ANA® INDOOR: Una tecnología para mejorar la calidad del aire interior en beneficio de la salud

Según la Agencia Europea de Medio Ambiente (AEMA), la contaminación del aire es uno de los riesgos medioambientales más importantes de la actualidad, especialmente en las grandes ciudades, áreas densamente pobladas y con parques industriales operativos.

Alrededor del 85% de la población europea vive en espacios urbanos, pasando hasta un 90% de su tiempo en un entorno cerrado. En estos espacios, la concentración de las sustancias contaminantes es mayor que en espacios abiertos, y el problema se agrava en sitios poco ventilados.

El Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y la Organización Mundial para la Salud (OMS), indican que esta contaminación provoca alrededor de siete millones de decesos prematuros cada año (Fig. 1), de los cuales, según la Agencia Europea de Medio Ambiente, más de 100.000.000 muertes corresponden a Europa 1, donde además se ha reducido la esperanza de vida promedio de sus residentes en más de 1,5 años.

De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud, las sustancias contaminantes del aire más preocupantes son el material particulado (PM) y los óxidos de nitrógeno (NOX = NO2 + NO), y dentro de este el dióxido de nitrógeno (NO2). El PM, por sus características fisicoquímicas altamente variables, por los daños en diferentes órganos y sistemas del cuerpo humano, mientras que el NO2 por su poder oxidativo, y por tratarse de un precursor de otras sustancias contaminantes que, como resultado de reacciones fotoquímicas, comienzan a aparecer en el aire de las grandes ciudades (nivel troposférico).

Figura 1. Muertes generadas por la contaminación del aire según la OMS1.

La contaminación del aire por efecto del material particulado y el NOx, es un factor que incrementa los problemas de salud asociados al COVID-19, una pandemia que se ha cobrado miles de víctimas fatales alrededor del mundo y especialmente en las grandes ciudades con altos niveles de contaminación del aire.

Figura 2. Concentraciones de CO2 en partes por millón (ppm) y su efecto en la salud humana según la ASHRAE2.

Una mala calidad del aire interior puede afectar el aprendizaje, afectando el proceso educativo, pero también puede afectar la seguridad a distintos niveles, por ejemplo, en el caso del transporte de personas o mercancías. Así mismo, perjudica el rendimiento laboral, impactando negativamente en la productividad y generando consecuencias económicas importantes para las empresas.

Por otro lado, el crecimiento en la demanda de calefacción, ventilación y aire acondicionado, sistemas de climatización que representan alrededor del 40% del consumo energético en las zonas residenciales. Algunas estimaciones sugieren un rápido incremento en los próximos años como respuesta al aumento de las temperaturas medias globales (Fig. 3). Semejante escenario implica un aumento en la demanda energética, que se traduce en un incremento en la emisión de sustancias contaminantes del aire, alimentando un peligroso círculo vicioso con el calentamiento global.

El dióxido de carbono (CO2), es uno de los principales gases causantes del conocido efecto invernadero, un fenómeno que también tiene efectos sobre la salud. La Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE, por sus siglas en inglés), generó una escala de referencia (Fig. 2) en la que se establecen rangos de concentración de CO2 en el aire y su impacto en la salud.

Estos efectos son preocupantes si consideramos que el aumento en la concentración de CO2 en el aire interior de dormitorios y otros espacios residenciales, salones de clase y oficinas, entre otras áreas, puede ocurrir rápidamente, llegando a aumentar desde los 400 ppm a los 1.500 ppm y, en algunos casos, pudiendo alcanzar niveles superiores a los 3.000 ppm, en el lapso de apenas una hora dentro de un dormitorio, o en cuestión de minutos si se trata de un salón de clases o una oficina.

Figura 3. Estimación de la demanda de sistemas de aire acondicionado según la Agencia Internacional de Energía (IEA)4.

La innovación tecnológica de Ecological World of Life: ANA® INDOOR

Ante una apremiante realidad que exige asumir retos en la búsqueda de tecnologías que permitan mejorar la calidad del aire interior en beneficio de la salud, la empresa Ecological World for Life (EWL) ha desarrollado una tecnología que no solamente permite la eliminación del material particulado y el NO2, sino que lleva a cabo la captura de CO2 y lo transforma en carbonatos de alto valor comercial. Esta tecnología permite alcanzar el objetivo de dar a las zonas residenciales, comerciales o de oficina “Un Nuevo Aire” (A New Air), un concepto registrado en base a sus iniciales bajo la marca comercial de ANA®.

La tecnología para mejorar la calidad del aire interior o ANA® INDOOR cuenta con un filtro para capturar material particulado y aerosoles (portadores de virus, bacterias y otros microorganismos) y un innovador reactor de lecho estático (Fig. 5), donde ocurren las reacciones químicas que permiten la transformación del CO2 y NO2 en sustancias inocuas para la salud y el medioambiente.

Figura 5. Prototipo de reactor ANA® INDOOR configurado como cartucho

La tecnología ANA® se puede integrar en sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, tanto los tradicionales como los de última generación, ya sean de naturaleza portátil, individual o integral, para espacios interiores de áreas residenciales, salones de clase, u oficinas, así como grandes espacios en centros comerciales, salas de cines, teatros, terminales de pasajeros (aeropuertos, puertos marítimos, estaciones de trenes, otros), hoteles y espacios que requieren condiciones especiales como hospitales y centros de salud, entre otros, proporcionando una buena calidad de aire mientras ahorra energía.

ANA® es una tecnología pionera de captura y utilización de carbono, basada en la captura directa del CO2 del aire interior, transformándolo en carbonatos, una materia prima utilizada industrialmente. ANA® es definitivamente una solución sostenible desde el punto de vista medioambiental y económico.

Ventajas de la tecnología ANA® INDOOR

Figura 7. Eficiencia de captura de CO2 del prototipo ANA® INDOOR en un espacio cerrado. Tiempo en minutos. Una vez iniciada la captura (t = 0), la disminución de la concentración es consistente y evoluciona hasta que a los 7 minutos se alcanza la concentración atmosférica, y a los 12 minutos se alcanza una captura total llegando a 0 ppm de CO2 en el aire interior.

Figura 8. Energía consumida por un sistema de aire acondicionado en un edificio moderno y típico del área de Madrid, sin captura de dióxido de carbono y con captura de CO2 utilizando la tecnología ANA®.

El manejo y purificación del aire interior en zonas residenciales, comerciales, de oficina, y en grandes espacios destinados al transporte, el esparcimiento, o a la atención de salud, exige una tecnología no solo novedosa, sino que tenga ventajas comparativas frente a las tecnologías tradicionales. En este orden de ideas, ANA® INDOOR toma la delantera desarrollando una tecnología novedosa en los siguientes aspectos:

1. Los convertidores químicos se encuentran en estado sólido y son altamente selectivos al CO2 y NO2.
2. La captura/transformación ocurre en un solo paso, el CO2 y NO2 se capturan y transforma simultáneamente.
3. El proceso de captura solo requiere la energía mínima necesaria para hacer pasar los gases por el convertidor, aprovechando el impulso del aire de los propios sistemas de calefacción, ventilación o aire acondicionado, lo que implica una disminución en la huella de carbono y una mayor eficiencia energética.
4. Tiene la capacidad de capturar la totalidad del CO2 que pasa a través del convertidor químico, transformándolo en carbonatos sólidos de alta pureza, tal y como ha sido demostrado científicamente.
5. La tecnología ANA® permite utilizar diferentes convertidores químicos en un mismo reactor, y con cada uno de ellos producir un carbonato específico (Na2CO3, K2CO3, CaCO3, MgCO3).
6. Es posible eliminar eficientemente el NO2 en un proceso que ocurre a temperatura ambiente y sin necesidad de costosos catalizadores, lo cual implica no solo una huella de carbono favorable sino un ahorro económico importante.

Los estudios tecno económicos y medioambientales realizados con el Instituto Madrileño de Estudios Avanzados – Energía (IMDEA-Energía), en colaboración con la Universidad Tecnológica de Silesia, concluyen que la captura del CO2 y NO2 a través de la tecnología ANA® permitiría una menor frecuencia de renovación de aire en espacios interiores, mejorando la calidad del aire; en consecuencia, generaría ahorros de energía significativos (aproximadamente 30%) en los sistemas de climatización ya sea calefacción, ventilación o aire acondicionado (Fig. 8).

Modelo de negocio

El modelo de negocio se basa en el licenciamiento de la tecnología ANA® a fabricantes de sistemas de climatización, calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC por sus siglas en inglés), incorporándola en su portafolio de productos. Los licenciatarios establecerán una red de suministro de los propios equipos y sus cartuchos reutilizables basados en la tecnología ANA® INDOOR, con los cuales generarán una nueva área de negocio para su empresa. Por otro lado, una vez que el cartucho cumple su función, regresa al centro de acopio establecido por el fabricante o asociado para reciclarlos con la finalidad de extraer el carbonato verde (ecológico) generado por la captura de CO2, y estos se recargarán con los convertidores químicos para reintroducirlos en el mercado.

Los carbonatos generados durante el proceso de limpieza del aire interior podrán colocarse en el mercado, obteniendo un ingreso adicional que cubrirá la adquisición de convertidores químicos, la logística y el mantenimiento de este negocio.

De esta manera, los licenciatarios de las tecnologías de EWL se pueden beneficiar por tres vías:

1. Por la incorporación de una tecnología nueva en el mercado, alineada a los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas y que permiten cumplir con las regulaciones europeas en materia de aire interior, lo que representa un factor de atracción de usuarios finales, incrementando sus ventas.
2. Por la venta directa de los cartuchos reutilizables bajo un modelo de gestión seguido ya por otras empresas en del área (p. ejm. la venta de cartuchos reutilizables de impresoras).
3. Por la venta de los carbonatos producidos.

Este modelo ofrece una herramienta competitiva de crecimiento de ventas, a través del incremento de eficiencia energética y el mejoramiento de la calidad del aire interior.

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