Medidas fundamentales de calidad del aire y climatización con el dispositivo Fluke 975 AirMeter™

04-24-2012 | Climatización

El medidor 975 recopila diez parámetros fundamentales de calidad del aire interior: temperatura, humedad, temperatura de rocío, temperatura de bulbo húmedo, dióxido de carbono, monóxido de carbono, velocidad del aire, volumen de aire y porcentaje de aire de exteriores (calculados a partir de la temperatura o del CO2). Esta nota de aplicación analiza estos parámetros y las funciones asociadas del Fluke 975. Para obtener más información, véase otras notas de aplicación de la biblioteca Climatización y calidad del aire de Fluke.

Temperatura y humedad

Aspectos básicos

La temperatura y la humedad son los elementos fundamentales de la calidad del aire interior (CAI). Confiamos en los sistemas de climatización para mantener unos niveles aceptables de temperatura, humedad y ventilación para lograr el bienestar y la comodidad de los usuarios y, ahora más que nunca, para ayudar a regular el estado de salubridad de los edificios.

La relación entre el sistema de climatización, los requisitos de espacio ocupado, los materiales del edificio, las condiciones meteorológicas y la presión diferencial es un proceso dinámico que no deja de cambiar para el diagnóstico de la calidad del aire. Prevemos que el sistema de climatización mantenga una temperatura de entre 20 y 21 °C a un 30 % de humedad relativa en invierno y entre 23 y 24 °C a un 40 % de humedad relativa en verano.

La facilidad con la que se cumpla esta previsión depende de muchos factores, entre los que se incluyen la localización geográfica, la selección del equipo de climatización, el criterio de funcionamiento y el diseño del edificio. El control de la temperatura y la ventilación son de gran importancia en climas secos, mientras que en los climas húmedos prima combatir los problemas relacionados con la humedad.

En cualquier tipo de clima se deben mantener las condiciones de calidad del aire para anular o impedir la proliferación o colonización de ácaros del polvo, bacterias, virus, hongos y esporas de moho, así como otros bioaerosoles. Una humedad relativa de entre el 40 % y el 45 % se está convirtiendo en la condición ideal en interiores reconocida para el bienestar humano, la integridad estructural y de los materiales, así como en un elemento que combate la proliferación de microbios.

Cómo realiza el dispositivo 975 estas medidas

Después de que el instrumento de comprobación Fluke 975 AirMeter™ complete la primera comprobación, la pantalla principal mostrará simultáneamente la temperatura del bulbo seco (en °F o en °C), la humedad relativa (% HR), ppm (partes por millón) de CO y ppm de CO2. Las teclas de función* alternan la humedad relativa (% HR), la temperatura de bulbo húmedo (TBH) y la temperatura de rocío (TR). Si se pulsa el botón "MÍN MÁX", el medidor registrará el mínimo, el máximo y el promedio de todas las lecturas disponibles.

*Las "teclas de función" son botones del medidor cuya función varía dependiendo de los cambios que ocurran en la pantalla de visualización.

Monóxido de carbono

Aspectos básicos

El monóxido de carbono (CO) es una sustancia producto de la oxidación incompleta del carbono durante la combustión y no es recomendable a ningún nivel en un espacio ocupado. El monóxido de carbono es incoloro, inodoro e insípido. Cuanto mayores sean el tiempo de exposición y la concentración, más cantidad de CO se retiene en la sangre, dejando cada vez menos espacio para el oxígeno. A niveles bajos de exposición, el CO provoca síntomas similares a los de un resfriado: dolores de cabeza, mareos, desorientación, nauseas y agotamiento. A niveles altos de exposición, el CO es letal. Si una persona sana se expone a 200 ppm de CO durante una hora, los efectos serían prácticamente imperceptibles; a las tres horas caería enfermo; tras seis horas moriría.

Las normas nacionales de calidad de aire ambiental de los EE. UU. para los niveles de monóxido de carbono en aire de exteriores establecen 9 ppm durante 8 horas y 35 ppm durante 1 hora. La norma sobre ventilación ANSI/ASHRAE 62.1-2004 adopta estos valores para aire de interior. Estos niveles de exposición se consideran aceptables para personas con enfermedades cardíacas o respiratorias. La OSHA (Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de EE. UU.) limita la exposición de personas sanas en un espacio de trabajo a 50 ppm de CO y un periodo de ocho horas. Los niveles de CO en un almacén con mala ventilación que utilice carretillas elevadoras alimentadas con gas LP pueden superar fácilmente los 50 ppm.

La NFGC (Compañía Nacional de Gas Combustible de EE. UU.) limita el CO en hornos, calderas y calentadores de agua a 400 ppm en zonas sin aire. Es decir, las lecturas de CO reales en el sistema de ventilación serían de 250-300 ppm; no obstante, estos niveles podrían llegar a ser peligrosos en un aparato de calefacción moderno. Los niveles de CO en el sistema de ventilación de un aparato de calefacción central o de calentamiento de agua deberían ser igual a 50 ppm de CO, o un nivel inferior. En una cocina que utilice un horno de gas, los niveles de CO deben ser de 35 ppm. Los calentadores sin espacio de ventilación suponen un verdadero peligro cuando la ventilación es insuficiente. Una combustión completa toma oxígeno de los espacios habitados y emite sustancias conformadas por dióxido de carbono y vapor de agua. Si este proceso continúa en un espacio con mala ventilación, el oxígeno se agota y se acumula dióxido de carbono. Esto provoca que el quemador no reciba el oxígeno suficiente, que, a su vez, provoca que la combustión no se complete y aumente la producción de CO.

Entre las posibles causas que originan emisiones de monóxido de carbono se encuentran la combustión incompleta de cualquier compuesto orgánico (madera, carbón, carbón vegetal), el aceite de combustible, el gas natural o LP, la gasolina, el diésel, el queroseno, los cigarros, etc.

Cómo realiza el dispositivo 975 estas medidas

El dispositivo 975 AirMeter™ ofrece múltiples métodos para investigar las fuentes de CO. El medidor puede establecerse en el modo "MÍN MÁX", lo que permite al usuario alternar entre la lectura de CO actual, la mínima, la máxima y la media. El usuario puede caminar de una zona a otra para localizar los niveles más altos de CO. Si las lecturas de CO que se registran en un difusor de aire son mayores, significa que el ventilador del sistema de climatización está distribuyendo el CO desde otro lugar, como, por ejemplo, la central térmica. En tal caso, debería apagarse el termostato y mantenerse encendido el ventilador del sistema. Si los niveles de CO del difusor no disminuyen, quiere decir que el CO proviene de una fuente diferente. Compruebe las zonas en las que se realiza la combustión en busca de equipos averiados, así como espacios ocupados adyacentes a garajes y almacenes. Es posible que los sistemas de extracción de aire no estén manteniendo esas zonas a una presión diferencial más baja.

Si se necesita registrar datos o estudiar tendencias, el dispositivo 975 AirMeter™ puede almacenar cuatro muestras por minuto en un periodo de cuatro días. La sesión de registro puede descargarse en un ordenador desde dónde realizar su análisis y, con el software FlukeView® Forms, crear una gráfica que muestre los picos de lectura.

Dióxido de carbono

Aspectos básicos

El dióxido de carbono es una sustancia normal derivada de la respiración y de la combustión completa de compuestos orgánicos. Se utiliza para muchos fines, incluyendo las bebidas carbonatadas. El dióxido de carbono es asfixiante a niveles altos y una cantidad de 50.000 ppm de CO2 se considera una amenaza inmediata para la vida. Los niveles normales de dióxido de carbono en la atmósfera oscilan entre los 300 ppm y los 600 ppm, en función de la localización y la actividad en segundo plano (hora punta en la ciudad). La OSHA establece un límite máximo de 5.000 ppm de CO2 en una jornada de ocho horas, o de 10.000 ppm de CO2 en una hora. Para espacios completamente ocupados que requieran 0,43 m³/min por persona, la norma sobre ventilación ANSI/ASHRAE 62.1-2004 requiere una ventilación suficiente como para mantener 700 ppm de CO2 por encima de los niveles de CO2 del exterior. Este nivel de CO2 se ha establecido para controlar los niveles de olor y de contaminantes y está muy por debajo de los niveles de CO2 que comenzarían a afectar negativamente al ser humano.

Cómo realiza el dispositivo 975 estas medidas

El Fluke 975 mide el CO2 automáticamente y lo utiliza para calcular el porcentaje de aire exterior. Seleccione "% AIRE EXTERIOR" y podrá elegir entre cálculos de "CO2" o de "Temperatura". A continuación, introduzca el valor de aire de retorno, el valor de aire mezclado y el valor de aire exterior. Cuanto mayor sea el diferencial entre la temperatura y los valores de CO2 interior y exterior, mayor será la precisión. Si el diferencial de temperatura exterior a interior es inferior a -7 °C, un cálculo con base en CO2 será más preciso. Los requisitos de ventilación que establece la ASHRAE para la mayoría de los espacios ocupados por completo se encuentran en un diferencial de 700 ppm de CO2 entre el exterior y los espacios interiores ocupados. (Véase la norma ASHRAE 62.1 para ventilación comercial o la norma AHSRAE 62.2 para ventilación residencial).

Funciones de velocidad del aire

Aspectos básicos

El control del movimiento del aire nos permite acondicionarlo, limpiarlo, calentarlo, refrigerarlo, aplicar humedad, reducir humedad, extraerlo, ventilarlo, diluirlo, mezclarlo, distribuirlo, acelerar su movimiento, ubicarlo, mantener zonas agradables para los usuarios o mantener un buen estado de salud de los edificios, entre otras cosas. Para que el equipo tenga un buen rendimiento es fundamental que el volumen de aire sea el adecuado en los conductos de los sistemas de climatización. Si los volúmenes de aire de los conductos del sistema de climatización no fueran los apropiados, el aire no se acondicionaría según los fines para los que se diseñó el equipo, los costes de funcionamiento serían elevados y la esperanza de vida del aparato se vería reducida.

La velocidad de las ventilas y los difusores es fundamental para mantener unos patrones de aire adecuados a fin de acondicionar el espacio al tiempo que se mantiene un criterio de ruido y unos niveles de comodidad del ocupante aceptables. La velocidad del aire procedente de ventilas y difusores debe generar aire en las condiciones necesarias para que distribuya de forma uniforme y mezcle el aire acondicionado con el aire de la sala, al tiempo que evita una velocidad incómoda en la zona de ocupación. Normalmente, se considera que la zona de ocupación se encuentra por debajo de la altura del propio ocupante y a 30 cm o más de las paredes, y la velocidad debería encontrarse por debajo de los 1,4 m³/min para evitar quejas.

Los volúmenes de aire de las ventilas y los difusores deben ser suficientes como para cambiar el contenido calórico de una habitación, comparable al menos con la pérdida de calor o la ganancia de espacio. Los volúmenes de aire que acceden a las rejillas de extracción deben ser suficientes como para controlar los olores, los gases y los vapores de acuerdo con los fines del sistema de extracción. Las circunstancias que exigen medir la velocidad y el volumen de aire son muchas, y la sonda de velocidad del medidor 975 permite realizar medidas rápidas de la velocidad y los patrones de aire, así como medidas transversales de conductos que sean precisas.

Cómo realiza el dispositivo 975 estas medidas

La sonda de velocidad Fluke 975 contiene un anemómetro térmico y un sensor de compensación de la temperatura que puede desplegarse hasta 80 cm desde el mango para tomar medidas tanto al aire libre como en la superficie de rejillas, ventilas y difusores, o incluso en un conducto. Los anemómetros térmicos son precisos en un amplio rango de velocidades y están indicados especialmente para lecturas a baja velocidad.

Dado que la densidad del aire está relacionada con la temperatura y la presión absoluta, el sensor de temperatura en la punta de la sonda y la presión absoluta establecida con el arranque del medidor compensan las lecturas con las condiciones reales.

Cuando se selecciona la función de velocidad, la pantalla pide al usuario que presione una de las teclas de función para obtener el "Índice de flujo de volumen" o la "Velocidad del aire". Si se selecciona la opción "Velocidad del aire", la pantalla del medidor AirMeter mostrará una lectura dinámica en tiempo real de la velocidad en condiciones normales (21,1 °C y 76 cm Hg). Una de las teclas de función permite al usuario elegir entre visualizar lecturas "Normales" y lecturas "Reales", las cuales se compensan con la presión y la temperatura. La función "MÍN MÁX" registrará los valores para que el usuario pueda elegir entre la velocidad "En tiempo real", la "Máxima", la "Mínima" y la "Media". Si se desea, las lecturas de velocidad pueden capturarse y guardarse, o pueden registrarse a intervalos regulares para efectuar un análisis de tendencias.

Para calcular los cfm (pies cúbicos por minuto) o los m³/min (metros cúbicos por minuto), seleccione "Índice de flujo de volumen" en la pantalla principal de velocidad. El cálculo del volumen de aire viene determinado por la velocidad del aire y el área del conducto (velocidad x área = volumen de aire). Con el fin de conseguir niveles aceptables de precisión, los cálculos de volumen necesitan un promedio de varias lecturas de velocidad tomadas en puntos estables de un patrón de medida aceptado en el área de un conducto, una rejilla, una ventila o un difusor. Esto se conoce como medida transversal, ya se realicen las lecturas en un conducto o en la superficie de una rejilla, una ventila o un difusor. El medidor puede calcular el volumen de aire con base en un promedio de hasta 99 lecturas de velocidad.

La evolución de la calidad del aire

Hoy en día, los límites de las responsabilidades de la calidad del aire no quedan claros entre las profesiones que comparten interés en la salud humana y la salubridad de los edificios. Por tanto, nos preguntamos si la calidad del aire en interiores contribuye de forma activa a la productividad de los empleados, la capacidad de concentración de los estudiantes, la recuperación de pacientes y la salubridad de los edificios al tiempo que reduce las posibilidades de daños estructurales y la colonización o el crecimiento microbiano. La investigación y la educación son una industria creciente en conjunto con la especulación y los pleitos impulsados emocionalmente. En la actualidad, el seguimiento y el mantenimiento de valores fundamentales de calidad del aire sanos, seguros y agradables son procesos esenciales en entornos de edificios.