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP´s) y el Dióxido de Azufre. Los cuales no son emitidos por las tecnologías a gas licuado en los niveles de detección del ensayo.

Por el contrario, la estufa a leña doble cámara es la que posee mayor “Potencial de Impacto Domiciliario” (PID) (ver Figura 1), obteniendo un PID de 174 mil, esto debido al alto nivel de emisiones de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP´s), observados en el túnel de viento donde se realizó la experiencia.

Luego siguen las estufas con tecnologías a parafina a Mecha Tecnología con un PID de 8.157 y Mecha Simple con un PID de 7.082, asociado a concentraciones de emisiones de SO2 y NO2. En el cuarto lugar a nivel de impacto se encuentra la tecnología Parafina Láser con un PID de 32 asociado a concentraciones de SO2 y NO2.

Finalmente, entre las tecnologías de menor impacto se encuentran las de gas licuado, Gas Radiante con un PID de 6 y Gas Convección Forzada con un PID de 3, ambas asociados a concentraciones de NO2, el cual no genera dado el nivel de emisión establecido en el ensayo un impacto negativo relevante a la salud de las personas.

Para el Dr. Andrei Tchernitchin, este estudio tiene gran importancia para la comunidad ya que ha considerado tanto los contaminantes, como las concentraciones recomendadas por la OMS, y permite en base a un índice único, orientar respecto al impacto potencial que tendría el conjunto de contaminantes emitidos por las distintas tecnologías de calefacción ensayadas, y no sólo un contaminantes en forma aislada, lo que facilita incorporar el factor impacto en la salud al momento de seleccionar el tipo de calefacción a utilizar,  y no sólo sus características económicas o tecnológicas.

“El impacto en la salud está determinado por la concentración alcanzada por los contaminantes dentro de la vivienda. Si existen tecnologías que emitan menos contaminantes, ésas son las más recomendables”, indica el Dr. Tchernitchin.

Considerando que los sistemas de calefacción domiciliarios también producen un impacto externo a la vivienda al incorporar sus emisiones al medioambiente, CENMA creó y desarrollo  un segundo indicador denominado Potencial de Impacto Externo Relativo (PIER) (ver Figura 2), el cual se calculó utilizando las emisiones másicas de cada tecnología en función de la energía consumida, y el total de emisiones de todas las tecnologías evaluadas, lo que permite comparar las distintas tecnologías ensayadas en función de su aporte de emisiones al medio ambiente.

La estufa a leña doble cámara también lidera el indicador PIER siendo la más contaminante, con un índice de 3,4, la sigue la estufa a parafina de mecha simple que emite con un impacto de 0,7, luego  la estufa mecha tecnología con un 0,5, la estufa parafina láser con 0,4, la estufa a gas radiante con un 0,1 y finalmente la estufa a gas convectiva con un PIER de 0,0. Las estufas a gas licuado  mostraron por lo tanto tener también los menores aportes  a la contaminación extradomiciliaria.

Los índices PID y PIER propuestos por CENMA, tienen entre sus objetivos entregar información de orientación a la comunidad, y permite identificar la diferencia existente entre las distintas alternativas de calefacción, desde el punto de vista de contaminación intradomiciliaria, como de su entorno. Entregando las herramientas necesarias, basadas en fundamentos técnicos, para que la comunidad seleccione informadamente las diversas tecnologías. 

Detalles de los resultados de las mediciones

Los resultados obtenidos a través de los ensayos fueron coherentes con los niveles de emisión esperados y ya constatados en otras partes del mundo, como en la unión europea[1], lo que respalda la efectividad de la metodología de túnel de viento para medir las emisiones netas de los equipos, permitiendo descartar los efectos de las concentraciones del entorno. Esto gracias a que se miden las concentraciones tanto en el aire de entrada,  como en el de salida del túnel, siendo este último el que contiene la emisión adicional aportada por las fuentes emisoras ensayadas, cuya emisión se desea determinar.

Los resultados de las mediciones señalan que las mayores emisiones de material particulado tanto MP 10 (causante de irritación en el sistema respiratorio) como la fracción más fina y peligrosa el MP 2.5 (capaz de ingresar hasta el sistema circulatorio provocando daños a largo plazo), correspondieron a las estufas a parafina.

La mayor emisión de MP 2.5 corresponde a la de tecnología parafina mecha simple seguida por las estufas modernas de parafina láser y parafina mecha tecnología. Por otra parte, no se registraron emisiones detectables en los artefactos de calefacción de gas licuado.

En relación al monóxido de carbono (CO), emisión que puede tener graves efectos nocivos inmediatos de no existir una adecuada ventilación en las habitaciones,  la mayor emisión la mostró la estufa a parafina mecha simple, seguida por gas radiante. Aun cuando los niveles medidos resultaron bastante por debajo de lo que se considera como peligroso según la norma chilena y normas internacionales, la recomendación en estos casos es ventilar periódicamente los espacios en los cuales se usan estas estufas.

Con respecto a las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) y dióxidos de azufre (SO2), compuestos que pueden provocar irritaciones e inflamaciones en el sistema respiratorio, las modernas versiones de estufas de parafina mecha tecnología y parafina láser presentaron las mayores emisiones. Debido a las bajas emisiones de SO2 emitidas por el gas licuado y la tecnología a leña, éstas no pudieron ser detectadas por el método de medición. 

Equipos medidos

Las estufas ensayadas durante el experimento correspondieron a equipos nuevos, sin uso, con un rodaje previo de 8 horas, y cuyos modelos se detallan a continuación:

•Gas radiante: Fensa FEL 1430
•Gas convección forzada: Rinnai Dynamo 15
•Parafina mecha simple: Mademsa Foguita
•Parafina mecha tecnología: Toyotomi Omni 230
•Parafina laser: Toyotomi LC-43
•Leña doble cámara: Amesti doble cámara 

Metodología

Las mediciones de los artefactos se realizaron en una cámara insertada en un túnel de viento de 22 metros de longitud, con un nivel de ventilación controlada y medición de concentración y variables atmosféricas en su entrada y salida. Para medir la concentración de los contaminantes se utilizaron, equipos de última generación, con un alto nivel de precisión y confiabilidad en la medición de contaminantes atmosféricos, siendo éstos los que se ocupan la mayoría de las redes de medición de calidad de aire en el mundo, incluida la Red de Medición de Contaminantes Atmosféricos (MACAM) en Santiago. La velocidad del viento en la entrada y salida del túnel fue medida con anemómetros sónicos de última generación, que permiten medir velocidad y dirección del viento en forma tridimensional.

Tanto las concentraciones como las variables meteorológicas se midieron con promedio de 1 minuto, permitiendo tener un estrecho control de las condiciones en la entrada, salida y sala de ensayos, pudiéndose generar un registro preciso de la evolución de las emisiones de las estufas ensayadas.