HincapieHidalgoRicharDaizon2015

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DISEÑO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN MECÁNICA DE LAS SALAS DE 
URGENCIA DE LA CLÍNICA UNIVERSIDAD DE LA SABANA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RICHAR DAIZON HINCAPIE HIDALGO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS 
FACULTAD TECNOLÓGICA 
TECNOLOGÍA MECÁNICA 
BOGOTÁ D.C. 
2015 
 
 
DISEÑO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN MECÁNICA DE LAS SALAS DE 
URGENCIA DE LA CLÍNICA UNIVERSIDAD DE LA SABANA 
 
 
 
 
RICHAR DAIZON HINCAPIE HIDALGO 
 
 
 
 
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE TECNÓLOGO 
MECÁNICO 
 
 
 
 
DOCENTE DIRECTOR: ING. OSWALDO PASTRÁN BELTRÁN 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS 
FACULTAD TECNOLÓGICA 
TECNOLOGÍA MECÁNICA 
BOGOTÁ D.C. 
2015 
 
 
 
NOTA DE ACEPTACIÓN 
 
 
______________________________ 
____________________________________ 
______________________________ 
 
 
 
___________________________ 
PRESIDENTE DEL JURADO 
 
 
 
__________________________ 
JURADO 
 
 
___________________________ 
JURADO 
 
 
BOGOTÁ D.C. 14 DE OCTUBRE DE 2015 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A mi madre Nelly con todo mi amor, 
 por ser tan especial conmigo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TABLA DE CONTENIDO 
 
Pág 
 
OBJETIVOS ........................................................................................................ 7 
0. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 8 
1. ANÁLISIS DE LA NECESIDAD ....................................................................... 9 
1.1. CLASES ISO Y FS-209 ............................................................................... 9 
1.2. NORMAS ASHRAE PARA FILTRACIÓN................................................... 10 
1.3. TABLAS COMPARATIVAS Y DE REGISTRO ........................................... 11 
1.4. ZONIFICACIÓN ...................................................................................... 11 
1.5. TABLA DE CLASIFICACIÓN DE ZONAS .................................................. 13 
2. CÁLCULOS DE DISEÑO Y SELECCIÓN DE EQUIPOS .............................. 16 
2.1. ESTIMACIÓN VOLÚMENES DE EXTRACCIÓN Y SUMINISTRO DE AIRE
 .......................................................................................................................... 16 
2.2. SELECCIÓN DE EQUIPOS PRELIMINAR ............................................. 19 
2.2.1. Tipos de ventiladores utilizados .............................................................. 21 
2.2.1.1. PLC: Centrifugal Plenum Fan. ............................................................. 21 
2.2.1.2. CPS: Centrifugal Utility Blower ............................................................. 22 
2.2.1.3. SNQ-HP: Centrifugal Square Inline-High Pressure. ............................. 22 
2.2.2. Presión Estática. ..................................................................................... 23 
2.2.3. Selección de ventiladores por catálogo y Software. ................................ 25 
2.2.3.1. Ejemplo UV-01 ..................................................................................... 25 
2.2.3.2. Equipos de suministro preliminares. .................................................... 27 
2.2.3.3. Equipos de extracción preliminares. .................................................... 28 
2.3. TRAZADO DE DUCTOS ............................................................................ 28 
2.3.1. Terminales de distribución y Trazado de ducto a línea. ...................... 28 
2.3.2. Dimensionamiento de Ductos. ................................................................ 29 
2.3.2.1. Cálculo del Sistema de ductos Equipo UV-01. ..................................... 32 
2.3.2.2. Cálculo del Sistema de ductos equipos restantes. ............................... 34 
2.3.3. Redimensionamiento de equipos. ........................................................ 35 
 
 
3. DIMENSIONAMIENTO ELÉCTRICO. ........................................................... 37 
3.1. EQUIPOS DE SUMINISTRO. .................................................................... 37 
3.1.1. Seccionamiento y protección contra corto circuito. ................................. 38 
3.1.2. Mando y protección contra sobre corriente. ............................................ 38 
3.1.3. Cableado. ................................................................................................ 39 
3.2. EQUIPOS DE EXTRACCIÓN .................................................................... 39 
3.2.1. Seccionamiento y protección contra corto circuito. ................................. 39 
3.2.2. Mando y protección contra sobre corriente. ............................................ 40 
3.2.3. Cableado ................................................................................................. 40 
4. CONTROL DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN MECÁNICA ......................... 41 
4.1. PARÁMETROS A MONITOREAR. ............................................................ 41 
4.2. VARIABLES DEL SISTEMA CONTROLAR ............................................... 41 
4.3. SELECCIÓN DE PLC ............................................................................... 41 
5. TABLA DE COSTOS DE MATERIALES Y EQUIPOS .................................. 43 
6. CONCLUSIONES ......................................................................................... 45 
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................. 46 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
OBJETIVOS 
 
OBJETIVO GENERAL 
 Diseñar un sistema de ventilación mecánica, para las salas de urgencias 
de la Clínica Universidad de la Sabana 
 
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 Identificar las necesidades y condiciones requeridas del aire en las salas 
de urgencia de la clínica. 
 Diseñar conductos y otros elementos no estandarizados requeridos. 
 Seleccionar los equipos mecánicos y eléctricos necesarios. 
 Establecer las condiciones eléctricas y de control que el sistema 
requiere. 
 Seleccionar los elementos eléctricos y de control. 
 Elaborar una tabla de costos de materiales y equipos. 
 
 
 
8 
 
0. INTRODUCCIÓN 
 
En este documento se plantea el diseño del sistema de ventilación mecánica 
para las salas de urgencia de la Clínica Universidad de la Sabana, que fue 
contratado cerca del 18 de febrero del presente año con la empresa RGD Aire 
Acondicionado S.A.S. de la cual es empleado el autor. 
El diseño parte de planos arquitectónicos de la obra en medio magnético, de 
los cuales se extraen elementos esenciales para el diseño como tipos de áreas 
médicas, espacios físicos disponibles para ubicación de equipos ventiladores y 
configuración arquitectónica de la construcción. Sobre estos planos se genera 
una clasificación de las áreas de acuerdo al nivel de pureza requerido en el 
aire, se establece la disposición y cantidad de equipos así como los trazados 
de redes de ductos para la conducción del aire. 
Este ejercicio de diseño pretende generar una retroalimentación de temas 
abordados a los largo de la carrera tecnológica, como mecánica de fluidos, 
máquinas hidráulicas y algunos elementos eléctricos vistos en materias 
relacionadas, con el fin de generar una experiencia positiva en la planeación y 
diseño de proyectos de tipo ingenieril y de alto impacto para una gran cantidad 
de industrias y establecimientos en el país. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
1. ANÁLISIS DE LA NECESIDAD 
 
En clínicas, como en múltiples edificaciones de diversos usos, es necesario 
contar con un sistema de manejo de aire, que supla las necesidades previstas 
en cuanto a sus condiciones, ya sea por confort (centros comerciales, edificios 
de oficinas, salas de cine, etc.) o por la obligatoriedad impuesta por su uso 
(plantas de fabricación de alimentos,hospitales, laboratorios farmacéuticos, 
etc.) los sistemas que se instalan para suplir estas demandas pueden ser: Aire 
Acondicionado, Calefacción o Ventilación Mecánica. 
La Clínica Universidad de la Sabana, en su sala de urgencias, al igual que los 
demás centros hospitalarios tiene unas demandas en las condiciones del aire 
bastante definidas. Asociaciones como la ASHRAE (Sociedad Americana de 
Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado) e ISO 
(Organización Internacional de Normalización) cuentan por ejemplo con 
manuales, normas y estándares que establecen dichas condiciones. 
Las condiciones del aire que deben ser reguladas por el sistema de ventilación 
mecánica a diseñar para la sala de urgencias, serán las siguientes: 
 Nivel de Filtración 
 Renovaciones de aire por hora 
 Presurización 
 
1.1. CLASES ISO Y FS-2091 
 
Las clases ISO, son una clasificación realizada por la ISO (International 
Organization for Standardization), de los diferentes grados de filtración del aire 
que se pueden encontrar, plasmada en la norma 14644-1 de 1999. 
Básicamente asigna un número de 1 a 9, a las zonas con una cantidad mínima 
aceptable de partículas suspendidas en el aire de un determinado tamaño. 
(Tabla 1) 
La FS-209 (The United States Federal Standard 209), es la norma americana 
equivalente a la ISO 14644-1 a nivel de clasificación de limpieza de aire para 
zonas blancas y limpias. Esta norma incluye además requisitos sobre 
comprobación de la calidad del aire, periodicidad de mediciones y 
recomendaciones para su realización entre otros datos. 
 
1
http://www.iaqtechnology.com.my/site%20document/FEDERAL%20STANDARD%20209E%20FOR%20CL
EANROOM%20-%20AN%20OBSOLETE%20DOCUMENT!.pdf Tomado 23 de abril de 2015. 
http://www.iaqtechnology.com.my/site%20document/FEDERAL%20STANDARD%20209E%20FOR%20CLEANROOM%20-%20AN%20OBSOLETE%20DOCUMENT!.pdf
http://www.iaqtechnology.com.my/site%20document/FEDERAL%20STANDARD%20209E%20FOR%20CLEANROOM%20-%20AN%20OBSOLETE%20DOCUMENT!.pdf
10 
 
Tabla 1. Características y comparación entre las clasificaciones ISO 14644-1 
y FS-209 
FS-209 
CLASS 
ISO 
CLASS 
0,1 μm 0,5 μm 5 μm 
FEDERAL STANDART 209 ISO FEDERAL STANDART 209 ISO FEDERAL STANDART 209 ISO 
Particles/ Particles/ Particles/ Particles/ Particles/ Particles/ Particles/ Particles/ Particles/ 
 1 10 
 2 100 4 
1 3 35 1230 1.000 1 35 35 
10 4 345 12.200 10.000 10 353 352 
100 5 3.450 122.000 100.000 100 3.530 3.520 29 
1.000 6 34.500 1.220.000 1.000.000 1.000 35.300 35.200 293 
10.000 7 345.000 1.22 x 10^7 10.000 353.000 352.000 7 247 2.930 
100.000 8 3.450.000 1.22 x 10^8 100.000 3.530.000 3.520.000 65 2.300 29.300 
 9 3.45 x 10^7 1.22 x 10^9 35.200.000 700 24.700 293.000 
 
1.2. NORMAS ASHRAE PARA FILTRACIÓN 
 
La ASHRAE cuenta con una clasificación establecida en la Standard 52.2P. 
Basada en el valor mínimo de eficiencia reportado (MERV) en una prueba 
diseñada por la misma sociedad, esta establece un número de 1 a 20 que 
define el nivel de filtración a razón del tamaño de partículas permisibles. Bajo 
esta clasificación se fabrican comercialmente múltiples tipos de filtros de aire; 
también es de aclarar que existen otros estándares equivalentes al de 
ASHRAE a nivel Europeo, como los son EU- y la DIN EN 799. (Tabla 2) 
 
Tabla 2. Equivalencias de filtración entre normas ASHRAE y europeas. 
EQUIVALENCIAS DE FILTRACIÓN 
% EFICIENCIA EU- DIN EN-799 ASHRAE 52.2P 
30-35 ASHRAE EU-4 G-4 MERV-8 
50-55 ASHRAE EU-5 F-5 MERV-10 
60-65 ASHRAE EU-6 F-6 MERV-11 
80-90 ASHRAE EU-7 F-7 MERV-13 
90-95 ASHRAE EU-9 F-9 MERV-14 
≥ 95 ASHRAE EU-9 F-9 MERV-15 
95.97 DOP2 EU-10 H-11 MERV-16 
99.97 DOP EU-12 H-12 MERV-17 
99.99 DOP EU-13 H-13 MERV-18 
99.999 DOP EU-14 H-14 MERV-19 
 
 
2
 DOP (Dispersed Oil Particulate) is a dispersed aerosol used to test the integrity of High Efficiency 
Particle Arresting filters. 
11 
 
El Volumen HVAC Application del 2011 ASHRAE Handbook, tiene el capítulo 8 
dedicado a las instalaciones médicas, en éste se encuentran tablas con 
requerimientos mínimos en cuanto a las condiciones del aire demandadas 
mencionadas al inicio, especificadas para los diferentes tipos de áreas que se 
pueden encontrar en esta clase de instalaciones. 
 
1.3. TABLAS COMPARATIVAS Y DE REGISTRO 
 
La empresa RGD ha creado con los años sus propios formatos de registro de 
información y tablas comparativas entre requerimientos del aire, a base de las 
diferentes normas aplicables a cada requisito. 
La tabla 3 muestra la caracterización de diferentes zonas comunes en 
requisitos, con su clasificación ISO, FS-209 (información sobre el movimiento 
del aire), cambios de aire por hora, nivel de filtración Merv, y algunas 
observaciones sobre el tipo de filtro. 
Tabla 3. Caracterización de espacios según normas de filtración. 
ZONA 
CLASE 
ISO 
CLASE FS 209 
CAMBIO 
DE AIRE 
RECOM. 
NIVEL MAIN 
FILTER 
MERV‐ 
OBSERVACIONES DE 
FILTRO 
 
 
 
 
 
PRODUCTOS Y AREAS ESTERILES. 
ISO 5 CLASE 100 UNIDIRECCIONAL 140‐640 MER‐18 
FILTRO TERMINAL HEPA, 
FLUJO LAMINAR 
 
 
 
AMBIENTE ALREDEDOR DE ESTERILES ISO 6 CLASE 1000 TURBULENTO 40‐60 MER‐18 FILTRO TERMINAL HEPA 
 
 
 
AREAS NO ESTERILES, PREPARACION 
MEDICAMENTOS 
ISO 7 CLASE 10000 20‐40 MER‐15 
FILTRO CENTRAL 95.0 % DOP, 
TERMINAL HEPA OPCIONAL 
 
 
 NO ESTERILES GENERALES, 
ISO 8 CLASE 100000 20‐30 MER‐14 
FILTRO CENTRAL 95% 
ASHRAE, OPCIONAL 95% DOP 
 
 
 
HOSPITALARIAS, FARMACEUTICAS, 
AREAS SECUNDARIAS 
ISO 9 AREAS > 100000 10‐25 MER‐13 
FILTRO CENTRAL 85% 
ASHRAE OPCIONAL 95% 
 
 
 
 
NO CONTROLADAS VINCULADAS NF NO CLASIFICADA 2‐15 MER‐11 
 
 
 
AREAS NEGRAS NN 2‐12 MER‐8 
Fuente. Empresa RGD S.A.S. 
1.4. ZONIFICACIÓN 
 
Según la ASHRAE “La zonificación Puede estar indicada para (1) compensar 
exposiciones debido a la orientación o por otras condiciones impuestas por una 
configuración particular del edificio, (2) minimizar la recirculación entre 
departamentos, (3) proveer flexibilidad de operación y (5) conservar energía3. 
 
3
 2011 ASHRAE HANBOOK- HVAC APLICATIONS, CHAPTER 8 HEALTHCARE FACILITIES P. 8.13 
12 
 
Para el proyecto de la Clínica Universidad de la Sabana la construcción de la 
sala de urgencias se ha concebido en 4 zonas importantes desde su 
arquitectura que se constituyen como sigue: 
 Urgencias Ingreso (S-1): Incluye la zona de acceso principal varias salas 
de espera, zonas de hidratación, triage, el acceso para ambulancia y 
consultorios, zona de admisiones, esta área se encuentra ubicada en el 
costado occidental de la construcción. 
 
 Urgencias Adultos (S-2): constituido por dormitorios para hombres y 
mujeres, áreas comunes para médicos y enfermeras, y cubículos del 1 al 
10 y del 16 al 20. 
 
 Urgencias Pediátricas(S-3): Cubículos del 11 al 15, zona de admisiones, 
salas de espera, hidratación, triage, lactario y consultorios. 
 
 Procedimientos (S-4): Cubículos de Procedimientos, Hall, asépticos, 
electrocardiograma e inyectología. 
Esta clasificación de las áreas está en concordancia con la lógica de 
zonificación que el sistema de ventilación mecánica exige, dado esto en la tabla 
4 se realiza la clasificación general para dichas zonas. 
Dadas las condiciones de la construcción de cada zona establecida, como la 
cantidad de cuartos, su tamaño moderado, la cercanía entre ellos y el hecho de 
que la instalación del sistema de ventilación está estipulada en una sola torre y 
un solo piso, se plantea de forma preliminar para el número de equipos: 
 La instalación de ventiladores extractores independientes para sanitarios 
y baños en cada zona. 
 Un equipode extracción para cada zona que supla las demás áreas 
donde se requiera extraer aire. 
 Para los suministro el principio de diseño de RGD es el uso de equipos 
de gran capacidad lo que representa el uso del menor número de estos, 
se deberá estimar el caudal de suministros requeridos, en el ítem 2, para 
su selección prefiriendo que solo se use uno por cada zona. 
En el anexo 1 se presenta el plano Zonificación de áreas, de la sala de 
urgencias con la demarcación de las áreas de Ingreso, Adultos, Pediatría y 
Procedimientos, así como el espacio físico disponible en la edificación para la 
ubicación de equipos. 
 
13 
 
1.5. TABLA DE CLASIFICACIÓN DE ZONAS 
 
Se muestra a continuación en un formato de reporte de la empresa RGD, y 
según la zonificación, las características determinadas para cada área, a éstas 
también se les asignó un número para su identificación. 
 
Tabla 4.a Características del aire zona Urgencias Ingreso Clínica U. Sabana. 
1 2 3 4 
 No ZONA 
CLASE 
ISO 
CAMBIOS AIRE PRES
4
 TEMP. 
°C 
HUM. 
% FILTER MAIN 
LEVEL MERV‐ ACH 
RECOM5. 
ACH 
DISEÑO 
 
 
PISO 1 
 
 
 
 
S-1 
 
URGENCIAS INGRESO 
 
 101 ACCESO LAVAMANOS QUIRURGICO ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 102 CONSULTORIO 1 ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 103 CONSULTORIO 2 ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 104 CONSULTORIO 3 ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 105 HIDRATACION ISO 9 9 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 106 SALA ADULTOS ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 107 CONSULTORIO 4 ISO 9 12 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 108 CONSULTORIO 5 ISO 9 12 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 110 CUARTO DE ASEO NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 112 SALA ERA ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 113 HIDRATACION 2 ISO 9 9 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 114 CORREDOR HIDRATACION ISO 9 4 N/R6 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 115 SALA DE ESPERA NF 10 POSITIVA 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 116 SANITARIO 1 NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 117 SANITARIO 2 NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 118 SANITARIO 3 NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 119 SANITARIO 4 NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 120 ADMISIONES ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 121 TRIAGE 1 ISO 9 12 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 122 TRIAGE 2 ISO 9 12 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 123 LOCUTORIO ISO 9 9 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 124 DUCHA NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 125 SANITARIO 5 NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 126 SANITARIO 5 NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 127 SALA DE ESPERA 1 NF 9 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 128 CORREDOR ADMISIONES NF 6 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 SUBTOTAL 
 
 
Fuente: autor 
 
 
4
 Presurización: Relación de presión para áreas adjuntas, según ASHRAE HANDBOOK-HVAC Application, 
Charter 8 Health-Care Facilities. 
5
 Air Changes Recommended, Mínimo número de cambio de aire, según ASHRAE HANDBOOK-HVAC 
Application, Charter 8 Health-Care Facilities. 
6
 No Presenta Requerimiento. 
14 
 
Tabla 4.b Características del aire zona Urgencias Adultos Clínica U. Sabana. 
1 2 3 4 
 No ZONA 
CLASE 
ISO 
CAMBIOS AIRE PRES. TEMP. 
°C 
HUM. 
% FILTER MAIN 
LEVEL MERV‐ ACH 
RECOM. 
ACH 
DISEÑO 
S‐2 
 
URGENCIAS ADULTOS 
 
 200 DORMITORIO HOMBRES ISO 9 6 
 
POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 201 SALA DE DESCANSO ISO 9 6 
 
POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 202 DORMITORIO MUJERES ISO 9 6 
 
POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 203 SANITARIO HOMBRES NF 10 
 
NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 204 SANITARIO MUJERES NF 10 
 
NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 205 LOCKERS ISO 9 8 
 
NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 206 JUNTAS MEDICAS ISO 9 4 
 
POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 207 CUARTO DE ASEO NF 16 
 
NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 209 ALM. RESIDUOS NF 16 
 
NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 210 HALL Y ESTACION ENFERMERAS ISO 9 9 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 211 SANITARIO MEDICOS 1 NF 12 
 
NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 212 SANITARIO MEDICOS 2 NF 12 
 
NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 213 
CORREDOR OBSERVACION 
ADULTOS ISO 9 15 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 214 CUBICULO 1 ISO 9 6 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 215 CUBICULO 2 ISO 9 6 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 216 CUBICULO 3 ISO 9 6 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 217 CUBICULO 4 ISO 9 6 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 218 CUBICULO 5 ISO 9 6 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 219 CUBICULO 6 ISO 9 6 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 220 CUBICULO 7 ISO 9 6 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 221 CUBICULO 8 ISO 9 6 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 222 CUBICULO 9 ISO 9 10 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 223 ESCLUSA C 9 ISO 9 10 
 
NEGATIVA 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 224 CUBICULO 10 ISO 9 10 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 225 ESCLUSA C 10 ISO 9 10 
 
NEGATIVA 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 226 SANITARIO ADULTOS H NF 10 
 
NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 227 SANITARIO ADULTOS M NF 10 
 
NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 228 TRABAJO SUCIO NF 20 
 
NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 229 SANITARIO ADULTOS H NF 10 
 
NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 230 SANITARIO ADULTOS M NF 10 
 
NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 231 PREPARACION MEDICAMENTOS ISO 9 6 
 
POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 232 CUBICULO 16 ISO 9 6 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 233 CUBICULO 17 ISO 9 6 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 234 CUBICULO 18 ISO 9 6 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 235 CUBICULO 19 ISO 9 6 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 236 CUBICULO 20 ISO 9 6 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 
 
 SUBTOTAL 
 Fuente: autor 
 
 
 
 
 
15 
 
Tabla 4.c Características del aire zona Urgencias Pediátricas Clínica U. Sabana 
1 2 3 4 
 No ZONA 
CLASE 
ISO 
CAMBIOS AIRE PRES. TEMP. 
°C 
HUM. 
% 
FILTER 
MAIN LEVEL 
MERV‐ 
ACH 
RECOM. 
ACH 
DISEÑO 
S‐3 
 
URGENCIAS PEDIATRICA 
 300 RECEPCION PEDIATRIA ISO 9 12 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 301 DISPONIBLE RECEPCION NF 12 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 302 HIDRATACION PEDIATRIA ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 303 OBSERVACION PEDIATRIA ISO 9 15 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 304 CUBICULO 11 ISO 9 6 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 305 CUBICULO 12 ISO 9 6 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 306 CUBICULO 13 ISO 9 6 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 307 CUBICULO 14 ISO 9 6 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 308 CUBICULO 15 ISO 9 6 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 309 ESPERA 1 PEDIATRIA NF 9 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 310 PROCEDIMIENTOS PEDIATRIA ISO 9 15 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 311 SANITARIO PEDIATRIA 1 NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 312 CONSULTORIO PEDIATRIA ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 313 CONSULTORIO PEDIATRIA ISO 9 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 314 TRIAGE PEDIATRIA ISO 9 12 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 315 CORREDOR PEDIATRIA ISO 9 4 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 316 ADMISIONES PEDIATRIA NF 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 317 SANITARIO PEDIATRIA 2 NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 318 SANITARIO PEDIATRIA 3 NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 319 LACTARIO NF 12 POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 320 SANITARIO PEDIATRIA 4 NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 321 SANITARIO PEDIATRIA 5 NF 10 NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 322 SALA DE ESPERA NF 9 N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 SUBTOTAL 
Fuente: autor 
 
Tabla 4.d Características del aire zona Procedimientos Clínica U. Sabana. 
1 2 3 4 
 No ZONA 
CLASE CAMBIOS AIRE PRES. TEMP. 
°C 
HUM. 
% 
NIVEL 
FILTR 
MERV‐ 
ACH 
RECOM. 
ACH 
DISEÑO 
S‐4 
 
PROCEDIMIENTOS 
 400 HALL PROCEDIMIENTOS ISO 9 9N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 402 PROCEDIMIENTO 1 ISO 9 15 
 
POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 404 PROCEDIMIENTO 2 ISO 9 15 
 
POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 406 PROCEDIMIENTO 3 ISO 9 15 
 
POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 408 PROCEDIMIENTO 4 ISO 9 15 
 
POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 410 CUBICULO NF 10 
 
NEGATIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 412 ASEPTICOS ISO 9 15 
 
POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 414 INYECTOLOGIA ISO 9 15 
 
POSITIVO 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 415 MEDICAMENTOS ISO 9 6 
 
N/R 16‐24 40‐55 MERV‐15 
 SUBTOTAL 
Fuente: autor 
16 
 
2. CÁLCULOS DE DISEÑO Y SELECCIÓN DE EQUIPOS 
 
2.1. ESTIMACIÓN VOLÚMENES DE EXTRACCIÓN Y SUMINISTRO DE AIRE 
 
El primer paso, con ayuda del Software AutoCad MEP y haciendo uso del plano 
de la sala de urgencias que se encuentra en formato DWG se determinan las 
dimensiones de cada área; ancho (W), largo (L) y alto (H) las cuales son 
registradas en una hoja de cálculo. La altura de las zonas se ha aproximado a 
un valor medio de 2.50m con el fin de simplificar el cálculo de volumen ya que 
está puede variar para cada área, por ejemplo en el área de ingreso se tiene 
alturas de 2.60m en la sala de espera principal, mientras en los consultorios 
alturas de 2.20m y 2.40m es los cubículos de las áreas de adultos y pediatría 
además en las obras se pueden presentar cambio según múltiples factores de 
construcción y diseño. 
Seguidamente, y haciendo uso de la hoja de cálculo se calcula el área, para 
luego calcular el volumen de cada zona en (para facilitar la selección de los 
ventiladores dado que gran cantidad de fabricantes presenta sus catálogos en 
unidades del sistema ingles), (Tabla 5). 
Posteriormente, y dependiendo de la presurización que se definió para cada 
área se halla el caudal de suministro o extracción que se requiere obtener 
para el mínimo número de cambios de aire por hora (Tabla 5); para este cálculo 
se utiliza la ecuación (1). 
 
 
 
 
 
 
 (2.1) 
Los valores de caudal son aproximados aleatoriamente a cifras enteras por 
encima de valor obtenido con la ecuación (1), para en todo caso cumplir con 
creces los requerimientos mínimos exigidos por la ASHRAE. De esta forma se 
obtendrá un ACH Diseño (Air Changes seleccionados por diseño). 
Tabla 5.a. Dimensiones y caudales zona Urgencias Ingreso Clínica U. Sabana. 
1 3 5 
 No ZONA 
VOLUMEN 
[CU FT] 
CAMBIOS AIRE 
SUM. 
CFM 
RET. 
CFM 
EXH. 
VE‐ 
CFM 
 EXH. 
ESP. 
CFM 
 BAL. 
CFM ACH 
RECOM7. 
ACH 
DISEÑO 
 
 
PISO 1 
 
 
 
S-1 
 
URGENCIAS INGRESO 
 
 
 
 
 101 ACCESO LAVAMANOS QUIRURGICO 1.783 12 14,1 420 
 
‐ 
 
420 
 102 CONSULTORIO 1 892 12 13,5 200 
 
‐ 
 
200 
 
7
 Air Changes Recommended, Mínimo número de cambio de aire, según ASHRAE HANDBOOK-HVAC 
Application, Charter 8 Health-Care Facilities. 
17 
 
 103 CONSULTORIO 2 892 12 13,5 200 
 
‐ 
 
200 
 104 CONSULTORIO 3 892 12 13,5 200 
 
‐ 
 
200 
 105 HIDRATACION 1.810 9 9,9 300 
 
‐ 100 200 
 106 SALA ADULTOS 1.333 12 13,5 300 
 
‐ 100 200 
 107 CONSULTORIO 4 865 12 13,9 200 
 
‐ 
 
200 
 108 CONSULTORIO 5 795 12 15,1 200 
 
‐ 
 
200 
 110 CUARTO DE ASEO 159 16 18,9 - 
 
‐ 50 -50 
 112 SALA ERA 821 12 14,6 200 
 
‐ 100 100 
 113 HIDRATACION 2 980 9 9,2 150 
 
‐ 100 50 
 114 CORREDOR HIDRATACION 2.383 4 5,0 200 
 
‐ 
 
200 
 115 SALA DE ESPERA 6.118 10 11,8 1.000 
 
1.200 
 
-200 
 116 SANITARIO 1 247 10 19,4 - 
 
‐ 80 -80 
 117 SANITARIO 2 247 10 19,4 
 
‐ 80 -80 
 118 SANITARIO 3 247 10 19,4 - 
 
‐ 80 -80 
 119 SANITARIO 4 247 10 19,4 - 
 
‐ 80 -80 
 120 ADMISIONES 1.006 12 19,7 200 
 
‐ 
 
200 
 121 TRIAGE 1 459 12 19,6 100 
 
150 
 
-50 
 122 TRIAGE 2 459 12 19,6 100 
 
150 
 
-50 
 123 LOCUTORIO 459 9 13,1 100 
 
‐ 
 
100 
 124 DUCHA 980 10 5,5 - 
 
‐ 90 -90 
 125 SANITARIO 5 274 10 17,5 - 
 
‐ 80 -80 
 126 SANITARIO 5 274 10 17,5 - 
 
‐ 80 -80 
 127 SALA DE ESPERA 1 980 9 12,2 
 
200 
 
-200 
 128 CORREDOR ADMISIONES 1.995 6 25,9 
 
 400 -400 
 SUBTOTAL 
 
 
 
4.070 2.100 1.020 
 Fuente: autor 
 
Tabla 5.b. Dimensiones y caudales zona Urgencias Adultos Clínica U. Sabana. 
1 3 5 
 No ZONA 
VOLUMEN 
[CU FT] 
CAMBIOS AIRE 
SUM. 
CFM 
RET. 
CFM 
EXH. 
VE‐ 
CFM 
 EXH. 
ESP. 
CFM 
 BAL. 
CFM ACH 
RECOM. 
ACH 
DISEÑO 
S‐2 URGENCIAS ADULTOS 
 200 DORMITORIO HOMBRES 918 6 6,5 100 
 
‐ 
 
100 
 201 SALA DE DESCANSO 1.501 6 8,8 150 
 
150 
 202 DORMITORIO MUJERES 3.372 6 6,0 340 
 
340 
 203 SANITARIO HOMBRES 468 10 11,5 ‐ 
 
‐ 90 -90 
 204 SANITARIO MUJERES 468 10 11,5 ‐ 
 
‐ 90 -90 
 205 LOCKERS 512 8 11,7 
 
100 
 
-100 
 206 JUNTAS MEDICAS 1.139 4 5,3 100 
 
‐ 
 
100 
 207 CUARTO DE ASEO 344 16 33,1 ‐ 
 
100 
 
-100 
 209 ALM. RESIDUOS 344 16 33,1 ‐ 
 
100 
 
-100 
 210 HALL Y ESTACION ENFERMERAS 6.144 9 11,9 1.220 
 
‐ 
 
1.220 
 211 SANITARIO MEDICOS 1 141 12 21,3 ‐ 
 
‐ 50 -50 
 212 SANITARIO MEDICOS 2 141 12 21,3 ‐ 
 
‐ 50 -50 
 213 OBSERVACION ADULTOS 4.370 15 16,5 1.200 
 
‐ 
 
1.200 
 214 CUBICULO 1 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 215 CUBICULO 2 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 216 CUBICULO 3 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 217 CUBICULO 4 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 218 CUBICULO 5 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 219 CUBICULO 6 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
18 
 
 220 CUBICULO 7 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 221 CUBICULO 8 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 222 CUBICULO 9 344 10 17,4 100 
 
‐ 
 
100 
 223 ESCLUSA C 9 168 10 42,9 ‐ 
 
120 
 
-120 
 224 CUBICULO 10 344 10 17,4 100 
 
‐ 
 
100 
 225 ESCLUSA C 10 168 10 42,9 ‐ 
 
120 
 
-120 
 226 SANITARIO ADULTOS H 441 10 13,6 ‐ 
 
‐ 100 -100 
 227 SANITARIO ADULTOS M 441 10 13,6 ‐ 
 
‐ 100 -100 
 228 TRABAJO SUCIO 159 20 30,2 ‐ 
 
80 
 
-80 
 229 SANITARIO ADULTOS H 124 10 34,0 ‐ 
 
‐ 70 -70 
 230 SANITARIO ADULTOS M 124 10 34,0 ‐ 
 
‐ 70 -70 
 231 PREPARACION MEDICAMENTOS 238 8 20,2 80 
 
‐ 
 
80 
 232 CUBICULO 16 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 233 CUBICULO 17 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 234 CUBICULO 18 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 235 CUBICULO 19 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 236 CUBICULO 20 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 
 
SUBTOTAL 
 
3.390 
 
1530 620 
 Fuente: autor 
 
Tabla 5.c. Dimensiones de la zona Urgencias Pediátricas Clínica U. Sabana. 
1 3 5 
 No ZONA 
VOLUMEN 
[CU FT] 
CAMBIOS AIRE 
SUM. 
CFM 
RET. 
CFM 
EXH. 
VE‐ 
CFM 
 EXH. 
ESP. 
CFM 
 BAL. 
CFM ACH 
RECOM. 
ACH 
DISEÑO 
S‐3 
 
URGENCIAS PEDIATRICA 
 
 
 300 RECEPCION PEDIATRIA 962 12 12,5 200 
 
‐ 
 
200 
 301 DISPONIBLE RECEPCION 309 12 19,4 ‐ 
 
‐ 100 -100 
 302 HIDRATACION PEDIATRIA 1.271 12 13,2 280 
 
280 
 
280 
 303 OBSERVACION PEDIATRIA 1.995 15 15,0 500 
 
‐ 
 
500 
 304 CUBICULO 11 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 305 CUBICULO 12 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 306 CUBICULO 13 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 307 CUBICULO 14 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 308 CUBICULO 15 512 6 8,2 ‐ 
 
70 
 
-70 
 308 ESPERA 1 PEDIATRIA 1.333 9 13,5 200 
 
300 
 
-100 
 309 PROCEDIMIENTOS PEDIATRIA 1.024 15 16,4 280 
 
280 
 310 SANITARIO PEDIATRIA 1 44110 13,6 ‐ 
 
‐ 100 -100 
 311 CONSULTORIO PEDIATRIA 1.024 12 12,9 220 
 
220 
 312 CONSULTORIO PEDIATRIA 1.024 12 12,9 220 
 
220 
 313 TRIAGE PEDIATRIA 477 12 30,2 220 
 
240 
 
-20 
 314 CORREDOR PEDIATRIA 2.039 4 5,9 200 
 
‐ 
 
200 
 316 ADMISIONES PEDIATRIA 477 12 15,1 120 
 
‐ 
 
120 
 317 SANITARIO PEDIATRIA 2 247 10 19,4 ‐ 
 
‐ 80 -80 
 318 SANITARIO PEDIATRIA 3 247 10 19,4 ‐ 
 
‐ 80 -80 
 319 LACTARIO 1.006 12 11,9 200 
 
‐ 
 
200 
 320 SANITARIO PEDIATRIA 4 203 10 29,6 ‐ 
 
‐ 100 -100 
 321 SANITARIO PEDIATRIA 5 203 10 29,6 ‐ 
 
‐ 100 -100 
 322 SALA DE ESPERA 5.508 9 9,3 850 
 
330 
 
520 
 SUBTOTAL 
 
 
 
3.490 1.270 560 
 Fuente: autor 
 
19 
 
 
Tabla 5.d. Dimensiones y caudales zona Urgencias Procedimientos Clínica U. 
Sabana. 
1 3 5 
 
No ZONA 
VOLUMEN 
[CU FT] 
CAMBIOS AIRE 
SUM. 
CFM 
RET. 
CFM 
EXH. 
VE‐ 
CFM 
EXH. 
ESP. 
CFM 
BAL. 
CFM 
ACH 
RECOM. 
ACH 
DISEÑO 
S‐4 
 
PROCEDIMIENTOS 
 
 
400 HALL PROCEDIMIENTOS 1.077 9 12,3 ‐ 
 
220 
 
-220 
 
402 PROCEDIMIENTO 1 521 15 19,6 170 
 
‐ 
 
170 
 
404 PROCEDIMIENTO 2 521 15 19,6 170 
 
‐ 
 
170 
 
406 PROCEDIMIENTO 3 521 15 19,6 170 
 
‐ 
 
170 
 
408 PROCEDIMIENTO 4 521 15 19,6 170 
 
‐ 
 
170 
 
410 CUBICULO 353 10 17,0 ‐ 
 
100 
 
-100 
 
412 ASEPTICOS 689 15 17,4 200 
 
‐ 
 
200 
 
414 INYECTOLOGIA 644 15 18,6 200 
 
‐ 
 
200 
 
415 MEDICAMENTOS 185 6 32,4 100 
 
‐ 
 
100 
 
SUBTOTAL 
 
1.180 
 
320 
 
Fuente: autor 
Es de aclarar que algunas áreas manejan un caudal de suministro como de 
extracción dado que cuenta con un baño en su interior por el cual se extraerá 
aire del área en cuestión, ejemplo de estos son Hidratación-Ingreso, salas de 
espera del área de ingreso y de pediatría. En la última columna a la derecha 
de la tabla se presenta el valor Balance de área acompañado de un signo el 
cual indica si el área quedara con una presión positiva o negativa con respecto 
al área contigua. 
Podemos ver que los suministros de las áreas de ingreso, adultos y pediatría 
se encuentran en valores cercanos y elevados, dado por la dimensión y el 
número de cuartos que requerirán ventilar, mientras que el área de 
procedimientos cuenta con un valor significativo de caudal pero proporcional al 
tamaño del área que maneja, esto indica que la selección de un equipo 
exclusivo por cada área sería pertinente en este caso. 
 
2.2. SELECCIÓN DE EQUIPOS PRELIMINAR 
 
Los subtotales de los caudales de suministro (SUM.), extracción general (EXH 
.VE-) y extracción de sanitarios (EXH. ESP) determinados en el numeral 2.1 
son registrados en la tabla 6. Estos valores son revisados a la luz de las 
recomendaciones para Número y selección de equipos presentados en el 
numeral 1.4 zonificación con el fin de definir el número de equipos a instalar. 
 
20 
 
Tabla 6. Caudales determinados paras las diferentes áreas. 
AREA 
SUMINISTRO 
[CFM] 
EXTRACCIÓN 
GENERAL [CFM] 
EXTRACCIÓN SANITARIOS 
[CFM] 
URGENCIAS INGRESO 4070 2100 1020 
URGENCIAS ADULTOS 3390 1530 620 
URGENCIAS PEDIATRICAS 3490 1270 560 
PROCEDIMIENTOS 1180 320 - 
 
Los caudales de extracción en sanitarios, de las áreas de Adultos y Pediatría 
son relativamente pequeños, y dada su cercanía física en la arquitectura serán 
unificados en un solo ventilador extractor. Igualmente la extracción general de 
aire necesaria para el área de procedimientos no amerita la instalación de un 
ventilador propio y esta carga será asumida por el ventilador de extracción 
general del área de adultos que es el que se encuentra más cercano, ya que es 
más costoso ubicar un ventilador exclusivo que aumentar la capacidad en un 
equipo que se va a adquirir. 
Se establece finalmente que el diseño contendrá la siguiente cantidad de 
equipos, que se nombran como sigue: 
 
Tabla 7. Datos de ventiladores para preselección. 
NOMBRE DESCRIPCIÓN 
CAPACIDAD 
CFM 
UV-01 Ventilador suministro urgencias ingreso 4070 
VE-01 Ventilador extracción urgencias ingreso 2100 
UV-02 Ventilador suministro urgencias adultos 3390 
VE-02 Ventilador extracción urgencias adultos 1850 
UV-03 Ventilador suministro urgencias pediátricas 3490 
VE-03 Ventilador extracción urgencias pediátricas 1270 
VS-01 Ventilador suministro procedimientos 1180 
VE-04 Ventilador extracción sanitarios urgencias ingreso 1020 
VE-05 Ventilador extracción sanitarios urgencias adultos y pediatría 1080 
 
Los ventiladores UV-01, VE-01 y VE-04 se ubicaran en el área definida para 
ubicación de equipos R1, el ventilador de suministro VS-01 estará ubicado en 
el área de equipos R2, y los ventiladores restantes UV-02, UV-03, VE-02, VE-
03 y VE-05 se ubicaran en el área de equipos R3, su ubicación ha sido 
escogida por la cercanía con la zona a la cual deberán suplir (Ver anexo 1) 
 
 
21 
 
2.2.1. Tipos de ventiladores utilizados 
 
Los ventiladores que la empresa RGD utiliza para sus proyectos son 
específicos de la marca Loren Cook Company, una empresa Norteamericana 
líder en el diseño y manufactura de ventiladores, sopladores, conductos de 
ventilación, sistemas de escape de laboratorios, y ventiladores de recuperación 
de energía. 
Sus productos cumplen con estándares internacionales como la ISO 9001, 
Energy Star (certificación sobre uso eficiente de la energía), Certificados de la 
AMCA (Asociación Internacional del Movimiento y Control del Aire), y sus 
equipos se encuentran avalados por la Consultora de Seguridad y Certificación 
UL (Underwinter Laboratorios). 
 
 
 
Figura 1. Fuente: www.lorencook.com 25 abril de 2015. 
 
Es su página oficial de internet, la empresa provee abiertamente información de 
sus equipos, software de selección de ventiladores, modelos en formato CAD 
de sus productos, y otras herramientas que facilitan el uso de sus productos en 
cálculos y diseños. 
 
2.2.1.1. PLC: Centrifugal Plenum Fan. 
 
Este modelo de ventiladores se utilizarán en los equipos de suministro UV-01, 
UV-02 y UV-03. Las principales razones para su selección son: 
 La posibilidad de montarlos en 
un acople directo (Direct Drive) entre el 
motor y el impulsor, evitando así el uso 
1.a. Logo empresa Loren Cook 1.b. Certificados empresa Loren Cook 
http://www.lorencook.com/
 
22 
 
de correas que con el tiempo sufren 
desgaste y sueltan partículas hacia los 
filtros principales. 
 La fácil adaptación de éstos 
dentro de los compartimientos cerrados 
utilizados para la distribución de aire 
(Manejadoras de Aire) que contienen 
los filtros y a los cuales se acopla los 
ductos de descarga. 
 La posibilidad de controlar la 
velocidad de rotación del motor a 
través de un variador de frecuencia, 
para mantener las condiciones de 
operación en su punto óptimo. 
 
2.2.1.2. CPS: Centrifugal Utility Blower 
 
Este modelo de ventiladores se utilizarán en los equipos de extracción VE-01, 
VE-02, VE-03, VE-04 y VE-05. Las principales razones para su selección son: 
 En comparación con otros 
equipos utilizados usualmente para 
extracción en sistemas industriales 
como los hongos, estos poseen una 
vida media más alta. 
 Aunque son relativamente 
costosos los ventiladores del tipo CPS, 
son mucho más robustos y resistentes. 
 Las labores de mantenimiento 
para estos ventiladores son bastante 
cómodas debido a la facilidad de 
acceso al impulsor y a la transmisión. 
 
2.2.1.3. SNQ-HP: Centrifugal Square Inline-High Pressure. 
 
Este modelo de ventilador se utilizará en el equipo de suministro VS-01 dado 
que este ventilador tiene una demanda de aire muy por debajo de la 
presentadas por los equipos UV-01, UV-2 y UV-3. Las principales razones parasu selección son: 
Figura 2. Ventilador Modelo PLC. 
Tomado de 
http://www.lorencook.com/sqn.asp 
Figura 3. Ventilador Modelo CPS. 
Tomado de http://lorencook.com/cp.asp 
 
23 
 
 Debido a la baja demanda de caudal y 
una relativa alta presión estática para 
este equipo, los modelos de ventilador 
SNQ tienen mayor eficiencia que los 
ventiladores de referencia PLC, los cuales 
están diseñados para obtener máximas 
eficiencias con caudales superiores a los 
2000 cfm y presión estática arriba de 2.0 
inwg (ver figura 5). 
 
 Son equipos de menor costo, un 
modelos SNQ es cerca del 20% más 
económicos que un PLC que ofrezca las 
mismas condiciones de flujo (basado en 
los datos del Software Compute A-Fan 
v9.5). 
 En los datos de catálogo8 de este 
modelo podemos confirmar que esta 
disponible en caudales desde 1000 hasta 
26000 cfm, con presiones estáticas desde 
0,25 hasta 5 inwg. 
 Estos ventiladores vienen 
incorporados en una estructura adecuada 
para la instalación de los filtros 
necesarios en forma de módulos que se 
acoplan a la misma evitando así la adición 
de una unidad manejadora. 
 
 
2.2.2. Presión Estática. 
 
Al circular un flujo de aire dentro de un conducto se producen fricciones y 
turbulencias que consumen energía. Un ventilador proporciona en forma de 
presión, la energía necesaria para vencer estas pérdidas. 
La presión de un flujo de aire en movimiento se denomina presión total TP, la 
cual incluye la presión necesaria para mantener en movimiento el aire, 
 
8
 Disponible en la página oficial de Loren cook Company, www.lorencook.com 
Figura 4. Ventilador Modelo 
SNQ-HP. Tomado de 
http://www.lorencook.com/sqn.a
sp 
 
24 
 
denominada presión velocidad VP y la presión necesaria para vencer las 
fricciones en ductos, conexiones y equipos, denominada presión estática SP. 
En la tabla 8 se muestran, por los principales conceptos el valor de las 
pérdidas o caídas de presión estática preliminares en pulgadas de columna de 
agua (inwg), necesarios para la selección de los ventiladores, para luego hacer 
la sumatoria de cada una y determinar el valor total de presión estática que 
debe vencer cada equipo y con el cual se hará su selección por catálogo. 
 
 
Tabla 8, Presión estática de los equipos. 
EQUIPO 
PREFILTRO 
inwg 
POSFILTRO 
inwg 
LONGITUD 
MEDIA FT 
TRAMO 
RECTO 
inwg 
ACCESORIOS 
inwg 
ELEMENTO 
FINAL 
inwg 
DAMPER 
DE 
GRAVEDAD 
inwg 
Total 
INWG 
UV-01 0,6 1,2 166,8 0,25 0,12 0,09 2,26 
VE-01 68,6 0,10 0,05 0,09 0,4 0,64 
UV-02 0,6 1,2 129,1 0,19 0,10 0,09 2,18 
VE-02 160,7 0,24 0,12 0,09 0,4 0,85 
UV-03 0,6 1,2 146,8 0,22 0,11 0,09 2,22 
VE-03 209,6 0,30 0,15 0,09 0,4 0,94 
VS-01 0,6 1,2 95,4 0,14 0,07 0,09 2,10 
VE-04 128,7 0,19 0,10 0,09 0,4 0,78 
VE-05 158,4 0,24 0,12 0,09 0,4 0,85 
 
 Pérdida por Prefiltro equivalente a la vida media (60%), basado en 
especificaciones de fabricante (Anexo 1). 
 Pérdida por Posfiltro equivalente a la vida media (70%) basado en 
especificaciones de fabricante (Anexo 2). 
 La longitud presente en la tabla obedece a la distancia media desde la 
ubicación espacial de cada equipo, determinada en el plano de 
zonificación de áreas anexo 1, hasta el área más alejada o de más 
difícil acceso según sea el caso, medido sobre planos arquitectónicos en 
medio magnético. 
 La pérdida por tramo recto se calcula multiplicando la longitud media, 
por una constante de 0,15 inwg por cada 100 pies de ducto la cual es 
asumida por ser un valor medio dentro de los datos efectivos que se 
encuentran en los cálculos reales. 
 La pérdida por accesorios se asume como 50% de la pérdida por tramo 
recto. 
 Pérdida media de 0,09 inwg generada en los elementos de distribución 
final del aire; difusores o rejillas. 
 En equipos de extracción se ubica un dámper de gravedad en la boca de 
salida, para impedir el retorno del aire exterior, que equivale a una 
 
25 
 
EL DIÁMETRO DE RODETE 
SELECCIONADO ES 21.0” 
AUNQUE ES DE ACLARAR 
QUE EL RODETE DE 19.5” 
TAMBIEN CUMPLIRIA 
CON LA DEMANDA. 
pérdida 0,4 inwg, este dato es provisto por el fabricante de los equipos 
ventiladores a utilizar al hacer contacto directo con el comprador. 
 
2.2.3. Selección de ventiladores por catálogo y Software. 
 
2.2.3.1. Ejemplo UV-01. 
Habiendo definido el tipo de ventilador a usar para este equipo, se procede a 
seleccionar el ventilador del catálogo del modelo (PLC) disponible en la página 
oficial de Loren Cook company. 
Lo primero a definir será el tamaño del rodete que a la velocidad de rotación 
preferible (1770 para aprovechar al máximo el motor) provee el caudal y la 
presión estática demandados. 
 
 Caudal: 4470 CFM; 
 Presión Estática: 2,26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5: Grafica de selección de rodete para ventiladores Loren Cook, PLC. 
Tomado de PLC CATALOG Pag 9. 
 
 
26 
 
 
Seguidamente de la página 14 del PLC CATALOG extraemos los datos que el 
ventilador ofrece con las características ya definidas: 
 
Modelo 210 PLC 17 
Wheel Diameter 21" 
Wheel Type Airfoil 
Tip Speed (FPM) 5.50 x RPM = 9735 
Max. BHP = .83 x (RPM/1000)3 =4.6 
Inlet Area - 2.69 Sq. Ft. 
Outlet Area - 3.00 Sq. 
Ft. 
3.48 Sq. Ft. 
Outlet Velocity (FPM) CFM/3.48=1284 
 
 La otra forma de seleccionar ventiladores de una manera mucho más 
rápida y precisa, la ofrece la empresa Loren Cook a través del software 
Compute-A-Fan versión 9.5, que puede ser descargado de forma libre 
desde su página oficial. A través del software es posible obtener las 
curvas características de cada ventilador así como las dimensiones 
principales de los mismos. 
 A continuación se presenta el proceso y los resultados para el equipo 
 UV-01. 
 
1. En el entorno de 
trabajo del software 
se escoge la opción 
selección por tipo; en 
la ventana emergente 
seleccionamos el 
modelo del ventilador, 
para este caso PLCD 
y se da clik en Next.
 
 
 
 Figura 6.A. Entorno de trabajo Computer-A-Fan 
 
27 
 
2. Seguidamente se 
ubican los datos 
demandados por el 
sistema y se da clik 
en Next. 
 
 
 
 
 
 
3. Finalmente el 
programa ofrece 
varias opciones que 
cumplen con los 
requerimientos de las 
cuales se selecciona 
una y se procede a 
hacer click en View 
Curve. 
 
 
2.2.3.2. Equipos de suministro preliminares. 
Hallados mediante el Software Compute-A-Fan versión 9.5. 
Tabla 9. Datos equipos de suministro preliminares faltantes. 
 UV-02 UV-03 VS-01 
Modelo 195 PLC 17 195 PLC 17 150 SQN-HP 
Wheel Diameter 19.5" 19.5" - 
CFM 3490 3390 1180 
Static Pressure in.wg 2.18 2.22 2.10 
Fan RPM 1725 1725 2306 
Power HP 2.25 2.2 0.83 
Motor HP 3 3 1 
Outlet Velocity (FPM) 1491 1486 424 
Tip Speed (FPM) 8806 8806 9055 
 
Figura 6.C. Curva del ventilador seleccionado dada 
por el Computer A-Fan. 
 
Figura 6.B. Registro de datos en el Software 
 
28 
 
2.2.3.3. Equipos de extracción preliminares. 
Hallados mediante el Software Compute-A-Fan versión 9.5. 
Tabla 10. Datos equipo extracción preliminares faltantes VE-01. 
 VE-01 VE-02 VE-03 VE-04 VE-05 
Modelo 135 CPS 130 CPS 120 CPS 120 CPS 120 CPS 
CFM 2100 1850 1220 1110 1120 
Static Pressure in.wg 0.64 0.85 0.94 0.78 0.85 
Fan RPM 1479 1763 1846 1681 1725 
Power HP 0.25 0.42 0.28 0.21 0.22 
Motor HP 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 
Outlet Velocity (FPM) 1420 1751 1456 1325 1337 
Tip Speed (FPM) 5227 6230 5799 5281 5419 
 
2.3. TRAZADO DE DUCTOS 
 
2.3.1. Terminales de distribución y Trazado de ducto a línea. 
 
Son los elementos finales de distribución del aire de la red de ductos, estos 
son instalados en techos o paredes, se encuentran comercialmente difusores 
para suministro y rejillas extracción de aire. 
 Difusores: Estos son elementos de sección cuadrada ubicados en techo 
con un patrón de distribución de 360º, cuentan cuello de entrada circularal cual se acopla la red de ductos usualmente con ductos de tipo flexible. 
Comercialmente la sección cuadrada de estos elementos se encuentra 
de dos medidas: 300X300mm (equivalente a 12”X12”) con diámetros de 
cuello de 6” y 8”; y de 600x600mm (equivalente 24”X24”) con diámetros 
de cuello que van desde los 6” hasta 15”. En el anexo 4 se encuentra 
una tabla expedida por un fabricante donde se encuentran las 
características principales de los difusores de techo. 
 
 Rejillas. Son elementos utilizados en la extracción de aire o suministro 
de mismo, éstas comercialmente se encuentran en geometría 
rectangular. Las rejillas son aptas para montaje tanto en pared como 
techo dado que el patrón del movimiento del aire que generan es 
perpendicular a la superficie de la misma. El acople de las rejillas de 
retorno de aire se realiza a través de una caja metálica de iguales 
dimensiones a la rejilla, previamente grafada al respectivo ducto. En el 
anexo 5 se presenta una tabla expedida por un fabricante con 
características y dimensión de algunas rejillas. 
 
29 
 
En cada una de las áreas definidas en las Tablas 4, se ubican los elementos 
de distribución final de aire rejillas o difusores. Donde los difusores de techo 
deben ir centrados a la geometría del área dado su patrón de distribución de 
aire, y las rejillas en la diagonal opuesta a la puerta para generar una 
extracción uniforme en el área. (ver anexo 15 a 18) 
En los planos de la construcción se traza a modo de líneas de espesor continuo 
la ruta que seguirá la ducteria desde la ubicación física del equipo hasta cada 
una de las terminales previamente definidas (anexo 6 a 8) siguiendo estas 
precauciones: 
 Evitar entrecruzamientos de redes de ductos principales debido a una 
restricción de espacio, entre la placa de piso superior y la altura del 
falso techo de la sala de urgencias. 
 Evitar trazar ruta a través de vigas o dejar las redes principales de ducto 
muy cerca a las mismas. 
 Procurar utilizar el menor número de accesorios posible. 
 No trazar rutas longitudinales a lo largo de paredes ni muy cercanas a 
ellas. 
 Evitar el uso de accesorios de acoplamiento cerrado ya que se sabe 
poco sobre los coeficientes de pérdida resultantes 
 
2.3.2. Dimensionamiento de Ductos. 
 
Los ductos utilizados comúnmente en la industria pueden tener áreas de 
sección transversal circular, rectangular u ovalada, los cuales se pueden 
encontrar fabricados de materiales como lámina de aluminio, plástico PVC, 
lámina de acero galvanizada lisa, lámina galvanizada rolada en espiral, acero al 
carbón sin revestimiento, fibra de vidrio, etc. 
Las dimensiones comúnmente encontradas y fabricadas comercialmente, están 
definidas por estándares de la Asociación estadounidense de contratistas de 
Chapa metálica y aire acondicionado SMACNA por sus siglas en inglés, los 
ductos circulares por ejemplo se encuentran comercialmente desde 4 hasta 20 
pulgadas de diámetro con incrementos de 1 pulgada, y desde 20 hasta 50 
pulgadas con incrementos de 2 pulgadas, organiza bastante la tarea del diseño 
de ductos, guiando y estandarizando su proceso. 
En primera medida se debe dividir el trazado de cada sistema de ductos hecho 
en el punto anterior en secciones que serán numeradas, las secciones son 
establecidas por el cambio de flujo, es decir que disminuya o aumente el caudal 
 
30 
 
que fluye por el tramo de ducto. Esta numeración deberá iniciarse desde los 
terminales de distribución hasta la llegada a cada equipo. 
El objetivo del dimensionamiento de ductos es en primer lugar, determinar los 
diámetros y las longitudes de los diferentes tramos de ducto, y a su vez 
establecer la pérdida de presión estática que el ventilador deberá suplir para 
hacer funcionar el sistema. 
Se comienza a realizar el dimensionamiento de los ductos desde la sección 
más lejana, haciendo uso de una carta de fricción para ductos redondos 
comúnmente utilizadas (primera terminal de distribución), para este caso se 
utilizara la carta presentada en el capítulo 21 del 2009 ASHRAE Handbook- 
Fundamentals, conociendo el caudal de esta terminal (Item 2.1.) buscamos en 
la carta de fricción que diámetro de ducto conduce este caudal a una velocidad 
apropiada para un ducto secundario en este caso: 
 
Velocidad Máxima en ductos Principales: 1500-1960 FPM 
Velocidad Máxima en ductos secundarios: 1200-1400 FPM 
 
Conociendo el caudal y el diámetro se dimensiona finalmente el elemento 
terminal haciendo uso de los catálogos de fabricante presentes en los anexos 4 
y 5, cuidando que las velocidades se salida no excedan los recomendados en 
la tabla 11, por criterios de ruido (Tipo de Local: Teatros-Oficinas). 
 
Tabla 11. Valores máximos admisibles de velocidad en terminales 
TIPO DE LOCAL 
Velocidad inyección Velocidad inyección 
máxima para máxima para 
REJAS DIFUSORES 
Estudio de redio difusión- bibliotecas 100/150 m/min 180/200 m/min 
Viviendas- hoteles 150/200 m/min 200/250 m/min 
Teatros-- oficinas 150/300 m/min 300/350 m/min 
Industrias 400/600 m/min 400/600 m/min 
Fuente. Acondicionamiento térmico de edificios, 2005. Pag 215 
 
Seguidamente es posible determinar la velocidad exacta de flujo por esta 
sección mediante la ecuación 2.1. 
 (2.1) 
 
31 
 
En casos donde el diámetro de ducto supere las 10 in, se hace necesario 
seleccionar un ducto de sección trasversal equivalente, con una altura de 10 in 
o inferior, ya que esta altura superaría los 40 centímetros disponibles entre la 
placa del techo y el cielo raso; Para este paso se hace uso de la tabla de 
ductos equivalentes presentada en la página 210 de 2009 ASHRAE Handbook- 
Fundamentals. 
Habiendo terminado de dimensionar la ducteria (ver anexo 19 a 21) se procede 
a realizar los cálculos necesarios para determinar la presión estática del 
sistema, , que equivaldrá a la sumatoria de la presión total del tramo directo 
de mayor valor, , menos la presión de velocidad dada a la salida del 
ventilador ecuación 2.2 
 (2.2) 
 
De forma individual se halla la presión total de cada sección como la suma 
de las pérdidas por fricción , pérdidas dinámicas y por elemento 
terminal . 
 Pérdidas por fricción : Las pérdidas por fricción son debidas a la 
viscosidad del fluido y resultan de intercambio de momentum entre las 
moléculas (en flujo laminar) o entre partículas individuales de capas de 
fluido adyacentes que se mueve a diferentes velocidades (en flujo 
turbulento). Las pérdidas por fricción se producen a lo largo de toda la 
longitud del conducto9. 
De esta formase tiene: 
 
 (2.3) 
 Dónde: es la longitud de la sección de ducto y el factor de fricción de 
 por cada 100 ft de ducto en dicha sección. 
 Pérdidas Dinámicas : Las pérdidas dinámicas son el resultado de las 
perturbaciones del flujo causado por equipos montaje en conductos y 
accesorios (por ejemplo, entradas, salidas, codos, transiciones y 
uniones) que cambian de dirección y/o área la trayectoria de flujo de 
aire. (1994) analizan los parámetros que afectan a la resistencia del 
fluido de accesorios y se presentan coeficientes de pérdidas locales en 
tres formas: tablas, curvas y ecuaciones10. 
Se tiene entonces que: 
 
9
 2009 ASHRAE Handbook- Fundamentals, Chapter 21, pag 21,6 
10
 2009 ASHRAE Handbook- Fundamentals, Chapter 21, pag 21,9 
 
32 
 
 (2.4) 
 
Donde el término se calcula sumando todos los coeficientes locales 
de pérdidas hallados mediante el uso de las tablas Fitting Loss 
Coefficients presentadas al final del capítulo 21 del 2009 ASHRAE 
Handbook-Fundamentals. 
La presión de velocidad se calcula mediante la ecuación 2.5(2.5) 
 Donde es la velocidad de flujo en la sección y la densidad del aire 
 que para Bogotá equivale a , 
 Pérdidas por elemento terminal . El valor de esta pérdida es 
proporcionado por el fabricante de la rejilla o difusor que se esté 
utilizando cabe señalar que dependerá de las dimensiones del elemento 
el caudal que conduzca y la velocidad de flujo que se tenga. En los 
anexos 4 y 5 se presentan los catálogos de las rejillas y difusores 
utilizados para este ejercicio. 
 
 
2.3.2.1. Cálculo del Sistema de ductos Equipo UV-01. 
 
Los resultados obtenidos para el sistema de ductos del equipo UV-01 son 
presentados en las tablas 19. 
 
Tabla 12. Dimensionamiento de ductos equipo UV-01 
 DUCT SUMMARY DUCT TOTAL SECTION 
DUCT SIZE EQUIVALENT VELOCITY DUCT OF FITTING PRESSURE PRESSURE PRESSURE 
SECTION DUCT AIRFLOW ROUND DUCT SIZE VELOCITY PRESSURE LENGTH LOSS LOSS/100 ft LOSS, LOSS, 
 (No ZONA) ELEMENT cfm in (RECTANGULAR) fpm in. Wg ft COEFFICIENT in. wg in.wg in. Wg 
 
 
 
1 (113) DUCT 150 6 150 763,9 11,0 0,148 0,016 
 FITTING 150 0,027 0,3 0,009 
 DIFFUSER 150 12X12 d6 0,080 0,10 
2 (112) DUCT 200 6 150 1018,6 
 
6,0 
 
0,251 0,015 
 FITTING 200 
 
0,048 
 
0,99 
 
0,047 
 DIFFUSER 200 12X12 d6 
 
0,127 0,189 
3 DUCT 350 8 200 1002,7 8,6 0,171 0,015 
 FITTING 350 0,046 0,14 0,006 0,021 
4 (108) DUCT 200 6 
 
1018,6 
 
6,1 
 
0,251 0,015 
 FITTING 200 
 
0,048 
 
1,24 
 
0,059 
 DIFFUSER 200 12X12 d6 
 
0,127 0,202 
5 DUCT 550 10 250 1008,4 4,8 0,131 0,006 
 FITTING 550 0,047 0,35 0,016 0,023 
6 (114) DUCT 200 6 150 1018,6 
 
6,7 
 
0,251 0,017 
 
33 
 
 FITTING 200 
 
0,048 
 
1,03 
 
0,049 
 DIFFUSER 200 12X12 d6 
 
0,127 0,193 
7 DUCT 750 12 (500x175) 954,9 21,0 0,095 0,020 
 FITTING 750 0,042 1,69 0,071 0,091 
8 (107) DUCT 200 6 150 1018,6 
 
3,608 
 
0,251 0,009 
 FITTING 200 
 
0,0478 
 
1,03 
 
0,049 
 DIFFUSER 200 12X12 d6 
 
0,127 0,185 
9 DUCT 950 13 (500x200) 1030,6 1,64 0,251 0,004 
 FITTING 950 0,049 1,15 0,056 0,060 
10 (115) DUCT 500 10 250 916,7 
 
21,32 
 
0,110 0,023 
 FITTING 500 
 
0,039 
 
1,14 
 
0,044 
 DIFFUSER 500 24X24 d10 
 
0,096 0,164 
11 (106) DUCT 150 6 150 763,9 2,3 0,148 0,003 
 FITTING 150 0,027 1,14 0,031 
 DIFFUSER 150 12X12 d6 0,080 0,11 
12 (115) DUCT 500 10 250 916,7 
 
21,6 
 
0,110 0,024 
 FITTING 500 
 
0,039 
 
1,14 
 
0,044 
 DIFFUSER 500 24X24 d10 
 
0,096 0,164 
13 (106) DUCT 150 10 275,0 4,0 0,012 0,000 
 FITTING 150 0,003 1,14 0,004 
 DIFFUSER 150 12X12 d6 0,080 0,084 
14 DUCT 2250 18 (750X250) 1273,2 
 
7,5 
 
0,098 0,007 
 FITTING 2250 
 
0,075 
 
1,15 
 
0,086 0,093 
15 (105) DUCT 150 6 763,9 4,6 0,148 0,007 
 FITTING 150 0,027 1,18 0,032 
 DIFFUSER 150 12X12 d6 0,080 0,118 
16 (105) DUCT 150 6 
 
763,9 
 
2,0 
 
0,148 0,003 
 FITTING 150 
 
0,027 
 
1,18 
 
0,032 
 DIFFUSER 150 12X12 d6 
 
0,080 0,115 
17 DUCT 2550 19 (900X250) 1295,1 21,0 0,095 0,020 
 FITTING 2550 0,077 1,3 0,100 0,120 
18 (104) DUCT 200 6 
 
1018,6 
 
3,28 
 
0,148 0,005 
 FITTING 200 
 
0,048 
 
1,18 
 
0,056 
 DIFFUSER 200 12X12 d6 
 
0,127 0,188 
19 DUCT 2750 19 (900X250) 1396,7 13,94 0,148 0,021 
 FITTING 2750 0,090 0,18 0,016 0,037 
20 (101) DUCT 210 6 
 
1069,5 
 
10,99 
 
0,275 0,030 
 FITTING 210 
 
0,053 
 
0,32 
 
0,017 
 DIFFUSER 210 12X12 d6 
 
0,038 0,085 
21 (101) DUCT 210 6 1069,5 5,084 0,037 0,002 
 FITTING 210 0,053 1,82 0,096 
 DIFFUSER 210 12X12 d6 0,038 0,136 
22 DUCT 420 9 
 
950,7 
 
21,65 
 
0,134161 0,029 
 FITTING 420 
 
0,042 
 
0,24 
 
0,010 0,039 
23 (103) DUCT 200 6 1018,6 3,28 0,2509 0,008 
 FITTING 200 0,048 1,82 0,087 
 DIFFUSER 200 12X12 d6 0,038 0,133 
24 (102) DUCT 200 6 
 
1018,6 
 
4,592 
 
0,2509 0,012 
 FITTING 200 
 
0,048 
 
1,82 
 
0,087 
 DIFFUSER 200 12X12 d6 
 
0,038 0,136 
25 DUCT 400 8 1145,9 16,4 0,219 0,036 
 FITTING 400 0,060 1,6 0,098 0,134 
26 DUCT 820 10 
 
1503,4 
 
5,2 
 
0,275 0,014 
 FITTING 820 
 
0,104 
 
1,6 
 
0,167 0,181 
27 DUCT 3570 20 (950X250) 1636,4 11,5 0,137 0,016 
 FITTING 3570 0,123 1,3 0,160 0,176 
28 (120) DUCT 100 4 
 
1145,9 
 
4,03 
 
0,513 0,021 
 FITTING 100 
 
0,060 
 
0,51 
 
0,031 
 DIFFUSER 100 12X12 d6 
 
0,033 0,085 
29 (120) DUCT 100 4 1145,9 11,0 0,513 0,056 
 FITTING 100 0,060 1,8 0,109 
 DIFFUSER 100 12X12 d6 0,033 0,198 
30 DUCT 200 6 
 
1018,6 
 
11,2 
 
0,251 0,028 
 FITTING 200 
 
0,048 
 
0,25 
 
0,012 
31 (122) DUCT 100 6 509,3 1,64 0,070 0,001 
 FITTING 100 0,012 1,82 0,022 
 DIFFUSER 100 12X12 d6 0,021 0,044 
 
34 
 
Fuente: autor 
 
La ruta de ducteria más difícil de vencer para el sistema y con la cual se 
determinará la presión estática del ventilador, es la que recorre desde la salida 
del equipo hasta el difusor de la sección 1 con un valor de presión total en el 
sistema de ductos de 0,833 in wg. 
A los 0,833 se suma la pérdida de presión ocasionada por los filtros que 
recordamos es de 0,6 in wg para prefiltro y 1,2 in wg para posfiltro. 
De esta manera la Presión Total del sistema será 2,63 inwg 
La presión estática del ventilador requerido es: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Donde es el caudal suministrado por el equipo y el área de 
salida del ventilador, que para los modelos PLC210 es de (ver sección 
2.2.3.1.) 
Por tanto: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.3.2.2. Cálculo del Sistema de ductos equipos restantes. 
Para ver las tablas de dimensionamiento de ductos de los 8 equipos faltantes 
remitir se a los anexo 9. Se muestran los resultados de ruta de ductos 
32 (121) DUCT 100 6 
 
509,3 
 
9,84 
 
0,251 0,025 
 FITTING 100 
 
0,012 
 
1,82 
 
0,022 
 DIFFUSER 100 12X12 d6 
 
0,021 0,067 
33 (123) DUCT 100 6 509,3 8,59 0,251 0,022 
 FITTING 100 0,012 1,82 0,022 
 DIFFUSER 100 12X12 d6 0,021 0,064 
34 DUCT 500 9 (200X250) 1131,8 
 
13,12 
 
0,185 0,024 
 FITTING 500 
 
0,059 
 
0,32 
 
0,019 
35 DUCT 4070 22 (1200X250) 1541,8 11,48 0,109 0,013 
 FITTING 4070 0,109 0,9 0,099 
 
35 
 
seleccionada para cálculo, pérdida de presión total y pérdida de presión 
estática para ellos en la tabla 13, hallados de igual forma que el equipo UV-01 
(2.3.2.1.) 
 
Tabla 13.Datos de los sistemas de Ductos. 
EQUIPO RUTA PARA 
CALCULO 
PRESION DEL SISTEMA 
DE DUCTOS (in wg) 
PRESION TOTAL DEL 
SISTEMA (in wg) 
PRESION ESTATICA DEL 
VENTILADOR (in wg) 
UV-01 Difusor Sección 1 0,833 2,63 2,567 
UV-02 Difusor sección 9 0,465 2,265 2,202 
UV-03 Difusor sección 1 0,451 2,251 2,189 
VS-01 Difusor sección 2 0,285 2,085 2,08 
VE-01 Rejilla sección 1 0,256 0,656 0,474 
VE-02 Rejilla sección 1 0,382 0,746 0,587 
VE-03 Rejilla sección 1 0,391 0,791 0,686 
VE-04 Rejilla sección 1 0,578 0,978 0,91 
VE-05 Rejilla sección 1 0,658 1,058 0,982 
Fuente: autor 
 
2.3.3. Redimensionamiento de equipos. 
 
Es necesario realizar nuevamente la selección de ventiladores con los valores 
finales de caudal y presión estática determinados en el punto 2.3.2. 
Esta selección de equipos se realiza mediante el software Compute A Fan 
como se mostró en el punto 2.2.3.1. 
 
Tabla 14. Datos equipos finales de suministro. Ver anexo 10 a 13.UV-01 UV-02 UV-03 VS-01 
Modelo 210 PLC 17 195 PLC 17 195 PLC 17 150 SQN-HP 
Wheel Diameter 21.0" 19.5" 19.5" - 
CFM 4070 3390 3490 1180 
Static Pressure in.wg 2.567 2.202 2.22 2.08 
Fan RPM 1725 1725 1725 2263 
Power HP 3.11 2.2 2.26 0.79 
Motor HP 5 3 3 1 
Outlet Velocity (FPM) 1581 1486 1491 424 
Tip Speed (FPM) 9483 8806 8806 8886 
 
 
 
36 
 
Tabla 15. Datos equipo finales de extracción. Ver anexo 14 a 18. 
 VE-01 VE-02 VE-03 VE-04 VE-05 
Modelo 135 CPS 135 CPS 120 CPS 120 CPS 120 CPS 
CFM 2100 1850 1270 1020 1080 
Static Pressure in.wg 0.474 0.587 0.686 0.919 0.982 
Fan RPM 1474 1644 1759 1689 1764 
Power HP 0.39 0.33 0.24 0.21 0.24 
Motor HP 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 
Outlet Velocity (FPM) 1988 1751 1516 1218 1289 
Tip Speed (FPM) 6163 5810 5526 5306 5541 
 
 
37 
 
3. DIMENSIONAMIENTO ELÉCTRICO. 
 
En esta sección se pretende dar una descripción global de los requerimientos a 
nivel eléctrico del sistema. Definiendo los tamaños y características de los 
elementos principales que lo componen, basado en la potencia y consumos de 
los equipos ventiladores que han sido seleccionados en el diseño del sistema 
de ventilación mecánica de las salas de urgencia de la clínica Universidad de 
la Sabana. 
Los requerimientos del sistema eléctricos a establecer serán las cuatro 
funciones básicas para la salida de un motor según lo especifica la norma IEC 
60947: 
 Seccionamiento o aislamiento eléctrico de la red de alimentación 
 Protección contra cortocircuitos 
 Protección eléctrica contra sobre corriente 
 Medio para el accionamiento o comando 
Adicionalmente se establece el calibre del cableado con el cual se hará la 
alimentación de los motores en relación con el consumo de los mismos. 
3.1. EQUIPOS DE SUMINISTRO. 
Teniendo como base la alimentación eléctrica disponible de 230 Voltios 3 fases 
y una frecuencia de 60 Hertz, así como la potencia de los motores de los 
equipos de suministro: 5Hp UV-01, 3Hp UV-02/3 y 1Hp para VS-01, se procede 
a determinar el consumo de amperaje de cada motor según la tabla 16. 
Tabla 16. Promedio de corriente a plena carga y rotor bloqueado para motores 
a.c. (Amperios). 
HP 
RATING 
SINGLE PHASE THREE PHASE 
115 V 208 V 230 V 208 V 230 V 460 V 
Full Locked Full Locked Full Locked Full Locked Full Locked Full Locked 
Load Rotor Load Rotor Load Rotor Load Rotor Load Rotor Load Rotor 
 1/4 5.8 34.8 3.2 19.2 2.9 17.4 
 1/2 9.8 58.8 5.4 32.4 4.9 29.4 2.2 13.2 2.0 12.0 1.0 6.0 
 3/4 13.8 82.8 7.6 45.6 6.9 41.4 3.1 18.4 2.8 16.8 1.4 8.4 
1 16.0 96.0 8.8 52.8 8.9 48.0 4.0 23.1 3.6 21.0 1.8 10.8 
1 1/2 20.0 120.0 11.0 66.0 10.0 60.0 5.7 33.0 5.2 30.0 2.6 15.0 
2 24.0 144.0 13.2 79.2 12.0 72.0 7.5 42.9 6.8 39.0 3.4 19.8 
3 34.0 204.0 18.7 112.0 17.0 102.0 10.6 59.4 9.6 54.0 4.8 27.0 
5 56.0 336.0 31.0 184.8 28.0 168.0 16.7 99.0 15.2 90.0 7.6 45.0 
7 1/2 80.0 480.0 44.0 264.0 40.0 240.0 24.0 145.2 22.0 132.0 11.0 66.0 
10 100.0 600.0 55.0 330.0 50.0 300.0 31.0 184.4 28.0 162.0 14.0 84.0 
15 46.0 277.2 42.0 240.0 21.0 120.0 
20 59.0 345.2 54.0 312.0 27.0 156.0 
Fuente. Johnson Engineering Data Book, Section E 1994. Pag E:7. 
 
38 
 
Determinamos entonces que el consumo de amperaje para los motores a plena 
carga es de: 15.2 A para UV-01, 9.6 A para UV-02/3 y 3.6 A para VS-01. 
 
3.1.1. Seccionamiento y protección contra corto circuito. 
 
Se realiza mediante el uso de un breaker (interruptor termomagnetico), el cual 
es seleccionado haciendo uso de la corriente de protección . 
 (3.1) 
Donde es la corriente nominal o a plena carga determinada en el punto 
anterior. 
Se selecciona el Breaker más cercano por exceso a según los estándares 
comerciales11. 
 UV-01: . Breaker tripolar de 20 A 
 UV-02/3: . Breaker tripolar de 16 A 
 VS-01: . Breaker tripolar de 6 A 
 
3.1.2. Mando y protección contra sobre corriente. 
 
Para los equipos de suministro en estas funciones se utilizaran Variadores de 
Velocidad, los cual tiene la ventaja de permitir una variación en el flujo de aire a 
través del aumento o disminución de la frecuencia de trabajo del motor. 
Esta variación de caudal en los equipos de suministro es vital, ya que estos 
tenderán a disminuir su caudal a medida que los prefiltros y posfiltros se 
saturen e impidan el libre flujo de aire. 
En la selección de los variadores de velocidad los datos relevantes son el 
voltaje y la potencia del motor estos serán escogidos de la marca Allen Bradley, 
en el modelo PowerFlex 4M12. 
 UV-01: 200…240 VAC (50/60 Hz), 5 Hp, Máxima corriente de salida 
17.5 A, No Catalogo 22F-B017N103 
 
11
 Los Breaker fueron consultados en http://www.schneider-electric.com/site/home/index.cfm/co/, 
Página oficial de Schneider Electric el 01 de agosto de 2015. 
12
 Tomados de http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/sg/pflex-
sg002_-es-p.pdf, Guía de selección de variadores de bajo voltaje PowerFlex. Pag 20. Visitado 01 agosto 
de 2015. 
http://www.schneider-electric.com/site/home/index.cfm/co/
http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/sg/pflex-sg002_-es-p.pdf
http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/sg/pflex-sg002_-es-p.pdf
 
39 
 
 UV-02/3: 200…240 VAC (50/60 Hz), 3 Hp, Máxima corriente de salida 
12 A, No Catalogo 22F-B012N103 
 VS-01: 200…240 VAC (50/60 Hz), 1 Hp, Máxima corriente de salida 
4.2 A, No Catalogo 22F-B4P2N103 
 
 
3.1.3. Cableado. 
 
Para este tipo de aplicaciones lo más apropiado es utilizar un cableado con 
aislamiento que proteja de las inclemencias climáticas al conductor, ya sea por 
los cambios de temperatura, trabajo en condiciones de húmedas y mojadas, y 
que posea un retardante de llama para evitar la generación o propagación de 
incendios. 
Uno de los conductores más utilizados para esta aplicación es el tipo THWN 
(Moisture & Heat-Resistant Thermoplastic) apto para trabajar en condiciones 
secas y húmedas, y temperaturas hasta de 90ºC. 
Al realizar la consulta de este tipo de cable en los catálogos del fabricante 
nacional, Centelsa encontramos que este tipo de cable solo se fabrica desde el 
calibre AWG13 14, el cual tiene una capacidad del flujo de corriente de 25 A. 
Volviendo a la sección 3.1. vemos que los consumos de corriente de todos los 
equipos están por debajo de los 25 A, lo que hace que el calibre de cable AWG 
14 sea apropiado para la acometida de cada equipo de suministro. 
 
3.2. EQUIPOS DE EXTRACCIÓN 
 
Recordando la potencia de los motores de los ventiladores de extracción es de 
0.5 Hp funcionado a 230 V, y remitiéndonos a la tabla 16 determinamos que el 
consumo de Amperaje Nominal a plena carga de estos motores es de 2.0 A. 
3.2.1. Seccionamiento y protección contra corto circuito. 
 
Al igual que en el numeral 3.1.1. Esta función se realiza mediante el uso de un 
interruptor temomagnetico o Breaker seleccionado mediante el cálculo de la 
corriente de protección . Ecuación (3.1) 
 
13
 American wire gauge. Referencia de la medida de conductores eléctricos. 
 
40 
 
Se selecciona el breaker más cercano por exceso a según los estándares 
comerciales14. 
Dado que todos los motores tienen el mismo consumo de amperaje la Corriente 
de protección y el breaker para estos será: 
 . 
Breaker tripolar de 6 A 
 
3.2.2. Mando y protección contra sobre corriente. 
 
Los ventiladores extractores no cuentan con filtros que obstruyan el libre flujo 
del aire por lo tanto no es necesario la instalación de variadores de velocidad 
que hagan la tarea de mando y protección contra sobre corriente. En contraste 
se utilizan dos elementos por separados para cada función.Para el mando su utiliza un Contactor tripolar que tenga una corriente de 
manejo igual o superior a la corriente de consumo nominal del motor.15 
Basado en el catálogo del fabricante Schneider Electric el contactor con el valor 
de corriente más bajo es el LC1D09F7 con 9 A, por tanto este será el modelo 
contactor seleccionado para todos los motores. 
La función de protección contra sobre corriente la realiza un Relé Térmico 
tripolar, estos elementos se definen por el rango de amperaje en el cual 
trabajan, de esta forma se selecciona uno en el que este contenido el consumo 
nominal de amperaje del motor en cuestión. Según el catálogo de Schneider 
Electric el Relé necesario para los cinco ventiladores extractores es el LRD07 
que trabaja de 1.6 a 2.5 Amperios. 
 
3.2.3. Cableado 
 
La acometida de alimentación para los motores de los ventiladores extractores 
se deberá realizar en cable THWN calibre AWG 14. Como se explicó en el ítem 
3.1.3. 
 
14
 Los Breaker fueron consultados en http://www.schneider-electric.com/site/home/index.cfm/co/, 
Pagina oficial de Schneider Electric el 01 de agosto de 2015. 
15
 Norma IEC 947-4. Tipos de categorías de empleo y valores de corriente para contactores. 
http://www.schneider-electric.com/site/home/index.cfm/co/
 
41 
 
4. CONTROL DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN MECÁNICA 
 
Este capítulo pretende dar una descripción general de los requerimientos y 
modelo del sistema de control electrónico tipo PLC que comandará todo el 
funcionamiento de los equipos de ventilación antes descritos. 
4.1. PARÁMETROS A MONITOREAR. 
 
El sistema de ventilación requiere que sean conocidos algunos parámetros de 
operación, que permitan determinar el estado del mismo, y así saber cuándo 
tomar medidas sobre las características que no estén en condiciones óptimas 
 Caída de presión en prefiltros y posfiltros: se realiza mediante 
manómetros digitales con display de visualización y salida de señal de 
4–20 mA, marca Dwyer. 
 Caudal de suministro: Usando medidores de caudal Marca Dwyer, con 
señal de salida de 4-20 mA 
 Detector de Humo en los suministros: marca System Sensor, con señal 
de salida contacto seco Normalmente cerrado 
 Switch de flujo positivo en extractores. Para verificación de sentido de 
flujo y encendido, estos elementos cuentan con un contacto de salida 
normalmente abierto. 
 
4.2. VARIABLES DEL SISTEMA CONTROLAR 
 
 Arranque y parada de equipos 
 Caudal de los Equipos de suministro: salida de señal de 4-20 mA 
 
4.3. SELECCIÓN DE PLC 
 
El sistema de control debe recibir (entradas al PLC) en total, 12 señales de 
entrada de 4-20 mA, 2 de contacto seco. Así como disponer de 9 señales de 
contacto seco para accionar los equipos y 4 salidas de 4 a 20 ma, para regular 
el caudal de los equipos de suministro. 
 
 
 
 
42 
 
4.3.1. Modelo: 
Módulo de control marca Schenider Electric Serie Xtruxureware, modelo MNB. 
Tipo semiindustrial, con capacidad de comunicación entre modulos y comando 
desde PC. 
Cuenta con 
 6 Entradas universales (UI) 
 6 Salidas Universales 
Para completar el número de señales de entrada (14) y salidas (que requiere el 
sistema serán necesarios un total de 3 módulos de control.
 
43 
 
5. TABLA DE COSTOS DE MATERIALES Y EQUIPOS 
 
Tabla 17. Costos de materiales y equipos. 
 
UNIVERSIDAD DE LA SABANA SALAS DE URGENCIAS 
TABLA DE COSTOS 
EQUIPOSY ELEMENTOS DEL SISTEMA DE VENTILACION MECANICA 
ITEM DESCRIPCIÓN REFERENCIA UN CANTIDAD 
VALOR 
UNITARIO VALOR TOTAL 
 RESUMEN POR CAPITULOS 
1 UNIDADES MANEJADORES SUMINISTRO LOREN COOK 
 
 $ 25.851.481 
2 VENTILADORES DE EXTRACCIÓN LOREN COOK 
 
 $ 21.434.941 
3 FILTROS ESPECIALES CAMFIL FARR 
 
 $ 594.179 
4 DUCTOS GENERAL 
 
 $ 25.589.165 
5 DIFUSORES Y REJILLAS 
 
 $ 2.064.742 
6 ELEMENTOS ELECTRICOS SCHNEIDER 
 
 $ 1.260.000 
7 VARIADORES DE VELOCIDAD ALLEN BRADLEY 
 
 $ 4.434.000 
8 INTRUMENTACION Y CONTROL 
 
 $ 8.937.843 
 
 
 
 SUBTOTALES $ - $ 90.166.351 
1 UNIDADES MANEJADORES SUMINISTRO
a
 LOREN COOK 
 VENTILADOR EN LINEA CON SECCIÓN DE PREFILTRO MERV 8 
 
 
 Y POSFILTRO MERV 15 
 
 
 UV-01, 210 PLC 17, CFM = 4070 SP = 2.567 BHP = 3.11 
 
UN 1 $ 7.508.118 $ 7.508.118 
 UV-02, 195 PLC 17, CFM = 3390 SP = 2.202 BHP = 2.2 
 
UN 1 $ 7.066.464 $ 7.066.464 
 UV-03, 195 PLC17, CFM = 3490 SP = 2.22 BHP = 2.26 
 
UN 1 $ 7.066.464 $ 7.066.464 
 VS-01, 150 SQN-HP, CFM = 1180 SP = 2.08 BHP = 0.79 
 
UN 1 $ 4.210.435 $ 4.210.435 
 SUBTOTAL POR CAPITULO $ 25.851.481 
2 VENTILADORES DE EXTRACCIÓN
b
 LOREN COOK 
 TIPO INDUSTRIAL CENTRIFUGO 
 
 
 
 
 
 VE-01, 165 CPS, CFM = 2100 SP = 0.474 BHP = 0,39 
 
UN 1 $ 5.034.856 $ 5.034.856 
 VE-02, 135 CPS, CFM = 1850 SP = 0.587 BHP = 0.33 
 
UN 1 $ 4.210.435 $ 4.210.435 
 VE-03, 120 CPS, CFM = 1270 SP = .686 BHP = 0.24 
 
UN 1 $ 4.063.217 $ 4.063.217 
 VE-04, 120 CPS, CFM = 1020 SP = .919 BHP = 0.21 
 
UN 1 $ 4.063.217 $ 4.063.217 
 VE-05, 120 CPS, CFM = 1080 SP = .982 BHP = 0.24 
 
UN 1 $ 4.063.217 $ 4.063.217 
 SUBTOTAL POR CAPITULO $ 21.434.941 
3 FILTROS ESPECIALES
c
 CAMFIL FARR 
 FILTRO DE PANEL MERV 8 
 
 
 24"24"2" 
 
UN 7 $ 19.138 $ 19.145 
 FILTRO TIPO BOLSA MERV 15 
 
 
 24"24"22" 
 
UN 7 $ 82.148 $ 575.034 
 SUBTOTAL POR CAPITULO $ 594.179 
4 DUCTOS 
 DUCTERIA RIGIDA
d
 
 
 
 DUCTO TIPO SPIRODUCTO (CIRCULAR) 
 
KGD 1225 $ 9.306 $ 11.399.850 
 DUCTO TIPO SKINODUCTO (RECTANGULAR) 
 
KGD 1488 $ 9.306 $ 13.847.328 
 DUCTERIA FLEXIBLE
e
 
 
 
 MANGUERA FLEXIBLE DE 6" 
 
m 28,2 
 
 $ 87.094 
 MANGUERA FLEXIBLE DE 8" 
 
m 15,2 
 
 $ 119.894 
 MANGUERA FLEXIBLE DE 10" 
 
m 4,7 
 
 $ 134.999 
 SUBTOTAL POR CAPITULO $ 25.589.165 
 
a
 Valor tomado del Software Compute-A-Fan Versión 9.5 
b
 Valor tomado del Software Compute-A-Fan Versión 9.5 
c
 Costo tomado de cotización ofrecida a RGD S.A.S. el 29 de abril de 2015 por la empresa Protec Inc 
d
 Valor Tomado de cotización solicitada el 11 de agosto de 2015 a la empresa Spiroducto S.A.S. Para ver 
despiece remitirse al anexo 22. 
e
 Costo tomado de cotización ofrecida a RGD S.A.S. el 06 de agosto de 2015 por la empresa Grainger. 
 
44 
 
5 DIFUSORES Y REJILLAS METALAIRE 
 DIFUSORES
f
 
 
 
 12"x12" NECK 6" 
 
UN 40 $ 67.720 $ 2.708.811 
 24"x24" NECK 8" 
 
UN 9 $ 92.747 $ 834.726 
 24"x24" NECK 10" 
 
UN 6 $ 92.747 $ 556.484 
 REJILLAS CUADRADAS DE EXTRACCION
g
 LAMINAIRE 
 
 
 10"X4" UN 3 $ 20.844 $ 62.532 
 12"X6" UN 1 $ 29.529 $ 29.529 
 14"X8" UN 2 $ 38.793 $ 77.586 
 18"X8" UN 2 $ 47.478 $ 94.956 
 20"X10" UN 3 $ 67.743 $ 203.229 
 REJILLAS CIRCULARES EXTRACCION FANTECH 
 CIRCULAR 4"
h
 UN 11 $ 18.700 $ 205.700 
 
 
 
 SUBTOTAL POR CAPITULO $ 2.064.742 
6 ELEMENTOS ELECTRICOS
i
 SCHNEIDER 
 BREAKER TRIPOLAR DE 20 A 
 
UN 1 $ 49.000 $ 49.000 
 BREAKER TRIPOLAR DE 16 A 
 
UN 2 $