5 1- VENTILACION MECANICA - Marco Puita

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VENTILACION MECANICA
Generalidades
	La renovación del aire es un proceso tendiente a obtener una condición de aire agradable. Se logra con el cambio de aire interior por igual cantidad de aire exterior.
	El aire interior se torna desagradable por las siguientes causas:
a) Producción de calor por aparte del cuerpo humano, artefactos de iluminación o cualquier otro elemento que disipe calor.
b) La transpiración humana.
c) Aumento del porcentaje de vapor de agua y anhídrido carbónico debido a la respiración.
d) Emanación de gases provenientes de procesos químicos, humos ,etc. (sobre todo en locales industriales).
Sistemas de ventilación mecánica
	Los sistemas de ventilación se pueden dividir en 3 tipos	 según el método utilizado:
1) Sistemas de extracción.
2) Sistemas de impulsión.
3) Sistemas mixtos.
	En los primeros los ventiladores toman el aire del local y lo desalojan hacia el exterior. El segundo se impulsa el aire exterior hacia el interior. El tercero es el más eficiente y combina los dos anteriores.
	Los ventiladores utilizados son los helicoidales o centrífugos. Los primeros se emplean para pequeñas resistencias al pasaje de aire, mientras que los centrífugos pueden trabajar a gran presión.
	La posición del ventilador debe ser lo más alejada posible de la entrada o salida de aire para lograr una perfecta circulación, la cual debe tratarse que sea cruzada para lograr el barrido total de la habitación.
	Los sistemas de extracción originan una leve depresión, por lo que se utiliza el locales donde se quiere que el aire del local no pase a habitaciones vecinas, como ser baños y cocinas.
	Los sistemas de impulsión crean sobrepresión, lo que obliga al aire a salir por las aberturas de salida. Se usa en locales donde se quiere que el aire exterior no ingrese al local (por ejemplo hospitales, dormitorios, etc.). el aire exterior se trata con filtros para evitar el ingreso de polvo o contaminantes.
	Las entradas de aire debe proyectarse en los locales en que se requiera una buena ventilación en verano en las orientaciones Este, Sur, SE o NO, para evitar la entrada de aire muy caliente (GRAFICO N° 1).
Filtros de aire
	La eliminación de impurezas del aire es una función que debe cumplir la instalación de acondicionamiento. Estas impurezas provienen de:
a) El aire exterior, que lleva impurezas que varían del lugar donde se tome el aire.
b) El aire de recirculación que contiene polvo que proviene del roce con el suelo, alfombras ,etc. o impurezas provenientes de la respiración o la transpiración.
	Como norma debe evitarse la toma de aire bajo el nivel de piso y estar lo suficientemente elevado para evitar la penetración de polvo, alejado de chimeneas, cocinas, baños, y carteles luminosos que atraigan a los insectos y roedores.
	Los filtros más utilizados son:
a) FILTROS METALICOS
	Está compuesto por una serie de mallas galvanizadas superpuestas y onduladas. Además de las mallas pueden ser de lana de acero, viruta, etc.
b) FILTRO DE LANA DE VIDRIO
	Están compuestos por fibra de vidrio aumentando su densidad en el sentido de la corriente de aire.
	Su estructura laberíntica de densidad progresiva hace que las partículas más gruesas queden retenidas en la superficie mientras que las más finas quedan en el interior.
	Para darles consistencia poseen un marco de cartón y dos chapas de metal perforado.
Dimensionado de los filtros de aire
	La ubicación de los filtros es en el conducto o en la unidad de acondicionamiento, en este caso además de filtrar el aire mantiene limpio el equipo.
	Según el volumen de aire se montan en paneles de modo tal que la velocidad del aire a través de cada filtro no exceda de 100m/min.
	Es decir que con el caudal de aire circulando y la velocidad máxima admisible podemos conocer la superficie y cantidad de filtros necesaria.
	S (sección transversal m²) =
	Caudal (m³/min)
	
	
	Velocidad 100 (m/min)
	
EJEMPLO:
		Caudal del ventilador: 200m³
		La sección de los filtros será:
	 = 2m²
	Si cada filtro mide 50 x 50, se deben colocar 8 filtros.
	Si el espacio es pequeño se puede aumentar la superficie disponiendo los paneles en forma de V o W (GRAFICO N°2).
c) OTROS TIPOS DE FILTROS
	Otros tipos de filtro de menor uso son:
	• Los filtros de paño de trama variable retienen el polvo por la poca separación que existe en su trama que puede ser de hilo, papel, plástico, etc.
	• Los lavadores de aire en los que se hace circular el aire a través de una cortina de agua.
	• Los filtros electrostáticos, se utilizan cuando es necesaria una gran pureza del aire, como ser laboratorios. Se pasa el aire a través de un campo eléctrico cargándose las partículas con cargas positivas y luego son separadas con el uso de electrodos de carga negativa.
	• Los filtros de carbón activado sirven para eliminar las materias olorosas o gaseosas. El carbón activo es un derivado del carbono, cuyas partículas poseen gran capacidad de absorción. Se utiliza para quirófanos, laboratorios o plantas industriales de alta tecnología o elementos radioactivos.
Ventiladores
	Se los clasifica en:
1) Centrífugos, el aire circula radialmente a través del rotor.
2) Axiales, el aire circula axialmente a través del rotor.
	VENTILADOR CENTRIFUGO (GRAFICO N° 3)
	Puede estar directamente acoplado al motor. Para evitar la transmisión de vibraciones se une al conducto por medio de una junta de lona o plástico.
	Para determinar el tipo de motor a utilizar se debe especificar.
a) Caudal: es la cantidad de aire que lo atraviesa en la unidad de tiempo expresada en m³/min.
b) Contrapresión: se expresa en mm de c.a. (columna de agua). Es la pérdida de presión que debe compensar el ventilador, ya que el aire que es un fluido al circular por los conductos experimenta una pérdida de presión.
	La principal característica de los ventiladores centrífugos es la inclinación de sus paletas que pueden ser curvadas hacia adelante, radiales o curvadas hacia atrás.
	Palas curvadas hacia adelante
	Se lo denomina multipala. Son muy silenciosos y se los utiliza en equipos compactos. La variación de potencia en relación al caudal es muy sensible, si la contrapresión del sistema de aire acondicionado es menor que la calculada, la potencia absorbida por el motor sube rápidamente, por lo cual se debe calcular con precisión para evitar sobredimensionarlo.
	Palas curvadas hacia atrás
	Las paletas están curvadas hacia atrás respecto del movimiento del aire. son autolimitantes de potencia, si el caudal aumenta por una disminución de la resistencia en el sistema, la potencia 
sube hasta un valor máximo y luego disminuye.
	Se utilizan en grandes instalaciones permitiendo una buena regulación del caudal entregado pero son ruidosos.
	VENTILADOR AXIAL (GRAFICO N° 4)
	Son aquellos en que el flujo de aire sigue la dirección de sus ejes. Se los suele llamar helicoidales porque el flujo de aire tiene una trayectoria helicoidal debido a la forma de las paletas.
	Son aptos para mover grandes caudales a bajas presiones. Existen ventiladores reversibles de modo que pueden utilizarse como extractores o impulsores indistintamente.
Criterio de selección de ventiladores
	Los ventiladores helicoidales son adecuados para vencer presiones inferiores a los 10mm de c. a. y son aptos para mover grandes caudales de aire, los centrífugos son de construcción más complicada pero sirven para vencer presiones mayores.
	Los centrífugos se utilizan para instalaciones de baja presión hasta aproximadamente 100mmca.
	Cuando deba elegirse un ventilador centrífugo y se requiere bajo nivel de ruido se optará por el de palas curvadas hacia adelante (multipala) que tienen una marcha muy silenciosa.
	Si no interesa demasiado el ruido o si este puede amortiguarse de alguna forma, es preferible elegir el de palas curvadas hacia atrás, o radiales, pues tienen una característica constante de potencia en función del caudal.
	Los helicoidales con cualquier caudal absorben aproximadamente la misma potencia.
Cálculo de la cantidad de ventilación en función del número de personas,o del número de renovaciones horarias
	Una manera práctica de estimar la cantidad de aire a circular es la establecida en la siguiente tabla que determina la capacidad de ventilación mínima en función de personas:
	Cantidad de personas
	Cubaje del local en m³por persona
	Caudal de aire necesario en m³/h y por persona
	1) Actividad sedentaria
	
	
	1
	3
	43
	1
	6
	29
	1
	9
	21
	1
	12
	15
	1
	15
	12
	2) Actividad moderada
	
	
	1
	3
	65
	1
	6
	43
	1
	9
	31
	1
	12
	23
	1
	15
	18
EJEMPLO:
	Determinar la capacidad de ventilación mínima para una oficina en la que se trabaja en forma sedentaria.
	• Volumen de 60m³. Cantidad de personas: 10
	• Cubaje del local en m³ por persona:
			
	• Según tabla corresponde un caudal de 29m³/h y persona.
	 De modo que: 29m³/h y pers. X 10 = 290m³/h
	Este sería el valor mínimo requerido. Estimado el caudal de aire se diseñan los ventiladores, conductos, rejas, etc.
CAPACIDADES MINIMAS REQUERIDAS PARA INSTALACIONES DE VENTILACION
	Locales
	Renovaciones por hora
	m³ hora por persona
	Fábricas, trabajos sedentarios
	6
	
	Fábricas, trabajos activos
	10
	
	Talleres de imprenta
	6
	
	Frigorífico
	12
	
	Panaderías
	20
	
	Panadería con horno
	60
	
	Laboratorio
	8
	
	Químicas
	50
	
	Lavaderos
	15
	
	Carpinterías
	8
	
	Establecimientos metalúrgicos
	6
	
	Taller mecánico
	8
	
	Garage
	15
	
	Local para caldera según potencia instalada
	20 a 60
	
	Local para medidores de gas
	6
	
	Locales para medidores eléctricos
	12
	
	Lugares de trabajo en general
	
	30
	Restaurantes y afines
	12
	20
	Oficinas en general
	6
	30
	Depósitos de menos de 50m³
	6
	
	Depósitos de más de 300m³
	2
	
	Baños y sanitarios
	10
	
	Escaleras, paliers, pasillos, etc.
	3
	
	Dormitorios
	2 a 7
	
	Cocinas
	20
	
	Salas de baile
	
	90
	Bancos
	12
	
	Cines y teartros
	
	40
	Método de renovaciones horarias
	Consiste en considerar en función de las características particulares del local la cantidad de veces que es necesario renovar el volumen de aire del recinto por hora.
	A tal efecto utilizamos la tabla anterior que determina los valores requeridos para cada caso, complementándose como elemento referencial en algunos locales los m³/h por persona.
	En el ejemplo desarrollado el caudal representaría:
		 aprox. 5 renovaciones horarias
Características particulares de las instalaciones de ventilación con extractores axiales
	Distribución del aire: en el diseño debe tenerse en cuenta fundamentalmente los puntos de entrada y salida del aire.
	Si se utilizan extractores para sacar el aire del local, deben situarse de tal modo que el aire fresco que entra al local atraviese todo el lugar de ocupación.
	Para lograr dicho objetivo los resultados más satisfactorios se obtienen cuando los extractores se colocan opuestos a las entradas de aire (GRAFICO N° 5 A).
	Debe evitarse instalar extractores cerca de las ventanas y puertas, dado que ellas pueden quedar abiertas y el movimiento del aire seguirá el camino más corto entre la entrada y la descarga por el exterior y el local no será ventilado correctamente (GRAFICO N° 5 B).
	Además la distancia entre el extractor y las entradas de aire no deben ser muy grandes debido a que el aire se va viciando a medida que recorre el local. Como regla general la distancia máxima entre la entrada de aire y la descarga del extractor no debe ser mayor a 20m.
	Cuando las paredes laterales de un edificio sean exteriores, la disposición más simple es la de instalar en una pared los ventiladores helicoidales, aspirando el aire interior y prever convenientemente espaciadas, entradas de aire en la pared opuesta (GRAFICO N°6 A).
	Si solamente una de las paredes laterales accede a la atmósfera una posible solución será utilizar un conducto de extracción a lo largo de la pared interior (GRAFICO N° 6 B).
	Si la distancia entre paredes laterales es mucha, es conveniente recurrir a una extracción central. De esta manera el trayecto del aire disminuye. Esto se logra mediante la canalización central de aspiración (GRAFICO N° 6 C).
	En el caso de edificios de una sola planta, si el proyecto lo permite, es más sencillo recurrir a unidades de extracción instaladas en el techo (GRAFICO N° 6 D).
	En los casos del aire caliente se debe extraer desde un nivel alto y las entradas de aire natural estarán en el nivel inferior, cuanto más intensa es la extracción del aire caliente superior, con más rapidez se elimina el calor del área de trabajo y más fácilmente el aire entrante se distribuirá en el local (GRAFICO N° 6 E).
	Funcionamiento silencioso
	Los extractores deben montarse sobre bases sólidas y su vinculación a estas se realizarán con elementos antivibratorios.
	Montaje de extractores helicoidales
	Los conductos no deben ser de mucha longitud y su medida debe ser igual o mayor al diámetro de las palas del ventilador. El mejor resultado se obtiene fijando el ventilador al extremo del conducto.
	El ventilador debe tener un pequeño margen de presión para vencer las resistencias producidas por curvas, cambios de sección, etc.
	Deben colocarse la menor cantidad de codos posible y tendrán un diámetro interior igual al del conducto. Los cambios de sección deben efectuarse paulatinamente y las piezas de reducción deben tener un ángulo inferior a los 15°.
	En caso de conductos cuadrados sus paredes no deben tener un ancho menor al 90% del diámetro de las paletas (GRAFICO N° 7).
	Entrada de aire
	El área total de las entradas de aire no debe ser menor que 2 veces el de los extractores, o de un tamaño tal que el aire entre a una velocidad de100 a 250 m/min según el local, el extractor e instalación.
	Se recomienda en sistemas de extracción que la entrada de aire esté situada entre el nivel de piso y los 2m de altura del local.
	Descarga de aire
	En el caso de instalar extractores, debe evitarse colocarlos de modo que den sobre los vientos dominantes.
	Cuando el extractor tiene que descargar contra vientos fuertes se instalará un codo con una persiana automática para prevenir corrientes contrarias cuando el extractor funciona.
	Las persianas automáticas tienen un sistema de tablillas que el impulso del aire las abre y se cierran cuando el extractor no funciona.
	Otro tipo de persiana es la persiana mariposa que abren con muy poca presión de aire. si se instalan opuestas a vientos es conveniente colocar paravientos (GRAFICOS N° 8, 9 y 10).
	CAMPANA SENCILLA
	Su función es la de captar los humos que se elevan de modo natural proveniente de cocinas, hornos, etc.
	El caudal surge de considerar la sección (GRAFICO N° 11) con una velocidad por la campana que varía de 0,25 a 1m/s. La sección del conducto será de 1/10 la sección de la campana.
	CAMPANA Y PURIFICADOR DE COCINA
	La misión de la campana colocada sobre la cocina es la de extraer los vapores provenientes de ella reduciendo al mínimo la expansión de los olores.
	Los rendimientos del ventilador son de 280m³/h para los de alta velocidad, 220m³/h par los de media y 135m³/h par los de baja velocidad.
	CORTINAS DE AIRE CALIENTE
	El objetivo de es el de evitar la entrada de aire frío exterior al local. Para ello se utilizan cortinas de aire caliente, a fin de separar el local interior del exterior.
	El aire caliente es introducido a gran velocidad mediante rejas horizontales ubicadas en la parte superior de la abertura.
	El caudal de aire está comprendido entre 20 y 200m³/min por metro cuadrado de abertura con temperaturas de inyección de 35 a 60°C según el uso del local (GRAFICO N° 13).