UNIDADES DE TRATAMIENTO DE AIRE
- INPAL
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Actualizado: hace 1 día
Dede los equipos más sencillos, hasta las más poderosas unidades centralizadas de tratamiento de aire a gran escala. Ofrecemos soluciones precisas que garantizan un entorno perfectamente equilibrado para controlar la calidad del aire interior mediante procesos como filtrado, ventilación, calefacción, enfriamiento, humidificación y deshumidificación para sustentar entornos frescos, saludables y confortables para cualquier tipo de edificación o aplicación especializada.
Estos equipos son fabricados para mantener un alto desempeño y seguridad en usos específicos como pueden ser Quirófanos, Centrales de Mezclas para Hospitales, Fabricación de Medicamentos, Petroquímica o Componentes Electrónicos.
Estos equipos cuentan con Filtros Hepa y según la industria o el uso que le vaya a dar van equipados con media química filtrate como carbón activado. Eliminando desde polen hasta compuestos orgánicos volátiles (COVs).
La fabricación de estos equipos garantizan alta eficiencia energética y cuentan con recuperadores de calor que reducen hasta 30% el consumo.
Los ventiladores se encargan de impulsar el aire a través de la unidad y hacia la red de conductos.
Ventiladores centrífugos, son los más comunes para estas aplicaciones
Ventiladores plug fan (más eficientes y silenciosos)
Ventiladores axiales
Motor AC o EC
Criterios que tomamos e cuenta para elegir un ventilador.
Criterio | Consideraciones |
Caudal de aire | ¿Cuánto aire debe mover la UTA? (m³/h o l/s) |
Presión estática | ¿Qué resistencia presenta el sistema? (filtros, conductos) |
Eficiencia energética | ¿Necesitas cumplir con normativas de eficiencia? |
Nivel sonoro permitido | ¿Hay requerimientos de confort acústico? |
Control de velocidad | ¿Se requiere modulación en tiempo real? |
Mantenimiento requerido | ¿Qué facilidad hay de acceso y reparación? |
Las baterías de intercambio térmico sirven para calentar o enfriar el aire por medio de agua caliente/fría o refrigerante:
Batería de agua caliente (alimentada por caldera o bomba de calor)
Batería de agua fría (alimentada por enfriadora o chiller)
Expansión directa: usa gas refrigerante directamente
Intercambiadores de calor de recuperación
Permiten recuperar parte de la energía del aire extraído del edificio, transfiriéndola al aire fresco que ingresa. Esto reduce el consumo energético.
Recuperadores rotativos (rotor entálpico o sensible)
Recuperadores de placas
Humidificadores
Aumentan la humedad del aire cuando es necesario, para evitar ambientes secos.
Humidificadores de vapor
Humidificadores adiabáticos
Compuertas y secciones de mezcla
Permiten mezclar aire exterior con aire de retorno del edificio para lograr una temperatura y calidad de aire óptimas.
Tipos de Unidades de Tratamiento de Aire, según aplicación.
UTAs de confort: para oficinas, centros comerciales, viviendas, etc.
UTAs industriales: para fábricas, laboratorios, salas limpias.
UTAs higiénicas: en hospitales, quirófanos y áreas estériles. Tienen estándares más estrictos (filtros HEPA, materiales anticorrosivos, etc.)
Normativas relacionadas
ASHRAE 62.1: Normas sobre calidad del aire interior
UNE-EN 1886: Especificaciones de construcción de UTAs
RITE (España): Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios
Dimensionamiento
Con el dimensionamiento definimos sus características y capacidades técnicas según las necesidades específicas del espacio que se debe climatizar. No se trata simplemente de elegir una unidad al azar, sino de diseñar una solución a medida que garantice confort térmico, calidad de aire y eficiencia energética.
En primer lugar es necesario determinar cuánto aire se necesita mover, es decir, el caudal de aire. Este valor puede calcularse en función del número de personas que ocuparán el espacio, el uso del edificio o las cargas térmicas internas (por iluminación, equipos, etc.). Normalmente se expresa en metros cúbicos por hora (m³/h) o litros por segundo (l/s). Si el espacio tiene mucha ocupación, como en una oficina o aula, se requerirá un caudal más alto para garantizar una buena ventilación. Si es un espacio técnico, puede que el cálculo se base en las cargas térmicas.
Otro aspecto fundamental del dimensionamiento es el acondicionamiento térmico del aire. La unidad debe ser capaz de calentar o enfriar el aire que introduce al ambiente, y en algunos casos también debe modificar su nivel de humedad. Para ello, se seleccionan las baterías de calefacción o refrigeración más adecuadas, que pueden trabajar con agua caliente o fría, o incluso con refrigerante directo. Este paso requiere conocer bien las condiciones exteriores de diseño (temperatura y humedad del entorno) y las condiciones deseadas en el interior (confort térmico y humedad relativa).
Además del caudal y del tratamiento térmico, otro parámetro que debe calcularse es la pérdida de carga total del sistema, es decir, la resistencia al paso del aire que presenta la propia unidad, junto con los filtros, conductos, recuperadores de calor y demás componentes. Cuanto mayor sea esta pérdida, más potente deberá ser el ventilador seleccionado. Un error común en este paso es subestimar las pérdidas generadas por los filtros o los tramos largos de conductos, lo cual puede llevar a un mal rendimiento del sistema.
Al final lo que buscamos es equilibrar tres cosas:
El volumen de aire que debe mover
Las condiciones a las que debe acondicionar el aire
La capacidad de vencer la resistencia del sistema
Todo esto sin desperdiciar energía y cumpliendo con las normativas vigentes. Es un trabajo técnico, sí, pero también estratégico, porque de él depende el confort, la salud y el consumo energético de un edificio.
Necesidad | Elemento |
Filtrado básico | Filtros G4 |
Filtrado medio | Filtros F7 |
Clima frío | Batería de agua caliente |
Clima cálido | Batería de agua fría o expansión directa |
Humedad relativa alta | Deshumidificador o batería fría sobredimensionada |
Humedad baja | Humidificador de vapor o adiabático |
Recuperación energética | Intercambiador rotativo o de placas |
Bajo ruido | Ventilador EC o Plug fan + silenciadores |
Parámetros para el diseño
Una vez entendido el objetivo general del dimensionamiento, es momento de sumergirse en los parámetros que guían el diseño de una UTA. Estos parámetros son los que permitirán seleccionar correctamente cada uno de los componentes que formarán la unidad, desde los ventiladores hasta las baterías térmicas y los filtros.
El primero y más importante es el caudal de aire, que se refiere a la cantidad de aire que debe circular a través de la unidad para satisfacer las necesidades del espacio. Este valor, como mencionamos antes, se expresa normalmente en m³/h o l/s y puede calcularse de distintas formas. Por un lado, está el criterio basado en renovación de aire por persona, que se aplica en lugares donde el objetivo principal es garantizar una buena calidad del aire interior, como oficinas, salas de reuniones o aulas. Por otro, están los cálculos basados en cargas térmicas, donde lo que se busca es mantener una temperatura interior estable frente a los cambios climáticos exteriores o las fuentes internas de calor. En ambos casos, se trata de asegurar que el sistema ventile lo suficiente sin ser excesivo, para no desperdiciar energía.
Otro parámetro fundamental es la presión estática total que el ventilador debe vencer. Esta presión es la suma de todas las resistencias que encuentra el aire desde que entra a la unidad hasta que llega al espacio interior. Aquí influyen elementos como los filtros de aire (que generan una resistencia al paso), las baterías de climatización, los recuperadores de calor, los tramos de conductos y hasta las rejillas de impulsión y retorno. Una mala estimación de estas pérdidas puede provocar que el ventilador no tenga la fuerza suficiente para mover el aire, reduciendo el rendimiento del sistema e incluso generando ruidos molestos o puntos con baja ventilación. Por eso, es esencial calcular cuidadosamente la pérdida de carga y asegurarse de que el ventilador seleccionado pueda superarla.
También hay que definir las condiciones climáticas exteriores y las condiciones interiores deseadas. Las condiciones exteriores son las que marcan el punto de partida: por ejemplo, si en verano el aire entra a 35 °C con un 60 % de humedad, la UTA deberá estar equipada para enfriarlo y deshumidificarlo hasta lograr los valores de confort (como 22 °C y 50 % de HR). Lo mismo ocurre en invierno, donde quizás se parte de -5 °C y se quiere calentar el aire antes de introducirlo al espacio. Estas diferencias de temperatura y humedad definirán qué tipo de baterías necesita la UTA, así como su capacidad en kilovatios.
Por último, es necesario tener en cuenta el tipo de climatización que se requiere. No todas las UTAs tienen que acondicionar térmicamente el aire; algunas simplemente lo filtran y lo introducen a una temperatura ya tratada por otro sistema. Sin embargo, en muchos casos sí se requiere calefacción, refrigeración o incluso control de humedad, lo cual obliga a incluir baterías, humidificadores o sistemas de recuperación de calor. Además, dependiendo del uso del edificio, pueden ser necesarias medidas adicionales, como sistemas de control de temperatura por zonas o ventilación variable según ocupación.
En conjunto, estos parámetros permiten definir una UTA no solo adecuada para su función, sino también eficiente, silenciosa y adaptable. Cada decisión tomada en el diseño influirá en el rendimiento final del sistema, el confort de los ocupantes y el consumo energético del edificio.
Selección de componentes en base al cálculo
El siguiente paso lógico es seleccionar los componentes específicos que formarán parte de la UTA. Aquí es donde el diseño se convierte en algo tangible: filtros, ventiladores, baterías térmicas, recuperadores de calor y demás elementos se combinan en una configuración que debe cumplir con los requisitos calculados previamente.
La selección empieza generalmente con el ventilador, ya que este componente es el que asegura el movimiento del aire. En función del caudal y la pérdida de presión calculada, se elige un ventilador capaz de mantener ese flujo constante con eficiencia. Hoy en día es muy común optar por ventiladores EC (electronically commutated), ya que permiten variar la velocidad del motor con bajo consumo energético, además de ser silenciosos y más compactos. Otra alternativa son los ventiladores tipo plug fan, que ofrecen gran flexibilidad de instalación y eficiencia cuando se requiere presión moderada.
Después del ventilador, uno de los puntos más importantes son los filtros de aire. Su función es retener partículas como polvo, polen, esporas de moho o contaminantes industriales. En aplicaciones estándar, se suelen usar filtros de tipo G4 para partículas gruesas, pero cuando se requiere un mayor nivel de calidad del aire, se añaden filtros F7 o incluso F9, capaces de retener partículas más finas. En entornos sensibles como hospitales o laboratorios, incluso pueden emplearse filtros HEPA, que eliminan hasta el 99.97% de partículas de 0.3 micras.
A continuación, se seleccionan las baterías de climatización, que pueden ser de calefacción o refrigeración, según las condiciones del ambiente. Estas baterías pueden funcionar con agua caliente/fría proveniente de calderas o chillers, o con expansión directa si se conectan a una unidad de refrigeración con gas refrigerante. La potencia de estas baterías debe calcularse en función de la carga térmica, considerando tanto el salto térmico (la diferencia entre la temperatura de entrada y salida del aire) como el caudal. Es fundamental que estas baterías estén correctamente dimensionadas para evitar que el aire llegue demasiado frío o caliente, o que no alcance las condiciones deseadas en todo el volumen del local.
En caso de que se requiera un control preciso de la humedad —por ejemplo, en archivos, museos o laboratorios— se puede incorporar un sistema de humidificación o deshumidificación. Esto puede lograrse mediante humidificadores de vapor, adiabáticos o mediante un sobredimensionamiento de la batería fría para condensar la humedad.
Otro componente que cobra cada vez más relevancia es el recuperador de calor, especialmente en edificios donde se busca eficiencia energética. Estos dispositivos permiten aprovechar el calor del aire extraído para preacondicionar el aire fresco que entra desde el exterior. Existen distintos tipos, como los recuperadores de placas, de tubo de calor o los más eficientes, los rotativos, que permiten una transferencia de calor y humedad más completa.
Y por último, aunque no menos importante, se seleccionan los elementos auxiliares: silenciadores acústicos para reducir el ruido del aire en movimiento, compuertas de regulación o corte, sensores de temperatura y presión, bandejas de drenaje y resistencias eléctricas antiheladas en zonas frías.
Cada uno de estos componentes debe seleccionarse no solo por su función individual, sino por cómo se integra con el resto del sistema. El verdadero reto del diseño de una UTA está en lograr que todos estos elementos trabajen juntos de forma coordinada, eficiente y segura, adaptándose a los cambios de carga y manteniendo siempre el confort interior.
Software y herramientas útiles para el cálculo
El diseño de una Unidad de Tratamiento de Aire, aunque puede realizarse con cálculos manuales, se vuelve mucho más preciso y eficiente con el uso de herramientas digitales. Hoy en día, existen diversos programas y plataformas que asisten al ingeniero o proyectista en las distintas etapas del dimensionamiento y selección de componentes de una UTA. Desde el cálculo de cargas térmicas, hasta la simulación del rendimiento energético y la generación de fichas técnicas completas, estas herramientas son clave para un diseño profesional.
Uno de los primeros pasos del proceso de diseño es determinar las cargas térmicas del espacio a climatizar. Para ello, se pueden utilizar softwares especializados como HAP (Hourly Analysis Program) o Trane TRACE 3D Plus, ambos ampliamente reconocidos en la industria. Estos programas permiten ingresar parámetros detallados del edificio: orientación, materiales de construcción, ocupación, iluminación, equipos eléctricos y más. Con esta información, generan un perfil horario de cargas térmicas, tanto sensibles como latentes, lo cual es fundamental para saber qué capacidad deben tener las baterías de calor o frío en la UTA.
Una vez conocidas las condiciones de diseño y las cargas térmicas, el siguiente paso es seleccionar la UTA como equipo físico, y aquí entran en juego herramientas específicas de los fabricantes. Por ejemplo, programas como Systemair Design, Swegon AHU Design, CIAT Select o AHU Selection permiten configurar UTAs completas según los datos de proyecto. En estas plataformas se puede definir el caudal deseado, las condiciones de entrada y salida de aire, el tipo de filtros, las baterías, el tipo de ventilador, los niveles sonoros máximos admitidos, e incluso las dimensiones físicas de la unidad.
Estas herramientas no solo ofrecen una previsualización técnica y dimensional del equipo, sino que además generan informes completos con curvas de rendimiento, potencias absorbidas, eficiencia del recuperador de calor, caída de presión por componente, y hasta una estimación del consumo energético anual. Esto no solo agiliza el trabajo de diseño, sino que aporta documentación valiosa para licitaciones, certificaciones energéticas o aprobaciones técnicas de obra.
Para quienes prefieren soluciones más personalizadas, o para cálculos preliminares rápidos, también es posible trabajar con plantillas de Excel desarrolladas a medida. Estas hojas de cálculo pueden incluir fórmulas para determinar el caudal en función del volumen o la ocupación, estimar pérdidas de carga por tipo de filtro o tramo de conducto, o dimensionar baterías con saltos térmicos definidos. Aunque más limitadas, estas herramientas son muy útiles en etapas tempranas del diseño o para formación técnica.
Por último, no hay que olvidar la utilidad de los simuladores energéticos y herramientas BIM (como Revit o CYPE HVAC), que permiten integrar la UTA dentro del modelo tridimensional del edificio, verificar interferencias físicas, y analizar el comportamiento del sistema en conjunto con el resto de las instalaciones.
El uso de software es indispensable, no solo facilita el trabajo técnico, sino que garantiza un diseño más riguroso, eficiente y adaptable, mejorando la calidad del proyecto y reduciendo riesgos de dimensionamiento o fallos de rendimiento.
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