Sistemas de ventilación para cocinas comerciales. Consideraciones necesarias para su diseño y construcción (parte 1)
Según datos de investigaciones realizadas por la NFPA, se calcula que cada año se registra un promedio de 7,500 incendios estructurales en restaurantes, con pérdidas de $165 millones de dólares.
Dentro de un restaurante los incendios y otros peligros son eventos frecuentes. Según datos de investigaciones realizadas por la NFPA, se calcula que cada año se registra un promedio de 7,500 incendios estructurales en restaurantes, con pérdidas de $165 millones de dólares en Estados Unidos. Entre 2017 y 2021, hubo alrededor de 200 incendios en restaurantes ubicados en NYC, cada año. Según la FEMA (Agencia Federal de Gestión de Emergencias) la mayoría de los incendios ocurrieron en sábados y domingos, la mayoría también se produjeron por la mañana. Un incendio puede ocasionar que los restaurantes presenten perdidas en sus ingresos e incluso pueden llevar al cierre permanente de los establecimientos.
Este tipo de problemas pueden ser evitados tan solo con una instalación, un mantenimiento y una formación del personal adecuada, sin mencionar que también nos permite proteger del peligro a los empleados, clientes y a nuestro capital. Podemos decir con seguridad que algunos de los incendios podrían haberse evitado, pero la falta de mantenimiento en nuestras instalaciones fue un factor predominante en casi una cuarta parte de estos siniestros.
Uno de cada cinco incendios en la cocina suele originarse por la falta de limpieza. Si las campanas y ductos instalados no se limpian adecuadamente, pueden provocar un incendio ya que, si se enciende una llama en la cocina y ésta entra en contacto con la campana extractora, la llama puede provocar que la grasa acumulada se encienda. Dado que el ventilador de extracción está encendido, el aire entra en la campana, pasa por los filtros y sube por el ducto, arrastrando la llama. Si en el interior de nuestro ducto existe una gran cantidad de residuos de grasa, estos pueden actuar como combustible y propagar el fuego mediante el ducto, pudiendo llegar al extractor. (1)
La ausencia de medidas adecuadas de prevención en los equipos de cocina de los restaurantes, bares y hoteles, son la principal causa de los incendios dentro de estos establecimientos, los cuales en su gran mayoría suelen resultar letales y provocan la pérdida total del local y enormes quebrantos económicos como lo muestra el estudio elaborado por la National Fire Protection Association (NFPA) en establecimientos de comida y bebidas. Este estudio mostró lo siguiente en cuanto al origen de estos siniestros:
- El 57 por ciento de los incendios en estos establecimientos se origina en los equipos de cocina.
- El 10 por ciento en los instrumentos utilizados para el calentamiento de alimentos.
- El 7 por ciento por fallas en la distribución eléctrica de un sitio.
- El 26 por ciento restante por otros factores. (2)
La ventilación es el factor más importante en el diseño, construcción y operación de cocinas comerciales e industriales. Sin una ventilación adecuada y un amplio suministro de aire de renovación, ninguna cocina funcionará de manera eficiente. Hay objetivos que un sistema de ventilación debe alcanzar. Los objetivos incluyen lo siguiente:
- La ventilación general a través de la cocina debe introducir suficiente aire fresco y eliminar el exceso de aire caliente para que los ocupantes puedan respirar adecuadamente y mantenerse cómodos.
- La ventilación debe proporcionar aire suficiente para la combustión completa en los equipos de cocina, de lo contrario podría producirse una intoxicación crónica debido al monóxido de carbono.
- La ventilación debe diluir y eliminar los productos de combustión de los de los equipos que operan con gas y de aceite en el ambiente.
- La ventilación debe diluir y eliminar olores y vapor de los procesos de cocción.
- La ventilación debe proteger contra los peligros para la salud derivados del humo de cocción, como los que involucran la aplicación directa de calor a los alimentos.
- La ventilación debe tener la capacidad de mantener limpia la cocina de los residuos de grasa para evitar la pérdida de eficiencia y los riesgos de incendio.
- El sistema debe ser silencioso y sin vibraciones.
- La cantidad de ventilación requerida en un área de cocción depende de factores como:
- El tipo de producto(s) que se está cocinando.
- La estructura que alberga el área de cocción.
- El tipo de equipo utilizado y las regulaciones del código local.
- Y dependiendo de su ubicación, la fuente de calor del edificio también puede jugar un papel importante.
En todos los tipos de edificios, el balance de aire debe ser controlado cuidadosamente. La cantidad de aire que sale también debe volver a entrar. Pero las cocinas comerciales, no pueden confiar únicamente en su sistema HVAC para suministrar el 100% del aire de reemplazo que necesitan, por lo que se requiere de un suministro de aire de reposición independiente.
El aire que se extrae de la cocina a través de una campana debe reemplazarse con un volumen significativamente menor de aire de reemplazo. Si no hay suficiente aire de reemplazo (o aire de reposición), la presión del edificio se volverá extremadamente negativa, lo que puede causar varios problemas, como la reducción del rendimiento del ventilador de la campana de extracción o la salida de humo y grasa de la campana.
Las Unidades de reposición de aire son parte indispensable de los sistemas de ventilación de cocinas comerciales. Diseñada para proporcionar aire fresco para un balance de aire adecuado, una unidad de suministro de aire de reposición también puede ayudar a mantener los olores de la cocina en la cocina, minimizar el desgaste de la campana extractora, reducir el consumo de energía y ayudar a mantener un ambiente de trabajo cómodo para empleados.
Errores más comunes de diseño e instalación
Errores más comunes de diseño e instalación
- La reposición de aire se encuentra lejos de la campana por lo que dificulta el movimiento de éste y su rápida reposición dentro de las cocinas.
- Aire de extracción o de reposición mal balanceado dentro de las cocinas y campanas lo que provoca migración de olores a los espacios contiguos.
- Construcción de ductos con materiales que no son herméticos y pueden provocar fugas de grasas lo que eleva el riesgo de incendio.
- Inyección de aire mayor a la extracción.
- Ventiladores de extracción de grasas sin certificado UL-705 (antes UL-762).
- Campanas de extracción sin certificado UL-710.
- Temperaturas elevadas dentro de la cocina que pueden generar accidentes al personal que labora dentro de las instalaciones.
- Posición de filtros mal instalados.
Estándares para el diseño y construcción de los sistemas de ventilación para cocinas comerciales
Estándares para el diseño y construcción de los sistemas de ventilación para cocinas comerciales
- Estándar ASHRAE 154-2003. Ventilation for Commercial Cooking Operations. Tiene como propósito proporcionar criterios de diseño para el performance de la ventilación de las cocinas comerciales.
- Estándar NFPA 96. Estándar para el control de ventilación y protección contra incendios de la operación de las cocinas comerciales.
- IMC 2006.
Certificaciones requeridas por los equipos de ventilación de cocinas
Certificaciones requeridas por los equipos de ventilación de cocinas
- UL 705. Se refiere a la seguridad de los ventiladores eléctricos montados en el techo o en la pared y que se utilizan para la extracción de grasas dentro de los restaurantes, donde normalmente se encuentran calor y grasa en la corriente de aire.
- UL-710. Regula las campanas extractoras para equipos de cocina comercial. Las campanas con compuestas contra incendios protegen los ductos y mantienen las temperaturas de estos por debajo de los 375 °F. Las condiciones de prueba incluyen altas temperaturas, humo de cocción y llamaradas, llamaradas anormales, quemado, falla del ventilador e incendio.
- UL 1046. Regula la construcción de los filtros de las campanas.
Principales puntos que debes verificar en el diseño, construcción y operación de una cocina
Principales puntos que debes verificar en el diseño, construcción y operación de una cocina
Los tipos de campanas que pudieran ubicarse dentro de una cocina son de dos tipos:
Las campanas tipo 1: están diseñadas para usarse con electrodomésticos que producen subproductos grasosos y humo generado durante la cocción. Las campanas de tipo 1 se ocupan principalmente de la eliminación de partículas de grasa del aire; a menudo se les denomina campanas de grasa. Comúnmente se ubican sobre freidoras, estufas, estufas de llama abierta, hornos transportadores de pizza, parrillas de carbón y más, básicamente equipos de cocina que se usan para cocinar alimentos grasosos. Debido a la grasa y los subproductos de grasa que capturan las campanas Tipo 1, se sugiere realizar limpiezas regulares para ayudar a prevenir daños y riesgos de incendio que pueden ocurrir debido a la acumulación de grasa.
Las campanas tipo 2: se enfocan en otros tipos de electrodomésticos y equipos de cocina que no tienen que estar relacionados directamente con la cocina. Este tipo de equipos incluyen lavavajillas, hornos, cuece pastas y otros equipos que no producen humo ni grasas que habría que extraer. Dado que las campanas tipo 2 se ocupan particularmente de la eliminación de calor y vapor del aire, a menudo se las denomina campanas de condensación y campanas de calor. Están diseñadas con un canalón de perímetro completo y drenaje para capturar la condensación del vapor que se escapa. Estos tipos de campanas se utilizan para limpiar el aire del exceso de calor y humedad, y ayudar a crear un ambiente de trabajo más cómodo.
Las campanas tipo 2 no contienen bancos de filtros de grasa sino un collar de ducto para expulsar el aire contaminado. Un ducto de campana tipo II no debe estar completamente soldado, en su lugar puede ser instalado con un ducto de acero inoxidable o aluminio ya que si se considera un ducto de lámina galvanizada es posible que la humedad del vapor absorbido deteriore rápidamente la protección galvánica de la lámina.
Las campanas que deberán de cumplir con la certificación UL-710 son el tipo 1 ya que las de tipo 2 solo tienen la finalidad de remover el vapor y el calor.
Tipos de campanas dentro de las cocinas
Tipos de campanas dentro de las cocinas
Campanas tipo 1
Wall Canopy
La campana de pared se utiliza cuando el equipo de cocina se coloca contra una pared. Este tipo de campanas tienden a capturar y contener el efluente usando menos flujo de aire que en un tipo de isla. El aire de reposición de la cocina ingresa al área debajo de la campana reemplazando el aire que se está expulsando.
La pared ubicada en la parte trasera de la campana hará que el aire de reposición entre por el frente y los lados creando un patrón de flujo de aire de adelante hacia atrás. La columna se elevará desde el aparato y será atraído por cualquier superficie paralela y cerca del equipo de cocina, en este caso, el muro. Este fenómeno se conoce como el Efecto Coanda, la columna de calor luego se dirige hacia la campana, mejorando la captura y la contención.
Single Island Canopy
Se utiliza una sola campana isla sobre una fila de equipos de cocina colocada donde no existen paredes. Las campanas de isla individual se pueden ver desde todas las direcciones.
Con cuatro lados expuestos, este tipo de campana es más susceptible a corrientes cruzadas, derrames y depende únicamente de la corriente ascendente térmica de calor del equipo de cocina y qué tan rápido el ventilador de extracción puede eliminar el aire contaminado a través de la campana.
Doble Island Canopy
Este tipo de campana se coloca sobre dos filas de cocinas, donde los equipos sean colocados espalda con espalda. Esta configuración se hace por dos campanas tipo Wall Canopy creando cuatro lados terminados. Esta categoría de campana es similar a la Wall Canopy debido a dos columnas de calor, levantándose una contra otra, pero aún con esto es susceptible a corrientes cruzadas.
Campanas con lavado de agua
Este sistema indica que el dispositivo de filtración de grasa está integrado en el pleno de extracción. Las campanas de lavado con agua utilizan boquillas de rociado de agua en el plenum de extracción para limpiar la grasa absorbida por el sistema de filtración después de cierto periodo de operación.
Campanas de proximidad
El nombre “Proximidad” o “Backshelf” se refiere a la ubicación cercana de la campana con respecto al equipo de cocina. Esta distancia desde el equipo de cocina varía entre fabricantes debido a su listado UL, sin embargo, por lo general está montado a 10 - 36 pulgadas por encima del equipo. Algunos elementos de cocción pueden extenderse más allá de la cara de la campana.
Campana de conductos de humos
Cuando se utilicen equipos de cocina a gas con conductos de humos, las campanas de proximidad se montan más cerca del equipo de cocina, sometiendo los filtros de grasa a cargas de calefacción anormales de los conductos de humos de los aparatos.
Las campanas de proximidad de derivación de humos ofrecen otra ventaja. En lugar de permitir que el calor de los ductos de humos pase por la cara de los filtros, los ductos de humos se canalizan para descargar el aire caliente directamente a la parte posterior de la cámara de extracción, sin pasar por los filtros de grasa. Normalmente, este calor afectaría a los filtros, causando que irradien calor hacia el personal de cocina.
Debido a que el calor radiante se reduce considerablemente, con la ausencia de los gases de combustión es menos probable que la grasa llegue hasta la cara del filtro, lo que nos permite una mayor facilidad en su limpieza.
Los ductos de extracción del equipo deben tener el tamaño correcto para la cámara de derivación con la finalidad de garantizar que la grasa no sea arrastrada hacia estos ductos. Las compuertas controlan la cantidad de gases de combustión calientes que salen a través del plenum de extracción. Este flujo de aire es fundamental para el rendimiento del equipo de cocina, por lo tanto, las compuertas deben configurarse de acuerdo con el equipo de cocina debajo de la campana en particular.
Campanas Tipo 2
Campanas de hornos
La campana del horno es una campana que sirve para la eliminación de calor y vapor. Estas son la más simples de todas las campanas y generalmente se colocan sobre hornos o pequeños electrodomésticos que solo producen calor y olor para completar captura y contención; los voladizos deben medirse con la puerta del horno abierta.
Campanas de condensado
La campana de condensados es una campana solamente con canalones en forma de U para capturar y dirigir el condensado a un desagüe, también tiene una salida de ductería para el desfogue del calor, la humedad y los olores. Muchos fabricantes tienen opciones para deflectores de condensado en la campana para ayudar a condensar la humedad, una o dos configuraciones de deflector son típicas, dependiendo del contenido de humedad de la corriente de aire contaminado.
Las campanas de condensación generalmente se encuentran montadas sobre lavavajillas.
Para la captura y contención completas de grandes corrientes de calor y vapor, se recomiendan 18 - 36 pulgadas de voladizo.
Short Circuit Hoods
Las campanas cortocircuito alguna vez se consideraron un dispositivo de ahorro de energía. La teoría era que, al introducir el aire de reposición no templado dentro del depósito de la campana reduciría la cantidad de aire templado que se expulsa desde la cocina minimizando las cargas de calefacción y refrigeración. Esto se hizo para cumplir con códigos antiguos que establecían una tasa de extracción mínima que era mucho más alta que la necesaria para lograr la captura y contención de aire de reposición, ya que consideraban hasta en un 80% - 90% de la tasa de extracción, lo que resultó en un derrame del aire contaminado.
Las campanas de cortocircuito son ineficaces porque no descargan el aire de reposición en la ubicación correcta. Piense en el equipo de cocina como un generador de aire contaminado, el propósito del aire de reposición es reemplazar el aire que se genera en la superficie de cocción. Ambos, la campana y el sistema de extracción están diseñados para capturar y contener el flujo de aire generado por el equipo de cocina.
Al descargar el aire de reposición en el área de captura y contención se está llenando así en exceso la campana y liberando una mezcla de aire de reposición y aire contaminado en la cocina, lo cual tiene como causa directa superficies grasosas y mayores cargas de calor. Por esta razón no se recomiendan las campanas de cortocircuito.
Como puedes ver, no solamente es instalar una campana en nuestros espacios de cocina, sino que debemos considerar diversos elementos al momento de que se realice el diseño de nuestros espacios; en esta primera parte te hablamos de los principales tipos de campanas existentes en el mercado y cuáles son sus principales características, por lo que te invitamos a no perderte la segunda parte de este artículo en la que abordaremos especificaciones de diseño de los sistemas de ventilación de las cocinas comerciales de acuerdo con los estándares ASHRAE 154 y NFPA 96.
Fuentes:
(1) Guía de seguridad contra incendios para restaurantes Departamento de Bomberos (FDNY)
(3) ANSI/ASHRAE Standard 154-2003,Ventilation for Commercial Cooking Operations.
(4) Kitchen ventilation sistems aplicación y guía de diseño Greenheck
(5) https://www.rangehoodfilters.org/rangehoodfilters/baffle-range-hood-filter.html
(6) https://www.halton.com/products/kwi-water-wash-exhaust-hood-en/
