La extracción de monóxido es un sistema de ventilación mecánica diseñado para controlar la acumulación de monóxido de carbono, dióxido de nitrógeno y otros contaminantes generados por los vehículos.
Se utiliza principalmente en estacionamientos cerrados o parcialmente cerrados donde la ventilación natural no resulta suficiente.
Su objetivo es mantener concentraciones aceptables de contaminantes durante condiciones normales de uso.
El sistema puede operar:
- Continuamente.
- Por horarios.
- A diferentes velocidades.
- Mediante sensores de calidad del aire.
- Por zonas independientes.
- Según la ocupación del estacionamiento.
Los códigos mecánicos pueden permitir que la ventilación de estacionamientos cerrados opere continuamente o que sea activada automáticamente mediante detectores de monóxido de carbono y dióxido de nitrógeno.
¿Qué es la extracción de humos?
La extracción de humos es un sistema de emergencia diseñado para controlar o retirar:
- Humo.
- Gases de combustión.
- Aire caliente.
- Productos tóxicos.
- Parte del calor generado durante un incendio.
Su finalidad es mejorar las condiciones para:
- Evacuación de ocupantes.
- Acceso de bomberos.
- Control de la propagación del humo.
- Protección de sectores adyacentes.
- Reducción de la acumulación de gases calientes.
La extracción de humos forma parte de un sistema de control de humo, cuyo diseño puede incluir extracción mecánica, presurización, compartimentación, barreras de humo y aire de reposición.
NFPA 92 establece requisitos para el diseño, instalación y pruebas de sistemas destinados a controlar el movimiento del humo en edificios y grandes espacios.
Diferencia principal
La diferencia fundamental se encuentra en la condición que activa el sistema y en el riesgo que debe controlar.
| Criterio | Extracción de monóxido | Extracción de humos |
|---|---|---|
| Condición de operación | Uso normal | Incendio |
| Contaminante principal | CO, NO₂ y gases vehiculares | Humo y gases calientes |
| Objetivo | Calidad del aire | Seguridad contra incendios |
| Activación | Sensores de gases, horarios o BMS | Sistema de detección y alarma |
| Temperatura | Temperatura ambiental habitual | Temperaturas elevadas |
| Caudal | Modulado según contaminantes | Definido por estrategia de incendio |
| Prioridad | Operación cotidiana | Emergencia |
| Energía de respaldo | Según proyecto | Habitualmente necesaria |
| Equipos certificados térmicamente | No siempre | Sí, cuando corresponda |
| Duración | Mientras exista contaminación | Tiempo de emergencia definido |
¿Cómo funciona la extracción de monóxido?
El funcionamiento habitual se desarrolla de la siguiente manera.
1. Los vehículos generan contaminantes
Los motores de combustión producen gases que pueden acumularse en espacios cerrados.
Entre los principales contaminantes se encuentran:
- Monóxido de carbono.
- Dióxido de nitrógeno.
- Óxidos de nitrógeno.
- Partículas.
- Vapores de combustible.
- Olores.
La concentración depende de:
- Cantidad de vehículos.
- Tiempo de funcionamiento.
- Tipo de combustible.
- Antigüedad de los motores.
- Volumen del estacionamiento.
- Entradas de aire.
- Horarios de mayor tránsito.
2. Los sensores miden la calidad del aire
Los sensores se distribuyen por zonas para controlar las concentraciones de gases.
El sistema puede incluir:
- Sensores de CO.
- Sensores de NO₂.
- Sensores combinados.
- Controladores locales.
- Integración con BMS.
Cuando la concentración alcanza los límites programados, el sistema aumenta la ventilación.
3. Los ventiladores operan por etapas
Una secuencia típica puede incluir:
- Sistema detenido o a mínima velocidad.
- Primera etapa de ventilación.
- Segunda etapa con mayor caudal.
- Alarma por concentración elevada.
- Funcionamiento total de emergencia ambiental.
El uso de variadores de frecuencia permite adaptar el caudal a la contaminación real y reducir el consumo energético.
4. El aire contaminado es retirado
Los extractores conducen el aire hacia el exterior mientras ingresa aire limpio por:
- Rampas.
- Rejillas.
- Fachadas.
- Ductos de impulsión.
- Aberturas naturales.
Los jet fans pueden utilizarse para dirigir el aire hacia los puntos principales de extracción.
¿Cómo funciona la extracción de humos?
La extracción de humos responde a una secuencia de emergencia.
1. Se detecta el incendio
El sistema puede activarse mediante:
- Detectores de humo.
- Detectores térmicos.
- Sistemas de rociadores.
- Estaciones manuales.
- Señales del panel contra incendios.
2. Se activa el modo incendio
El modo incendio tiene prioridad sobre la ventilación normal.
Las órdenes de los sensores de CO dejan de gobernar el sistema y se ejecuta la matriz causa-efecto establecida para la emergencia.
3. Se abren y cierran compuertas
El sistema:
- Abre las rutas correspondientes al sector afectado.
- Cierra sectores que no deben participar.
- Aísla determinadas áreas.
- Habilita la descarga exterior.
4. Los extractores operan al caudal de incendio
Los ventiladores funcionan a la velocidad o frecuencia establecida para controlar el humo.
El caudal puede ser superior al utilizado durante la ventilación normal y no depende de la concentración medida por los sensores de CO.
5. Se activa el aire de reposición
El aire extraído debe ser reemplazado de manera controlada.
El aire de reposición evita:
- Depresión excesiva.
- Reducción del caudal real.
- Dificultad para abrir puertas.
- Flujos descontrolados.
- Recirculación del humo.
6. El humo se descarga al exterior
La descarga debe ubicarse lejos de:
- Tomas de aire.
- Escaleras.
- Salidas de evacuación.
- Ventanas.
- Áreas ocupadas.
- Equipos de presurización.
Diferencias en la activación
Extracción de monóxido
Puede activarse mediante:
- Sensores de CO.
- Sensores de NO₂.
- Horarios.
- Señales del BMS.
- Ocupación del estacionamiento.
- Comandos manuales de mantenimiento.
El sistema puede aumentar o reducir gradualmente su capacidad.
Extracción de humos
Se activa mediante:
- Panel de alarma contra incendios.
- Detectores.
- Flujo del sistema de rociadores.
- Pulsadores manuales.
- Panel de control para bomberos.
Su secuencia debe tener prioridad absoluta sobre el funcionamiento normal.
Diferencias en los ventiladores
Ventiladores para monóxido
Los ventiladores destinados únicamente a ventilación normal se seleccionan por:
- Caudal.
- Presión.
- Eficiencia.
- Nivel sonoro.
- Consumo energético.
- Horas de operación.
- Regulación de velocidad.
No necesariamente están preparados para transportar gases a temperaturas elevadas.
Ventiladores para humos
Además del desempeño aerodinámico, deben verificarse:
- Clasificación térmica.
- Tiempo de resistencia.
- Certificación.
- Tipo de montaje.
- Compatibilidad con modo incendio.
- Alimentación eléctrica.
- Secuencia de arranque.
Según el proyecto pueden utilizarse equipos clasificados, por ejemplo, como:
- F300.
- F400.
- F300-120.
- F400-120.
La clasificación exacta depende de la normativa y de la estrategia de seguridad adoptada.
Diferencias en el caudal
Caudal para extracción de monóxido
Puede determinarse mediante:
- Renovaciones de aire.
- Caudal por área.
- Caudal por vehículo.
- Cálculo de generación de contaminantes.
- Límites de concentración.
- Requisitos del código aplicable.
En sistemas controlados por demanda, el caudal varía según las mediciones de los sensores.
Caudal para extracción de humos
Se determina considerando:
- Incendio de diseño.
- Producción de humo.
- Geometría.
- Volumen del recinto.
- Sectorización.
- Estrategia de bomberos.
- Aire de reposición.
- Temperatura.
- Tiempo de evacuación.
- Simulación CFD, cuando corresponda.
El caudal de incendio no debe suponerse igual al caudal de ventilación normal.
Diferencias en la temperatura
La extracción de monóxido funciona normalmente con aire a temperatura ambiental.
La extracción de humos puede transportar gases a temperaturas muy superiores.
Por esta razón, el modo incendio puede requerir:
- Ventiladores resistentes a temperatura.
- Conductos clasificados.
- Compuertas apropiadas.
- Cableado protegido.
- Soportes resistentes.
- Juntas compatibles.
- Alimentación eléctrica de emergencia.
Instalar un ventilador F400 conectado a cables, compuertas o soportes que fallan antes que él no crea un sistema F400. Solo identifica al último componente que probablemente seguirá funcionando.
Diferencias en los sensores
| Extracción de monóxido | Extracción de humos |
| Sensores de CO | Detectores de humo |
| Sensores de NO₂ | Detectores térmicos |
| Control por concentración | Control por evento de incendio |
| Señales analógicas o escalonadas | Señal prioritaria de emergencia |
| Regulación de velocidad | Secuencia causa-efecto |
Los sensores de gases ambientales no sustituyen a los dispositivos de detección de incendios.
Diferencias en la lógica de control
Modo monóxido
Una posible secuencia es:
- Concentración baja: equipos apagados o a velocidad mínima.
- Primer nivel: ventilación reducida.
- Segundo nivel: ventilación intermedia.
- Nivel alto: caudal máximo.
- Nivel crítico: alarma y operación completa.
Modo incendio
Una posible secuencia es:
- Se detecta el incendio.
- Se identifica la zona.
- El modo monóxido queda anulado.
- Se detiene o reconfigura el HVAC.
- Se abren las compuertas correspondientes.
- Arrancan los extractores de humo.
- Se activa el aire de reposición.
- Se presurizan las escaleras.
- Se supervisan fallas y estados.
La secuencia exacta debe documentarse en una matriz causa-efecto.
¿Pueden utilizarse los mismos ventiladores?
Sí, pero solo cuando el sistema ha sido diseñado para doble función.
Un ventilador puede operar:
- Diariamente para controlar CO y NO₂.
- Durante una emergencia para extraer humo.
Para ello debe comprobarse:
- Certificación térmica.
- Caudal en ambos modos.
- Presión disponible.
- Duración de funcionamiento.
- Compatibilidad con variadores.
- Tipo de motor.
- Alimentación eléctrica.
- Lógica de control.
- Prioridad del modo incendio.
- Resistencia del sistema completo.
No basta con que el ventilador tenga dos velocidades. Debe cumplir técnicamente ambas condiciones.
¿Pueden utilizarse los mismos conductos?
También es posible, siempre que los conductos hayan sido diseñados para las dos funciones.
Debe verificarse:
- Clasificación contra incendio.
- Estanqueidad.
- Resistencia mecánica.
- Temperatura.
- Soportes.
- Sellos en penetraciones.
- Compuertas.
- Dilatación térmica.
- Accesibilidad para mantenimiento.
Un conducto diseñado solo para ventilación ambiental puede no ser apto para transportar humo caliente.
¿Pueden utilizarse los mismos jet fans?
Los jet fans pueden emplearse para:
- Ventilación normal.
- Control de monóxido.
- Movimiento del humo durante un incendio.
En modo normal pueden operar de manera modulada según los sensores.
En modo incendio operan según una secuencia fija destinada a dirigir el humo hacia los extractores principales.
Debe verificarse:
- Clasificación térmica.
- Empuje.
- Dirección.
- Altura de instalación.
- Interacción con vigas.
- Influencia de rampas.
- Cobertura.
- Zonas de recirculación.
- Secuencia de activación.
La simulación CFD suele utilizarse para estudiar su desempeño en geometrías complejas.
Ejemplo de funcionamiento en un estacionamiento
Supongamos un estacionamiento subterráneo con sensores de CO, jet fans y extractores principales.
Funcionamiento normal
- Los sensores miden la concentración de gases.
- Si el nivel es bajo, los equipos permanecen apagados o a velocidad mínima.
- Al aumentar la concentración, arrancan los jet fans.
- Los extractores incrementan el caudal.
- El aire contaminado se descarga al exterior.
- Cuando la concentración disminuye, el sistema reduce su velocidad.
Funcionamiento durante un incendio
- Un detector identifica humo.
- El panel activa el modo incendio.
- Se ignoran las órdenes normales de los sensores de CO.
- Se abren las compuertas de la zona afectada.
- Los extractores funcionan al caudal de emergencia.
- Los jet fans siguen la secuencia de control de humo.
- Se activa el aire de reposición.
- Se presurizan las rutas de evacuación.
- Los bomberos pueden controlar los equipos desde el panel correspondiente.
Aire de reposición en ambos sistemas
Los dos sistemas requieren aire de reposición, aunque sus criterios pueden ser diferentes.
En extracción de monóxido
El aire limpio busca:
- Diluir contaminantes.
- Renovar el ambiente.
- Barrer zonas de baja circulación.
- Mantener condiciones aceptables.
En extracción de humos
El aire de reposición busca:
- Sustituir el volumen extraído.
- Controlar la presión.
- Dirigir el humo.
- Evitar velocidades perjudiciales.
- Facilitar la extracción.
- Mantener rutas de evacuación.
En incendio, la velocidad y ubicación del aire de reposición deben evitar que el humo se mezcle excesivamente con la capa inferior.
Diferencias en la energía eléctrica
Extracción de monóxido
El suministro eléctrico se define según:
- Horas de funcionamiento.
- Demanda.
- Eficiencia.
- Control por variadores.
- Estrategia energética.
Extracción de humos
Puede requerir:
- Alimentación de emergencia.
- Circuitos independientes.
- Grupo electrógeno.
- Cableado resistente al fuego.
- Tableros en zonas protegidas.
- Supervisión de fallas.
- Arranque prioritario.
El sistema debe conservar su capacidad durante la condición de incendio definida.
Diferencias en las pruebas
Pruebas del sistema de monóxido
Deben comprobarse:
- Calibración de sensores.
- Umbrales de activación.
- Etapas de velocidad.
- Caudal de ventilación.
- Cobertura.
- Señales del BMS.
- Reducción de concentraciones.
- Alarmas.
Pruebas del sistema de humos
Deben comprobarse:
- Secuencia causa-efecto.
- Arranque de emergencia.
- Caudal.
- Presión.
- Posición de compuertas.
- Aire de reposición.
- Alimentación de respaldo.
- Interacción con presurización.
- Operación manual.
- Señales de falla.
El hecho de que un sistema ventile correctamente el estacionamiento todos los días no demuestra que vaya a controlar humo durante un incendio.
Comparación resumida
| Característica | Extracción de monóxido | Extracción de humos |
| Uso | Diario | Emergencia |
| Riesgo controlado | Gases vehiculares | Incendio |
| Activación | CO, NO₂, BMS | Detección y alarma |
| Funcionamiento | Variable o modulado | Secuencia prioritaria |
| Temperatura | Ambiental | Elevada |
| Ventiladores | Convencionales o duales | Certificados cuando aplique |
| Caudal | Según calidad de aire | Según incendio de diseño |
| Sensores | Gases | Humo, calor o incendio |
| Energía de emergencia | Depende del proyecto | Habitualmente requerida |
| CFD | Opcional según geometría | Frecuente en sistemas complejos |
| Objetivo | Salubridad | Seguridad humana |
Simulación CFD
La CFD puede utilizarse en ambos sistemas, pero los modelos tienen objetivos diferentes.
CFD para monóxido
Permite analizar:
- Distribución de contaminantes.
- Zonas muertas.
- Renovación del aire.
- Ubicación de sensores.
- Cobertura de jet fans.
- Eficiencia energética.
CFD para humo
Permite analizar:
- Trayectoria del humo.
- Temperatura.
- Visibilidad.
- Concentración de gases.
- Tiempo disponible para evacuación.
- Funcionamiento de extractores.
- Aire de reposición.
- Escenarios de falla.
Un modelo de CO no puede utilizarse automáticamente como modelo de incendio, ya que las fuentes térmicas, propiedades físicas y condiciones de operación son diferentes.
Errores frecuentes
Entre los errores más comunes se encuentran:
- Considerar que ambos sistemas son iguales.
- Utilizar el mismo caudal sin justificación.
- Instalar ventiladores convencionales para modo incendio.
- No comprobar la clasificación térmica.
- Confiar únicamente en sensores de CO.
- No establecer prioridad del modo incendio.
- Omitir el aire de reposición.
- No verificar los conductos.
- Usar variadores sin estrategia de emergencia.
- No coordinar la presurización.
- No realizar pruebas integrales.
- Diseñar ambos modos con una sola renovación de aire genérica.
Normativa aplicable
La normativa dependerá del país, la ocupación y las condiciones del proyecto.
Pueden considerarse:
- NFPA 92, para sistemas de control de humo.
- NFPA 101, para seguridad humana.
- EN 12101, para sistemas de control de humo y calor.
- ASHRAE, para criterios de ventilación.
- International Mechanical Code.
- International Building Code.
- Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú.
- Requisitos de la autoridad competente.
NFPA 92 aborda el diseño, instalación y pruebas de los sistemas de control de humo, mientras que los códigos mecánicos incluyen criterios específicos para la ventilación de estacionamientos cerrados mediante sistemas continuos o controlados por detectores de gases.
¿Por qué confiar el diseño a especialistas?
Un sistema de doble función requiere integrar:
- Ventilación mecánica.
- Ingeniería contra incendios.
- Calidad del aire.
- Automatización.
- Electricidad.
- Detección.
- Clasificación térmica.
- Simulación CFD.
- Commissioning.
- Normativa.
El diseñador debe comprobar el desempeño del sistema en condiciones normales y de incendio, incluyendo las transiciones entre ambos modos.
Conclusión
La principal diferencia entre la extracción de humos y la extracción de monóxido radica en su objetivo y condición de funcionamiento.
La extracción de monóxido opera durante el uso normal del estacionamiento para controlar los contaminantes generados por los vehículos. Su funcionamiento suele regularse mediante sensores de CO y NO₂, variadores de frecuencia y sistemas de automatización.
La extracción de humos opera durante un incendio para controlar gases calientes, limitar la propagación y mejorar las condiciones de evacuación e intervención.
Ambos sistemas pueden compartir ventiladores, jet fans, conductos y rejillas, pero solo cuando todos los componentes han sido diseñados, certificados y controlados para las dos condiciones de operación.
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