Fallas y errores en climatización

Las fallas en instalaciones no dejarán de presentarse en nuestra industria, pero se debe aprender de ellos para no repetirlos.

por Camilo Botero*

Procurando temas que pudiesen ser de interés para los apreciables lectores de ACR, el editor de la revista me sugirió, el que ahora presento a su consideración esperando que aporte al mejoramiento de nuestros proyectos.

Desde el año 2010 he estudiado con mucho interés todo lo que tiene que ver con el aseguramiento de la calidad en los proyectos de climatización (commissioning, y usaré este anglicismo pues aún no existe una palabra en castellano que, signifique lo que esta metodología implica), y he oído recientemente el término “Commissioning por Resultados” que me ha parecido muy adecuado, el cual en fin de fines lo que significa es que los sistemas operen como fueron diseñados, para un propósito específico durante todo el ciclo de vida de dicho proyecto, y que utilizará como fundamento para este artículo.

En el año 2013, ASHRAE emitió su Estándar 202: Commissioning Process for Buildings and Systems, (Proceso de aseguramiento de la Calidad para Edificios y Sistemas) que inició con la Guía 0 - 2005: Commissioning Process, evolucionó hacia la Guía 1.1 – 2007: HVAC&R Technical Requirements for the Commissioning Process, hasta llegar al mencionado Estándar 202 el cual es aún más genérico pues incluye los edificios y otros sistemas.

Tanto las dos guías mencionadas, como el Estándar 202 que es el documento vigente para lograr que los sistemas (de climatización para el caso de este artículo), sean exitosos, durante todo su ciclo de vida, si se siguieran con disciplina y reglamentación.

Pero en la realidad, aún en los países desarrollados y muy comúnmente en Latinoamérica y por supuesto en Colombia, los proyectos resultan con múltiples fallas y errores, que podrían haberse evitado si el proceso de aseguramiento de la calidad de los sistemas se empleara con todo rigor. Dicho proceso tiene cuatro etapas perfectamente definidas que son obvias y que tal vez por serlo, con frecuencia no se siguen. Dichas etapas son:

• Prediseño.
• Diseño.
• Construcción.
• Operación & Mantenimiento.

El supuesto es que el sistema funcione de acuerdo como fue diseñado para una aplicación perfectamente definida y por toda su vida útil, digamos 20 años o más, pero la realidad es que o desde el principio hay fallas y errores o al poco tiempo por mala operación y/o mantenimiento los sistemas pierden gran parte de sus RDP (Requisitos del Dueño para el Proyecto) y deja de cumplir parámetros de temperatura, de humedad relativa, de calidad del aire al interior; consumiendo además, energía en exceso.

Cuando se define hacer un proyecto, el agente de commissioning debe estar presente desde la concepción misma del proyecto, lo cual en nuestro país no ocurre o sucede muy eventualmente con la climatización, a pesar de ser uno de los ítems, más importantes y costosos tanto en inversión inicial como en el costo de operación, de un edificio moderno. Tampoco se tiene en cuenta de una manera cuantificada que impacte el diseño arquitectónico y estructural del edificio desde el inicio. Se requiere una capacitación profunda en los temas de termofluidos para algunos arquitectos que ofrecen soluciones bioclimáticas de confort en climas tropicales, que no cumplen con el estándar ASHRAE 55 de confort térmico. También es muy común que las constructoras ofrezcan soluciones de climatización que representan menor inversión inicial y de baja eficiencia, pero sin tener en cuenta el costo de la energía que pagarán los usuarios finales; tampoco se preocupan por la calidad del aire en el interior ni la mantenibilidad de los equipos.

En la fase de diseño hay múltiples falencias. El RITE que es el Reglamento para las Instalaciones Térmicas en los Edificios, dice:

Artículo 14. Documentación técnica de diseño y dimensionado de las instalaciones térmicas. 

1. Las instalaciones térmicas incluidas en el ámbito de aplicación del RITE deben ejecutarse sobre la base de una documentación técnica que, en función de su importancia, debe adoptar una de las siguientes modalidades: 

a) cuando la potencia térmica nominal a instalar en generación de calor o frío sea mayor que 70 kW (20 TR), se requerirá la realización de un Proyecto de Diseño (ver Artículo 15); ……..

La mayoría de las veces esto no se cumple, o no se ejecuta a través de un consultor debidamente acreditado y con matrícula profesional que lo faculte para ello y en su lugar se hace como parte de ofertas “llave en mano” que favorecen el resultado económico final para un contratista o un proveedor de equipos, pero que generalmente no cumple con todos los requisitos del commissioning, como está descrito en el Estándar ASHRAE 202.

Todo diseño de climatización bien elaborado, debe llevar sus psicrometrías particulares, el cálculo de carga térmica, elaborado con el clima local específico del proyecto, los materiales autóctonos y el nivel de radiación en el área del proyecto. 

Se utilizan programas de cálculo con datos foráneos a cuyos resultados no se les hace el debido análisis, conllevando a serios errores. El cálculo de las cargas térmicas más que ciencia y tecnología, es un arte y requiere de gran experiencia y conocimiento del clima local, los coeficientes reales de conductividad térmica, los delta de temperatura equivalente también reales, la radiación térmica y su atenuación eficaz, y el comportamiento de dichos cálculos térmicos a cargas parciales. Aclaro que no estoy en contra de los programas de cálculos de carga térmica, sino de la forma como se usan.

Errores en la fase de construcción

Durante la fase de construcción, también se comenten múltiples errores, los más comunes son debido a una carencia de diseño y/o a diseños deficientes. Además los diseños deben ir acompañados de cantidades de obra con una precisión razonable, para que no haya faltantes ni excesos durante la obra, y deben hacerse detalles de montaje y de conexión a los equipos para facilitar su instalación, operación y mantenimiento. Debe haber una coordinación muy estricta entre los contratistas de otras disciplinas y el contratista de la climatización.

Durante toda la obra debe existir una bitácora y especialmente durante la fase de construcción, que sirva para obviar las dificultades que sin duda surgen en la obra. 

El agente de commissioning debe facilitar lo siguiente: la comunicación, la documentación y la verificación de todo el proyecto; pero esto normalmente no se da, conduciendo a conflictos durante la instalación.

Al finalizar el montaje se deben poner en funcionamiento los equipos, por personal especializado y deben quedar los protocolos de dichos arranques; paralelamente se debe ir elaborando el Manual del Sistema y Subsistemas involucrados, con toda la información técnica y los planos del sistema, como quedó construido, para su correcta operación y mantenimiento. Los diseñadores, contratistas y personal de los fabricantes, deben dar las instrucciones claras y precisas al personal que hará la operación y mantenimiento.

En la última fase y quizás la más importante en términos de costos y cumplimiento de especificaciones (un dato muy relevante es que la inversión inicial típica de una instalación de climatización es solo el 3% del valor de los costos de energía, mantenimiento y costos de parada a lo largo de su vida útil); pero en la realidad, las más de las veces no se ha llevado o no se entrega la bitácora y/o los protocolos de arranque y mucho menos un manual del sistema, que queda disperso en múltiples documentos de muy difícil consulta; para rematar este nublado panorama, no se da capacitación a personal experto en la operación de los equipos y su mantenimiento y se deja a “Doña María” la señora del café, para que los “opere ahí mientras va haciendo el café” o sino a “Don José” el vigilante de turno, “mientras hace su ronda”.

Para terminar debo decir que nuestro gremio de la climatización requiere un cambio urgente en su reglamentación, profesionalización y certificación, para posicionarlo como un negocio al cual todos tengamos orgullo de pertenecer y que sea lucrativo para todos los participantes, incluyendo por supuesto, a los clientes finales, y además cuidadoso del medio ambiente y con un uso racional de la energía.

* Camilo Botero es el actual Secretario de la Federación de Asociaciones Iberoamericanas del Aire Acondicionado y la Refrigeración - FAIAR; fue presidente de ACAIRE y es presidente de Camilo Botero Ingenieros Consultores Ltda. Se ha desempeñado como docente en varias universidades colombianas, gremios y actualmente en ACAIRE en cursos de diplomado de proyectos de aire acondicionado, eficiencia energética en aire acondicionado y refrigeración, cogeneración y trigeneración, psicometría aplicada, termodinámica, mecánica de fluídos, transferencia de calor y turbomaquinaria. ([email protected]).