La ventilación tiene dos propósitos principales en una habitación: primero, eliminar los contaminantes y entregar aire limpio. Segundo, satisfacer las necesidades metabólicas de los ocupantes, proporcionando temperaturas agradables (si el tiempo lo permite). Sabemos que los ambientes con ventilación inadecuada pueden generar serios problemas en la salud de las personas y, especialmente en climas cálidos, molestias térmicas. Un estudio de la Universidad de Harvard demostró que en edificios con buena ventilación y mejor calidad del aire (con menores índices de dióxido de carbono), los ocupantes presentaron un mejor desempeño de sus funciones cognitivas, respuestas más rápidas a situaciones extremas y un mejor razonamiento en actividades estratégicas.
Es claro que la ventilación juega un papel esencial en garantizar la calidad del aire y el confort térmico adecuados en los edificios. Todos lo hemos sentido. Cuando hablamos de ventilación, probablemente pensamos en una ligera brisa que entra por la ventana, que se desplaza a través de nuestro pelo y que trae un aroma agradable y una temperatura refrescante, aportando aire fresco y comodidad. En climas agradables, esta experiencia puede ser una realidad bastante cotidiana. En climas extremos y áreas contaminadas, esto puede ser muy diferente.
El aire debe entrar y salir por aberturas como ventanas, puertas, chimeneas solares o torres de viento. La eficiencia de la ventilación dependerá del clima local, la geometría del edificio e incluso del comportamiento humano (el acto de abrir o cerrar una ventana afectará la ventilación del ambiente). La ventilación natural es una estrategia pasiva que utiliza los vientos (ventilación cruzada) y las diferencias de densidad y temperatura del aire (efecto chimenea) para hacer circular el aire en el interior. Cuando está bien diseñada, y en climas moderados, puede ser una excelente solución. João Filgueiras Lima, Lelé, a través de un conocimiento técnico preciso, desarrolló soluciones de ventilación pasiva para los hospitales de la Red SARAH en todo Brasil (donde, en general, las ciudades tienen climas cálidos) reduciendo significativamente los costos de mantenimiento e, incluso, las tasas de infección con bacterias en sus pacientes.
Sin embargo, diseñar una buena ventilación no es una tarea tan sencilla, especialmente cuando el edificio aún no ha sido ocupado y sus particularidades no son bien conocidas. Existen fuentes internas y externas de calor y contaminación, además de barreras físicas, vientos dominantes en el lugar y otros elementos inesperados que puedan surgir con la ocupación del terreno. Las soluciones pasivas deben ser preferidas siempre que sea posible, ya que reducen el consumo energético en el edificio, los costes de construcción, mantenimiento y, principalmente, porque funcionan prácticamente solas.
En proyectos pequeños se puede reducir la preocupación por la falta de control y las posibles molestias de la ventilación natural, ya que se pueden realizar pequeños cambios para mejorar el confort térmico y los niveles de ventilación. Pero en proyectos a gran escala, como aeropuertos, hospitales, edificios de oficinas y otros, depender únicamente de la ventilación natural es casi siempre inviable. Cuando dependemos completamente de las condiciones naturales, es muy difícil tener un control total sobre la tasa de ventilación en el edificio, lo que puede generar problemas con la calidad del aire interior, las ganancias y pérdidas excesivas de calor y el consiguiente desperdicio de energía. Existen varios otros factores que pueden influir en la decisión de incluir dispositivos de ventilación mecánica en un proyecto:
- El clima es muy severo.
- El aire exterior no es de buena calidad.
- Hay mucho ruido afuera.
- La geometría del edificio o incluso la influencia de los edificios vecinos no permiten que todos los ambientes reciban ventilación.
- Las actividades que se realizan en el interior no permiten que las ventanas y las puertas queden abiertas, o que haya un intercambio de aire entre los espacios.
Muchas de las deficiencias de la ventilación natural pueden superarse mediante la ventilación mecánica. Su uso puede permitir un mayor control del sistema e incluso puede complementar o regular el flujo conducido naturalmente. Es decir, es posible que la ventilación mecánica haga que la ventilación pasiva ser mejor y más eficiente. Estos sistemas son capaces de proporcionar una tasa controlada de intercambio de aire y responder a las diferentes necesidades de los ocupantes y las cargas contaminantes existentes en el espacio, independientemente de las variaciones climáticas. Al igual que los sistemas pasivos, el tipo de ventilación mecánica dependerá del clima y de las actividades que se realicen en el interior del edificio. Los climas cálidos y secos recibirán soluciones muy diferentes que los climas fríos, asegurando así una buena eficiencia energética. Al tratarse de un tema sumamente complejo, los sistemas de ventilación mecánica siempre deben ser realizados por profesionales especializados, para poder evaluar y dimensionar el sistema de ventilación de la manera más eficiente.
Según Martin W Liddament, en el libro A Guide to Energy Efficient Ventilation [1], "Muchos sistemas operan en modo 'mezcla' para diluir contaminantes, mientras que otros operan en modo 'desplazamiento' para eliminar contaminantes sin mezclarse. Algunos sistemas incorporan técnicas de recuperación de calor para reducir la pérdida de calor por ventilación. Los sistemas bien diseñados e instalados en edificios de buena calidad, no pueden verse afectados por las fuerzas impulsoras del clima. Los beneficios deben equilibrarse con los costos operativos y de capital, las necesidades de mantenimiento continuo y su eventual reemplazo. Habitualmente es este equilibrio entre el costo y el beneficio por rendimiento lo que dicta el enfoque de la ventilación. Los sistemas mecánicos deben diseñarse para satisfacer las necesidades específicas del edificio en el que van a operar. Una filosofía de diseño integrado garantiza un rendimiento óptimo combinado con la máxima eficiencia energética".
Si bien son sistemas que requerirán de suministro eléctrico, siempre es posible mejorar su eficiencia y reducir el impacto ambiental de los materiales utilizados. En general, el aire se conduce a través de conductos, tradicionalmente tubos metálicos rectangulares con aislamiento térmico. CLIMAVER®, por ejemplo, es un conducto autoportante para sistemas de aire acondicionado, ventilación y calefacción. Fue diseñado para ofrecer una buena protección térmica, acústica, contra incendios y un alto rendimiento de estanqueidad, haciendo que el sistema sea energéticamente eficiente, reduciendo los niveles de ruido que generan los ventiladores y las unidades de aire acondicionado. La principal diferencia es que el sistema llega a la obra en láminas livianas, que se doblan adecuadamente en las secciones deseadas para cada conducto y se fijan al techo mediante instalaciones muy simples. Esto simplifica el transporte y hace que el sistema sea más económico. Fabricado con hasta un 80% de lana de vidrio reciclada, también reduce la necesidad de arena extraída de las canteras y ayuda a proteger la biodiversidad. Para tener una base de cálculo, el uso de 1000 m2 de producto, en lugar de los tradicionales conductos metálicos aislados, ahorra el equivalente a más de 3 toneladas de acero para instalar, aislar y desmontar.
Ya que pasamos aproximadamente el 90% de nuestro tiempo en interiores, pensar en la calidad del aire también es vital. Los contaminantes más comunes que se encuentran en oficinas y viviendas son los llamados VOCs (del acrónimo en inglés de "compuestos orgánicos volátiles"). Son emitidos naturalmente por personas, mascotas, productos de limpieza, así como por muebles, alfombras, pinturas y barnices. Después de largos períodos en interiores, las personas suelen quejarse de síntomas como dolores de cabeza, náuseas, falta de concentración, irritación de los ojos, fatiga e incluso problemas respiratorios.
Existen productos que pueden contribuir, junto con la ventilación natural o mecánica, a mejorar la calidad del aire interior. Activ'Air® fue diseñado específicamente para descomponer las emisiones de formaldehído en compuestos inertes no dañinos, eliminando así el riesgo de reedición. La tecnología se incorpora desde placas de yeso a cielos acústicos, y varias pruebas en escuelas y hospitales han demostrado que reduce significativamente la concentración de formaldehído, mejorando la calidad del aire interior y reduciendo los malestares de los usuarios.
El confort interior es complejo y en junto a la ventilación natural o mecánica, es posible incorporar otros sistemas y productos que pueden contribuir a mejorar la calidad del aire interior. Al mismo tiempo de entregar varias innovaciones y nuevas posibilidades para la arquitectura, el aire acondicionado también malacostumbró a los diseñadores en muchos casos. La idea de que cualquier edificio pudiera tener una climatización adecuada, ha contribuido enormemente a la crisis energética que atraviesa el mundo en la actualidad. De hecho, una parte importante de los costos de mantenimiento de un edificio se gasta en sistemas de aire acondicionado. Pero estos sistemas no son malos en sí mismos. El gran problema es cuando se utilizan de forma indiscriminada, sin siquiera considerar soluciones pasivas complementarias o estrategias de diseño que puedan mitigar muchos de los problemas. En contextos desafiantes o entornos que requieren un control estricto de las condiciones climáticas, depender únicamente de la ventilación natural es prácticamente imposible. En este sentido, desarrollar un proyecto en el que los arquitectos y los especialistas en instalaciones HVAC estén bien integrados es fundamental para lograr resultados sostenibles, una buena calidad del aire interior y un alto confort térmico para los ocupantes del edificio.
Nota
[1] Liddament, Martin W. A Guide to Energy Efficient Ventilation. 1996. Disponível neste link.
