José Caparo: Cómo quisiera poder vivir sin aire (columna)

José Carlos Caparo Jarufe, gerente en JC Soluciones Técnicas SAC: Cómo quisiera poder vivir sin Aire, una mirada estándar ASHRAE 62.1

En esta segunda entrada, continuando con la revisión del estándar ASHRAE 62.1, en su acápite 4. Este nos indica que el aire exterior debe ser analizado en base a dos puntos: Calidad del aire regional y Calidad del aire local.

La Calidad del aire regional, en el caso particular de los EEUU cuentan con estándares nacionales de calidad de aire ambiental, cuyo nivel de cumplimiento debe determinarse de acuerdo al área geográfica en la cual se ubica el edificio, éste se califica como “conseguido” o “no conseguido”, para el caso de nuestro país se establecen los Índices de Calidad del Aire (INCA) en la RM N°181-2016-MINAM, cuyas tablas mostramos abajo, en el DS N°003-2017-MINAM.

[1] Para esta publicación hemos tomado Estándar ANSI/ASHRAE 62.1-2016 (Sustituye al Estándar ANSI/ASHRAE 62.1-2013)  Edicion de ASHFRAE SPAIN CHAPTER

Calidad de aire

La Calidad del aire local se determina mediante un estudio observacional de la ubicación del edificio y las zonas más próximas a él, durante el periodo en que se estima que la edificación este ocupada, de modo que se puedan identificar contaminantes locales de edificios próximos cuya introducción al edificio pueden generar preocupación.

Todo esto debe ser documentado y revisado por los propietarios del edificio o sus representantes, y debe incluir, como minino, los siguientes puntos:

a. Nivel regional de cumplimiento de la calidad del aire: Para los EEUU el nivel regional de cumplimiento de la calidad del aire está publicado por USEPA en www.epa.gov.

b. Información de la inspección local. Fecha de la observación. Hora de la observación. Descripción de la parcela. Descripción de los edificios ubicados en la parcela y en las propiedades colindantes. Observación de los olores o irritantes. Observación de las columnas de humos visibles o contaminantes del aire. Descripción de las fuentes de emisiones de gases de vehículos en la parcela y propiedades colindantes. Identificación de fuentes potenciales de contaminantes en la parcela y propiedades colindantes, incluyendo aquellas que operen sólo temporalmente.

c. Conclusiones sobre el grado de aceptabilidad de la calidad del aire exterior e información de apoyo.

Distribución del aire de ventilación

Referente a la distribución del aire de ventilación, los sistemas de ventilación deben diseñarse de acuerdo con los requisitos de los siguientes puntos.

• Diseño para el equilibrado de aire. Los sistemas de distribución de aire de ventilación deben suministrarse con dispositivos de ajuste para conseguir, al menos, el caudal mínimo de ventilación, en cualquier condición de carga.
• Sistemas con plenums. Cuando el plenum del techo o del suelo se utiliza, tanto para recircular el aire de retorno como para distribuir el de ventilación a unidades terminales de techo o suelo, el sistema debe proyectarse de manera que cada espacio disponga de su caudal mínimo de ventilación.
• Documentación. Los documentos del proyecto deben especificar los requisitos mínimos para el equilibrado de aire, o referenciar normas nacionales aplicables para la medición y equilibrado de los caudales. La documentación del proyecto debe establecer los supuestos que fueron considerados en la fase de diseño relativos a las tasas de ventilación y a la distribución de aire.

El estándar también regula la localización de los conductos de extracción.

•  Los conductos de extracción que transportan aire Clase 4 deben presurizarse negativamente respecto a los espacios habitados que atraviesan.
• Los conductos de extracción presurizados positivamente que transportan aire Clase 2 o 3 no deben atravesar espacios habitados distintos a aquel del que se extrae el aire.

Hay una excepción: los conductos que transportan aire Clase 2 y los conductos de aire que transportan aire de campanas de humos residenciales y que están sellados de acuerdo con la Clase A de SMACNA.

Sistemas de ventilación mecánica

Se indica también que los sistemas de ventilación mecánica deben incluir controles de acuerdo con los siguientes puntos:

• Todos los sistemas deben estar equipados con controles manuales o automáticos para mantener como mínimo el caudal de entrada de aire exterior (Vot) requerido en la Sección 6, tanto en cualquier condición de carga como en condiciones de reajuste dinámico.
• Sistemas con ventiladores que impulsen caudal de aire primario variable (Vps), incluyendo sistemas VAV de zona única y sistemas VAV multizona con recirculación.

Estarán equipados con uno o más de los siguientes elementos:

Elementos equipados

a. Toma de aire exterior, compuertas de aire de retorno o una combinación de ambas, que module para mantener como mínimo el caudal de entrada de aire exterior (Vot)

b. Ventiladores de impulsión de aire exterior que modulen para mantener como mínimo el caudal de entrada de aire exterior (Vot)

c. Otros medios que aseguren el cumplimiento del punto anterior.

Todas las superficies expuestas a flujo de aire en equipos y conductos de las instalaciones de calefacción, ventilación y climatización, deben proyectarse y montarse de acuerdo con las exigencias siguientes:

• Resistencia al crecimiento de moho. Los materiales de las superficies deben prescribirse para resistir el crecimiento de moho, de acuerdo con un método de ensayo normalizado, a excepción de superficies de chapa metálica y tornillos de metal.
• Resistencia a la erosión. Los materiales de las superficies expuestas a flujo de aire deben evaluarse de acuerdo a un ensayo normalizado de erosión, y no deberán romperse, agrietarse, descascarillarse o mostrar evidencias de exfoliación o erosión continua en las condiciones del ensayo, excepto las superficies de chapa metálica y tornillos de metal.

Tomas exteriores del sistema de ventilación

Las tomas exteriores del sistema de ventilación deben proyectarse de acuerdo con los siguientes puntos.

• Ubicación. Las tomas de aire exterior (incluyendo aberturas que se requieren como parte del sistema de ventilación natural) deben ubicarse de manera que la menor distancia desde la toma a cualquier fuente potencial de contaminación específica exterior deba ser igual o superior a la distancia de separación listada en la Tabla 5.5.1 o al método de cálculo propuesto en el Anexo Normativo B.
• Excepción: Pueden permitirse otras distancias de separación, suponiendo que pueda demostrarse analíticamente que se alcanzará una tasa de introducción de contaminantes de fuentes exteriores equivalente o inferior.

Arrastre de lluvia.

Las tomas de aire exterior que forman parte del sistema de ventilación mecánica deben proyectarse para gestionar el arrastre de lluvia de acuerdo con una o más de las condiciones siguientes:

a. Limitar la penetración de agua a través de la toma a 21,5 g/m2 ·h (0,07 oz/ft2·h) del área de entrada cuando se prueba utilizando el aparato de prueba de lluvia descrito en la Sección 58 del “UL 199510”.

b. Seleccionar lamas que limiten la penetración de agua a un máximo de 3 g/m2 ·h (0,01 oz/ft2·h) del área libre de la lama a la velocidad máxima de entrada. Esta tasa de penetración de agua debe determinarse para una prueba de duración mínima de 15 minutos a un caudal de agua de 16 ml/s (0,25 gal/min). Gestionar el agua que penetra por la lama mediante un área de drenaje o un dispositivo de retirada de humedad.

c. Seleccionar lamas que limiten la penetración de la lluvia arrastrada por el   viento a menos de 721 g/m2 ·h (2,36 oz/ft2·h) cuando se sometan a una precipitación simulada de75 mm (3 in.) por hora, a una velocidad del viento de 13 m/s (29 mph) y a una tasa de diseño de entrada de aire exterior con la velocidad de aire calculada basada en el área de la cara de la lama.

d. Utilizar campanas de lluvia dimensionadas para una velocidad de entrada no superior a 2,5 m/s (500 cfm) con una toma orientada hacia abajo de forma que todo el aire de entrada pase hacia arriba a través un plano horizontal que interseccione las caras sólidas de la campana antes de entrar al sistema.

e. Gestionar el agua que penetra por la toma de entrada mediante un área de drenaje o un dispositivo de retirada de humedad.

Intrusión de lluvia.

Los equipos de tratamiento y distribución de aire montados en el exterior, deben diseñarse para prevenir la intrusión de agua en el flujo de aire cuando se prueban al caudal de diseño y sin caudal de aire, utilizando el aparato de prueba de lluvia descrito en la Sección 58 del “UL 199510”.

Arrastre de nieve.

Cuando el clima lo exija, las tomas de aire exterior que sean parte del sistema de ventilación mecánica deben diseñarse como sigue para gestionar el agua procedente de la nieve que es impulsada o extraída al sistema:

a. Deben proporcionarse compuertas de acceso para permitir la limpieza de las superficies humedecidas.

b. Los conductos de aire o plenums exteriores deben inclinar los drenajes designados de acuerdo con los requisitos del punto 5.10. de la norma (Bandejas de drenaje).

Rejillas anti-pájaros.

Las tomas de aire exterior deben incluir una rejilla diseñada para prevenir la penetración de una sonda de 13 mm (0,5 in.) de diámetro. El material de la rejilla debe ser resistente a la corrosión. La rejilla debe colocarse o deben tomarse otras medidas para evitar el anidamiento de pájaros en de la toma de aire exterior.

Nota Informativa: Cualquier superficie horizontal puede ser objeto de anidamiento de pájaros.

Captura local de contaminantes. La descarga de equipos sin combustión que captura los contaminantes generados por ellos debe canalizarse directamente al exterior.

Excepción: Equipos específicamente diseñados para descarga interior de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.

Aire de combustión. Los equipos que queman combustible, ventilados o sin ventilar, deben suministrarse con aire para la combustión y la retirada de los productos de la misma de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Los productos de combustión de dispositivos ventilados deben descargarse directamente al exterior.

Eliminación de partículas. Los filtros de partículas, o los de aire que tengan un valor 8 de eficiencia mínima declarada (“MERV, Minimum Efficiency Reporting Value”) calificado de acuerdo con el Estándar ANSI/ASHRAE 52.212, deben suministrarse aguas arriba de todas las baterías de frío u otros dispositivos con superficies húmedas, a través de los cuales se suministre aire a un espacio habitable.

Excepción: Baterías de frío que están diseñadas, controladas y funcionando para suministrar exclusivamente enfriamiento sensible.

Sistemas mecánicos de climatización

Los sistemas mecánicos de climatización con capacidad de deshumidificación deben proyectarse para cumplir los siguientes puntos.

• Humedad relativa. La humedad relativa de la zona ocupada se limitará al 65% o a un valor inferior, cuando se analice el rendimiento del sistema con aire exterior en la
• condición de diseño de deshumidificación (es decir, punto de rocío del diseño y las temperaturas medias coincidentes de bulbo seco) y con las cargas interiores (tanto sensible como latente) a los valores de diseño de refrigeración y las cargas solares nulas. Excepción: Espacios en los que por requerimientos de procesos u ocupación se impongan condiciones de humedad relativa más elevadas, tales como cocinas, cuartos de hidromasaje que contienen agua caliente estancada, almacenes refrigerados o cámaras frigoríficas y pistas de hielo y/o espacios diseñados y construidos para gestionar la humedad, tales como duchas, piscinas y balnearios.
• Exfiltración del edificio. Los sistemas de ventilación de un edificio deben proyectarse de manera que el total de aire exterior de entrada al edificio sea igual o exceda la extracción total del edificio en cualquier régimen de carga o condiciones de reajuste dinámico.

Excepciones: Cuando debido a consideraciones de proceso se requiera un desequilibrio y se apruebe por una autoridad competente, como en ciertas instalaciones industriales. Y cuando la temperatura de bulbo seco del aire exterior sea inferior a la de diseño del punto de rocío del espacio interior.

Bandejas de drenaje (5.10)

Las bandejas de drenaje, incluyendo sus desagües y juntas, deben diseñarse de acuerdo con este punto.

• Pendiente de la bandeja de drenaje. Las bandejas destinadas a la recogida y drenaje de agua líquida deben tener un pendiente de 10 mm/m (0,125 in./ft) desde la horizontal al punto de desagüe o, de lo contrario, deben diseñarse para que el agua drene libremente desde la bandeja donde el ventilador arranca o se detiene.
• Desagües de la bandeja. El desagüe exterior de la bandeja de drenaje debe situarse en el(los) punto(s) más bajo(s) de la bandeja de drenaje y debe dimensionarse para evitar el desbordamiento en cualquier condición normal de funcionamiento.
• Sellado del drenaje. En configuraciones que den lugar a presión estática negativa en la bandeja de drenaje respecto del desagüe (tales como unidades de extracción), la línea de drenaje debe incluir un sifón u otro dispositivo de sellado diseñado contra la ingestión de aire ambiental que permita el drenaje total de la bandeja en cualquier condición normal de funcionamiento, independientemente de si el ventilador está en marcha o parado.

Tamaño de la bandeja

• La bandeja de drenaje debe situarse debajo del dispositivo por donde sale agua. El ancho de la bandeja debe dimensionarse para recoger las gotas de agua a través de la anchura total del dispositivo por donde sale agua. Para configuraciones de flujo de aire horizontal, la longitud de la bandeja de drenaje debe comenzar en la cara principal por donde sale agua. Luego debe extenderse aguas abajo desde la cara opuesta de la dimensión vertical instalada del conjunto o dispositivo. Esto sucede por donde sale agua o a la necesaria para evitar el arrastre de gotas de agua más allá de la bandeja de drenaje a 1,5 ml/m2 (0,0044 oz/ft2) de área de superficie por hora bajo las condiciones de diseño de máximo sensible y de máximo de punto de rocío, representando tanto la carga.

Continuaremos con la difusión del estándar en la próxima edición.