Gestión y calidad de aire interior en unidades de tratamiento de aire por José Antonio Torre Calvo

Se ha hablado mucho sobre la calidad de aire en el interior de los edificios, siendo la ventilación el elemento clave para garantizar en todo momento el cumplimiento de los requisitos de salubridad interior y seguridad para las personas.

Las Unidades de Tratamiento de Aire (en lo sucesivo UTA), son equipos responsables de garantizar esta calidad del aire interior (IDA) mediante un sistema de ventilación mecánica que se encarga de gestionar el aporte de aire exterior en las cantidades requeridas en cada caso, así como de su filtración y por supuesto su tratamiento térmico e higrométrico.

Es importante en este punto destacar que el aporte de aire exterior supone en sí un consumo de energía extra, que se minimiza mediante el uso de recuperadores de calor de alta eficiencia y por tanto debemos se conscientes que sólo debe introducirse el aire de ventilación estrictamente necesario. El aire introducido en un local, se denomina Aire de Impulsión (SUP) y en la mayor parte de los casos contiene Aire exterior en las cantidades requeridas (ODA) y aire recirculado del local RCA. Igualmente, en los locales también nos encontramos unidades de climatización (ejemplo splits) que recirculan de manera continua el aire del local, este aire lo denominamos aire secundario (SEC). Por último, el aire que expulsamos al exterior (EHA) puede ser la misma cantidad que el aire exterior introducido o diferente, dependiendo de que queramos mantener el local en sobre presión o depresión.

Existen determinadas instalaciones como laboratorios, salas blancas, algunos tipos de quirófanos, … en los cuales no se permite la recirculación o transmisión de partículas del aire extraído al aire introducido para evitar la contaminación del aire introducido. Un diseño adecuado de la unidad de tratamiento de aire va a garantizar que no se produzca esta transmisión de partículas, igualmente en este tipo de instalación debemos tener en consideración la infiltración de aire también a través de las uniones de las paredes del climatizador, puertas, etc…

Estanqueidad de la Unidad de Tratamiento de Aire:

La fugas en las paredes de la carcasa, puertas,… de la UTA se clasifican según la norma EN.1886 sometiendo el equipo a una presión de +700 Pa para ver las exfiltraciones y de -400 Pa para ver la infiltracciones y van desde L1 la mejor (fugas inferiores a 0,22 l/sm2 en sobrepresión y de 0,15 l/sm2 en depresión) hasta L3 la peor. Evidentemente las UTAs destinadas a estos usos deben disponer siempre la máxima clasifiación L1 certificada.

Diseño interior de la Unidad de Tratamiento de Aire:

Fundamentalmente vamos a prestar atención a tres aspectos, el caudal de aire fugado a través de las juntas del sistema de recuperación de energía, la disposición del ventilador respecto al resto de componentes del climatizador (intercambiadores, silenciadores, …) y el sistema de sujeción y fijación de los filtros.

Es SISTEMA DE RECUPERACIÓN transfiere la energía del aire extraído al aire introducido. Para evitar durante este proceso la transmisión de partículas entre ambas corrientes de aire, tradicionalmente se ha apostado por un sistema de recuperación de baterías de calor las cuales mediante una bomba de circulación de agua calientan el fluido calo portador en un lado de climatizador y ceden ese calor en el otro lado.

Este sistema garantiza por completo la no transmisión de partículas al no existir contacto entre la unidad exterior e interior, pero sin embargo es menos eficiente que otros sistemas y más delicado de mantenimiento al disponer de otros elementos como la bomba de circulación.

Alternativamente, se utilizan los recuperadores de calor generalmente de flujos cruzados (muy utilizados en instalaciones hospitalarias) o los rotativos. Tanto los primeros como los segundos, tienen un caudal de fuga, a través de la unión del aire extraído al aire introducido. Los fabricantes de Utas deben en cada caso indicar el caudal de fuga máximo del sistema de recuperación.

Independientemente de este caudal de fuga, existen una disposición de los ventiladores dentro del equipo que impide por completo esta transmisión de partículas, ya que se va a mantener el aire exterior (ODA) siempre en sobrepresión sobre el aire que se quiere extraer (EHA).

El sistema se describe en el dibujo adjunto. En él se aprecia como teniendo los ventiladores de aire nuevo sobrepersionando el sistema y los de aire extraído (depresión) aspirando del sistema, se consigue que en caso de hubiera fuga entre uniones, paredes, recuperador, puertas, etc… la posible mezcla de flujos de corriente de aire siempre, sería que el aire limpio entraría en el flujo del aire que va a ser expulsado al exterior (extraído), pero nunca al revés evitando de este modo de este modo la transmisión de partículas y contaminación del aire que va a ser introducido SUP.

Igualmente, este aire introducido a lo largo de su recorrido en el climatizador está en todo momento en sobrepresión respecto del aire extraído ETA, con lo que, en el resto de su trayectoria a lo largo del climatizador en caso de fuga, ésta va continuaría siendo desde el aire limpio SUP hacia el aire extraído ETA, evitando de nuevo por completo la contaminación del aire introducido SUP.

En unidades de climatización Utas unidireccionales que no incorporan este sistema de recuperación, estos conceptos siguen siendo igualmente aplicables y es importante que el ventilador esté trabajando en sobre presión sobre la mayor parte de componentes del climatizador como son las baterías, de este modo, las posibles fugas a través de puertas, paneles o incluso a través del sifón del desagüe van a ser siempre “exfiltraciones” y nunca infiltraciones

En el dibujo se puede apreciar como esta configuración no permite la entrada del aire contaminado dentro de la UTA ni aire proveniente del desagüe. Observar también la disposición del filtro, conforme a la norma higiénica EN100713, que se coloca antes de la batería para que el filtro trabaje siempre en seco (HR lo más baja posible) evitando la proliferación de microorganismos y reduciendo el consumo energético del equipo. Igualmente debe preverse un espacio anterior de mantenimiento para extraerlo por el lado sucio (sin contaminación). Esta disposición es bastante habitual, sin embargo, en caso de existir silenciadores de celdilla con un velo que pudiera desprender fibras, habría que colocarlo después de estos silenciadores.

La disposición del filtro después del ventilador tiene origen en los antiguos ventiladores que llevaban transmisión por poleas y correas y podrían desprender partículas de la correa. Aunque los nuevos ventiladores PlugFan acoplados directamente al eje del rotor no llevan correa la práctica habitual sigue siendo la colocación del mismo detrás del ventilador.

Tradicionalmente se ponían los ventiladores en depresión respecto de la batería y resto de componentes, esto obedecía fundamentalmente a la morfología de los ventiladores de doble oído que, para conseguir una distribución uniforme del aire a través del intercambiador necesitaban una distancia considerable de expansión, haciendo de este modo mucho más grande la UTA. Este sistema, aunque “disimula” las fugas ya que las infiltraciones apenas se perciben (mientras que las fugas al exterior son muy llamativas), es sin embargo peor desde el punto de vista de calidad interior ya que entra aire contaminado y no controlado.

Estanqueidad en el Sistema de Filtración.

Por ultimo para cerrar el tema, mencionar la importancia del sistema de sujeción de los filtros, pues un marco que no sea estanco va a provocar unas fugas del aire a través de la sujeción del filtro.

El sistema de filtración habitual para filtros de alta eficacia suele ser de sujeción de muelles. Este sistema no sólo garantiza la estanqueidad del filtro contra el marco, sino que además cuando la sección de paso de aire de la UTA está compuesta por varios filtros los marcos pueden sellarse entre sí, evitando las fugas entre filtro y filtro. Con este sistema se consiguen grados de estanqueidad del 0,5% (caudal fugado) lo que corresponde a una clasificación F9 según EN1886. Este sistema debería ser recomendado como mínimo para filtros con eficacia F7 hasta F9 S. EN779 (ISO 16890 ePM1 >50% y ePM1 >80%).

Por reducir dimensiones del equipo, para etapas previas de filtración (filtros de polvo grueso y eficacia media) se utiliza en ocasiones un sistema de fijación mediante guía lateral (corredera). Muchos fabricantes han desarrollado sistemas de apriete para conseguir una mejor estanqueidad, no obstante, cuando se disponen varios filtros juntos es muy difícil conseguir la estanqueidad entre la unión de estos. Este tipo de sistemas de sujeción cuando llevan varios filtros juntos rara vez consiguen un grado de estanqueidad superior al 1% o el 2% (caudal fugado) lo que corresponde a una clasificación F8 o F7 según EN1886.

Por último, las unidades de filtración absoluta HEPA llevan su propio marco portafiltro con un sistema de estanqueidad y cierre que debe estar testado y certificado por el fabricante del cajón portafriltro.

Por concluir, hemos visto a lo largo de este artículo como las Unidades de Tratamiento de Aire se postulan como un sistema seguro capaz de garantizar la calidad del aire interior del edificio pudiendo ajustarse a los requisitos más exigentes del mismo.

Es importante recordar que la ventilación del interior del edificio rara vez requiere que el sistema de climatización introduzca el 100% del aire del exterior, limitándose exclusivamente a instalaciones de altas exigencias higiénicas, laboratorios u otros. En la mayoría de las aplicaciones la introducción del porcentaje adecuado de aire exterior de ventilación, mezclado con aire recirculado es un medio excelente para mantener la salubridad del local y la seguridad de las personas. La preocupación actual por la salud de las personas y el desconocimiento de los sistemas de climatización con ventilación incorporada, ha llevado en alguna ocasión a apagar el sistema de climatización, lo cual lejos de ser una seguridad y un incumplimiento de la legislación pone en serio riesgo la seguridad y salud de las personas, pues los sistemas de ventilación forzada aun con recirculación de aire, son los encargados de la adecuada renovación del aire interior.