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Innovando en ventilación: ¿Sobrepresión o depresión?

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Te explicamos las características, ventajas e inconvenientes de estos dos sistemas de ventilación de granjas porcinas.

Las instalaciones de producción ganadera industrial han visto cambios muy rápidos en los últimos años, mostrando una tendencia a la construcción de edificios cada vez mayores.

Para analizar el funcionamiento de los sistemas de ventilación, debemos tener en cuenta los objetivos que nos planteamos:

  • La renovación del aire en el interior del alojamiento
  • El control térmico del aire en el interior del alojamiento.

El diseño de sistemas de ventilación y climatización que sean eficientes funcional y energéticamente en naves diáfanas de gran tamaño se ha convertido en una auténtica carrera del conocimiento. Para ello, es preciso un análisis a nivel de ingeniería de detalle, cuantificando los aspectos de ubicación del edificio, entorno, clima local, orientación, características constructivas y la utilización de recursos energéticos renovables. Un trabajo pormenorizado dará como resultado una mejora en todo el ciclo de vida del edificio, reduciendo costes de mantenimiento y explotación.

A partir de los conceptos anteriores nos planteamos la posibilidad de mejorar los sistemas convencionales de ventilación forzada. Estos usualmente requieren la ubicación de dispositivos de entradas de aire en las paredes longitudinales por diversos puntos a los edificios y un extractor de aire en un punto central de estos que genera la depresión en el espacio (ver ilustraciones 1 y 3), generándose los siguientes efectos:

  • Falta de una correcta distribución del aire interior debido al viento.
  • Dificultad en la instalación de sistemas de tratamiento de aire contra virus (aire filtrado, conductos con luz ultravioleta, etc.)
  • Baja eficiencia en el acondicionamiento (calefacción y refrigeración) del aire.
  • Distribución del flujo de aire en el interior no homogéneo.

Ilustración 1: Ventilación por depresión: Edificio de gestación con doble entrada de aire por los laterales del edificio y extractor central.
Ilustración 1: Ventilación por depresión: Edificio de gestación con doble entrada de aire por los laterales del edificio y extractor central.

Una solución posible, consiste en la utilización de sistemas por impulsión de aire desde un punto concreto del edificio hacia el recinto (ver ilustraciones 2, 4 y 5), también llamados de sobrepresión con las siguientes mejoras:

  • Se eliminan de una forma eficaz las infiltraciones de aire (aire entrante desde el exterior de forma incontrolada a través de elementos poco estancos del edificio).
  • La potencia instalada en los equipos de ventilación es menor.
  • Las instalaciones de soporte (electricidad, fontanería, etc.) se concentran en puntos más localizados de la instalación, lo que simplifica la operación y mantenimiento.

Ilustración 2: Edificio de gestación con sistema de impulsión de aire filtrado por sobrepresión y extracción no mecanizada.
Ilustración 2: Edificio de gestación con sistema de impulsión de aire filtrado por sobrepresión y extracción no mecanizada.

Descripción de ambos sistemas

Ventilación por depresión: En la actualidad, el método más habitual de ventilar estos edificios es generar una depresión mediante un extractor de aire, haciéndolo pasar a través de un sistema de refrigeración evaporativo (cooling) y de esta forma extrayendo el calor en verano a la vez que se renueva el aire ambiente y eliminando partículas y gases del interior. (ver ilustraciones 1 y 3)

Ilustración 3: Ventilación por depresión: Edificio de maternidad con entrada de aire lateral en edificio hacia plenum, entrada sala por entradas de aire y extracción mecánica.
Ilustración 3: Ventilación por depresión: Edificio de maternidad con entrada de aire lateral en edificio hacia plenum, entrada sala por entradas de aire y extracción mecánica.

Ventilación por sobrepresión: Con la impulsión de aire desde un extremo del edificio, o ambos en función de su longitud, se concentra la admisión de aire en un único punto, donde es acondicionado mediante algún sistema de refrigeración o calefacción (Ilustraciones 4 y 5), con la posibilidad de instalar células de filtros integrados en un muro intermedio que retienen virus y partículas (Ver ilustración 2). Luego este aire es impulsado hacia un plenum distribuidor diáfano que se extiende por toda la nave, que combinado con sistemas de autómatas que regulan las trampillas de entrada de aire, logran un caudal de aire homogéneo en todo el interior. La sobrepresión resultante (también llamada presión positiva), en la instalación dificulta que pueda acceder aire potencialmente contaminado del exterior (por ejemplo durante la apertura al exterior del muelle de carga) y facilita la posibilidad de instalar sistemas de climatización localizados, reduciendo su coste y mantenimiento.

Respecto a la renovación de aire, la propia configuración de los sistemas por impulsión hace que estos sean más eficaces, evitando de una forma mejor la existencia de “puntos muertos” o sin movimiento de aire.

Ilustración 4: Edificio de maternidad con sistema de impulsión de aire sin filtración por sobrepresión y refrigeración por sistema evaporativo (cooling).
Ilustración 4: Edificio de maternidad con sistema de impulsión de aire sin filtración por sobrepresión y refrigeración por sistema evaporativo (cooling).

Ilustración 5: Edificio de maternidad con sistema de impulsión de aire sin filtración por sobrepresión y refrigeración por sistema de compresión mecánica (baterías de calor - frio).
Ilustración 5: Edificio de maternidad con sistema de impulsión de aire sin filtración por sobrepresión y refrigeración por sistema de compresión mecánica (baterías de calor - frio).

La idoneidad de cada sistema debe ser valorada en función de su uso, comportamiento térmico, la instalación complementaria de elementos para la prevención de enfermedades, gasto energético y facilidad de mantenimiento. Es importante tener en cuenta que parece que cada vez las instalaciones evolucionan hacia un control climático y de la salubridad más estricto, a la vez que el avance de las enfermedades trae la necesidad de tratar el aire entrante como medida defensiva y los sistemas convencionales difícilmente darán respuesta a estos nuevos requisitos.

Como conclusión, sí que es posible la innovación en los sistemas de ventilación. A pesar de que las implementaciones actuales muestran un nivel de eficiencia alto, continúa existiendo la posibilidad de optimizar parámetros relacionados con la eficiencia energética y la calidad del aire.

Comentarios del artículo

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10-ene-2021Jose CasanovasJose CasanovasEl gasto energetico es el mismo en los dos sistemas? Y los gastos de instalacion?
Saludos desde La Franja
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