Ventilación en Espacios Confinados

Ventilación en Espacios Confinados

La ventilación constituye uno de los controles de ingeniería más importantes durante los trabajos en espacios confinados. Su función principal es mantener una atmósfera respirable, controlar la acumulación de gases inflamables o tóxicos y garantizar que los trabajadores desarrollen sus actividades en condiciones seguras.

Sin embargo, uno de los errores más frecuentes en la industria es considerar que existe un número fijo de renovaciones de aire por hora (ACH) aplicable a todos los espacios confinados. En realidad, la ventilación debe diseñarse a partir de la evaluación del riesgo, considerando el volumen del recinto, el tipo de trabajo, la generación de contaminantes, la presencia de gases y los resultados del monitoreo atmosférico.

En proyectos de construcción civil y minería, donde son habituales los trabajos en tanques, silos, cámaras, galerías, pozos, cajones, espesadores, molinos, celdas, ductos y recipientes industriales, comprender estos principios resulta esencial para prevenir accidentes graves o fatales.

1. La fórmula básica para calcular el caudal de ventilación

El cálculo inicial del caudal requerido se realiza mediante la siguiente expresión:

Donde:

Q = Caudal de ventilación requerido (m³/h o CFM)

V = Volumen del espacio confinado (m³ o ft³)

ACH = Renovaciones de aire por hora (Air Changes per Hour)

Esta ecuación constituye una herramienta práctica para estimar el caudal inicial del ventilador, aunque no reemplaza la evaluación técnica del contaminante presente, tal como lo señala la literatura especializada en ventilación industrial.

2. Cálculo del volumen del espacio confinado

El primer paso consiste en determinar el volumen interno del recinto.

Por ejemplo, para un tanque cilíndrico:

Altura = 6 m

Diámetro = 3 m

Radio = 1.5 m

Aplicando la fórmula del volumen del cilindro:

Equivalente a:

Este valor será la base para calcular el caudal requerido.

3. ¿Qué significa ACH?

ACH (Air Changes per Hour) representa el número de veces que el volumen total del aire de un recinto es reemplazado en una hora.

Aunque muchas guías prácticas utilizan este parámetro, es importante realizar una precisión técnica.

Lo que establece OSHA

La norma OSHA 29 CFR 1910.146, sobre espacios confinados que requieren permiso, no establece un número mínimo de renovaciones por hora.

Lo que exige es que:

la ventilación forzada elimine cualquier atmósfera peligrosa antes del ingreso;

continúe durante toda la permanencia del trabajador;

suministre aire limpio desde una fuente no contaminada;

mantenga condiciones atmosféricas seguras durante toda la intervención.

Por tanto, OSHA regula el resultado que debe obtenerse, pero no fija un valor universal de ACH.

La posición de ACGIH

Una confusión frecuente consiste en atribuir a la ACGIH la recomendación de "20 ACH para espacios confinados".

En realidad, el manual Industrial Ventilation: A Manual of Recommended Practice for Design indica que las renovaciones por hora no constituyen el criterio adecuado para diseñar sistemas destinados al control de contaminantes, ya que el diseño debe considerar:

tasa de generación del contaminante;

toxicidad;

concentración permitida; mecanismo de dispersión; eficiencia de captura.

En consecuencia, el valor de ACH debe considerarse únicamente como una aproximación inicial y nunca como un criterio absoluto de diseño.

4. Valores utilizados en la práctica industrial

Aunque la normativa no establece cifras obligatorias, la experiencia industrial y diversos fabricantes especializados utilizan rangos orientativos.

De manera referencial:

Trabajos ligeros: aproximadamente 6 ACH.

Trabajos con generación moderada de contaminantes: 10 a 12 ACH.

Trabajos pesados o con riesgo de acumulación de gases: 15 a 20 ACH.

Operaciones de mayor riesgo: muchas organizaciones emplean 20 ACH como criterio conservador durante el trabajo continuo.

En actividades de soldadura, corte, oxicorte o esmerilado, la ventilación requerida suele ser considerablemente mayor debido a la elevada generación de humos metálicos.

Del mismo modo, en operaciones de pintura industrial, aplicación de recubrimientos o uso de solventes, el objetivo principal es mantener las concentraciones de vapores inflamables por debajo del 10 % del Límite Inferior de Explosividad (LEL), lo que generalmente requiere caudales superiores.

5. Ejemplo de cálculo del caudal Si se adopta un criterio conservador de 20 ACH para un espacio de 42.4 m³, el caudal requerido será:

En unidades inglesas:

Este cálculo permite seleccionar preliminarmente el ventilador, siempre que posteriormente se verifique mediante monitoreo atmosférico que las condiciones son seguras.

6. Purga previa del espacio confinado

Antes del ingreso de personal, es necesario realizar una purga para desplazar el aire potencialmente contaminado.

Diversos fabricantes especializados en ventilación industrial, como RamFan, recomiendan purgar aproximadamente 7.5 veces el volumen del recinto antes del ingreso.

Aplicando una regla práctica de siete renovaciones:

Para el ejemplo anterior:

Es importante enfatizar que OSHA no establece un tiempo fijo de purga. El ingreso solo puede autorizarse cuando el monitoreo atmosférico confirme que la atmósfera es segura.

7. La ventilación nunca reemplaza el monitoreo atmosférico

Uno de los conceptos más importantes en seguridad industrial es que la ventilación por sí sola no garantiza un ambiente seguro.

Durante toda la intervención deben verificarse, como mínimo:

Oxígeno entre 19.5 % y 23.5 %.

Gases inflamables por debajo del 10 % del LEL.

Concentraciones de contaminantes inferiores a los límites ocupacionales aplicables.

Por ello, el monitoreo inicial, continuo o periódico —según la evaluación del riesgo— forma parte esencial del procedimiento de ingreso.

8. Buenas prácticas

En obras civiles y operaciones mineras se recomienda además:

Utilizar aire proveniente de una fuente limpia y libre de contaminantes.

Dirigir el ducto de impulsión hacia la zona donde se encuentra el trabajador; en espacios verticales, la descarga debe ubicarse cerca del fondo para favorecer el barrido del aire.

Evitar zonas muertas donde puedan acumularse gases.

Emplear ventiladores y equipos eléctricos con protección adecuada cuando exista riesgo de atmósferas inflamables.

Verificar permanentemente el correcto funcionamiento del sistema de ventilación durante toda la intervención.

Integrar la ventilación con el permiso de trabajo, el monitoreo atmosférico, el plan de rescate, la comunicación permanente y la supervisión competente.

Conclusiones

La ventilación en espacios confinados debe entenderse como un control de ingeniería diseñado para gestionar el riesgo, no como la simple aplicación de una cantidad fija de renovaciones de aire por hora.

La fórmula Q = V × ACH constituye un excelente punto de partida para estimar el caudal requerido; sin embargo, el diseño definitivo debe considerar las características específicas del trabajo, la naturaleza de los contaminantes y la evaluación de riesgos.

En construcción civil y minería, donde frecuentemente se realizan labores en espacios confinados con presencia potencial de gases, deficiencia de oxígeno, humos metálicos o vapores inflamables, la combinación de ventilación adecuada, monitoreo atmosférico continuo, permisos de trabajo, supervisión competente y un plan de rescate representa la estrategia más eficaz para prevenir accidentes graves y proteger la vida de los trabajadores.

Bibliografía

Occupational Safety and Health Administration. 29 CFR 1910.146 – Permit-Required Confined Spaces.

American Conference of Governmental Industrial Hygienists. Industrial Ventilation: A Manual of Recommended Practice for Design.

American National Standards Institute / American Industrial Hygiene Association. ANSI/AIHA Z9.5 – Laboratory Ventilation.

National Fire Protection Association. Normas relacionadas con atmósferas peligrosas y prevención de incendios.

RamFan. Manuales técnicos para ventilación de espacios confinados y recomendaciones de purga previa.

Instituto Nacional de Calidad. Ley N.º 29783 y su reglamentación aplicable a la gestión de riesgos laborales.

Decreto Supremo N.º 024-2016-EM.

Willian Eduardo Gayoso Zuloeta