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La ventilación por desplazamiento ha tomado especial aplicación en América Latina, juega un papel importante en los cálculos de ventilación, al garantizar en recintos de grandes volúmenes, una ventilación eficiente y optimizar el sistema al disminuir el consumo energético.
El desarrollo y especialización de los sistemas de ventilación han hecho que la ventilación aplicada por tipo de recinto sea una gran prioridad, más allá de los cálculos habituales en donde se obtenía un Caudal a desplazar y simplemente se seleccionaba el ventilador o extractor adecuado. Es por ello que, durante años, como práctica habitual, hemos calculado el volumen de un recinto y se multiplica por la cantidad de renovaciones de aire, que es el número de veces que requerimos que el sistema de ventilación cambie el aire interior por uno fresco y limpio. Sin embargo, hay recintos con dimensiones volumétricas muy grandes, que generan un gran caudal a extraer, con lo que los sistemas de ventilación cada vez son más grandes, ya sea en cantidad de ventiladores o en dimensiones de los mismos, sin mencionar la capacidad energética instalada para esos sistemas.
Por otra parte, la Calidad de Aire Interior (IAQ), en los últimos años, juega un papel extremadamente importante, sobre todo en edificios y recintos donde las personas permanecen gran parte de su tiempo. Y que ha convertido nuestro insistente y preocupante interés por la salud de las personas, al respirar aire limpio y libre de contaminantes, en una vorágine que nos lleva a garantizar al pie de la letra, y quizás, hasta exagerar, los caudales de extracción en ventilación. En contraparte, los altos costos energéticos y sobre todo, las tendencias de sostenibilidad ambiental, nos hacen reflexionar y diseñar nuestros sistemas de ventilación, con la búsqueda de optimización y es ahí, donde elementos como la selección de ventiladores más eficientes, el Control/Automatización de equipos, uso de sistemas de ventilación mixtos (naturales y mecánicos), accesorios de difusión, etc. Nos generan ajustes que nos permiten disminuciones importantes en costos o capacidad instalada en ventilación. Y en este punto, la Ventilación por desplazamiento juega un papel importante, en recintos donde la contaminación no es demasiada y donde quizás cuentan con algún medio de climatización, siendo uno de los objetivos no perder tanta energía al diluir y extraer grandes volúmenes de aire previamente manejados.
En aire acondicionado es un método habitual y calculado, ya que sabemos los cambios en densidad y su repercusión en la estratificación del aire, pero en ventilación, también es importante su consideración, ya que aunque el ∆T no es significativo, resulta suficiente para realizar una corriente de aire imperceptible que acumula calor y contaminantes no pesados en la parte superior de espacios no industriales con techos altos. Con lo cual, no es necesario, generar grandes velocidades en la ventilación para el arrastre de contaminantes.
La ventilación por desplazamiento puede ser una estrategia muy eficaz para eliminar los contaminantes del aire del espacio habitado, debido a que los sistemas estratificados, aprovechan el hecho de que los contaminantes transportados por el aire sean generalmente más ligeros que el aire.
Las características de la respiración humana permiten que estos contaminantes se eleven por encima de la zona de respiración y asciendan a la zona superior que se forma por debajo del techo. Esta migración ascendente de los contaminantes aumenta las concentraciones en la zona superior desocupada al tiempo que reduce las concentraciones en el espacio donde se realiza la respiración de las personas.
La inyección de aire, deberá realizarse lo más abajo posible, con el fin de generar una trayectoria de aire vertical que pueda generar arrastre de contaminantes, estos difusores son muy importantes, ya que al estar muy cerca de las personas, deberán tener velocidades de aire bajas y por consiguiente niveles de ruido de difusión de aire aceptables.
Siguiendo ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2022, Ventilation and Acceptable Indoor Air Quality, donde ya se mencionan los sistemas de distribución estratificados, en donde se nos indica que el aire de inyección, debe estar por lo menos 2°C, por debajo de la temperatura del recinto y la extracción de aire debe realizarse por lo menos en 2.8 m sobre nivel de piso. La zona a ventilar, en su interior no deberá implementar componentes para mezcla o difusión de aire, que impidan la estratificación adecuada. La efectividad de un Sistema Estratificado viene dada por una relación, que en ASHRAE se menciona como “Zone air distribution effectiveness”, que resulta de la siguiente ecuación:
Ez = (Ce – Cs)/(C – Cs) (C-1)
Donde:
Ez = Efectividad de la estratificación por zonas
C = promedio de la concentración de contaminantes en la zona de permanencia y respiración de las personas
Ce = promedio de la concentración de contaminantes en la extracción
Cs = promedio de la concentración de contaminantes en la inyección
