Ingeniería del Ambiente (Profa. Arlenis Crespo)
Análisis de Sistemas de Ventilación Existentes:
Tarea 1: Cada estudiante debe identificar los sistemas de ventilación presentes en diferentes espacios (su hogar, la escuela, oficinas, etc.). Esto puede incluir ventanas, puertas, extractores de baño y cocina, sistemas de aire acondicionado con recirculación y entrada de aire exterior, ventiladores, etc. En este caso todos escojeran su hogar o trabajo por el tiempo ⏱️, que se dispone para entregar esta tarea.
Preguntas Guía:
Indique el espacio que escogio:
1. ¿Qué tipos de ventilación observa? (Natural, mecánica, mixta)
2. ¿Cómo funciona cada sistema? (¿Cómo entra y sale el aire?)
3. ¿Con qué frecuencia y durante cuánto tiempo se utilizan estos sistemas?
4. ¿Hay indicadores de que la ventilación es adecuada o inadecuada (ej. condensación, olores persistentes)?
Medición Cualitativa del Flujo de Aire:
Tarea 2: Utilizar métodos sencillos para visualizar el movimiento del aire.
Actividades:
Prueba de la Vela o Incienso: Observar la dirección y la fuerza con la que el humo de una vela o incienso se mueve cerca de ventanas o puertas abiertas, extractores encendidos, etc.
Prueba del Papel Tisú: Sostener un trozo de papel tisú cerca de rendijas de ventanas o extractores para ver si es aspirado o soplado.
Uso de Ventiladores: Experimentar con la colocación de ventiladores para ver cómo afectan la circulación del aire en una habitación.
Responda: ¿Qué indican estas observaciones sobre la renovación del aire? ¿Hay áreas donde el aire parece estancado?
Estimación de la Ventilación Natural:
Tarea 3: Cada estudiantes debe estimar la tasa de renovación de aire en un espacio ventilado naturalmente.
Actividades:
- Identificar nombre del espacio, lugar, imagen o foto donde usted se vea señalando el espacio.
- Medición de Aberturas: Medir el área de las ventanas y puertas que se abren en una habitación.
- Consideración de la Frecuencia de Apertura: Estimar cuánto tiempo al día se mantienen abiertas estas aberturas.
- Factores Influyentes: Discutir cómo factores como la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior, la velocidad del viento y la ubicación de las aberturas afectan la tasa de renovación.
Nota: Esta es una estimación cualitativa, ya que la tasa de renovación natural es muy variable.
Actividades Cuantitativas (Más Avanzadas):
Cálculo Teórico de la Ventilación Mecánica:
Tarea 4: Si hay sistemas de ventilación mecánica con especificaciones accesibles, cada estudiante debe calcular teóricamente la tasa de renovación. Si no la tiene, identifique en el equipo, la marca y modelo en el serial, luego con esos datos haga la consulta en el buscador de Google o de su preferencia. Guarde o anoté el enlace donde consiguió la información y fecha y hora exacta de su consulta.
Información Necesaria: Caudal del ventilador (normalmente en CFM o m³/h) y volumen del espacio.
Fórmula: Tasa de renovación de aire (ACH - Air Changes per Hour) = (Caudal del ventilador / Volumen del espacio) * 60 (para convertir minutos a horas si el caudal está en CFM).
Análisis: Comparar el ACH calculado con los valores recomendados para diferentes tipos de espacios (residencial, oficinas, etc.). Ésta información la consigue en el buscador
Uso de Sensores de CO2 (Indicador Indirecto de Ventilación): En vista de que no contamos con este dispositivo, investigue sobre Estándares y Recomendaciones de acuerdo a lo siguiente:
Tarea 5: Utilizar sensores portátiles de dióxido de carbono (CO2) para medir los niveles en diferentes espacios con diferentes niveles de ocupación y ventilación.
Fundamento:
Podemos estimar la tasa de generación de CO2 por persona, aunque siempre será una aproximación. La cantidad de CO2 que una persona exhala depende principalmente de su tasa metabólica, la cual está influenciada por:
- Nivel de actividad física: Cuanto mayor sea la actividad, más CO2 se produce.
- Edad y sexo: Los hombres suelen producir más CO2 que las mujeres, y la tasa puede variar con la edad.
- Tamaño corporal: Personas más grandes tienden a producir más CO2.
El CO2 es un subproducto de la respiración humana. En espacios cerrados con ventilación inadecuada, los niveles de CO2 tienden a aumentar. Niveles elevados pueden indicar una renovación de aire fresco insuficiente.
Actividad: Medir los niveles de CO2 en un aula o habitación u oficina antes, durante y después de la ventilación. Haga el cálculo. Comparar los resultados con los niveles recomendados (generalmente por debajo de 1000 ppm para una buena calidad del aire.
Fundamentos: lea y use el siguiente fundamento para su cálculo.
Tasas de Generación de CO2 por Persona
Aquí te presento algunas estimaciones generales, comúnmente utilizadas en el diseño de sistemas de ventilación:
Persona en reposo (sentada, trabajo ligero): Aproximadamente 0.003 - 0.005 L/s por persona (litros por segundo por persona). Esto se traduce a unos 0.18 - 0.3 L/min o 10.8 - 18 L/h.
¿Cómo puedes usar esta estimación?:
Si bien no puedes medir la concentración de CO2 sin un sensor, puedes estimar la cantidad total de CO2 generada en un espacio durante un período de tiempo. Para ello, necesitarías:
- Número de personas: ¿Cuántas personas hay en el aula u oficina?
- Tiempo: ¿Durante cuántas horas permanecen en el espacio?
- Nivel de actividad: Considera si están sentadas, de pie, hablando, etc.
Ejemplo de estimación:
Imaginemos un aula con 25 estudiantes y 1 profesor durante 3 horas de clase con actividad ligera:
- Estudiantes (25 personas): Asumiendo 15 L/h por estudiante (un valor intermedio para adolescentes y niños mayores).
25 estudiantes * 15 L/h/estudiante = 375 L/h de CO2
- Profesor (1 persona): Asumiendo 20 L/h (por estar de pie y hablando).
1 profesor * 20 L/h/profesor = 20 L/h de CO2
- CO2 total por hora: 375 L/h + 20 L/h = 395 L/h
- CO2 total en 3 horas: 395 L/h * 3 h = 1185 litros de CO2
Esta estimación te da una idea del volumen de CO2 producido. Para saber la concentración (ppm), necesitarías conocer el volumen total de aire del aula y la tasa de renovación del aire (ventilación), que es donde se hace imprescindible un medidor o un cálculo de ingeniería más complejo.
Puedes ver en Tema 2 Presentación, el punto 2.5, como se determinan las ppm.
Aunque estas cifras son estimaciones, te permiten visualizar la magnitud de la generación de CO2 y la importancia de la ventilación para evitar su acumulación.
Actividades de Investigación:
Investigación sobre Estándares y Recomendaciones:
Tarea 6: Cada estudiante debe investigar los estándares y recomendaciones de organizaciones de salud y agencias gubernamentales sobre las tasas de renovación de aire fresco para diferentes tipos de edificios y ocupaciones.
Discusión: Responda:
- ¿Por qué son importantes estas recomendaciones?
- ¿Qué factores se consideran al establecerlas?
Análisis de Casos de Estudio:
Tarea 7: Presente un caso de estudio de edificio o local con problemas de calidad del aire interior debido a una ventilación inadecuada y cómo se solucionaron.
Debate:
- ¿Qué lecciones podemos aprender de estos casos?
- ¿Qué medidas preventivas se podrían haber tomado?
Una vez que tenga sus resultados, puede iniciar con responder el cuestionario.
Éxito
Attempts allowed: 1
Time limit: 50 mins
Grade to pass: 2.50 out of 5.00