Vigas Frías, Innovadora Opción en Aire Acondicionado

Ante la inquietud de los miembros del ASHRAE, Capitulo Cd. De México, se llevó a cabo su 1ª. Mesa Redonda con el tema “Vigas Frías”, innovadores sistemas de aire acondicionado.

Por Casandra Malpica

Una vez más el ASHARE, Capítulo Ciudad de México, cumple con uno de sus objetivos “divulgar el conocimiento”, es así que tanto sus miembros y patrocinadores: Carrier, IALSA, Innes, y Metal y Frío, se dieron cita en su 1ª Mesa Redonda, en donde el tema central fue “Vigas Frías”, fueron definidas por el Ingeniero Dario Ibargoitia, como “alternativa para el acondicionamiento de aire con respecto a los sistemas de volumen de aire variable (VAV), son aparatos de intercambio de calor agua-aire, con los que se separa de la distribución aire, deshumidificación, y ventilación”. La deshumidificación se lleva a parte y después se trae al interior a través de un sistema de ductos.

Las vigas frías no son elementos estructurales del edificio, es decir, no forman parte de éste. Van montadas en los techos. Las vigas frías toman su nombre de su forma alargada y delgada.

Las vigas frías están fabricadas por medio de un serpentín, normalmente de cobre, pero también pueden ser de aluminio (pueden ver algunas variaciones); las cuales, están en una carcasa de metal o lámina, que se coloca a nivel del plafón, ya sea a nivel ras o un poco abajo.

Son unidades tipos Fan&Coil, (serpentín con ventilador), pero sin ventilador, porque lo que se usa es un poco de aire para enfriar el espacio. Usan agua refrigerada para promover, inicialmente, enfriamiento por convección, después de este sistema de enfriamiento agua-aire, desde la parte alta de los pisos, genera un flujo de aire que va bajando.

La diferencia entre las vigas frías activas y las pasivas radica en cómo se distribuye el aire; en la viga fría pasiva sí se mete aire de renovación por otros medios, no a través de la viga; y en la viga fría activa, se genera el principio de inducción. A través de un ducto central se trae aire de renovación a las diferentes vigas y por alta velocidad se genera un flujo de inducción dentro de ellas.

La viga fría, simplemente, es una radiación y por diferenciales de temperatura se genera el movimiento.

En sistemas múltiples integrados, se aumentan elementos de otras ingenierías para aprovechar espacio en el plafón.

El principio de operación de las vigas frías activas, es que el aire de ventilación (el cual se calcula con base en el estándar de ASHRAE D 62.1-2007) se envía a la viga por medio de un sistema de manejo de ductos y este aire ya tiene un tratamiento en su origen, es decir, ya hay una unidad manejadora que se encarga de secar este aire, darle un tratamiento y enviarlo a las diferentes unidades de ventilación, generando un flujo de arriba hacia abajo en un elemento mostrado en plafón en techo y, en algunos casos, suspendido.

Una de las principales ventajas del sistema de vigas frías activas es que se reduce el gasto energético del motor para mover el aire, porque en este caso, el único aire que se necesita mover es el de ventilación, no hay retorno en estas unidades, no hay un motor, simplemente, se generan flujos de inducción a través de una corriente de aire que se está llevando.

La tecnología de vigas frías no sólo ha probado ser más energéticamente eficiente que otros sistemas convencionales para acondicionamiento o control de aire, si no que también reduce el costo del uso de hojas metálicas ya que elimina la necesidad de una gran cantidad de ductos. Basado en el sistema que se utilice, se puede optimizar la instalación al requerir menos de la mitad de los ductos en comparación con sistemas convencionales.

Adicionalmente, esta tecnología utiliza agua más cálida (15 a 17 grados) que los sistemas convencionales (6 a 7 grados), ahorrando dinero y energía. También, las vigas frías, pueden combinarse con la mayoría de los diseños de techos o pueden instalarse justo por encima de estos para ocultarlas.

Mientras este tipo de sistemas está virtualmente libre de mantenimiento, uno de sus mayores retos es que requiere un control de humedad preciso para evitar condensación. El control de condensación es importante para cualquier sistema de vigas frías, especialmente en edificios con ventilación natural o con programación de desocupación durante las noches y fines de semana, el cual debe regresar al modo de encendido durante la mañana. Aún más, las vigas frías deben localizarse apropiadamente cuando éstas se utilizan en combinación con difusores convencionales, así el patrón de distribución de las vigas no se verá influenciado por los difusores.

La densidad de carga térmica para un espacio para vigas frías activa es entre  60 a 80% Watts (térmicos) por m², con un máximo de 120 Watts (térmicos) por m².

Diseño

Al terminar la introducción el Ingeniero Ibargoitia le precedió el Ingeniero Miguel Ángel Rosario, encargado del área del Comité de Investigación de ASHRAE, Capítulo Ciudad de México, quien nombró las recomendaciones de dónde es propicio o no instalar este tipo de vigas “no es la solución mágica a todos los problemas, ésta es una buena opción en algunos lugares y en otros no”.

Sin embargo, para llevar a cabo su instalación se necesita de un completo análisis previo que conlleva simulaciones para saber si es factible o no la instalación de las vigas.

Después de una larga sesión teórica por parte de los ingenieros miembros del ASHRAE, Capitulo Ciudad de México, los patrocinadores como Carrier México; IALSA, Innes, y Metal y Frío, se encargaron de hacer del conocimiento de los asistente un panorama a cerca del uso de las vigas frías con sus casos de éxito, las cuales resultaron ser muy enriquecederas.

Acerca de este sistema el Ing. José Luis Trillo, gobernador del ASHARE, Capitulo  Ciudad de México, comentó: “No existe una receta o diseño prototipo para desarrollar un sistema integral, cada proyecto, construcción y edificio tiene sus propias necesidades y forma particular forma de resolverlas. Es un sistema novedoso para México, pero que ha sido probado durante muchos años en Europa, por lo tanto no se corre el riesgo de estar experimentando con algo nuevo, que nunca se haya hecho”.

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