Calculadora de Caudal de Aire — Cambios de Aire por Hora (ACH) y CFM

Calculadora de caudal de aire

Una calculadora de caudal de aire determina las renovaciones de aire por hora (ACH): el número de veces que se reemplaza por completo el aire de una habitación en una hora. También funciona a la inversa: determina el caudal que debe suministrar un ventilador o una salida de aire para alcanzar un valor objetivo de ACH.

¿Qué son las renovaciones de aire por hora?

Un ventilador o una salida de aire introduce aire en una habitación y expulsa el aire viciado. Si ese caudal equivale a una habitación llena de aire por hora, la habitación recibe 1 renovación de aire por hora. Si mueve el equivalente a dos habitaciones llenas en una hora, recibe 2 ACH. Un ACH más alto suele significar aire más fresco, menos humedad atrapada y menos partículas suspendidas en el aire. Un ACH muy alto también cuesta más, ya que un ventilador que funciona a mayor potencia consume más energía e introduce más aire que debe calentarse o enfriarse.

Fórmula del caudal de aire

El ACH equivale al caudal de aire dividido por el volumen de la habitación. El volumen es el resultado de multiplicar la longitud por la anchura y la altura, todas expresadas en la misma unidad.

$\text{Volumen} = L \times W \times H$

En unidades métricas, el caudal de aire se mide en metros cúbicos por hora (m³/h), que ya coincide con «por hora» en ACH:

$\text{ACH} = \frac{\text{Caudal de aire (m³/h)}}{\text{Volumen (m³)}}$

En unidades imperiales, el caudal de aire suele expresarse en CFM, pies cúbicos por minuto. Al multiplicarlo por 60 se convierte en pies cúbicos por hora antes de dividirlo por el volumen de la habitación:

$\text{ACH} = \frac{60 \times \text{Caudal de aire (CFM)}}{\text{Volumen (ft}^3\text{)}}$

Caudal de aire necesario para un ACH objetivo

Para dimensionar un ventilador o un purificador de aire, se reorganiza la fórmula para despejar el caudal de aire en lugar del ACH.

$\text{Caudal de aire requerido (m}^3\text{/h)} = \text{ACH} \times \text{Volumen (m}^3\text{)}$

$\text{Caudal de aire requerido (CFM)} = \frac{\text{ACH} \times \text{Volumen (ft}^3\text{)}}{60}$

Ejemplo práctico

Una sala de reuniones mide 5 m por 4 m por 3 m. Su volumen es:

$5 \times 4 \times 3 = 60 \text{ m}^3$

Una salida de aire suministra 360 m³/h de aire. Su ACH es:

$\text{ACH} = \frac{360}{60} = 6$

La habitación recibe 6 renovaciones de aire por hora.

Los mismos números funcionan a la inversa. Una habitación de 6.000 pies cúbicos (170 m³) que necesita 6 renovaciones de aire por hora requiere:

$\frac{6 \times 6{,}000}{60} = 600 \text{ CFM}$

Renovaciones de aire recomendadas según el tipo de habitación

El valor adecuado de ACH depende del uso del espacio. Una cocina o un baño necesitan más renovaciones de aire que un dormitorio, porque cocinar y ducharse añaden humedad y olores. Estos son rangos orientativos habituales en ingeniería. En los proyectos regulados prevalecen los códigos de construcción locales y normas como ASHRAE 62,1.

Para reducir el riesgo de enfermedades transmitidas por el aire, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. (CDC) recomiendan aspirar a 5 o más renovaciones de aire por hora de aire limpio en los espacios interiores ocupados. Para los hospitales, las guías de control de infecciones de los CDC establecen un mínimo de 6 renovaciones de aire por hora en una habitación de paciente y 12 en una habitación de aislamiento de infecciones transmitidas por el aire.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre el caudal de aire y el ACH? El caudal de aire es un volumen de aire por unidad de tiempo, medido en m³/h o CFM. El ACH compara ese caudal con el tamaño de una habitación concreta. El mismo ventilador da un ACH alto en un armario pequeño y un ACH bajo en un salón grande.

¿Qué significa CFM? CFM son las siglas de pies cúbicos por minuto, la unidad de caudal habitual para ventiladores, purificadores de aire y equipos de climatización. Multiplicar los CFM por 60 los convierte en pies cúbicos por hora, que es lo que necesita la fórmula del ACH.

¿Un ACH más alto es siempre mejor? No siempre. Las renovaciones de aire que superan lo que necesita una habitación malgastan energía del ventilador y la energía empleada en calentar o enfriar el aire que entra. Lo habitual es buscar el rango recomendado para el tipo de habitación.

¿Esta calculadora dimensiona un sistema de climatización completo? No. Calcula la tasa de ventilación de una sola habitación. Un diseño completo de climatización también tiene en cuenta las cargas de calefacción y refrigeración, las pérdidas en los conductos y los mínimos de aire exterior según la ocupación.

¿Por qué la fórmula imperial multiplica por 60? Los CFM miden el caudal por minuto, pero el ACH mide las renovaciones de aire por hora. Multiplicar los CFM por 60 convierte los minutos en horas antes de dividir entre el volumen de la habitación.

Referencias

1. Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. (NIOSH). How Much Ventilation Is Enough? CDC: apunte a 5 renovaciones de aire por hora — apuntar a 5 o más ACH para reducir las partículas virales en el aire.
2. Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. Guidelines for Environmental Infection Control in Health-Care Facilities (2003), Appendix B: Air. CDC, control ambiental de infecciones, apéndice B — ACH total mínimo de 6 para habitaciones de pacientes y de 12 para habitaciones de aislamiento de infecciones transmitidas por el aire.