Ventilación Industrial Eficaz: Objetivos, Tipos y Control de Contaminantes

Objetivos Fundamentales de la Ventilación Industrial

El principal objetivo es el mantenimiento de la calidad y del movimiento del aire en el lugar de trabajo para cuidar la salud de los trabajadores.

Tipos de Ventilación Industrial

• General: Consiste en el ingreso de aire limpio del exterior para diluir contaminantes y reducir sus concentraciones en la totalidad de un lugar de trabajo. Es aplicable cuando en un local existen numerosas fuentes de contaminación dispersas o móviles.
• Localizada: Busca crear condiciones específicas en determinados puntos o áreas de un local. Incluye tanto la extracción localizada de contaminantes como la inyección de aire limpio en zonas concretas. Se utiliza también en la creación de zonas de alta velocidad de aire para aliviar la carga térmica sobre los trabajadores.
• Natural: Se realiza aprovechando las aberturas naturales de un local (puertas, ventanas, lucernarios, etc.). La circulación del aire se produce por diferencias térmicas (efecto chimenea) y de presión (acción del viento).
• Mecánica: El movimiento del aire es forzado, ya sea para extraerlo o inyectarlo, mediante el uso de ventiladores u otros equipos mecánicos.

Propiedades Relevantes de los Contaminantes

Efectos de la Inercia

Los gases y vapores, por lo general, no presentan una inercia significativa que se oponga a su captura. La campana de extracción debe generar una velocidad de control suficiente para dominar el movimiento del aire que arrastra el contaminante y vencer los efectos de las corrientes de aire parásitas producidas en el local.

Efectos de la Densidad

Con frecuencia, la ubicación de las campanas de extracción se decide erróneamente basándose únicamente en la suposición de que los contaminantes son más pesados o más ligeros que el aire. Si bien la densidad relativa puede influir, otros factores como la temperatura de emisión y las corrientes de aire suelen ser más determinantes para el movimiento del contaminante.

Consideraciones para el Diseño de Campanas de Extracción

El diseño óptimo de una campana de extracción dependerá fundamentalmente de las características de la fuente de contaminación (tipo de contaminante, velocidad y dirección de emisión, temperatura, etc.) y del proceso productivo.

Los pasos fundamentales para su diseño son:

1. Determinar la ubicación más efectiva y cercana a la fuente de emisión.
2. Definir la forma y el tamaño adecuados de la campana para encerrar o capturar eficientemente el contaminante.
3. Calcular el caudal de aspiración necesario para asegurar la captura y transporte del contaminante.

Ventilación por Dilución: Estrategias y Aplicaciones

Este método consiste en la introducción de grandes volúmenes de aire exterior (o aire limpio acondicionado) en un espacio de trabajo para reducir la concentración de los contaminantes presentes en el aire hasta niveles aceptables.

Control de Sustancias Químicas Mediante Dilución

Se emplea para diluir el aire contaminado con aire sin contaminar, con el fin de controlar los riesgos para la salud derivados de la exposición a sustancias químicas. También puede usarse para el control de partículas, gases y vapores, siempre que sus características y concentraciones lo permitan.

Control del Calor Ambiental Mediante Dilución

Se enfoca en el control de las condiciones higrotérmicas (temperatura, humedad, velocidad del aire) en ambientes laborales calurosos, introduciendo aire más fresco para mejorar el confort y reducir el estrés térmico. Puede implementarse mediante ventilación forzada o mecánica, ventilación natural, o una combinación de ambas.

Principios Clave de la Ventilación por Dilución para Sustancias Químicas

1. Calcular, a partir de los datos disponibles (tasa de generación del contaminante, límite de exposición admisible), la cantidad teórica de aire de dilución necesaria, asumiendo una mezcla y distribución perfectas del aire. Este valor se multiplica por un factor de seguridad K (que varía según la eficiencia de la mezcla y la toxicidad del contaminante) para obtener el caudal real.
2. Situar los puntos de extracción de aire, siempre que sea posible, lo más cerca posible de las fuentes generadoras de contaminantes para eliminarlos antes de que se dispersen ampliamente.
3. Ubicar los puntos de extracción e inyección de aire de tal manera que el flujo de aire limpio atraviese la zona contaminada en dirección al trabajador y luego hacia la extracción, o bien, que el trabajador se sitúe entre la entrada de aire limpio y la fuente del contaminante, respirando así aire menos contaminado.
4. Asegurar la reposición del aire extraído mediante un sistema adecuado de admisión de aire fresco, preferiblemente filtrado y, si es necesario, acondicionado.
5. Evitar la reintroducción del aire contaminado extraído al local, descargándolo a una altura y ubicación suficientes por encima de la cubierta del edificio o estructura, y lejos de las tomas de aire nuevo.

Limitaciones de la Ventilación por Dilución

1. La cantidad de contaminante generado no debe ser excesivamente elevada, ya que requeriría caudales de aire impracticables.
2. Los trabajadores deben mantenerse a una distancia prudencial de la fuente directa del contaminante, ya que cerca de la fuente la concentración puede ser muy alta.
3. La toxicidad de los contaminantes involucrados debe ser baja o moderada. No es adecuada para sustancias muy tóxicas.
4. Se requiere una dispersión razonablemente uniforme de los contaminantes en el ambiente para que la dilución sea efectiva en toda la zona.
5. Las fuentes de emisión de contaminantes no deben estar excesivamente dispersas por todo el local, o deben ser pocas y bien definidas.

Componentes Esenciales en Sistemas de Medición de Calidad del Aire

Para evaluar la eficacia de la ventilación y las concentraciones de contaminantes, se utilizan sistemas de muestreo que suelen incluir:

R (Receptor o Medio de Retención): Elemento encargado de capturar y retener el contaminante disperso en el aire. Ejemplo: un filtro de fibra de vidrio, un tubo con sorbente sólido, una solución burbujeadora.

M (Medidor de Caudal): Dispositivo que mide el flujo volumétrico de aire que circula a través del sistema de muestreo (ej. rotámetro, medidor másico). Junto con el tiempo de muestreo, permite conocer el volumen total de aire que atraviesa el tren de muestreo y, por tanto, calcular la concentración del contaminante.

B (Bomba de Muestreo): Equipo con la capacidad de generar la succión o presión negativa necesaria para hacer pasar un volumen conocido de aire a través del medio de retención y del medidor de caudal, venciendo la resistencia al flujo que estos componentes oponen.