Balance de aire y presurización en recintos climatizados

El balance de las caudales de aire en los recintos climatizados permite cumplir, dentro de rangos aceptables, los parámetros del diseño de HVAC. Se conocen a la perfección los beneficios energéticos y de confort que conlleva el balance de aire; sin embargo, salvo en proyectos LEED o farmacéuticos, pocos instaladores, inclusive diseñadores de HVAC, ponen suficiente atención a este aspecto, incluso pocos conocen los protocolos y procedimientos para llevarlo a cabo.

Por principio de cuentas, se puede definir al balance de aire y presurización en sistemas HVAC al proceso sistemático aplicado para lograr y documentar los parámetros indicados en el diseño. En Estados Unidos y El Caribe es común que los planos de HVAC hagan referencia a la División 23 (antes División 15) de las especificaciones maestras de construcción para revisar lo relacionado con el balance de aire. En México aún hay mucho que hacer para normalizar e implementar el balance de aire en los proyectos.

Balance de aire

El ingeniero de diseño de HVAC, después de realizar sus cálculos y modelos energéticos, define los caudales que serán necesarios en cada recinto para lograr la calidad de aire requerida, la temperatura y humedad relativa de diseño, pero también para mantener una presión diferencial con las áreas adyacentes.

Todo el esfuerzo ingenieril en el diseño no tiene sentido, si no se contemplan elementos de regulación de los caudales de aire. Se tiene la idea generalizada de que el control de volumen de las rejillas y difusores es suficiente para balancear el sistema y “ahorrarse” las compuertas en los ramales primarios y secundarios en la red de ductos.

Seguramente se han “balanceado” muchos proyectos ajustando el control de volumen de las rejillas y difusores, pero en proyectos LEED o en farmacéuticos, estos componentes no son adecuados ya que aunque muchas veces no se indican en los planos, por lo que se deben contemplar elementos de regulación más precisos en los sistemas.

Los controles de volúmenes son un complemento en las tareas de balance de aire, y ofrecen una alternativa cuando por restricciones de espacio no es posible instalar una compuerta en el ducto, así como que ayudan a realizar un ajuste fino.

El uso de control de volumen en rejillas y difusores conlleva alguno de los siguientes problemas:

• Ruido
• Errores de medición
• Desajustes
• Acumulación de mugre

El uso de control de volumen en las rejillas tiene su importancia en el balanceo de aire; sin embargo, no debe ser el único elemento. Las compuertas de balance de aire en la red de distribución de ductos, incluyendo retorno y extracción, deben considerarse siempre independientemente del tipo de instalación de que se trate.

La medición de caudal en las rejillas y difusores se realiza de varias formas, la más recomendada es mediante el uso de un balómetro.

En el mercado europeo hay difusores rotacionales, los cuales cuentan con una caja plenum que tiene la función de uniformizar el aire a la entrada del difusor, atenuación del ruido, ajuste y medición de caudal, así como eliminar la necesidad de un tramo recto antes del difusor. En México es poco utilizado, pero al menos que tengamos espacios suficientes arriba del plafón, debería considerarse su uso por las razones ya indicadas.

La mayoría de los fabricantes de difusores no aseguran un performance (caudal, nivel de ruido, diferencial de temperatura, caída de presión, tiro, etcétera), si se omite la instalación de la caja plenum.

La NEBB recomienda en general como criterio de aceptación entre el caudal medido una diferencia no mayor a 10 %, inclusive para áreas limpias; sin embargo, en este último caso, deberán tomarse otros criterios de aceptación como los cambios de aire mínimos y la presión diferencial.

Finalmente, en el sitio web de la NEBB se pueden obtener mayores datos sobre procedimientos, recomendaciones y lecturas sobre balanceo de aire.

Presurización

El balanceo adecuado de aire asegura que el diseño, si está bien calculado, cumpla los requerimientos del usuario (RU); no obstante, hay industrias donde el aire acondicionado tiene un objetivo adicional al confort. Industrias como la de bioseguridad, quirófanos, farmacéutica, de alimentos, etcétera, necesitan que organismos patógenos no viajen de un área a otra dentro de los recintos acondicionados y, por ello, son importante dos conceptos: la presurización del local y el flujo diferencial.

La presurización sólo cobra sentido cuando los locales son semiherméticos, es decir, cuando los flujos diferenciales se mueven de un recinto a otro a través de ranuras, principalmente por puertas; si el área se incrementa, las áreas equilibran sus presiones por el principio de vasos comunicantes.