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El Síndrome del Edificio Enfermo: implicaciones en la salud ocupacional y la productividad laboral

Thu, 20 Nov 2025 22:04:06 -0600

¿Qué es el Síndrome del Edificio Enfermo (SEE) y por qué afecta la productividad laboral?

El Síndrome del Edificio Enfermo (SEE) es el conjunto de molestias y afecciones que experimentan las personas al permanecer en espacios con una mala calidad de aire interior. Este, afecta a miles de trabajadores alrededor del mundo y sus causas están estrechamente vinculadas con fallas en la ventilación, la acumulación de contaminantes y el mantenimiento inadecuado de los sistemas HVAC.

Este artículo analiza el SEE desde un enfoque técnico y humano, abordando su impacto en la productividad laboral y la importancia de cumplir con normativas internacionales como ASHRAE 62.1, ASHRAE 55, EPA, OMS e INSST. A través de la revisión de estudios, normativas y casos reales, se presentan estrategias de diagnóstico y mitigación orientadas al diseño y mantenimiento de sistemas HVAC eficientes y saludables.

¿Cómo influye el confort ambiental en la productividad laboral?

La relación entre el confort ambiental y la productividad laboral ha sido objeto de estudio en las últimas décadas. El concepto de Síndrome del Edificio Enfermo (SEE), acuñado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) en 1982 y como se mencionó anteriormente describe el conjunto de síntomas físicos y psicológicos que experimentan los ocupantes de un edificio debido a condiciones ambientales inadecuadas.

Diversos estudios indican que el 30 % de los edificios modernos presentan indicios de SEE (EPA, 2017). El impacto económico y humano de este fenómeno ha llevado a la ingeniería HVAC a convertirse en una disciplina clave para el diseño de espacios saludables, donde la calidad del aire interior (IAQ) es determinante para la salud y el rendimiento.

Antecedentes

El estudio de la calidad del aire interior (IAQ) y su relación con el bienestar de los ocupantes comenzó a tomar relevancia durante la década de 1970, cuando la crisis energética llevó a construir edificios más herméticos para mejorar la eficiencia térmica. Este cambio, aunque redujo costos de energía, produjo una disminución significativa en la ventilación natural, incrementando la concentración de contaminantes interiores (Wong et al., 2009). En 1982, la Organización Mundial de la Salud (OMS) introdujo formalmente el término Síndrome del Edificio Enfermo (SEE), describiendo edificios donde más del 20 % de los ocupantes presentaban síntomas inexplicables relacionados con el ambiente interior (WHO, 1983). A partir de este hito, diversas instituciones —como la EPA y ASHRAE— desarrollaron guías para evaluar y mejorar la IAQ.

Durante los años 90, el Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo (INSST) publicó la ficha técnica NTP-290, que sistematizó la detección del SEE mediante encuestas ocupacionales (INSST, 1994). Paralelamente, estudios científicos comenzaron a demostrar que elevadas concentraciones de CO₂ podían afectar el rendimiento cognitivo y la productividad (Seppänen & Fisk, 2004).

Con la creciente complejidad de los sistemas HVAC, asociaciones como ASHRAE, NEBB y SMACNA incorporaron estándares específicos para la ventilación, el balanceo, la filtración y la limpieza de ductos. Estos avances transformaron el SEE de un concepto general a un campo técnico de evaluación medible, especialmente relevante para ingenieros HVAC.

En las últimas dos décadas, la evidencia científica ha mostrado que mejoras en la calidad del aire interior pueden aumentar entre un 5–15 % la productividad y reducir hasta un 30 % el ausentismo laboral (Allen et al., 2016). Estos hallazgos han impulsado la adopción de ventilación controlada, filtración MERV 13+, monitoreo de CO₂ y protocolos de mantenimiento avanzado.

¿Cuáles son los síntomas y cómo afecta el Síndrome del Edificio Enfermo al bienestar y desempeño de los ocupantes?

El SEE se caracteriza por la presencia de síntomas como irritación ocular, fatiga, cefalea, mareo y dificultad para concentrarse. Según la OMS, estos síntomas deben presentarse en al menos el 20 % de los ocupantes para considerarse un caso de SEE, y establece dos tipos de edificios enfermos:

a) Edificio temporalmente enfermo: se trata de un edificio nuevo o recién renovado en el que los síntomas van disminuyendo a medida que pasa el tiempo. Suelen desaparecer al cabo de medio año aproximadamente.

b) Edificio permanentemente enfermo: en este caso los síntomas se siguen mostrando durante años. Suelen estar asociados a deficiencias de las instalaciones fijas como por ejemplo iluminación, climatización y ventilación. La siguiente tabla presenta un resumen de las principales normas y guías que abordan este fenómeno.

Factores que originan el Síndrome del Edificio Enfermo

El SEE tiene múltiples causas que pueden clasificarse en factores físicos, químicos, biológicos y psicosociales como:

Físicos: temperatura inadecuada, ruido, iluminación deficiente o exceso de radiación solar.
Químicos: compuestos orgánicos volátiles (COVs), ozono, formaldehído, CO₂ elevado.
Biológicos: presencia de hongos, bacterias y alérgenos en ductos o superficies húmedas.
Psicosociales: estrés laboral, carga de trabajo o falta de control sobre el entorno.

El SEE resulta de la interacción entre factores ambientales, estructurales y organizacionales. Los sistemas HVAC son el eje central de esta relación, ya que controlan el flujo de aire, la temperatura, la humedad y la filtración, afectando directamente el bienestar de los ocupantes. Las causas del SEE son multifactoriales y se relacionan tanto con el diseño arquitectónico como con la operación del edificio. Entre las principales destacan:

Ventilación deficiente y falta de renovación del aire.
Edificios herméticos diseñados con criterios de eficiencia energética sin adecuada ventilación.
Acumulación de contaminantes por mantenimiento inadecuado del sistema HVAC.
Iluminación o ruido inadecuado.
Alta densidad de ocupantes y fuentes internas de calor.
Presencia de contaminantes biológicos (hongos, polvo, bacterias) o químicos (COVs, ozono, CO₂).

Impacto del SEE en la productividad

Estudios realizados por Putra y Chandra (2015) demostraron que una mejora en la calidad del aire interior puede aumentar la productividad entre un 5 y 10 %. Por el contrario, altos niveles de CO₂ (>1000 ppm) reducen la capacidad de toma de decisiones y concentración. Además, la exposición prolongada a ambientes inadecuados puede derivar en ausentismo laboral y menor rendimiento. Según Ríos et al. (2020), el 20 % del personal en edificios herméticos presentó síntomas compatibles con SEE, destacando la necesidad de mantenimiento preventivo en sistemas HVAC.

Evaluación técnica del SEE en sistemas HVAC

El diagnóstico del SEE requiere evaluar la calidad del aire interior y las condiciones del sistema HVAC. Los parámetros más relevantes incluyen la tasa de ventilación, temperatura, humedad relativa y niveles de CO₂. ASHRAE 62.1 establece los mínimos de ventilación, mientras que ASHRAE 55 define los rangos de confort térmico. El mantenimiento inadecuado de los equipos, filtros obstruidos y ductos contaminados son causas comunes de SEE.

Caso de estudio: edificios educativos en México

El estudio se realizó en una dependencia de educación superior ubicada, Tamaulipas. Se seleccionaron dos edificios con características constructivas y de operación distintas como se puede observar en la siguiente tabla:

Ciudad Victoria presenta un clima con temperaturas extremas que oscilan entre 2 °C y 40 °C, con promedio anual de 24.5 °C, lo que vuelve indispensable el uso de sistemas HVAC la mayor parte del año.

El diagnóstico del SEE se realizó mediante el cuestionario NTP-290 del INSST (España), adaptado al contexto mexicano. Este instrumento evalúa tres grandes dimensiones:

Lugar o espacio de trabajo: ruido, ventilación, temperatura/humedad, iluminación y olores.
Entorno de trabajo: tipo de oficina, ventilación natural, número de equipos electrónicos, horas de exposición, antigüedad laboral.
Síntomas percibidos: oculares, respiratorios, cutáneos, de garganta, digestivos, dolorosos, parecidos a gripe, tensión, etc.

Población encuestada

Total de participantes: 40 trabajadores.

30 profesores de tiempo completo (PTC).
10 ocupantes del personal administrativo (PA).

Criterio: mínimo 1 año de antigüedad en el edificio y 60 % del tiempo laboral dentro de oficina.

Análisis: regresión logística múltiple para correlacionar síntomas con tipo de edificio y entorno.

Resultados obtenidos (más relevantes)

El coeficiente alfa de Cronbach > 0.7 confirmó la consistencia de este instrumento. Por lo que en las siguientes tablas se observan los resultados obtenidos tras encuestar a la población anteriormente mencionada.

Tabla 4. Resultados obtenidos de la población encuestada

Con base en los datos mostrados en las tablas 4 y 5, además de la información restante obtenida en la encuesta, observamos que:

Se detectaron síntomas compatibles con SEE en el 20% del total de trabajadores.
En el edificio A, 52% de los ocupantes presentaron síntomas relacionados.
En el edificio B, cuatro secciones superaron el 20 %, límite definido por INSST para considerar presencia de SEE.
Las secciones con ventilación deficiente o flujo de aire no constante presentaron los mayores índices de síntomas, especialmente en el edificio A, donde la hermeticidad y la falta de ventilación natural impidieron la renovación adecuada del aire.
La variable “síntomas oculares” fue la más significativa estadísticamente (p < 0.05), lo que coincide con condiciones de baja humedad relativa o flujo de aire mal dirigido, típicas de sistemas HVAC sin mantenimiento preventivo o con filtración deficiente.

Viéndolo desde la perspectiva del HVAC, los hallazgos reflejan varios puntos críticos:

La hermeticidad no siempre implica eficiencia, ya que la eficiencia energética debe equilibrarse con la calidad del aire interior.
Los sistemas HVAC deben diseñarse con flexibilidad, si se permite un control local de temperatura y ventilación se puede mejorar la satisfacción térmica.
El mantenimiento preventivo es determinante, los edificios sin limpieza de filtros ni balanceo de aire desarrollan el SEE en menos de tres años de operación.
La calidad del aire afecta la productividad, si se genera un incremento de 400 ppm en CO₂ puede reducir la capacidad cognitiva hasta un 21% (EPA, 2017).

A continuación, te presentamos una tabla de la interpretación técnica del caso de estudio desde la perspectiva HVAC:

Este caso demuestra que el diseño, balanceo y mantenimiento de sistemas HVAC deben priorizar no solo el confort térmico sino también la salud ambiental interior. Aplicar normas como ASHRAE 62.1, ASHRAE 55, SMACNA 2021 y NEBB 2019 es esencial para prevenir el SEE, especialmente en edificios educativos, oficinas y hospitales, donde los ocupantes permanecen más de 8 horas diarias.

Estrategias de prevención y mitigación HVAC

La prevención del SEE requiere una estrategia integral de diseño, operación y mantenimiento. Las siguientes acciones se recomiendan con base en estándares como NEBB, SMACNA y ASHRAE:

Aumentar la ventilación exterior en espacios cerrados.
Implementar sistemas de filtración MERV 13 o superior.
Realizar limpieza periódica de ductos y difusores (SMACNA 2021).
Verificar presión diferencial entre zonas limpias y contaminadas.
Incorporar sensores de CO₂ y humedad en tiempo real.
Programar mantenimiento preventivo documentado (NEBB Procedural Standard, 2019).
Usar materiales con baja emisión de COVs.
Fomentar la capacitación del personal de mantenimiento en higiene ambiental.

Conclusiones

El Síndrome del Edificio Enfermo es consecuencia directa de una mala calidad del aire interior, generalmente asociada a ventilación insuficiente, hermeticidad excesiva y mantenimiento deficiente de los sistemas HVAC.

La evidencia científica y normativa demuestra que estas condiciones afectan la salud, generan síntomas como fatiga, irritación ocular y molestias térmicas, y reducen el rendimiento cognitivo y la productividad laboral.

Los edificios herméticos sin ventilación natural o sin control ambiental adecuado presentan mayor prevalencia de SEE, mientras que aquellos con mezcla de ventilación natural y mecánica ofrecen mejores condiciones de bienestar.

La aplicación rigurosa de estándares como ASHRAE 62.1 y 55, junto con prácticas de mantenimiento NEBB y SMACNA, permite prevenir estos problemas mediante un suministro adecuado de aire exterior, filtración eficiente y monitoreo continuo.

En conclusión, mejorar la calidad del aire interior no solo protege la salud de los ocupantes, sino que incrementa significativamente la eficiencia y productividad del entorno laboral. Los sistemas HVAC, bien diseñados y mantenidos, son la herramienta clave para lograr edificios saludables y sostenibles. ¿Tienes un proyecto? Escríbenos a hola@kin.energy, nosotros te ayudamos.

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Simón de la Cruz

Ingeniero HVAC Cx Jr.

Simón cuenta con más de 1 año de experiencia en el área de HVAC y más de 2 años de experiencia en actividades de ingeniería, ha participado en alrededor de 15 proyectos de ingeniería en México, como hospitales, hoteles, centros comerciales y multidisciplinarios.

Durante su estancia en la Facultad de Ingeniería, participó en BAJA SAE UNAM, un equipo multidisciplinario que desarrolla anualmente un vehículo todo terreno para competir y representar a la UNAM a nivel nacional e internacional.

Simón cuenta con un diplomado en Desarrollo de habilidades directivas y título de Ingeniería Mecánica por la UNAM.

Referencias:

1. Agencia de Protección Ambiental (EPA). (2017). Indoor air quality offices and other large buildings.

2. Allen, J. G., MacNaughton, P., Satish, U., Santanam, S., Spengler, J. D., & Hernandez, D. (2016). Associations of cognitive function scores with carbon dioxide, ventilation, and volatile organic compound exposures in office workers: A controlled exposure study. Environmental Health Perspectives, 124(6), 805–812.

3. INSST (Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo). (1994). NTP-290: El síndrome del edificio enfermo. España.

4. Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo (INSST). (1994). NTP 290: El síndrome del edificio enfermo.

5. Macrofilter. (2024). Qué es el síndrome del edificio enfermo. https://filtrosindustrialesmacrofilter.com/que-es-el-sindrome-del-edificio-enfermo/

6. National Environmental Balancing Bureau (NEBB). (2019). Procedural Standards for Testing, Adjusting, and Balancing of Environmental Systems.

7. Putra, P., & Chandra, J. (2015). Effects of indoor air quality on the occupant’s health and productivity in an office building. Universiti Tun Hussein Onn Malaysia.

8. Ríos-Aceves, K. E., Macías-Hernández, B. A., Ventura-Houle, R., & Alemán-Baez, A. (2020). Salud ambiental en interiores: edificios enfermos. Sociedad y Ambiente, (22), 1–21.

9. Ríos-Aceves, K. E., Macías-Hernández, B. A., Ventura-Houle, R., & Alemán-Baez, A. (2020). Salud ambiental en interiores: edificios enfermos. Sociedad y Ambiente, (22), 1–21.

10. Seppänen, O. A., & Fisk, W. J. (2004). Summary of human responses to ventilation. Indoor Air, 14(s7), 102–118.

11. SMACNA. (2021). HVAC System Cleanliness Guidelines.

12. Solé, D. (2017). Empresa saludable: ¿destino o carrera de fondo? Archivos de Prevención de Riesgos Laborales, 20(2), 78–79.

13. Soler & Palau. (2023). ¿Qué es el síndrome del edificio enfermo?. https://www.solerpalau.com/blog/es-es/sindrome-edificio-enfermo/

14. Tecnobuildings. (2023). Factores y recomendaciones ante edificios enfermos. https://www.tecnobuildings.com/blog/edificios-enfermos

15. WHO (World Health Organization). (1983). Indoor Air Pollutants: Exposure and Health Effects. Report on a WHO Meeting.

16. Wong, L. T., Mui, K. W., & Hui, P. S. (2009). A survey of indoor air quality in offices in Hong Kong. Building and Environment, 44(6), 1395–1401.

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Ventilación para calidad del aire interior aceptable en un edificio

Fri, 11 Aug 2023 09:42:33 -0600

Como se mencionó en el artículo ¿Por qué es importante la calidad del aire? La contaminación ambiental impacta la calidad del aire que respiramos dentro de los edificios. Estos contaminantes entran a los espacios a través de puertas, ventanas, sistemas de HVAC y la envolvente, por lo que es imperativo proteger la salud humana de la mala calidad del aire, para ello, en este artículo te vamos a contar acerca del estándar 62.01-2016 de ASHRAE.

El estándar 62.01-2016 de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE), se enfoca en establecer tasas de ventilación mínimas y medidas para garantizar una óptima calidad del aire interior en edificaciones, con el objetivo de minimizar los efectos adversos para la salud de sus ocupantes.

Algunos de los efectos adversos que se pueden presentar debido a una mala calidad del aire incluyen el cansancio y la somnolencia, lo que puede afectar negativamente la productividad y el bienestar general de los ocupantes. Además, diversas actividades llevadas a cabo en el interior de los edificios pueden verse afectadas negativamente.

El estándar 62.01-2016 de ASHRAE aplica para edificios nuevos, ampliaciones y remodelaciones de edificios existentes, es decir, está destinada para ser una guía de mejora de la calidad del aire en los espacios donde se tiene ocupación humana, excepto en viviendas de ocupación residencial no transitoria.

Así mismo, establece pautas claras para definir los requisitos de diseño del sistema de ventilación, incluyendo la purificación del aire, instalación, commissioning, operación y mantenimiento. Además, se ocupa de abordar los posibles contaminantes que podrían afectar negativamente la calidad del aire.

El estándar aborda diversos conceptos clave para garantizar una adecuada calidad del aire interior en edificaciones. A continuación, describimos algunos:

Calidad aceptable de aire interior. Se refiere a la ausencia de contaminantes en concentraciones nocivas, según las regulaciones de autoridades competentes. Cuando se cumple este estándar, al menos el 80% de las personas expuestas no presenta problemas de salud ni insatisfacción.
Aire exterior. Es el aire ambiente que entra a un edificio, puede ser mediante un sistema de ventilación mecánica forzada, natural o infiltración, por ejemplo, al abrir una ventana.
Zona de respiración. Hace énfasis a la altura promedio que tiene una persona para la “zona de respiración”, generalmente entre 0.75 centímetros y 1.80 metros (de 3 a 72 pulgadas) por encima del piso, y al menos a 60 centímetros (más de 2 pies) de las paredes o equipos de aire acondicionado.
Ventilación controlada por demanda. Es el flujo de aire exterior de la zona de respiración se puede variar con base al espacio en base al número de ocupantes, requerimientos de ventilación por el área ocupada o ambos.

Es importante recalcar que en los edificios hay filtraciones puesto que no son herméticos, por lo que siempre hay entradas y salidas de aire, ya sea por la presión negativa, extra-filtración o infiltración.

Es crucial garantizar el adecuado retorno del aire sin importar la actividad realizada en el interior del edificio, ya que el "aire viciado" no es apto para su permanencia en el mismo ambiente.

En el siguiente esquema observamos una sección de filtrado con un bypass que permite extraer el aire hacia la parte superior. Por ejemplo, por el lado izquierdo entra aire previamente filtrado, y en paralelo, se emplea un sistema recuperador de energía.

De esta manera, el aire interior se combina con el aire exterior de mayor temperatura, logrando una mezcla de temperatura media. y se puede recuperar la energía, que, con la ayuda del prefiltrado, se alcanza una calidad de aire aceptable en el interior del edificio.

5. Calidad de aire exterior. El cumplimiento de la normativa nacional de calidad del aire, depende de la zona geográfica donde se encuentre el proyecto. Al ser una norma estadounidense, hace énfasis a la National Ambient Air Quality Standard (NAAQS).

En México, también contamos con el Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire (SINAICA), que recopila, transmite y divulga datos sobre la calidad del aire.

El apéndice “I” de la National Ambient Air Quality Standard (NAAQS), se enfoca en los tipos de contaminantes que pueden estar presentes en el interior de un edificio. Entre ellos, se encuentran el monóxido de carbono, plomo, dióxido de nitrógeno, partículas de 10 micrómetros o 2.5 micrómetros, ozono y dióxido de sulfuro. Conocer y controlar estos contaminantes es esencial para garantizar un ambiente interior seguro y saludable.

Es fundamental seguir las pautas del estándar en cuanto a sistemas y equipos. El estándar menciona la ubicación de los sistemas de extracción, sistemas de inyección o de aire exterior, y van de acuerdo con la clasificación de las extracciones.

Las entradas de aire exterior deben estar bien situadas y mantener una distancia mínima de separación de cualquier fuente de contaminación exterior. Esto es esencial para evitar la contaminación del aire entrante y asegurar una alta calidad del aire en el interior del edificio.

En la siguiente tabla podemos ver las distancias mínimas que hay que tener en cuenta para cualquier toma de aire con dichas extracciones.

Por otra parte, los filtros de aire para la retención de partículas deben cumplir con un mínimo de eficiencia MERV 6, en concordancia con el estándar ANSI/ASHRAE 52.2 12 (Método de prueba en dispositivos de limpieza de aire para la eficiencia por el tamaño de la partícula de retención), cuando se tiene un equipo con serpentín de enfriamiento a través del cual se suministra aire a un espacio ocupado por personas.

Es vital mantener la humedad relativa en un espacio ocupado por debajo del 65% para un rendimiento óptimo, el rendimiento del sistema se analiza con aire exterior de deshumidificación, excepto en espacios donde se requieran condiciones de mayor humedad como cocinas, cuartos de hidromasajes, cuartos de almacenamientos de refrigerados o congelados.

Un sistema de distribución de aire eficiente debe contar con accesos y paneles para facilitar la limpieza y mantenimiento de los equipos, algunos de ellos son:

1) Áreas de toma de aire exterior.

2) Cajas de mezcla de aire.

3) Serpentín de enfriamiento, calefacción, recuperación de calor.

4) Lavadoras de aire, enfriadores evaporativos, ruedas de calor.

5) Filtros de aire.

6) Drenes.

7) Ventiladores.

8) Humidificadores.

Clasificación del aire en base a la concentración de contaminantes

Existen cuatro clases que son:

Clase 1: Aire con baja concentración de contaminantes, baja intensidad de irritación sensorial y olor inofensivo.
Clase 2: Aire que no es dañino, pero es inapropiado para transferencia o espacios destinados a diferentes fines.
Clase 3: Aire con una concentración significativa de contaminantes, intensidad significativa de irritación sensorial u olores desagradables.
Clase 4: Aire con humos o gases con partículas peligrosas, bioaerosoles o gases con altas concentraciones para ser considerados dañinos.

Para los procedimientos de ventilación el estándar nos menciona 3 conceptos:

Tasas de ventilación: La admisión de aire se determina en función del tipo de espacio/aplicación, el nivel de aplicación y el área del piso, se permitirá que se usen para cualquier zona o sistema.
Calidad del aire interior: La entrada de aire se basa en un análisis de fuentes contaminantes límites y el nivel de aceptabilidad del aire interior.
Ventilación natural: El aire exterior entra por ventanas o aberturas al exterior por una zona o en un conjunto de sistemas de ventilación mecánica.

El tratamiento de aire exterior es otro punto muy importante en donde se debe tener en cuenta las siguientes partículas:

Tasas mínimas de ventilación en zonas de respiración

Las siguientes tablas van seccionadas de acuerdo a la aplicación del edificio, por ejemplo, para instalaciones correccionales menciona un aire exterior por persona que es la primera columna y las diferentes unidades en base al área.

Estos valores son fundamentales para el cálculo térmico, ya que consideran tanto el uso del edificio como la densidad de ocupación, además de que determina la cantidad de CFM (pies cúbicos por minuto) por persona y por pie cuadrado para asegurar una adecuada ventilación.

Las tasas mínimas de extracción al interior del edificio son esenciales para asegurar el equilibrio del aire de reposición a través de combinaciones de aire exterior, recirculado o de transferencia.

El cumplimiento del estándar 62.01-2016 de ASHRAE garantiza una calidad del aire interior aceptable y reduce los efectos negativos en la salud de los ocupantes. Mejora la calidad del aire en tu proyecto y promueve un entorno saludable para todos. ¡Escríbenos a hola@kin.energy !

Referencias:

Estándar 62.01-2016 de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE).

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Sistemas de ventilación para cocinas comerciales. Consideraciones necesarias para su diseño y construcción (parte 2)

Tue, 06 Jun 2023 19:51:24 -0600

Como recordaras, en la primera parte de este artículo hablamos de las principales características que tienen los diversos tipos de campanas para cocinas comerciales, así como de las certificaciones requeridas por equipos de ventilación para estos espacios. En esta ocasión habláremos acerca de los estándares ASHRAE 154 y NFPA 96 para el diseño de tus cocinas industriales.

Diseño y especificación de acuerdo con los estándares ASHRAE 154 y NFPA 96

Voladizo de campana

De acuerdo con el estándar ASHRAE 154, las campanas deberán de cumplir con un voladizo sobre el perímetro de los equipos de cocina, con la finalidad de que estas tengan la capacidad de absorber todo el calor generado por los equipos de cocina, esta distancia por lo general es entre 6 y 12 pulgadas a partir del paño del equipo más grande. De este van a depender la eficiencia de la campana, junto con la forma de suministro de aire a través de la MAU a la cocina.

Presión diferencial

Uno de los puntos más importantes para considerar dentro del sistema de ventilación de la cocina es la presión diferencial. De acuerdo con elnorma ASHRAE 154, el sistema de ventilación deberá de ser considerado con una presión diferencial de tal forma que no puedan migrar olores, polvo o insectos de acuerdo con los siguientes criterios:

La cocina de alimentos debe mantenerse bajo una presión negativa con respecto a las áreas de comedor y áreas no alimentarias adyacentes.

Para este punto el estándar NFPA 96 es más específico e indica lo siguiente:

La cantidad de aire de reemplazo debe ser adecuada para mantener presiones negativas en las áreas de cocción comerciales, la presión debe ser superior a 4,98 Pa (0,02 pulg. de columna de agua).

Balance de aire

De acuerdo con el estándar ASHRAE 154, se deberá de incluir en los documentos de diseño el balance de aire en forma de tabla o diagrama indicando las cantidades y orígenes de los flujos para que se pueda lograr la presión negativa.

Campanas

Deberán ser construidas en acero inoxidable calibre 18 y como mínimo calibre 20.

Todas las uniones, juntas y penetraciones deberán ser selladas y en su caso unidas a través de un cordón continuo de soldadura, de tal forma que no se forme una trampa de grasa para que esta pueda ser lavada.

Está permitido que los barrenos sean sellados con materiales herméticos a la grasa, estos barrenos no pondrán en afectación la integridad estructural o de los materiales con la cual fue construida.

Compuertas contra fuego

Se instalará una compuerta contrafuego en el suministro de aire en cada punto donde una entrada de ducto de aire de suministro o una salida de aire de suministro penetra en la carcasa soldada continuamente del conjunto.

Tipos de filtros para campanas de cocina

Eliminación de grasa. La mayoría de los dispositivos de extracción de grasa en campanas Tipo I funcionan con el mismo principio general: el aire de extracción pasa a través de una serie de deflectores que crean una fuerza centrífuga para arrojar las partículas de grasa fuera de la corriente de aire a medida que el aire de extracción pasa alrededor de los deflectores; la cantidad de grasa eliminada varía según el diseño del deflector, cantidad, velocidad, temperatura del aire, tipo de cocción y otros factores.

NFPA. El estándar 96 no permite el uso de eliminación de grasa con filtro de malla, además, los filtros de malla no pueden cumplir con los requisitos del estándar UL 1046 y, por lo tanto, no se pueden usar como filtros primarios de grasa. La norma ASTM F2519 proporciona un método de prueba para determinar la eficiencia de captura de partículas de grasa de los filtros y extractores de cocina comerciales.

Los dispositivos de eliminación de grasa generalmente se clasifican en las siguientes categorías:

Filtros de Bafle

Los filtros deflectores tienen una serie de deflectores verticales diseñados para capturar la grasa y drenarla en un recipiente. Los filtros están dispuestos en un canal o soporte para una fácil inserción y extracción para la limpieza. Cada campana por lo general tiene dos o más filtros deflectores, que generalmente están construidos de aluminio, acero o acero inoxidable y vienen en varios tamaños estándar. Los filtros se limpian pasándolos por un lavavajillas o remojándolos y enjuagándolos. La norma NFPA 96 requiere que los filtros de grasa estén listados. Los filtros de grasa enumerados son probados y certificados por un laboratorio de pruebas reconocido a nivel nacional según la norma UL 1046.

Filtros de alta velocidad de cartucho

Tienen una sola entrada de aire de ranura horizontal. Los filtros están dispuestos en un canal o soporte para una fácil inserción y extracción para la limpieza. Cada campana suele tener dos o más filtros extraíbles, que normalmente están construidos de acero inoxidable y contienen una serie de deflectores horizontales diseñados para eliminar la grasa y drenarla en un recipiente. Disponibles en varios tamaños, se limpian pasándolos por el lavavajillas o remojándolos y enjuagándolos.

Filtros autolimpiantes

Este tipo de filtros están integrados a las campanas extractoras, generalmente, están construidos de acero inoxidable y contienen una serie de deflectores horizontales que se extienden a lo largo de la campana. Los deflectores no se pueden quitar para limpiarlos, aunque algunos tienen puertas que se pueden quitar para limpiar los extractores y el pleno. La campana incluye uno o más colectores de agua con boquillas rociadoras que, cuando se activan, lavan el filtro con agua caliente inyectada con detergente, eliminando la grasa acumulada. El ciclo de lavado generalmente se activa al final del día, después de que se hayan apagado los ventiladores y el equipo de cocina.

Ductos de extracción de grasas

De acuerdo con la NFPA 96, Estándar para Control de Ventilación y Protección Contra Incendios en la Operación de Cocinas Comerciales. Los ductos de extracción transportan el aire de extracción desde la campana hacia el exterior, junto con cualquier grasa, humo, VOC y olores que no sean extraídos de la corriente de aire a lo largo del camino. Este ducto también puede utilizarse para extraer el humo de un incendio. Para ser eficaz, los ductos deben ser herméticos y deben estar libres de combustibles. El material debe protegerse de modo que no pueda encenderse por un incendio en un ducto y deben dimensionarse para transportar el volumen de flujo de aire necesario para eliminar el efluente.

La velocidad mínima del aire para los ductos de extracción deberá de ser a 2,5 m/s. Las velocidades máximas están limitadas por la presión, caída y ruido, y normalmente que no superen los 12,5 m/s. Recientemente, la norma NFPA 96 y el IMC establecieron la velocidad mínima a través del ducto a 7,5 m/s. Sin embargo, según ASHRAE (Kuehn 2000) indicó que no hay base para especificar una velocidad de ducto mínima de 7,5 m/s para cocinas comerciales.

Los requisitos de ventilación, NFPA e IMC se cambiaron a 2,5 m/s. Esto permite flexibilidad para el diseño de sistemas de extracción de velocidad variable.

Aunque en la práctica de diseño actual, para los nuevos sistemas de una sola velocidad, generalmente continúan usando ductos de diseño velocidad entre 7,5 y 9 m/s.

Los ductos no deben tener trampas que puedan retener la grasa, lo que sería una fuente adicional de combustible en caso de incendio, y los ductos deberían tener inclinación hacia la campana o un depósito aprobado para drenaje constante de grasa. En largos tramos de ductos, debe considerarse una posible expansión térmica debido a la temperatura y el fuego, así como la pendiente de regreso a la campana o al depósito de grasa, el cual debe cumplir con las normas locales.

Los sistemas de un solo ducto transportan el efluente desde una sola campana o sección de una campana grande a una sola terminación de extracción, en sistemas de múltiples campanas, varios ductos ramales llevan el efluente de varias campanas a un ducto principal único que tiene una sola terminación.

Los ductos pueden ser redondos o rectangulares y deberán de cumplir con las especificaciones mínimas para los materiales y la construcción de los ductos, incluyendo tipos y espesores de materiales, métodos de unión, y distancia mínima de 460 mm a materiales combustibles.

Los sistemas modulares de ductos de grasa construidos en fábrica están disponibles como alternativa a los sistemas soldados prescritos por el código. Estos sistemas listados típicamente incorporan revestimientos de acero inoxidable y doble pared, y aislamiento, lo que permite espacios libres reducidos a combustibles y no soldados en una construcción conjunta.

De acuerdo con NFPA 96 las condiciones que deberá de cumplir la construcción de ductos para extracción de grasas son las siguientes:

Los sistemas de ductos no deben estar interconectados con ningún otro sistema de ventilación o extracción del edificio.
Todos los ductos se instalarán con un mínimo del 2% de pendiente en tramos horizontales de hasta 22,86 m (75 pies) y un mínimo de pendiente del 8% en tramos horizontales de más de 22,86 m (75 pies).
Se proveerán aberturas a los lados o en la parte superior del ducto, el que sea más accesible, y en los cambios de dirección.
En ductos horizontales, deberá tener al menos una apertura de 508 mm × 508 mm (20 pulg. × 20 pulg.) para la entrada del personal.
Cuando una abertura del tamaño especificado en el punto anterior no es posible, se deberá de considerar aberturas lo suficientemente grandes para permitir la limpieza a intervalos de 3,7 m (12 pies).
En ductos verticales donde es posible la entrada de personal, el acceso debe estar provisto en la parte superior del elevador vertical para acomodar el descenso.
Donde no sea posible la entrada de personal, el acceso adecuado para la limpieza se proporcionará en cada piso.
Los ductos deben estar construidos en acero al carbón no menor de 1,52 mm (0,060 pulg.) (No. 16 MSG) de espesor o acero inoxidable no menor de 1,21 mm (0,048 pulg.) (No. 18 MSG) de espesor.
Todas las costuras, uniones, penetraciones y cuello de ducto a campana deben tener un cordón soldado continuo exterior hermético a los líquidos.
No se permitirán conexiones soldadas a tope.
Ventiladores utilizados en sistemas de extracción para cocinas comerciales deben estar listados de acuerdo con UL 706.

La totalidad de UL 762 se ha incorporado en UL 705 Suplemento SC. Debido a esta adición en UL 705, el UL762 está siendo retirado. Todos los listados del Tema 762 de UL deben estar certificados según UL 705 antes de la fecha efectiva.

Tecnologías para control de partículas en el aire derivadas de operaciones en la cocina

En un incendio, los depósitos de grasa en los ductos actúan como combustible. Lo que se traduce en que la grasa puede contribuir a que un pequeño incendio en la cocina se convierta en un gran incendio estructural. En el pasado, el único control de acumulación de grasa dentro de los ductos de extracción era realizar su limpieza para eliminarla.

La calidad del aire, la seguridad contra incendios, el costo de la mano de obra y los costos de mantenimiento son preocupaciones importantes sobre las emisiones de la operación de una cocina comercial. Las emisiones de cocción también han sido identificadas como uno de los principales componentes de partículas de contaminación. Esto ha llevado a la regulación en las principales ciudades alrededor del mundo, lo que requiere la reducción de las emisiones en la operación de la cocina.

Las siguientes tecnologías están disponibles y se aplican a diferentes grados para el control de efluentes de cocción. Se enumeran por orden de uso en la corriente de extracción después de un dispositivo de filtración mecánica con control de partículas previo.

Después de la descripción de cada tecnología son calificaciones e inquietudes acerca de su uso.

No existe un protocolo de prueba de consenso para evaluar estas tecnologías en aplicaciones de cocina.

Precipitadores electrostáticos (ESP)

La remoción de partículas es por ionización de alto voltaje, luego recolección en placas planas.

La grasa condensada puede bloquear el flujo de aire, especialmente cuando está montada afuera.
A medida que la sección del ionizador se ensucia, la eficiencia disminuye porque se reduce el área de superficie efectiva del ionizador.
En condiciones de carga pesada, la unidad puede apagarse debido a una caída de tensión.

Destrucción ultravioleta (UV)

El sistema utiliza luz ultravioleta para convertir químicamente la grasa en una sustancia inerte y ozono.

La construcción (no el rendimiento) se prueba de acuerdo con UL Estándar 710C.

Requiere un tiempo de exposición adecuado para las reacciones químicas.
El personal no debe mirar la luz generada por las lámparas de rayos ultravioleta de alta intensidad.
Los ventiladores de extracción deben funcionar cuando las luces UV están encendidas porque algunas formas de UV generan ozono.
UV es más efectivo en partículas muy pequeñas y vapor.
Se reduce la frecuencia requerida de limpieza de ductos.
Las lámparas necesitan ser reemplazadas periódicamente, como las lámparas se ensucian, lo que provoca una disminución de la eficiencia.

Agua nebulizada, depurador y baño maría

El paso del efluente a través de la corriente del agua atrapa mecánicamente las partículas y las condensa en vapor de grasa.

Un flujo de aire alto puede reducir la eficiencia por la captura de agua.
Los baños de agua tienen una alta pérdida de presión estática.
Las boquillas de aspersión necesitan mucha atención; el agua puede necesitar ablandamiento para minimizar la obstrucción.
Los desagües tienden a obstruirse con grasa y las trampas de grasa requieren un servicio más frecuente. Las secciones de nebulización y lavado necesitan longitud significativa para maximizar el tiempo de exposición.

Filtros plisados, de bolsa y HEPA.

Estos dispositivos están diseñados para eliminar partículas muy pequeñas por filtración mecánica. Algunos tipos también tienen un revestimiento frontal de carbón activado para el control de olores.

Los filtros se bloquean rápidamente si entra demasiada grasa.
La pérdida estática aumenta rápidamente con la extracción y el flujo de aire cae.
Casi todos los filtros son desechables y muy caros.

Filtros de carbón activado.

El control de VOC es a través de la absorción por partículas finas de carbón activado.

Requieren un lecho grueso y de gran volumen para ser efectivos.
Son pesados y pueden ser difíciles de reemplazar.
Caro para cambiar y recargar. Muchos son desechables.
Se estropean rápidamente si se engrasan o se someten al agua.
Cierta preocupación de que el carbono sea una fuente de combustible para un incendio.

Filtros de lecho de pellets oxidantes.

El control de COV y olores es por oxidación de efluentes gaseosos en compuestos sólidos.

Requieren un gran volumen y una cama larga para ser efectivos.
Son pesados de manejar y pueden ser difíciles de reemplazar.
Costosos de cambiar.
Cierta preocupación por el aumento de oxígeno disponible en el fuego.

Incineración.

El control de partículas, VOC y olores se realiza a alta temperatura (quemado) en compuestos sólidos.

Debe estar en la terminal del sistema y libre de combustibles.
Son caros de instalar.
Puede ser de difícil acceso para el servicio.
Muy costoso de operar.

Conversión catalítica.

Un material catalítico o auxiliar, cuando es expuesto al aire a temperatura relativamente alta, proporciona calor adicional para descomponer (oxidar) la mayoría de las partículas y VOC.

Requiere alta temperatura (mínimo 230°C).
Costoso de operar debido al requerimiento de alta temperatura.

En KINENERGY contamos expertos ampliamente capacitados y certificados que pueden brindarte ayuda para el diseño de los sistemas de ventilación de tus espacios ¡escríbenos y cuéntanos tus necesidades!

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José Luis Arcos

Especialista HVAC

Cuenta con más de 14 años de experiencia en sistemas de HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning), ha desarrollado actividades en el área de diseño, instalación y TAB (Testing, Adjusting and Balance) de sistemas de climatización en bancos, centros de telecomunicaciones, retail, hoteles, centros comerciales y edificios.
En 2016 se unió a KINENERGY como especialista en comisionamiento en HVAC, donde se ha enfocado en el desarrollo de pruebas funcionales a sistemas de HVAC para certificación LEED hasta la realización de pruebas integrativas de commissioning nivel 5, de igual manera ha participado en diversos proyectos realizando pruebas de Cx, TAB, pruebas a envolvente y de integrity room, en México, Centroamérica y Sudamérica.

Fuentes:

(1) Guía de seguridad contra incendios para restaurantes Departamento de Bomberos (FDNY)

(2) https://indicepolitico.com/el-57-por-ciento-de-los-incendios-en-restaurantes-y-bares-por-falta-de-proteccion-en-equipos-de-cocina/

(3) ANSI/ASHRAE Standard 154-2003,Ventilation for Commercial Cooking Operations.

(4) Kitchen ventilation sistems aplicación y guía de diseño Greenheck

(5) https://www.rangehoodfilters.org/rangehoodfilters/baffle-range-hood-filter.html

(6) https://www.halton.com/products/kwi-water-wash-exhaust-hood-en/

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Sistemas de ventilación para cocinas comerciales. Consideraciones necesarias para su diseño y construcción (parte 1)

Thu, 25 May 2023 14:46:11 -0600

Dentro de un restaurante los incendios y otros peligros son eventos frecuentes. Según datos de investigaciones realizadas por la NFPA, se calcula que cada año se registra un promedio de 7,500 incendios estructurales en restaurantes, con pérdidas de $165 millones de dólares en Estados Unidos. Entre 2017 y 2021, hubo alrededor de 200 incendios en restaurantes ubicados en NYC, cada año. Según la FEMA (Agencia Federal de Gestión de Emergencias) la mayoría de los incendios ocurrieron en sábados y domingos, la mayoría también se produjeron por la mañana. Un incendio puede ocasionar que los restaurantes presenten perdidas en sus ingresos e incluso pueden llevar al cierre permanente de los establecimientos.

Este tipo de problemas pueden ser evitados tan solo con una instalación, un mantenimiento y una formación del personal adecuada, sin mencionar que también nos permite proteger del peligro a los empleados, clientes y a nuestro capital. Podemos decir con seguridad que algunos de los incendios podrían haberse evitado, pero la falta de mantenimiento en nuestras instalaciones fue un factor predominante en casi una cuarta parte de estos siniestros.

Uno de cada cinco incendios en la cocina suele originarse por la falta de limpieza. Si las campanas y ductos instalados no se limpian adecuadamente, pueden provocar un incendio ya que, si se enciende una llama en la cocina y ésta entra en contacto con la campana extractora, la llama puede provocar que la grasa acumulada se encienda. Dado que el ventilador de extracción está encendido, el aire entra en la campana, pasa por los filtros y sube por el ducto, arrastrando la llama. Si en el interior de nuestro ducto existe una gran cantidad de residuos de grasa, estos pueden actuar como combustible y propagar el fuego mediante el ducto, pudiendo llegar al extractor. ⁽¹⁾

La ausencia de medidas adecuadas de prevención en los equipos de cocina de los restaurantes, bares y hoteles, son la principal causa de los incendios dentro de estos establecimientos, los cuales en su gran mayoría suelen resultar letales y provocan la pérdida total del local y enormes quebrantos económicos como lo muestra el estudio elaborado por la National Fire Protection Association (NFPA) en establecimientos de comida y bebidas. Este estudio mostró lo siguiente en cuanto al origen de estos siniestros:

El 57 por ciento de los incendios en estos establecimientos se origina en los equipos de cocina.
El 10 por ciento en los instrumentos utilizados para el calentamiento de alimentos.
El 7 por ciento por fallas en la distribución eléctrica de un sitio.
El 26 por ciento restante por otros factores. ⁽²⁾

La ventilación es el factor más importante en el diseño, construcción y operación de cocinas comerciales e industriales. Sin una ventilación adecuada y un amplio suministro de aire de renovación, ninguna cocina funcionará de manera eficiente. Hay objetivos que un sistema de ventilación debe alcanzar. Los objetivos incluyen lo siguiente:

La ventilación general a través de la cocina debe introducir suficiente aire fresco y eliminar el exceso de aire caliente para que los ocupantes puedan respirar adecuadamente y mantenerse cómodos.
La ventilación debe proporcionar aire suficiente para la combustión completa en los equipos de cocina, de lo contrario podría producirse una intoxicación crónica debido al monóxido de carbono.
La ventilación debe diluir y eliminar los productos de combustión de los de los equipos que operan con gas y de aceite en el ambiente.
La ventilación debe diluir y eliminar olores y vapor de los procesos de cocción.
La ventilación debe proteger contra los peligros para la salud derivados del humo de cocción, como los que involucran la aplicación directa de calor a los alimentos.
La ventilación debe tener la capacidad de mantener limpia la cocina de los residuos de grasa para evitar la pérdida de eficiencia y los riesgos de incendio.
El sistema debe ser silencioso y sin vibraciones.
La cantidad de ventilación requerida en un área de cocción depende de factores como:

El tipo de producto(s) que se está cocinando.
La estructura que alberga el área de cocción.
El tipo de equipo utilizado y las regulaciones del código local.
Y dependiendo de su ubicación, la fuente de calor del edificio también puede jugar un papel importante.

En todos los tipos de edificios, el balance de aire debe ser controlado cuidadosamente. La cantidad de aire que sale también debe volver a entrar. Pero las cocinas comerciales, no pueden confiar únicamente en su sistema HVAC para suministrar el 100% del aire de reemplazo que necesitan, por lo que se requiere de un suministro de aire de reposición independiente.

El aire que se extrae de la cocina a través de una campana debe reemplazarse con un volumen significativamente menor de aire de reemplazo. Si no hay suficiente aire de reemplazo (o aire de reposición), la presión del edificio se volverá extremadamente negativa, lo que puede causar varios problemas, como la reducción del rendimiento del ventilador de la campana de extracción o la salida de humo y grasa de la campana.

Las Unidades de reposición de aire son parte indispensable de los sistemas de ventilación de cocinas comerciales. Diseñada para proporcionar aire fresco para un balance de aire adecuado, una unidad de suministro de aire de reposición también puede ayudar a mantener los olores de la cocina en la cocina, minimizar el desgaste de la campana extractora, reducir el consumo de energía y ayudar a mantener un ambiente de trabajo cómodo para empleados.

Errores más comunes de diseño e instalación

La reposición de aire se encuentra lejos de la campana por lo que dificulta el movimiento de éste y su rápida reposición dentro de las cocinas.
Aire de extracción o de reposición mal balanceado dentro de las cocinas y campanas lo que provoca migración de olores a los espacios contiguos.
Construcción de ductos con materiales que no son herméticos y pueden provocar fugas de grasas lo que eleva el riesgo de incendio.
Inyección de aire mayor a la extracción.
Ventiladores de extracción de grasas sin certificado UL-705 (antes UL-762).
Campanas de extracción sin certificado UL-710.
Temperaturas elevadas dentro de la cocina que pueden generar accidentes al personal que labora dentro de las instalaciones.
Posición de filtros mal instalados.

Estándares para el diseño y construcción de los sistemas de ventilación para cocinas comerciales

Estándar ASHRAE 154-2003. Ventilation for Commercial Cooking Operations. Tiene como propósito proporcionar criterios de diseño para el performance de la ventilación de las cocinas comerciales.
Estándar NFPA 96. Estándar para el control de ventilación y protección contra incendios de la operación de las cocinas comerciales.
IMC 2006.

Certificaciones requeridas por los equipos de ventilación de cocinas

UL 705. Se refiere a la seguridad de los ventiladores eléctricos montados en el techo o en la pared y que se utilizan para la extracción de grasas dentro de los restaurantes, donde normalmente se encuentran calor y grasa en la corriente de aire.
UL-710. Regula las campanas extractoras para equipos de cocina comercial. Las campanas con compuestas contra incendios protegen los ductos y mantienen las temperaturas de estos por debajo de los 375 °F. Las condiciones de prueba incluyen altas temperaturas, humo de cocción y llamaradas, llamaradas anormales, quemado, falla del ventilador e incendio.
UL 1046. Regula la construcción de los filtros de las campanas.

Principales puntos que debes verificar en el diseño, construcción y operación de una cocina

Los tipos de campanas que pudieran ubicarse dentro de una cocina son de dos tipos:

Las campanas tipo 1: están diseñadas para usarse con electrodomésticos que producen subproductos grasosos y humo generado durante la cocción. Las campanas de tipo 1 se ocupan principalmente de la eliminación de partículas de grasa del aire; a menudo se les denomina campanas de grasa. Comúnmente se ubican sobre freidoras, estufas, estufas de llama abierta, hornos transportadores de pizza, parrillas de carbón y más, básicamente equipos de cocina que se usan para cocinar alimentos grasosos. Debido a la grasa y los subproductos de grasa que capturan las campanas Tipo 1, se sugiere realizar limpiezas regulares para ayudar a prevenir daños y riesgos de incendio que pueden ocurrir debido a la acumulación de grasa.

Las campanas tipo 2: se enfocan en otros tipos de electrodomésticos y equipos de cocina que no tienen que estar relacionados directamente con la cocina. Este tipo de equipos incluyen lavavajillas, hornos, cuece pastas y otros equipos que no producen humo ni grasas que habría que extraer. Dado que las campanas tipo 2 se ocupan particularmente de la eliminación de calor y vapor del aire, a menudo se las denomina campanas de condensación y campanas de calor. Están diseñadas con un canalón de perímetro completo y drenaje para capturar la condensación del vapor que se escapa. Estos tipos de campanas se utilizan para limpiar el aire del exceso de calor y humedad, y ayudar a crear un ambiente de trabajo más cómodo.

Las campanas tipo 2 no contienen bancos de filtros de grasa sino un collar de ducto para expulsar el aire contaminado. Un ducto de campana tipo II no debe estar completamente soldado, en su lugar puede ser instalado con un ducto de acero inoxidable o aluminio ya que si se considera un ducto de lámina galvanizada es posible que la humedad del vapor absorbido deteriore rápidamente la protección galvánica de la lámina.

Las campanas que deberán de cumplir con la certificación UL-710 son el tipo 1 ya que las de tipo 2 solo tienen la finalidad de remover el vapor y el calor.

Tipos de campanas dentro de las cocinas

Campanas tipo 1

Wall Canopy

La campana de pared se utiliza cuando el equipo de cocina se coloca contra una pared. Este tipo de campanas tienden a capturar y contener el efluente usando menos flujo de aire que en un tipo de isla. El aire de reposición de la cocina ingresa al área debajo de la campana reemplazando el aire que se está expulsando.

La pared ubicada en la parte trasera de la campana hará que el aire de reposición entre por el frente y los lados creando un patrón de flujo de aire de adelante hacia atrás. La columna se elevará desde el aparato y será atraído por cualquier superficie paralela y cerca del equipo de cocina, en este caso, el muro. Este fenómeno se conoce como el Efecto Coanda, la columna de calor luego se dirige hacia la campana, mejorando la captura y la contención.

Single Island Canopy

Se utiliza una sola campana isla sobre una fila de equipos de cocina colocada donde no existen paredes. Las campanas de isla individual se pueden ver desde todas las direcciones.

Con cuatro lados expuestos, este tipo de campana es más susceptible a corrientes cruzadas, derrames y depende únicamente de la corriente ascendente térmica de calor del equipo de cocina y qué tan rápido el ventilador de extracción puede eliminar el aire contaminado a través de la campana.

Doble Island Canopy

Este tipo de campana se coloca sobre dos filas de cocinas, donde los equipos sean colocados espalda con espalda. Esta configuración se hace por dos campanas tipo Wall Canopy creando cuatro lados terminados. Esta categoría de campana es similar a la Wall Canopy debido a dos columnas de calor, levantándose una contra otra, pero aún con esto es susceptible a corrientes cruzadas.

Campanas con lavado de agua

Este sistema indica que el dispositivo de filtración de grasa está integrado en el pleno de extracción. Las campanas de lavado con agua utilizan boquillas de rociado de agua en el plenum de extracción para limpiar la grasa absorbida por el sistema de filtración después de cierto periodo de operación.

Campanas de proximidad

El nombre “Proximidad” o “Backshelf” se refiere a la ubicación cercana de la campana con respecto al equipo de cocina. Esta distancia desde el equipo de cocina varía entre fabricantes debido a su listado UL, sin embargo, por lo general está montado a 10 - 36 pulgadas por encima del equipo. Algunos elementos de cocción pueden extenderse más allá de la cara de la campana.

Campana de conductos de humos

Cuando se utilicen equipos de cocina a gas con conductos de humos, las campanas de proximidad se montan más cerca del equipo de cocina, sometiendo los filtros de grasa a cargas de calefacción anormales de los conductos de humos de los aparatos.

Las campanas de proximidad de derivación de humos ofrecen otra ventaja. En lugar de permitir que el calor de los ductos de humos pase por la cara de los filtros, los ductos de humos se canalizan para descargar el aire caliente directamente a la parte posterior de la cámara de extracción, sin pasar por los filtros de grasa. Normalmente, este calor afectaría a los filtros, causando que irradien calor hacia el personal de cocina.

Debido a que el calor radiante se reduce considerablemente, con la ausencia de los gases de combustión es menos probable que la grasa llegue hasta la cara del filtro, lo que nos permite una mayor facilidad en su limpieza.

Los ductos de extracción del equipo deben tener el tamaño correcto para la cámara de derivación con la finalidad de garantizar que la grasa no sea arrastrada hacia estos ductos. Las compuertas controlan la cantidad de gases de combustión calientes que salen a través del plenum de extracción. Este flujo de aire es fundamental para el rendimiento del equipo de cocina, por lo tanto, las compuertas deben configurarse de acuerdo con el equipo de cocina debajo de la campana en particular.

Campanas Tipo 2

Campanas de hornos

La campana del horno es una campana que sirve para la eliminación de calor y vapor. Estas son la más simples de todas las campanas y generalmente se colocan sobre hornos o pequeños electrodomésticos que solo producen calor y olor para completar captura y contención; los voladizos deben medirse con la puerta del horno abierta.

Campanas de condensado

La campana de condensados es una campana solamente con canalones en forma de U para capturar y dirigir el condensado a un desagüe, también tiene una salida de ductería para el desfogue del calor, la humedad y los olores. Muchos fabricantes tienen opciones para deflectores de condensado en la campana para ayudar a condensar la humedad, una o dos configuraciones de deflector son típicas, dependiendo del contenido de humedad de la corriente de aire contaminado.

Las campanas de condensación generalmente se encuentran montadas sobre lavavajillas.

Para la captura y contención completas de grandes corrientes de calor y vapor, se recomiendan 18 - 36 pulgadas de voladizo.

Short Circuit Hoods

Las campanas cortocircuito alguna vez se consideraron un dispositivo de ahorro de energía. La teoría era que, al introducir el aire de reposición no templado dentro del depósito de la campana reduciría la cantidad de aire templado que se expulsa desde la cocina minimizando las cargas de calefacción y refrigeración. Esto se hizo para cumplir con códigos antiguos que establecían una tasa de extracción mínima que era mucho más alta que la necesaria para lograr la captura y contención de aire de reposición, ya que consideraban hasta en un 80% - 90% de la tasa de extracción, lo que resultó en un derrame del aire contaminado.

Las campanas de cortocircuito son ineficaces porque no descargan el aire de reposición en la ubicación correcta. Piense en el equipo de cocina como un generador de aire contaminado, el propósito del aire de reposición es reemplazar el aire que se genera en la superficie de cocción. Ambos, la campana y el sistema de extracción están diseñados para capturar y contener el flujo de aire generado por el equipo de cocina.

Al descargar el aire de reposición en el área de captura y contención se está llenando así en exceso la campana y liberando una mezcla de aire de reposición y aire contaminado en la cocina, lo cual tiene como causa directa superficies grasosas y mayores cargas de calor. Por esta razón no se recomiendan las campanas de cortocircuito.

Como puedes ver, no solamente es instalar una campana en nuestros espacios de cocina, sino que debemos considerar diversos elementos al momento de que se realice el diseño de nuestros espacios; en esta primera parte te hablamos de los principales tipos de campanas existentes en el mercado y cuáles son sus principales características, por lo que te invitamos a no perderte la segunda parte de este artículo en la que abordaremos especificaciones de diseño de los sistemas de ventilación de las cocinas comerciales de acuerdo con los estándares ASHRAE 154 y NFPA 96.

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José Luis Arcos

Experto HVAC

Cuenta con más de 14 años de experiencia en sistemas de HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning), ha desarrollado actividades en el área de diseño, instalación y TAB (Testing, Adjusting and Balance) de sistemas de climatización en bancos, centros de telecomunicaciones, retail, hoteles, centros comerciales y edificios.

En 2016 se unió a KINENERGY como especialista en comisionamiento en HVAC, donde se ha enfocado en el desarrollo de pruebas funcionales a sistemas de HVAC para certificación LEED hasta la realización de pruebas integrativas de commissioning nivel 5, de igual manera ha participado en diversos proyectos realizando pruebas de Cx, TAB, pruebas a envolvente y de integrity room, en México, Centroamérica y Sudamérica.

Fuentes:

(1) Guía de seguridad contra incendios para restaurantes Departamento de Bomberos (FDNY)

(2) https://indicepolitico.com/el-57-por-ciento-de-los-incendios-en-restaurantes-y-bares-por-falta-de-proteccion-en-equipos-de-cocina/

(3) ANSI/ASHRAE Standard 154-2003,Ventilation for Commercial Cooking Operations.

(4) Kitchen ventilation sistems aplicación y guía de diseño Greenheck

(5) https://www.rangehoodfilters.org/rangehoodfilters/baffle-range-hood-filter.html

(6) https://www.halton.com/products/kwi-water-wash-exhaust-hood-en/

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El uso de aire acondicionado: un aliado para cuidar de tu salud

Mon, 21 Jun 2021 11:05:06 -0500

El SARS-CoV-2 es un virus nuevo del que aún se sabe poco y muchas de las evidencias van cambiando a medida que avanza el conocimiento científico. En lo que respecta a la influencia del aire acondicionado no hay certezas absolutas, pero los expertos coinciden en algo: la clave está en la recirculación del aire¹.

¿Puede el aire acondicionado ayudar a reducir la propagación del SARS-CoV-2?

Recientemente, la Organización Mundial de la Salud (OMS) reconoció que existen indicios que sugieren que el SARS-CoV-2, el virus que causa la COVID-19, podría transmitirse por el aire y que puede transportarse a través de partículas minúsculas de aerosol.

Debido a este descubrimiento la Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) emitió una declaratoria respecto al funcionamiento de las instalaciones y sistemas de climatización, calefacción y ventilación para reducir la transmisión del SARS-CoV-2/COVID-19 destacando los siguientes puntos:

La ventilación y filtración facilitadas por los sistemas e instalaciones de climatización, calefacción y ventilación pueden reducir la concentración de SARS-CoV-2 en el aire y por tanto el riesgo de transmisión por vía aérea.
Los espacios no acondicionados pueden provocar estrés térmico en personas con amenaza directa de su vida y reducción de su resistencia a la infección.
En general, parar los sistemas e instalaciones de climatización, calefacción y ventilación no es una medida recomendada para reducir la transmisión del virus.

Medidas primarias de protección

Colocar señales de entrada y salida en accesos para evitar flujo en ambos sentidos.
Abrir las ventanas al exterior donde sea posible.
Utilizar sensores de temperatura a la entrada de edificios.
Promover el uso de escaleras para evitar la aglomeración en elevadores.
Establecer un plan de mantenimiento y limpieza.
En sanitarios, usar la tapa antes de realizar la descarga.
Mantener las puertas de los sanitarios cerrados.

Medidas del aire acondicionado

Incrementar la tasa de ventilación de aire exterior y mantenerla por tiempos largos de operación.
Mantener la extracción de baños operando (hasta por 20 min después de la ocupación).
Sugiere la ASM: "Mantener una “humedad relativa” entre el 40% y el 60% en el interior puede ayudar a limitar la propagación y la supervivencia del SARS-CoV-2 dentro del entorno mientras se minimiza el riesgo de crecimiento de moho y se mantienen hidratadas e intactas las barreras mucosas de las personas”.
Mejorar el tipo de filtros (MERV 13 o superiores/HEPA).
Usar purificadores de aire portables con filtros HEPA o >MERV13.
Considerar otras tecnologías como filtración de aire, desinfección de aire, desinfección de superficies: lámparas UV en la tubería o equipos de aire acondicionado, ionizadores, generadores de ozono, etc.

Filtros MERV-HEPA (Minimum Efficiency Reporting Value)

Eficiencia: La fracción de partículas removidas al paso del aire a través del filtro.
MERV: Minimum Efficiency Reporting Value.
Rango: MERV 1 a 16 (más alto MERV = más alta eficiencia).
Retención de partículas: 0.3 a 10 µm.
HEPA: High Efficiency Particulate Air.
Más eficientes que los filtros MERV 16.
Eficiencia: 99.97% de 0.3 µm.

Cambio de mentalidad

Derivado de la situación actual originada por la presencia del virus SARS-CoV-2 en las actividades de la vida cotidiana, se requiere adoptar una nueva normalidad para seguir el ritmo de vida al que se estaba acostumbrado previo a la pandemia, pero sin dejar de lado el tema de la seguridad y salud.

Es por eso que se habla de un cambio de mentalidad, no solo en la vida personal, sino también en la vida laboral, ya que es donde se pasa la mayor parte del tiempo. Existe una jerarquía de control que consiste en una serie de medidas a seguir con diferentes niveles de efectividad para ayudar a prevenir peligros y riesgos en las áreas de trabajo. Aplicado lo anterior al tema del COVID 19, dicha jerarquía puede aportar una nueva mentalidad para tomar precauciones y prevenir contagios.

PPE. Es la primera medida y la menos efectiva en término de resultados. Consiste en proteger al trabajador con “equipo de protección personal” como guantes, casco, botas, y aplicado al tema del COVID-19 podría ser cubrebocas, caretas y lentes de trabajo.
Controles administrativos. Consiste en cambiar la manera en la que la gente trabaja. Por ejemplo, ubicar señalizaciones del equipo de protección que se tiene que utilizar para prevenir la transmisión del virus o cursos teóricos acerca de cómo la gente puede detectar los síntomas del COVID-19.
Controles de ingeniería. Se trata de aislar físicamente a las personas del peligro. Un ejemplo de esta medida aplicada al tema de la pandemia es la instalación de ventilación mecánica o sistemas de aire acondicionado para aislar a las personas del virus que circula en el aire.
Sustitución. Es una de las medidas más eficientes. Se trata de reemplazar el peligro. Aplicado a la manera de reducir la transmisión del virus SARS-CoV-2 consistiría en sustituir los filtros de los equipos de aire acondicionado y ventilación por unos de mejor eficiencia para filtrar partículas de menor tamaño que afecten a los inquilinos.
Eliminación. Es la medida más eficiente, consiste en remover el peligro físicamente.

El correcto mantenimiento de los sistemas de aire acondicionado se considera una estrategia efectiva para evitar la propagación de infecciones en lugares cerrados. El mantenimiento de los equipos es relevante, además de que debe ser realizado por un técnico especializado de manera frecuente y debe considerar la sustitución de los filtros de aire, procurando utilizar filtros de alta eficiencia, de acuerdo con las necesidades de la instalación y a las recomendaciones del fabricante².

Si deseas instalar o dar mantenimiento a un “Sistema de Aire Acondicionado” de manera adecuada, ¡no dudes en contactarnos!

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Miguel Mancilla

Especialista HVAC Cx

Miguel cuenta con más de 6 años de experiencia en el área de diseño de aire acondicionado y ventilación en México, en proyectos enfocados principalmente a oficinas, data centers y residenciales. Egresado del Instituto Politécnico Nacional como Ingeniero Mecánico en ESIME Culhuacán. Cuenta con una certificación del idioma francés B2.

Referencias:

COVID-19 y aire acondicionado: ¿hay más posibilidades de contagio?, 2020, González Victoria, https://www.muyinteresante.es/salud/articulo/covid-19-y-aire-acondicionado-hay-mas-posibilidades-de-contagio-861593076585
Aires acondicionados previenen propagación del COVID-19, 2020, https://anfad.org.mx/aires-acondicionados-previenen-propagacion-del-covid-19-2/
Declaraciones ASHRAE, 2020, https://www.ashrae.org/file%20library/technical%20resources/covid-19/declaraci%C3%B3nes.pdf

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11 cosas que debes saber sobre filtros y purificación de aire

Mon, 15 Mar 2021 14:36:00 -0600

La pandemia mundial provocada por Covid-19 y en especial el descubrimiento de que el virus podía viajar por el aire a través de pequeñas gotas que pueden durar suspendidas en el ambiente, elevó el tema de la calidad del aire a conversaciones de todos los días. A raíz de esto, han surgido malentendidos y desinformación sobre este importante tema. Por lo mismo, KINENERGY considera importante compartir los siguientes puntos informativos que esperamos sean útiles para nuestros lectores.

¿Qué es un filtro de aire mecánico?

Los filtros mecánicos utilizan medios con estructuras porosas que contienen fibras o material de membrana estirado en una variedad de tamaños, densidades y configuraciones de extensión de medios para eliminar partículas en las corrientes de aire. Una porción de las partículas en el aire que entra al filtro se adhiere al medio filtrante y se elimina del aire a medida que pasa por el filtro. La remoción ocurre principalmente a través de la impactación de partículas, la intercepción y movimiento difusión browniano, dependiendo del tamaño de partícula. Algunos filtros aplican una carga de energía estática para aumentar la eliminación de partículas.

¿Qué es un filtro de aire eléctrico?

Los filtros eléctricos incluyen una amplia variedad de dispositivos de limpieza de aire que se conectan a la electricidad y están diseñados para eliminar partículas de las corrientes de aire. La remoción ocurre típicamente al cargar las partículas con electricidad usando alambres de corona o mediante la generación de iones (por ejemplo, usando ionizadores de pines) y recolectando las partículas hacia placas de deposición con cargas opuestas (precipitadores) o por medio de remoción mejorada de las partículas hacia un filtro convencional o hacia las superficies de la habitación.

¿Cómo se define la eficiencia de un filtro?

La fracción de partículas extraídas del aire que pasa a través del filtro se denomina eficiencia de eliminación de partículas o simplemente eficiencia de filtro o eficiencia de filtro de un solo paso (medido por el valor mínimo de reporte de eficiencia o Mínimum Efficiency Reporting Value (MERV).

Para filtros electrónicos portátiles y autónomos, la tasa de eliminación de partículas del aire que pasa a través del filtro se expresa como tasa de suministro de aire limpio (Clean Air Delivery Rate, CADR), que es aproximadamente igual al producto de la tasa de flujo de aire y la eficiencia de eliminación de contaminantes.

Para la mayoría de las tecnologías, la eficiencia de remoción de partículas más baja ocurre típicamente para partículas con un diámetro aerodinámico de aproximadamente 0.2 o 0,3 µm; la eficiencia de eliminación aumenta por encima y por debajo de este tamaño de partícula. La eficiencia de los filtros de aire mecánicos y electrónicos varía según el diseño del filtro y el tamaño de las partículas.

¿Cuáles son los estándares para medir la eficiencia de un filtro?

ANSI/ASHRAE Standard 52.2, Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size (2012a) El estándar 52.2 de la ANSI/ASHRAE, un método para probar la ventilación general de dispositivos para limpiar el aire y evaluar la eficiencia de remoción por tamaño de partícula (2012ª), brinda un método para medir la eficiencia de remoción de partículas de los filtros para partículas que tienen un tamaño entre 0.3 y 10 µm y nos da una escala para calificar los filtros, basado en la eficiencia para remover partículas, que se llama MERV. Existen métodos de prueba y calificación similares de otras organizaciones.

¿Cómo ayudan los filtros a la salud?

Un extenso cuerpo de investigación epidemiológica indica que las tasas de mortalidad, las admisiones hospitalarias y las exacerbaciones del asma, así como otros efectos adversos se incrementa con mayor concentración de partículas en el aire exterior. ((e.g., Brunekreef and Forsberg 2005; Delfino et al. 2005; Pope and Dockery 2006).

Dado que mucha de la exposición de una persona a partículas de aire exterior ocurre en interiores y esta exposición puede reducirse mediante la filtración, es razonable esperar beneficios para la salud asociados de la filtración de partículas, la cual es eficaz para eliminar las partículas que se originan en el exterior.

Se han publicado relaciones entre las concentraciones de partículas en el aire exterior y los efectos adversos a la salud que se han utilizado en modelos para para predecir los beneficios para la salud relacionados con la filtración de partículas. Los artículos resultantes, revisados por Fisk (2013), indican beneficios sustanciales para la salud asociados con filtración los cuales estaban relacionados con la reducción de la exposición total a partículas de menos de 2,5 µm de diámetro.

Los modelos consideraron numerosos resultados de salud o relacionados con la salud, incluyendo mortalidad, visitas a la sala de emergencias relacionadas con problemas cardíacos o respiratorios o ingresos hospitalarios, bronquitis crónica y exacerbación del asma. Los sistemas de filtración de partículas pueden reducir las concentraciones de las partículas de enfermedades infecciosas en el aire de interiores eliminándolas de la corriente de aire, pero no inactivan la partícula infecciosa. Los resultados de modelado sugieren que tener filtros en los sistemas HVAC, en relación con no tener filtros, disminuye sustancialmente la parte de transmisión de enfermedades causada por estas pequeñas partículas (Azimi y Stephens 2013).

¿Qué es un purificador de aire por oxidación fotocatalítica?

La oxidación fotocatalítica (PCO) se define como una reacción redox mediada por luz de gases y partículas biológicas adsorbidas en la superficie de un material semiconductor o fotocatalizador de óxido metálico sólido puro o dopado. Los más comunes son el TiO2 (dióxido de titanio), el óxido de zinc (ZnO), trióxido de tungsteno (WO3), dióxido de circonio (ZrO2), sulfuro de cadmio (CdS) y hierro (III) (TiO2 dopado con Fe (III)), entre otros. Los dopantes (por ejemplo, hierro [Fe], platino [Pt], plata [Ag]) pueden tener un efecto beneficioso sobre el rendimiento del fotocatalizador de óxido metálico.

¿Ayudan los purificadores de aire por oxidación fotocatalítica?

No hay estudios disponibles con respecto a los efectos directos en la salud asociados con el uso de equipos de limpieza de aire por oxidación fotocatalítica en ambientes interiores.

¿Qué son los equipos de purificación de aire con generación de ozono?

Algunos limpiadores de aire producen ozono por diseño para lograr efectos de limpieza del aire y la eliminación de contaminantes. Además, el ozono se puede producir como un subproducto de los procesos de limpieza del aire. Cualquier dispositivo de limpieza de aire que utilice electricidad durante el proceso de limpieza de aire tiene el potencial de generar ozono. En la práctica, la generación de ozono está asociada con purificadores de aire que utilizan ionizadores o coronas de alto voltaje (por ejemplo, algunos precipitadores o ionizadores), luz ultravioleta de una longitud de onda suficientemente pequeña (algunos oxidantes fotocatalíticos y filtros de aire UV-C), y por algunos filtros de aire de plasma. Los filtros de aire empaquetados que utilizan diferentes tecnologías de limpieza del aire pueden usar o producir ozono; los ejemplos incluyen generadores de ozono o ionizadores.

¿Ayuda la purificación de aire con generación de ozono contra virus?

El ozono es dañino para la salud y la exposición al ozono crea el riesgo de una variedad de síntomas y enfermedades asociadas con el tracto respiratorio (Koren et al. 1989; Touloumi et al. 1997; Bell et al. 2004). Muchos productos de procesos de reacción homogéneos y heterogéneos del ozono también crean riesgos para la salud, incluido el formaldehído, los aldehídos insaturados (producidos durante la reacción del ozono con cetonas y alcoholes) y partículas ultra finas (aerosoles orgánicos secundarios) (Weschler 2006).

La ciencia actual sugiere firmemente que no debería permitirse el uso de purificadores de aire que emitan ozono por diseño; la misma información y consejos los proporciona la EPA de los EE. UU., entre otros (EPA 2013).

¿Qué son los purificadores de aire con agentes adsorbentes?

Los limpiadores de aire adsorbentes implican adsorción física (fisisorción) y quimisorción para eliminar los contaminantes gaseosos de las corrientes de aire. La fisisorción es la adsorción de contaminantes gaseosos sobre materiales porosos sólidos debido a las fuerzas de Van der Waals (atracción nuclear) y la condensación en los poros pequeños. Este es un proceso reversible debido a fuerzas relativamente débiles: los gases, una vez adsorbidos, pueden desorberse de nuevo en la corriente de aire. El adsorbente más utilizado es el carbón activado; otros incluyen alúminas activadas (óxidos de aluminio), zeolitas naturales y sintéticas en forma granular, óxidos de silicio, tamices moleculares y varios polímeros.

En la actualidad, casi no hay datos empíricos disponibles que permitan sacar conclusiones sobre los beneficios para la salud del uso de sorbentes en edificios típicos. Por otro lado, existen datos de estudios de laboratorio que han investigado los efectos de la limpieza del aire con adsorbente, tomando como criterio las percepciones iniciales de la calidad del aire inmediatamente después de ingresar al espacio. Estos estudios mostraron calificaciones significativamente mejoradas de aceptabilidad o satisfacción con la calidad del aire y la intensidad del olor con los adsorbentes. Aunque la percepción del confort de la calidad del aire no es un resultado de salud, puede considerarse un indicador de los posibles efectos posteriores de la exposición en la salud.

Si quieres saber más acerca de este tema o necesitas ayuda en tu proyecto relacionado con filtrado de aire, HVAC o temas relacionados, ¡hagamos contacto!

La información aquí compartida está basada en ASHRAE Position Document on Filtration and Air Cleaning.