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 Ventilando el ambiente

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ezefamo
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MensajeTema: Ventilando el ambiente   Mar 25 Ene 2011, 10:43 pm

Aire acondicionado

Para la renovación del aire de una edificación se utiliza la extracción o inyección del aire. Dicho proceso se convierte en una herramienta para alterar las condiciones del ambiente.


Debido a la necesidad del ser humano de adaptarse al ambiente que lo rodea, ha buscado la forma de vivir con más comodidad, debido a que está demostrado que es más eficiente en sus labores diarias y en la vida familiar si alcanza un nivel de confort acorde con sus actividades. Una forma de lograrlo es aumentar la temperatura, si esta es muy baja, o enfriándola si es muy alta. La ventilación, es una herramienta que el hombre usa para alterar sus condiciones de ambiente, es por esta razón que debe acompañarse por la calefacción en la época fría y la refrigeración para el tiempo de calor.

Ventilación

Es muy importante conocer las características de la ventilación, tanto mecánica como natural, a la cual podemos definir como una masa de aire que se mueve de un lugar a otro.

El aire es un gas que envuelve la tierra y es absolutamente imprescindible para el ser humano. Es necesario para la respiración de todos los seres vivos y se compone de varios gases, mayoritariamente oxígeno y nitrógeno.

El aire que nos rodea es húmedo, contiene una cantidad variable de vapor de agua, el cual tiene una gran importancia para determinar las condiciones de confort. Posee propiedades termodinámicas y físicas, como viscosidad, calor específico a presión constante, conductividad térmica, entalpía y peso molecular, las cuales varían según la presión y la altura.

El objetivo de la ventilación es renovar el aire existente en un espacio para evitar que se enrarezca, pues si lo hace el ser humano respirará de manera dificultosa y molesta.

La cantidad de aire requerido para una ventilación puede verse afectado por:

* · La actividad que se desarrolla en el ambiente.
* · Los sólidos que transporta.
* · El calor a ser disipado.
* · Las características del espacio.


La compañía Multifrío, de Costa Rica, nos comenta que entre las aplicaciones más comunes están la evacuación de olores en baños, cocinas, restaurantes, cafeterías; la renovación de aire en bodegas, la extracción de monóxido de carbono en estacionamientos y la presurización de escaleras en sistemas de incendios, para que no pueda entrar el humo. También es de aplicación indirecta en plantas eléctricas, sistemas industriales de secado, en combinación con los aires acondicionados, etc.

La ventilación únicamente trata sobre el movimiento del aire, no para variar sus características como humedad, temperatura, etc., lo que se hace mediante la climatización.

Existen conceptos básicos sobre el movimiento del aire que debemos conocer:

Caudal: Es el volumen de aire movido en una unidad de tiempo, que se expresa en metros cúbicos por hora.
· Presión dinámica: Es la fuerza que aplica sobre todo objeto que se oponga a su movimiento.
· Presión estática: El volumen presente en un espacio, se mueva o no, ejerce sobre las paredes una fuerza perpendicular a ellas. La presión estática es el valor de esta fuerza por unidad de superficie.
· Presión total: Es la suma de la presión estática y la dinámica.

El concepto de ventilación, independientemente de la dirección del flujo de aire que se considere, es el mismo, pero normalmente se llama extracción al sistema cuyo objetivo es expulsar la masa de aire fuera del recinto, e inyección a lo opuesto.

En cualquier caso, la ventilación tiene como objetivo mantener la pureza y condiciones definidas para el aire en un local o espacio, como temperatura, velocidad y nivel de impurezas dentro de ciertos límites.

Esto se logra mediante el siguiente proceso: se extrae del local el aire viciado (ventilación por aspiración) y se lo reemplaza con el aire puro que se introduce (ventilación por impulsión). Es en esencia un intercambio de calor y masa entre aire entrante y el del interior del local.

Si se rebasan los niveles de aire según las normas establecidas, se introduce aire frío que al mezclarse con el caliente mantiene la temperatura dentro de los rangos requeridos por la transmisión de calor.

Si se producen gases o vapores nocivos, se mantienen los niveles especificados por medio de dilución con aire puro del exterior. La renovación se realiza por medio de ventiladores (ventilación mecánica).

Sumesa, de Costa Rica, señala que por la posición geográfica de nuestra región, en la que las temperaturas no son extremas, es recomendable la ventilación para todo uso.

Renovación ambiental

Para que el aire de un local sea saludable, se lo debe renovar en un tiempo que varía según los elementos contaminantes existentes. Por ejemplo, las necesidades de ventilación de un café son muy distintas a las de una fábrica, por lo que el primer paso es hacer un cálculo previo que determine la cantidad de aire que se debe renovar cada hora en un área específica, en lo que inciden factores como:

* · Volumen del local.
* · Cantidad de personas, animales, máquinas o elementos que causan polución.
* · Actividad que se desarrolla en su interior.

Tipos de ventilación

Puede ser general o localizada. La ventilación localizada por aspiración tiene como objeto extraer el aire contaminado en el mismo lugar en que se produce, para impedir su propagación a todo el edificio. Su eficiencia se incrementa con el empleo de filtros o cortinas de aire. En la ventilación general, el contaminante puede expandirse por todo el recinto siguiendo las corrientes de aire.

Otra forma de aspiración localizada es la que se realiza mediante el ingreso de un chorro de aire con dimensiones fijas, que se dirige a una persona. Se pueden crear zonas en las que las condiciones del aire sean diferentes a las del resto del edificio.

Strong Internacional Centroamérica, comenta que un buen diseño combina la ventilación natural con la forzada o mecánica. La primera es más eficiente respecto al uso de la energía térmica o boyancia térmica del aire, mientras que la segunda garantiza la presión adecuada en el interior del recinto.

Clasificación de la ventilación

Existen dos grupos:

* · Descarga libre: El aire en renovación pasa del interior al exterior de manera directa, sin circular por medio de conductos. No hay pérdidas de carga debidas a extractores de pared, de ventana, etc.
* · Descarga a través de conductos: En ocasiones son necesarios los conductos para la circulación del aire. El ventilador empleado debe dar al aire la presión suficiente para vencer las pérdidas de carga que se generan a lo largo de la conducción.


Para decidir el tipo de ventilación a instalar se deben conocer las pérdidas de carga que se producirán, las que pueden ser de tramo recto, por el material, las dimensiones y el caudal que circula en los conductos; así como las que ocurren por accidente, debidas a las irregularidades en los conductos como codos, reducciones, etc.

BOS Internacional agrega que se debe contemplar la existencia de filtros, accesorios como codos, rejillas o ductos; la altura sobre el nivel del mar y la temperatura del aire. Debe buscarse que se mueva la suficiente cantidad de aire para la aplicación específica y que el ventilador lo produzca a la presión suficiente para vencer las pérdidas por fricción que presenta el sistema en que se aplica.

Ventilación por techo

Es la ventilación natural que se logra mediante aberturas para extracción, colocadas sobre el techo de los edificios. Se basa en el empuje térmico ascendente que produce la diferencia entre la temperatura interna y la externa. Es muy utilizada en construcciones industriales de tejado plano y en naves, como centrales térmicas, fundiciones, etc.

Ventiladores

La ventilación que se obtiene con efectos naturales no es suficiente para mover grandes cantidades de aire, por ello se desarrollaron los ventiladores, que son máquinas rotatorias con la capacidad de mover una masa de aire.

Existen tres tipos de ventiladores: centrífugos, helicoidales y axiales. Están compuestos por un elemento rotatorio, un soporte y un motor. Reciben energía mecánica y emiten un flujo constante de aire u otro gas para mantener la presión en el nivel predeterminado.

Según su función se clasifican en:

1. Con envolvente. Suelen ser tubulares y su objetivo es desplazar aire en un conducto. Están compuestos por:

· Impulsores: La boca de aspiración está conectada directamente a un espacio libre y su boca de descarga está unida a un conducto.

· Extractores: La boca de aspiración está unida a un conducto y la boca de descarga a un espacio libre.

· Impulsores extractores: Tanto la boca de aspiración como la de descarga están conectadas a un conducto.

2. De pared: Son los extractores que trasladan aire entre dos espacios.

3. De chorro: Se usan cuando se requiere una determinada velocidad de aire incidiendo sobre una persona o cosa.

Según trayectoria del aire pueden ser:

* Centrífugos: El aire entra en el rodete con una trayectoria axial y sale en una dirección radial. Pueden ser de tres tipos: álabes hacia adelante, hacia atrás y radiales.
* Axiales: El aire entra y sale de la hélice, con un trayecto a lo largo de superficies cilíndricas coaxiales, al ventilador. Sus hélices pueden ser de perfil delgado (helicoidales) y de perfil sustentador (portantes).
* Helicoidales: El área transversal del álabe es igual a lo largo de toda su extensión.
* Helicocentrífugos: La trayectoria del aire en el rodete es intermedia entre el ventilador axial y el centrífugo.
* Tangenciales: La trayectoria del aire en el rodete es sensiblemente normal (perpendicular) al eje.

Según su presión se clasifican en:

* · Baja presión: Inferior a 72 mm c.d.a.
* · Mediana presión: Entre 72 y 360 mm c.d.a.
* · Alta presión: Superior a 360 mm c.d.a.

De acuerdo con las condiciones de funcionamiento pueden ser:

* · Estándares: Se utilizan para mover aire en condiciones normales.
* · Ventiladores especiales: Para transportar gases calientes, húmedos, corrosivos, neumáticos, etc.

Según el sistema de accionamiento de la hélice, pueden ser accionados:

* · Por el motor
* · Mediante correas
* · Por un motor de rotor exterior

El control se logra variando la velocidad del motor, por medio de compuertas o ventanas a la entrada, o cambiando la inclinación de los álabes tanto de la hélice como de las directrices.

Selección del ventilador

La elección debe satisfacer además de las necesidades de presión y caudal, todos los aspectos de la instalación, que incluyen las propiedades de la corriente de aire, la temperatura de operación, la disposición de la transmisión y las limitaciones del montaje.

Los elementos que inciden en la elección son:

* Capacidad: Se define por las necesidades del sistema y se expresa en volumen por unidad de tiempo, en las condiciones de presión y temperatura de entrada del ventilador.
* Presión: Es la que requiere el sistema en términos de presión estática o total.
* Material transportado a través del ventilador: Se selecciona en función de la cantidad de contaminantes presentes en el aire a transportar. Por ejemplo, si contiene poca cantidad de polvo se puede emplear un ventilador axial o centrífugo de álabes curvados hacia atrás, mientas que uno centrífugo, de álabes rectos o curvados hacia atrás, se utiliza si la cantidad es mayor.
* Temperatura: Si es elevada afecta la resistencia de los materiales.
* Limitaciones de espacio. Debe tomarse en cuenta su ubicación y tamaño, al igual que su peso y los accesos para su mantenimiento.
* Disposición de la transmisión: Todos los ventiladores tienen una fuente de energía, que normalmente es un motor eléctrico integrado al ventilador, en unidades pequeñas y grandes que se conectan por medio de un acople directo o una transmisión de correas.
* Ruido: Varía de acuerdo al ventilador y se genera por las turbulencias en el interior de la carcasa.

Mantenimiento de los ventiladores

Los sistemas de ventilación requieren un mantenimiento que incluye:

* · Lubricación
* · Verificación de tensión de faja (en los que funcionan con esta clase de transmisión)
* · Inspección del estado de la faja
* · Limpieza de álabes con aire comprimido (en los que no son autolimpiables)
* · Lubricación del sistema mecánico de variación de ángulo de álabes y álabes directrices
* · Lubricación de los motores de acuerdo a las especificaciones del fabricante
* · Verificación del consumo de corriente
* · Verificación del ajuste de persianas para control de volumen
* · Verificación de ajuste de pesos de soporte


La vida del ventilador se puede prolongar con un buen mantenimiento, por lo que es importante que se tengan claros los cuidados necesarios para asegurar su funcionamiento y el rendimiento de su diseño.


Por: Ing. Abisai Ramírez Soto


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