P Perales_E Ruiz_Tesis_Titulo_Profesional_2022

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Facultad de Ingeniería 
Ingeniería Mecánica 
 
Tesis: 
“Diseño de un Sistema de Ventilación Mecánica para el Hotel Santa 
María ubicado en la ciudad de Ica” 
 
Perales Alvarado, Pedro Jaime 
Ruiz Diaz, Emanuel Rudecindo 
 
para optar el Título Profesional de Ingeniero Mecánico 
 
 
Asesor: Ing. Ronald David Herrera Díaz 
 
Lima – Perú 
2022
20%
INDICE DE SIMILITUD
19%
FUENTES DE INTERNET
2%
PUBLICACIONES
6%
TRABAJOS DEL
ESTUDIANTE
1 5%
2 2%
3 2%
4 1%
5 1%
6 1%
7 1%
8 1%
Diseño de un Sistema de Ventilación Mecánica para el Hotel
Santa María ubicado en la ciudad de Ica
INFORME DE ORIGINALIDAD
FUENTES PRIMARIAS
hdl.handle.net
Fuente de Internet
Submitted to Universidad Tecnologica del
Peru
Trabajo del estudiante
www.ditar.cl
Fuente de Internet
www.solerpalau.com
Fuente de Internet
repositorio.ucv.edu.pe
Fuente de Internet
repositorio.untels.edu.pe
Fuente de Internet
repositorio.unac.edu.pe
Fuente de Internet
repositorio.utp.edu.pe
Fuente de Internet
II 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DEDICATORIA 
 
 
 
 
 
A Dios por su inmenso amor y su infinita 
misericordia, a nuestros padres, parejas, 
hijos y hermanos, que son nuestro motor y 
motivo de superación. Para ustedes con 
mucho amor. 
III 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A Dios por su inmenso amor, nuestros 
padres por habernos forjado como las 
personas que somos en la actualidad, a 
nuestras parejas e hijos por el tiempo 
brindado que nos dieron para poder 
desarrollar nuestra tesis. 
IV 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMEN 
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo principal diseñar un sistema de 
ventilación mecánica para las habitaciones, baños y el estacionamiento del Hotel Santa 
María ubicado en la ciudad de Ica. Las condiciones ambientales del lugar requieren un 
tratamiento y circulación eficientes del aire para asegurar el confort de los huéspedes. 
Para ello se realizó la recolección de antecedentes durante los últimos años, 
posteriormente se desarrolló el marco teórico del estudio, donde se describen las teorías, 
ecuaciones y normas a tomar en cuenta para el diseño del sistema de ventilación. 
Se realizó el desarrollo del estudio. Primero se realizó la fundamentación del problema, 
donde se describen las dificultades de ventilación que presenta el Hotel San María, además 
se mencionan los requerimientos en función del número de habitaciones y ambientes que 
tiene. Se realizó la selección y evaluación en función de 3 alternativas, de las cuales se 
seleccionó la alternativa 1; ventilación mecánica; debido a su bajo costo, cómoda 
instalación y es de accesible mantenimiento. Se procedió a elaborar el diseño paramétrico 
en función de las normas NTP, ASHRAE y RITE mediante los cuales se pudo determinar 
que las habitaciones necesitan un caudal del aire exterior de 8 L/s por persona, necesitando 
un caudal total de 5,097.03 m3/h. 
Teniendo en cuenta las normas de diseño y especificaciones que establece la Norma 
Técnica Peruana del Reglamento Nacional de Edificaciones, para los baños se considera 
20 renovaciones por hora, necesitando un caudal total de 5,097.03 m3/h. Y para el 
V 
 
estacionamiento según ASHRAE y la NTP. Se desarrolló tres cálculos, seleccionando el 
cálculo de mayor valor, con un caudal de 5,097.03 m3/h. 
Los resultados fueron validados con el software DuctSizer v5.8 del cual se obtuvo un 
margen de error aceptable del 8%. Finalmente, se delineó el ruteo de los ductos de 
ventilación para los sistemas de ventilación de habitaciones, baños y estacionamiento. Los 
ventiladores seleccionados para las habitaciones y baños fueron del modelo CJBX/AL 
10/10-2 de la marca Sodeca con una potencia de 1.5 KW cada uno, y para el 
estacionamiento se eligió el modelo CJBX/AL 12/12-1 con una potencia de 0.75 KW. 
Los ductos fueron diseñados con sección rectangular y el material escogido fue acero 
galvanizado. 
 
 
VI 
 
ÍNDICE 
 
DEDICATORIA ................................................................................................................... II 
AGRADECIMIENTOS ....................................................................................................... III 
NOMENCLATURA ............................................................................................................ IX 
ABREVIATURAS .............................................................................................................. XI 
LISTA DE GRÁFICOS ...................................................................................................... XII 
LISTA DE TABLAS ........................................................................................................ XIV 
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... XVII 
CAPÍTULO 1 ................................................................................................................... 21 
REVISIÓN DE LA LITERATURA ACTUAL .................................................................. 21 
CAPÍTULO 2 ................................................................................................................... 26 
MARCO TEÓRICO........................................................................................................ 26 
2.1. Confort ............................................................................................................ 26 
2.2. Necesidades de Ventilación ............................................................................ 27 
2.3. Gases Contaminantes .................................................................................... 27 
2.4. Concentración Máxima Permitida de Monóxido para el Estacionamiento ...... 28 
2.5. El Aire Interior en Diferentes Establecimientos ............................................... 29 
2.6. Ventilación ...................................................................................................... 29 
2.7. Ventiladores .................................................................................................... 31 
2.8. Curva Característica de los Ventiladores ........................................................ 35 
2.9. Punto de trabajo .............................................................................................. 35 
2.10. Leyes de los Ventiladores ............................................................................... 36 
2.11. Norma ANSI / ASHRAE 62.1 .......................................................................... 36 
VII 
 
2.12. Presión ............................................................................................................ 37 
2.13. Caudal de Ventilación ..................................................................................... 38 
2.14. Ductos ............................................................................................................. 42 
2.15. Sensor de monóxido de carbono para el estacionamiento ............................. 52 
2.16. Selección del Motor eléctrico .......................................................................... 53 
2.17. Método de Diseño Paramétrico ...................................................................... 53 
2.18. DuctSizer ........................................................................................................ 57 
CAPITULO 3 ................................................................................................................... 59 
METODOLOGIA DE LA SOLUCIÓN ............................................................................ 59 
3.1. Formulación del Problema .............................................................................. 59 
3.2. Selección y Evaluación de la Alternativa Seleccionada .................................. 61 
3.3. Selección de alternativas ................................................................................61 
3.4. Evaluación de Alternativas .............................................................................. 64 
3.5. Dimensionamiento del Sistema de Ventilación ............................................... 66 
CAPITULO 4 ................................................................................................................. 105 
RESULTADOS Y DISCUSION .................................................................................... 105 
4.1. Caudal de Aire para los Ambientes del Hotel Santa María. .......................... 105 
4.2. Ruteo de los conductos de ventilación del Hotel Santa María. ..................... 108 
CONCLUSIONES ........................................................................................................... 109 
RECOMENDACIONES ................................................................................................... 110 
ANEXOS ......................................................................................................................... 111 
ANEXO 1: PLANOS DEL PRIMER Y SEGUNDO PISO DEL HOTEL .......................... 112 
ANEXO 2: PLANOS DEL TERCER Y CUARTO PISO DEL HOTEL ............................ 113 
ANEXO 3: PLANO DE LA AZOTEA DEL HOTEL......................................................... 114 
ANEXO 4: RUTA DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN PARA HABITACIONES ............ 115 
VIII 
 
ANEXO 5: RUTA DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN PARA BAÑOS .......................... 117 
 ........................................................................................................................................ 118 
ANEXO 6: RUTA DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN PARA EL ESTACIONAMIENTO 119 
ANEXO 7: TABLA DE SELECCIÓN DE REJILLAS EN DUCTOS ............................... 121 
ANEXO 8: TABLA DE SELECCIÓN DE REJILLAS EN PUERTA ................................ 122 
ANEXO 9: TABLA DE SELECCIÓN DE DUCTOS RECTANGULARES CON DIÁMETRO 
EQUIVALENTE .............................................................................................................. 123 
ANEXO 10: TABLA DE SELECCIÓN DE COEFICIENTE DE PÉRDIDAS PARA 
ACCESORIOS ................................................................................................................ 124 
ANEXO 11: SELECCIÓN DE LOS VENTILADORES MARCA SODECA ..................... 126 
ANEXO 12: ESPECIFICACIONES DEL SENSOR DE MONÓXIDO ............................. 127 
ANEXO 13: PROPIEDADES DEL AIRE A 1 ATM DE PRESIÓN .................................. 128 
ANEXO 14: PLAN DE MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN 
MECÁNICA .................................................................................................................... 129 
BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................. 130 
 
 
 
 
 
 
 
 
IX 
 
NOMENCLATURA 
Notación Definición 
 
A: Área (𝑚2) . 
C∶ Valor de correlación. 
CO: Monóxido de carbono. 
CO2: Dióxido de carbono. 
Co: Coeficiente de perdida de presión. 
Dh: Diámetro hidráulico (mm) 
E∶ Emanación de monóxido de carbono promedio de un automóvil (g/h) 
f∶ Factor de fricción (Adimensional) 
G∶ Tasa considerable de generación de monóxido de carbono (𝑔/ℎ𝑚2) 
Go∶ Tasa referencial de generación de CO (𝑔/ℎ𝑚2) 
IDA1: Hospitales, laboratorios, clínicas, guarderías. 
IDA2: Residencias, oficinas, áreas comunes de edificios, museos, etc. 
IDA3: Cines, edificios comerciales, teatros, habitaciones de hoteles, restaurantes. 
IDA4: De ningún modo se empleará, salvo casos excepcionales acreditados. 
k∶ Factor de seguridad del estacionamiento, que tendrá el valor de k = 2 
L∶ Longitud del conducto (m) 
MECH: Motores encendido por chispa. 
MEC: Motores encendido por compresión. 
N∶ Número de personas (adimensional) 
n∶ Número de renovaciones por hora (1/h) 
ppm: Partes por millón. 
Q1: Caudal inicial 
Q2: Caudal final 
Q∶ Caudal (cfm) 
X 
 
Qr∶ Caudal requerido de extracción (L/s) 
Qmin∶ Caudal mínimo (L/s) 
Re: Numero de Reynolds (Adimensional) 
t∶ Tiempo de operación de un vehículo, que varía entre 60 y 600 segundos. 
μ: Representa la viscosidad dinámica del fluido (kg/(m*s)). 
v∶ Volumen (𝑚3) 
ΔP1: Perdida de carga inicial 
∆pf∶ Caída de presión por fricción (Pa) 
∆pd: Perdidas dinámicas (Pa]) 
φ∶ Tasa normalizada. 
ρ: Densidad del fluido (𝑘𝑔/𝑚3) 
D: Diámetro de la tubería (m) 
 
XI 
 
ABREVIATURAS 
Notación Definición 
 
ANSI American National Standards Institute 
ASHRAE American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers. 
ASTM American Society for Testing and Materials 
CTE Código Técnico de la Edificación 
RNE Reglamento Nacional de Edificaciones 
NTP Norma Técnica Peruana 
PBI Producto Bruto Interno 
 
 
XII 
 
LISTA DE GRÁFICOS 
Gráfico Titulo Página 
 
Gráfico 1: VAB del alojamiento y restaurantes en el Perú [1]. ...................................... XVIII 
Gráfico 2: Promedio de temperatura mensual de Ica, Perú [2]. ...................................... XIX 
Gráfico 3: Hotel Santa María, Ica. .................................................................................... XX 
Gráfico 4: Elementos que definen el confort higrotérmico [19]. ........................................ 26 
Gráfico 5: Ventilación natural [26]. .................................................................................... 30 
Gráfico 6: Ventilación forzada [27]. ................................................................................... 30 
Gráfico 7: Ventilación mixta [28]. ...................................................................................... 31 
Gráfico 8: Ventiladores axiales [30]. ................................................................................. 32 
Gráfico 9: Ventilador Turbo axial [30] ............................................................................... 32 
Gráfico 10: Ventiladores Helicoidales [30]. ....................................................................... 33 
Gráfico 11: Ventilador Centrífugo [31]. ............................................................................. 33 
Gráfico 12: Álabes de grosor uniforme [14]. ..................................................................... 34 
Gráfico 13: Álabes aerodinámicos. [14]. ........................................................................... 34 
Gráfico 14: Álabes radiales. [14]. ...................................................................................... 34 
Gráfico 15: Curva característica de un ventilador [32]. ..................................................... 35 
Gráfico 16: ASHRAE [16]. ................................................................................................. 36 
Gráfico 17: Comportamiento de la presión en conductos de ventilación [32]. .................. 38 
Gráfico 18: Conducto tipo redondo [32]. ........................................................................... 44 
Gráfico 19: Conductos rectangulares [32]. ....................................................................... 44 
Gráfico 20: Rejilla de extracción de aire. .......................................................................... 49 
Gráfico 21: Partes de un Recipiente de Baja Presión Interna. .......................................... 54 
Gráfico 22: Dimensionamiento general de la máquina. .................................................... 55 
Gráfico 23: Implementación de módulo de ensayos vibracionales. .................................. 56 
Gráfico 24: Proceso de toma de decisiones de diseño paramétrico [33]. ......................... 57 
XIII 
 
Gráfico 25: Interfaz del Software DuctSizer ...................................................................... 58 
Gráfico 26: Hotel Santa María. ......................................................................................... 59 
Gráfico 27: Sistemas de ventilación conducidos.............................................................. 62 
Gráfico 28: Sistemas de ventilación no conducidos.......................................................... 63 
Gráfico 29: Aire acondicionado. ........................................................................................ 64 
Gráfico 30: Diagrama de bloques de la evaluación de las alternativas. ........................... 65 
Gráfico 31: Estacionamiento del Hotel. ............................................................................. 72 
Gráfico 32: Esquema de principio de rejillas en puertas. .................................................. 77 
Gráfico 33: Esquema por Tramos de las Habitaciones del Hotel. .................................... 83 
Gráfico 34: Esquema por Tramos de los baños del Hotel. ............................................... 87 
Gráfico 35: Esquema por Tramos del estacionamiento del Hotel. .................................... 91 
Gráfico 36: Sensor de monóxido de carbono GK modelo Hanwei GK. .......................... 102 
Gráfico 37: Plan de mantenimiento preventivo – inspecciones trimestrales. .................. 104 
Gráfico 38: Resultados obtenidos con el software DuctSizer Tramo principal 1-2. ........ 107 
Gráfico 39: Resultados obtenidos con el software DuctSizer Tramo secundario 3 - 21. 108 
 
 
XIV 
 
LISTA DE TABLAS 
Tabla Titulo Página
 
Tabla 1: Necesidades de ventilación [21] ......................................................................... 27 
Tabla 2: Constituyentes típicos de los gases de combustión de un vehículo [22] ............ 28 
Tabla 3: Concentraciones altas permitidas de Co [24] ..................................................... 28 
Tabla 4: Categoría del aire interior [23] ............................................................................ 29 
Tabla 5: Caudal de aire exterior por persona [36] ............................................................ 29 
Tabla 6: Renovaciones de aire por hora recomendada [9] ............................................... 31 
Tabla 7: Monóxido de carbono promedio de un automóvil [4] .......................................... 40 
Tabla 8: Valor de Correlación respecto al COmax [4] ......................................................... 41 
Tabla 9: Valores de rugosidad según el material [37] ....................................................... 47 
Tabla 10: Velocidad de aire para rejillas de captación. [13] .............................................. 48 
Tabla 11: Velocidad del aire atendiendo al ruido en ductos [38]. ..................................... 49 
Tabla 12: Velocidad del aire para el sistema de ductos ................................................... 49 
Tabla 13: Niveles sonoros recomendados. [39] ................................................................ 50 
Tabla 14: Parámetros de selección de las rejillas. ............................................................ 50 
Tabla 15: Parámetros de selección para él sensor. .......................................................... 52 
Tabla 16: Número de habitaciones del hotel santa maría................................................. 60 
Tabla 17: Criterios de evaluación de las alternativas........................................................ 64 
Tabla 18: Comparativa de alternativas ............................................................................. 66 
Tabla 19: Cálculo del caudal de aire para las habitaciones – Segundo piso .................... 67 
Tabla 20: Cálculo del caudal de aire para las habitaciones – Tercer piso ........................ 67 
Tabla 21: Cálculo del caudal de aire para las habitaciones – Cuarto piso ....................... 68 
Tabla 22: Resultado del caudal necesario para las habitaciones del hotel ...................... 68 
Tabla 23: Cálculo del caudal de aire para los baños – Segundo piso .............................. 69 
Tabla 24: Cálculo del caudal de aire para los baños – Tercer piso .................................. 70 
XV 
 
Tabla 25: Cálculo del caudal de aire para los baños – Cuarto piso .................................. 70 
Tabla 26: Resultado del caudal necesario para los baños del hotel ................................. 71 
Tabla 27: Caudal total para el segundo, tercer y cuarto piso............................................ 71 
Tabla 28: Porcentaje de vehículos durante el uso máximo. [4] ........................................ 72 
Tabla 29: Resultados del cálculo para el estacionamiento. .............................................. 75 
Tabla 30: Resultados para la selección de rejillas de habitaciones. ................................. 76 
Tabla 31: Resultados para la selección de rejillas del estacionamiento. .......................... 77 
Tabla 32: Parámetros iniciales para el dimensionamiento................................................ 80 
Tabla 33: Parámetros iniciales para el sistema de Habitaciones ...................................... 84 
Tabla 34: Parámetros iniciales para el sistema de Baños ................................................ 88 
Tabla 35: Parámetros iniciales para el sistema de Estacionamiento ................................ 92 
Tabla 36: Caída de presión en Codos. ............................................................................. 93 
Tabla 37: Caída de presión en Ye. ................................................................................... 94 
Tabla 38: Caída de presión en Te. ................................................................................... 94 
Tabla 39: Caída de presión en Codos. ............................................................................. 95 
Tabla 40: Caída de presión en Ye. ................................................................................... 95 
Tabla 41: Caída de presión en Te. ................................................................................... 96 
Tabla 42: Caída de presión en Codos. ............................................................................. 96 
Tabla 43: Caída de presión en Ye. ................................................................................... 97 
Tabla 44: Caída de presión en Transiciones. ................................................................... 97 
Tabla 45: Pérdidas totales para cada sistema. ................................................................. 98 
Tabla 46: Espesores de plancha galvanizada. (ASHRAE 2008:18.3) .............................. 98 
Tabla 47: Clase de presión en ductos .............................................................................. 99 
Tabla 48: Parámetros de selección del ventilador .......................................................... 100 
Tabla 49: Potencia requerida por ventilador ................................................................... 100 
Tabla 50: Potencia entregada por el motor ..................................................................... 101 
Tabla 51: Modelos de ventiladores seleccionados ......................................................... 101 
XVI 
 
Tabla 52: Campos de valores para delimitar su clasificación [10] .................................. 101 
Tabla 53: Actividad y frecuencia mínima de mantenimiento ........................................... 103 
Tabla 54: Resultados del caudal total para cada piso del hotel y estacionamiento ........ 106 
Tabla 55: Comparación entre los valores calculados y ductsizer ................................... 106 
Tabla 56: Comparación entre los valores calculados y ductsizer ................................... 107 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
XVII 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
En la actualidad, la excursión o visita de lugares es un rubro que favorece el crecimiento y 
progreso de la crematística de las naciones, que se caracteriza por tener corte transversal 
ya que está constituida por diversas obras financieras que crean y abastecen variospatrimonios y ministerios a los turistas. 
En el 2015, el Producto Bruto Interno Turístico totalizó un 3.9 % del PBI nacional, y alcanzó 
la cifra de S/. 23.5 millones; tres grandes obras económicas contribuyeron con el 63,6 % 
de este resultado: el transporte de pasajeros (terrestre, aéreo, marítimo, fluvial, alquiler de 
vehículos) con 27 %, la logística de sostenimientos y bebidas con 22.6 % y el alojamiento 
para visitantes con 14 %. A nivel nacional, el Valor agregado Bruto (VAB) de la actividad 
económica de alojamiento y restaurantes está liderada por lima con un aproximado del 
65.43 %, seguido de Cusco con un 4.9 %, Callao con un 3.6 %, y así sucesivamente hasta 
llegar a Ica, quien representa la doceava región con mayor demanda de alojamiento y 
restaurantes con un 1.5 % [1]. 
 
 
 
 
 
XVIII 
 
Gráfico 1: VAB del alojamiento y restaurantes en el Perú [1]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El servicio de hospedaje para visitantes nacionales e internaciones es de vital importancia, 
y competir en este sector del mercado depende en gran medida de las comodidades que 
las empresas ofrezcan. Por ello es necesario presentar sistemas en óptimas condiciones 
que satisfagan los requerimientos de los huéspedes. Entre los principales sistemas se 
encuentra el de ventilación mecánica, que permite la renovación del aire dentro de las 
habitaciones y áreas generales de los hoteles. Si estos artefactos no reciben un correcto 
procedimiento de diseño e instalación, pueden originar problemas como la propagación y/o 
generación de enfermedades respiratorias, aumento de la temperatura en los ambientes y 
estrés. 
El hotel Santa María se ubica en la localidad de Ica, región de Ica. El flujo turístico de esta 
ciudad aumenta en la estación de verano, ya que el clima llega a temperaturas máximas 
de 33 °C y mínimas de 16 °C como se muestra en la Gráfica 2. Esta hospedería recibe 
aproximadamente entre 2,500 a 3,000 turistas en las temporadas de verano anualmente; 
XIX 
 
sin embargo, durante en el año 2018 y 2019 el hotel registró recomendaciones en el buzón 
de sugerencias, donde los clientes recomiendan el servicio del hotel por su bajo costo, 
comodidad y cuartos limpios, sin embargo, del 100% de huéspedes, el 64% recomendaban 
la instalación de ventiladores o un sistema de aire acondicionado por las altas temperaturas 
que presentaba. Actualmente, el hotel no cuenta con algún tipo de sistema de ventilación 
que permita la renovación de aire (temperatura, humedad, limpieza de aire) dentro de sus 
instalaciones. Esto ha afectado negativamente la satisfacción de los clientes, quienes optan 
por hoteles que cuenten con este tipo de servicio (dentro de un perímetro circular de 2 km, 
no hay hospedajes que cuenten con este sistema). 
 
Gráfico 2: Promedio de temperatura mensual de Ica, Perú [2]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Es por ello que se plantea la siguiente interrogante: ¿De qué manera se puede diseñar un 
sistema de ventilación mecánica para el hotel Santa María ubicado en la ciudad de Ica? El 
desarrollo de este estudio tiene como: 
 Objetivo general 
- Diseñar un Sistema de Ventilación Mecánica para el Hotel Santa María ubicado en 
la ciudad de Ica. 
XX 
 
Objetivos específicos 
- Calcular el caudal de aire y el diámetro equivalente de los ductos necesarios para 
los diversos ambientes (habitaciones, baños y estacionamiento) mediante el método 
analítico bajo la normativa ASHRAE y la normativa peruana vigente. 
- Validar el cálculo analítico mediante el uso del software DuctSizer; el cual aplica la 
metodología impuesta por ASHRAE para los sistemas de ventilación mecánica. 
- Diseñar la ruta de los ductos del sistema de ventilación mecánica para el hotel 
Santa María de acuerdo a los parámetros establecidos en el cálculo. 
El presente estudio busca aplicar conocimientos existentes para diseñar un sistema de 
ventilación mecánica para el hotel Santa María ubicado en la ciudad de Ica, región Ica, 
para optimizar el confort de los huéspedes. 
Gráfico 3: Hotel Santa María, Ica. 
 
 
 
21 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 1 
 
REVISIÓN DE LA LITERATURA ACTUAL 
 
En Guatemala, se llevó a cabo el estudio de un sistema de ventilación mecánica para 
distribuir aire en el área de lavandería del Hospital Dr. Juan Arévalo Bermejo, con el fin de 
proporcionar confort a un recinto. Se recolectaron datos del diseño del sistema y se evaluó 
el tipo de ventilador y extractor requeridos según el área. Después de definir el punto 
anterior, se realizó el diseño de los ductos encargados de conducir el aire extraído, así 
como el plan de mantenimiento preventivo para el sistema. El diseño se realizó en función 
de las entradas y salidas de aire; estas debían estar lo suficientemente separadas para 
que el aire no recircule. El proyecto estará valorizado en un total de 43,024.25 Quetzales 
[3]. 
Otro estudio realizó el cálculo para el diseño de un sistema de ventilación mecánica, donde 
los flujos másicos a extraer eran de 18,324 pie3/min para el aparcamiento cuatro y 14,660 
pie3/min para cada uno de los demás aparcamientos. Se llegó a delinear un sistema de aire 
óptimo, con acumulación de monóxido de carbono de 25 ppm; de esta manera, el aire no 
produce inconvenientes en la salud de los huéspedes y cumple con los lineamientos 
impuestos por ASHRAE Y RNE [4]. 
Para el sistema de ventilación de la empresa Nefrocontrol S.A. se instaló un tablero 
eléctrico y se incorporaron transductores de presión diferencial, que se distribuyeron en los 
22 
 
ambientes del establecimiento, así como en las unidades manejadoras que suministran 
aire. Estos sensores instalados, permitieron emitir señales lógicas hacia el controlador para 
que este pueda efectuar las acciones correspondientes al sistema. También se instalaron 
interfaces gráficas con el fin de monitorear y registrar los procesos de ventilación mecánica 
del lugar [5]. 
En la Clínica Universidad de la Sabana se planteó el diseño de un sistema de ventilación 
mecánica a partir de planos arquitectónicos de la obra en medio magnético; de estos se 
extrajeron elementos esenciales para el diseño como tipos de áreas médicas, espacios 
físicos disponibles para la ubicación de equipos ventiladores y configuración arquitectónica 
de la construcción. Se clasificaron las áreas de acuerdo al nivel de pureza requerido en el 
aire, y se establecieron la disposición y cantidad de equipos, así como los trazados de 
redes de ductos para la conducción del aire. El costo del proyecto fue de US$ 90.166.35 
[6]. 
En el supermercado San Luis, en la ciudad de Lima, se desarrolló un sistema de ventilación 
para la extracción de monóxido. Se dimensionó el proyecto a partir del cálculo del flujo 
másico del aire y según las velocidades en los ductos establecidos por la normativa, se 
distribuyeron los ductos y se eligieron los equipos necesarios para que el sistema 
suministre aire limpio mediante inyectores y extractores centrífugos. El diseño se basó en 
las normas ASHRAE y en la Norma Técnica E.M. 030. La acumulación de monóxido de 
carbono llegó a ser menor a 35 ppm y se logró cumplir con las normativas establecidas por 
la ASHRAE [7]. 
Se llevó a cabo el diseño y la simulación del sistema de ventilación mecánica de 
emergencia para un túnel de tránsito vehicular en el cerro Zhizhio, ubicado en la Josefina, 
provincia del Azuay. Se determinó la velocidad crítica necesaria para eliminar el humo 
dentro del túnel, se calculó la variación de la caída de presión, y se determinó el empuje 
de los ventiladores. Este empuje, así como la efectividad del sistema, fueron analizados 
nuevamente al finalizar la instalación de los equipos y utilizando pruebas de simulación de 
23 
 
dinámica de fluidos computacional. Se obtuvieron parámetros de velocidad crítica y 
caudales, que al ser comparados con el cálculo analítico dieron como resultado variaciones 
mínimas[8]. 
KOMATSU MITSUI MAQUINARIAS PERÚ requiere que el ambiente para realizar el 
proceso de overhaul cumpla con ciertos estándares, y en la planta KOMATSU MITSUI, 
ubicada en el Callao, se observaban problemas en la renovación del aire de la zona de 
lavado. Para ello se emplearon ductos de succión en acero galvanizado conectados a un 
ventilador centrífugo capaz de extraer y direccionar el aire contaminado por el ducto de 
descarga hacia el exterior de la zona de trabajo [9]. 
Se diseñó un sistema de ventilación para el estacionamiento subterráneo de once pisos de 
un edificio comercial, capaz de mantener la acumulación de monóxido de carbono por 
debajo de 50 ppm para cumplir con lo establecido por la norma peruana RNE. El sistema 
era de tipo mixto con un sistema de extracción e inyección independiente en cada nivel. El 
flujo másico era de 3134.21 cfm en el sótano I, 7572.45 cfm en el sótano II, 7945.57 en los 
sótanos del III al X y 3560.26 cfm en el sótano XI. Los ductos mantenían una caída de 
presión por fricción máxima de 0.2 in w.c dentro de los ambientes, y la velocidad por debajo 
de la máxima. Se registró una caída de presión en los ductos de 2.2 in w.c para los sótanos 
del II al X y1.89 in w.c para los sótanos I y XI. Los motores (extractores e inyectores) tenían 
potencias de 2.5 HP para los sótanos del II al X, y 1 HP para los sótanos I y XI [10]. 
Otro estudio se llevó a cabo para diseñar un sistema de ventilación mecánica y aire 
acondicionado según normas internacionales. Se diagnosticaron las condiciones 
ambientales y psicrométricas que debía satisfacer, se delineó la distribución de ductos de 
suministro, extracción de aire y cálculo de carga térmica utilizando el software CYPE, se 
determinaron las especificaciones técnicas del sistema a partir de los caudales de aire para 
el auditorio, y se calcularon los costos. Los equipos propuestos podían cumplir con el 
caudal mínimo de 1395 cfm y cubrían toda el área del auditorio [11]. 
 
24 
 
El Hospital María Auxiliadora instaló un sistema de ventilación mecánica y aire 
acondicionado de biocontención basado en la OMS, la Norma UNE 100713 y la ASHRAE 
170-2008. Para el dimensionamiento del sistema, se recopilaron los datos de cada área 
para determinar las presiones y caudales. Además, se suministró un banco de filtros para 
asegurar que el aire sea limpio para las salas [12]. 
Otro diseño partió del cálculo de la carga térmica total de un local de balanceados donde 
iba a instalarse un sistema de ventilación. Este proyecto tomó como antecedente el Manual 
de Carrier y las normas ASHRAE para obtener los pies cúbicos por minuto que se 
necesitaban en el área a ventilar. Una vez obtenida la cantidad de ventilación necesaria, 
se seleccionaron y ubicaron dentro de la fábrica el ventilador, los conductos, los filtros y los 
louvers. Se establecieron las calidades óptimas de trabajo para los trabajadores y se realizó 
un análisis económico en base a costos de equipos y mano de obra [13]. 
Un aparcamiento subterráneo de 3 niveles de una universidad elaboró un sistema de 
ventilación para mantener las acumulaciones de monóxido de carbono por debajo de 25 
ppm, según los requerimientos que establecen las normas nacionales e internacionales. 
El diseño contó con caudales y caídas de presión diferentes para cada piso: 9756 L/s y 
630.6 Pa, 10365 L/s y 652.1 Pa, y 10975 L/s 745.9 Pa respectivamente. Con estos datos 
se seleccionaron y compraron tres ventiladores de 617 rpm, 645 rpm y 677 rpm, motores 
eléctricos de 11 KW y 15 KW, y fajas trapezoidales. El costo del proyecto estuvo valorizado 
en US$ 155,386.97 incluyendo costos de ingeniería y de equipos [14]. 
La meta de otro estudio fue diseñar un nuevo sistema de extracción mecánica e inyección 
de aire en un aparcamiento, de un sólo nivel, que reduzca las mediciones de monóxido de 
carbono por debajo 50 ppm (como lo establece la norma ASHRAE), que cumpla con sus 5 
renovaciones (como lo establece la RNE) y que preserve una buena distribución de aire en 
toda el área mencionada. A partir del cálculo de la caída de presión del ducto, se 
dimensionaron los equipos eléctricos y los ventiladores de inyección y extracción [15]. 
 
25 
 
En la Mina Mercedes se diseñó un sistema de ventilación mecánica adecuado, donde 
también era necesaria la ventilación natural. En el desarrollo se calculó el flujo másico de 
aire en 45,000 cfm, a partir de 9 atajos y 4 frentes. La optimización se logró gracias a la 
redefinición de las áreas de salida e ingreso, la independización de los perímetros de aire 
y la puesta en práctica de las chimeneas de ventilación de 4 m2. Se seleccionaron 
ventiladores con 9.668 in. H20, 45,135. Cfm y 82.4 de eficiencia. Tras una simulación en 
Ventsim visual, se logró obtener parámetros adecuados de velocidades, cobertura de aire 
y presión [16]. 
El Hotel San Carlos se encuentra ubicado en la ciudad de Tuxtka Gutiérrez, Chiapas. La 
ciudad tiene una altitud de 536 msnm, por ello, el clima en la ciudad es cálido semihúmedo 
con un gradiente de temperatura bajo, que mantiene la temperatura en un promedio de 
35°C. Para el diseño del sistema de ventilación del hospedaje, se delineó el esquema de 
los ductos para la distribución de aire y se cuantificó la cantidad de láminas necesarias 
para su construcción. Gracias a esto, se logró mejorar el confort de los huéspedes [17]. 
 
 
 
 
26 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 2 
 
MARCO TEÓRICO 
 
2.1. Confort 
Estado de bienestar y de satisfacción frente a un momento peculiar; el clima adecuado 
para habitar. Se alcanza cuando el individuo no se expone a ningún factor como ruidos, 
olores desagradables y cambios térmicos bruscos. 
Condiciones de confort: El ambiente que rodea a las personas no debe 
exponerlos a incomodidades. La comodidad implica cuatro variables: 
a) Temperatura 
b) Humedad 
c) Velocidad del aire. 
d) Limpieza del aire. 
Gráfico 4: Elementos que definen el confort higrotérmico [19]. 
 
 
 
 
 
 
27 
 
Condiciones Climatológicas: En Ica, los veranos son calientes, áridos y nublados; 
los inviernos son secos y generalmente despejados. Durante todo el año la 
temperatura varía de 15 °C a 28 °C y en ocasiones baja hasta 12 °C o se incrementa 
hasta 31 °C. La mejor época de turismo es entre mediados de abril hasta mediados 
de noviembre. 
2.2. Necesidades de Ventilación 
La ventilación es un factor importante en el confort y la salud. Por salubridad se necesita 
manejar las poluciones tóxicas para la salud producidas por el metabolismo, por las 
actividades realizadas por las personas y por los componentes de la construcción. 
 
Tabla 1: Necesidades de ventilación [21] 
NECESIDADES DE VENTILACIÓN 
Salud Confort térmico Durabilidad del edificio 
- Suministro de oxígeno. 
- Eliminación de 
contaminantes, bacterias, 
polvo, gases. 
- Eliminación de olores. 
- Evitar el aumento de calor y 
frío. 
- Circulación de aire para 
brindar un ambiente fresco. 
- Eliminación de vapor de 
agua, problemas de 
condensación, moho, 
corrosión, etc. 
 
2.3. Gases Contaminantes 
Los gases provenientes de los vehículos de combustión interna son el principal factor 
contribuyente en el deterioro de la calidad del aire, ya que el proceso de combustión genera 
gran cantidad de gases que contienen hidrocarburos y monóxido de carbono. 
La tabla 2 muestra la cantidad de gases de combustión que presenta un vehículo en sus 
diferentes etapas de funcionamiento. 
 
 
 
 
28 
 
Tabla 2: Constituyentes típicos de los gases de combustión de un vehículo [22] 
Constituyentes 
Parado 
(ppm) 
Acelerando 
(ppm) 
En marcha 
(ppm) 
Desacelerando 
(ppm) 
Hidrocarburos 
10000 
1500 
6000 
1000 
5000 
800 
30000 
1500 
MECH 
MEC 
Óxidos de Nitrógeno 
30 
60 
 
1200 
850 
 
650 
240 
 
30 
30 
MECH 
MEC 
Gases de combustión, scfm 
6.8 
25 
105 
105 
25 
77 
18 
70 
MECH 
MEC 
CO, porcentaje 
5 
0.4 
50.2 
0.6 
0.03 
5 
- 
MECH 
MEC 
C0₂, porcentaje 
9.5 
1 
 
10 
11 
 
12.5 
7 
 
9.5 
- 
MECH 
MEC 
 
Donde: 
Ppm : Partes por millón. 
MECH : Motores encendido por chispa. 
MEC : Motores encendido por compresión. 
CO : Monóxido de carbono. 
CO₂ : Dióxido de carbono. 
2.4. Concentración Máxima Permitida de Monóxido para el Estacionamiento 
Es aquella establecida por las diferentes normas nacionales e internacionales, para el 
diseño de sistemas de ventilación en estacionamientos. En la tabla 3 se observan los 
niveles máximos permitidos de concentración de monóxido de carbono según normas 
internacionales, considerando el tiempo de exposición. 
 
Tabla 3: Concentraciones altas permitidas de Co [24] 
Norma Tiempo (hrs) CO máx. (ppm) 
ASHRAE 8 35 
España 8 50 
 
29 
 
Según el RNE, la norma EM.030 en el Perú indica que la máxima concentración de 
monóxido de carbono es de 50 ppm (partículas por millón). Se refiere a la cantidad de CO 
que hay en cada millón de unidades en conjunto. 
2.5. El Aire Interior en Diferentes Establecimientos 
La clasificación de la calidad del aire dentro de los ambientes está indicada en la siguiente 
tabla: 
Tabla 4: Categoría del aire interior [23] 
CATEGORÍA DEL AIRE INTERIOR 
CATEGORÍA CALIDAD APLICACIONES 
IDA1 Optima Hospitales, clínicas, laboratorio y guarderías. 
IDA2 Buena 
Oficinas, residencias, salas de lectura, museos, aulas y 
piscinas. 
IDA3 Media 
Edificios comerciales, cines, teatros, habitaciones de 
hoteles, restaurante. 
IDA4 Baja No aplica para edificios de uso habitual 
 
Tabla 5: Caudal de aire exterior por persona [36] 
CATEGORÍA CALIDAD 
DE AIRE 
CAUDAL DE AIRE EXTERIOR POR 
PERSONA 
L/s x persona m³/h x persona 
IDA 1 Optima 20.00 72.00 
IDA 2 Buena 12.50 45.00 
IDA 3 Media 8.00 28.80 
IDA 4 Baja 5.00 18.00 
 
2.6. Ventilación 
La ventilación tiene el propósito de controlar los niveles de contaminación en el aire, así 
como la humedad o temperatura dentro del recinto; el aire contaminado de un ambiente es 
cambiado por uno más fresco de manera sucesiva. Se puede realizar de forma natural por 
viento o de forma mecánica a través de ventiladores. 
30 
 
Tipos de ventilación: Para la ventilación del interior de un recinto destacan la 
ventilación natural, la ventilación forzada y la ventilación híbrida. 
Ventilación natural: Es el cambio de aire que se genera únicamente por la acción 
del viento. 
Gráfico 5: Ventilación natural [26]. 
 
 
 
 
 
 
Ventilación forzada: Se realiza mediante la producción forzada de depresiones en 
los conductos de suministro de aire del edificio Para ello se emplean ventiladores, 
extractores y otros componentes mecánicos. La ventilación mecánica soluciona las 
dificultades que presenta la ventilación natural y permite controlar la tasa de 
ventilación. 
Gráfico 6: Ventilación forzada [27]. 
 
 
 
 
 
 
 
Ventilación mixta: Si los escenarios de presión y temperatura son adecuados, este 
sistema opera con ventilación natural; cuando las condiciones con desfavorables, 
opera con un sistema de ventilación forzada o mecánica. 
31 
 
Gráfico 7: Ventilación mixta [28]. 
 
Parámetros de Ventilación: La renovación del aire dentro de un espacio cerrado 
se logra mediante la circulación del aire extraído del medio ambiente. La ventilación 
es primordial para la limpieza de los locales. La renovación de aire en los espacios 
del recinto tiene como efecto prevenir la acumulación de malos olores y de dióxido 
de carbono. 
Tabla 6: Renovaciones de aire por hora recomendada [9] 
Renovaciones de aire por hora recomendada 
Tipo de local 𝒏 
Dormitorios 0.5 - 1 
Living - Comedor 1 - 2 
Baños 5 - 10 
 
Del Reglamento Nacional de Edificaciones la EM – 030 de la norma peruana, la renovación 
de aire para cuartos de baño, duchas y servicios sanitarios, donde se incluya un sistema 
de ventilación mecánica por extracción, exige una renovación de aire cada tres minutos 
que es igual a 20 renovaciones por hora. 
2.7. Ventiladores 
Los ventiladores son equipos que permiten mover el aire mediante inyección o extracción. 
Utilizan energía para exceder las mermas de presión del sistema, transforman la energía 
eléctrica en mecánica para mover un rotor generador de aire. Estos equipos se dividen en 
dos categorías: 
32 
 
Ventiladores axiales: Generan aire a través del movimiento rotacional. Tienen una 
alta eficiencia mecánica, llegando hasta un 95%, pero no pueden vencer caídas de 
presión altas. Se utilizan principalmente en la ventilación convencional, pueden ser 
inyectores o extractores. Pueden ser de tres tipos: 
Ventiladores axiales con aletas guía: Estos cuentan con aletas de salida de aire, 
que aumentan la eficacia. Se emplean en sistemas de calefacción, ventilación y aire 
acondicionado, pero generan ruidos incomodos. 
Gráfico 8: Ventiladores axiales [30]. 
 
 
 
 
 
 
Ventiladores Turbo axiales: Menos eficaces que el axial, pero de costo menor. Se 
usan también en calefacción, ventilación y aire acondicionado en distintas 
presiones. Suelen presentar un diámetro de eje limitado, que permite generar altos 
niveles de flujo másico, pero el ruido resultante es mayor que el anterior tipo. 
Gráfico 9: Ventilador Turbo axial [30] 
 
 
 
 
 
 
Ventiladores helicoidales: Son mayormente utilizados a presiones bajas ya que 
su impulso es demasiado bajo, pero generan altos niveles de flujo másico de aire. 
33 
 
Se destacan por ser utilizados en ventilación por evacuación de techos, circulación 
y torres de refrigeración. 
Gráfico 10: Ventiladores Helicoidales [30]. 
 
 
 
 
 
 
Ventiladores Centrífugos: Son turbomáquinas que permiten la entrada axial del 
flujo másico de aire al rotor y la salida de manera perpendicular. Tienen aletas que 
permiten la circulación del aire hacia afuera empleando fuerza centrífuga. De esta 
manera, el aire sale a mayor velocidad. 
Gráfico 11: Ventilador Centrífugo [31]. 
 
 
 
 
 
 
Álabes de grosor uniforme: Presentan ventajas para el manejo de factores 
ambientales, pero no pueden ser utilizados en zonas donde exista la posibilidad de 
acumular partículas en el lado interno de estos. 
 
 
 
 
34 
 
Gráfico 12: Álabes de grosor uniforme [14]. 
 
 
 
 
 
 
Álabes aerodinámicos: De óptimo funcionamiento y bajo ruido, pero, tienen 
tendencia a la corrosión. Solo se aplican en zonas de aire limpio. 
Gráfico 13: Álabes aerodinámicos. [14]. 
 
 
 
 
 
 
Álabes radiales: Mayormente empleados en la extracción de alto flujo másico de 
aire a baja presión; son de espesor reducido. También son conocidos como álabes 
radiales modificados. Se utilizan en sistemas expuestos a alta corrosión y erosión. 
Gráfico 14: Álabes radiales. [14]. 
 
 
 
 
 
 
35 
 
2.8. Curva Característica de los Ventiladores 
Se representa la presión en mm.c.d.a. en el eje Y, y el caudal en m3/h en el eje X. Estos 
valores fueron obtenidos mediante ensayos practicados por fabricantes. Estas curvas nos 
permiten conocer las pérdidas de carga que debe vencer el ventilador en función de su 
caudal. 
Gráfico 15: Curva característica de un ventilador [32]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.9. Punto de trabajo 
El punto de trabajo nos permite conocer las condiciones de funcionamiento del ventilador; 
para ello, se debe conocer la curva de la pérdida de carga en función del caudal que pasa 
por ella. La pérdida de carga se representa mediante la siguiente ecuación: 
𝛥𝑃2 = 𝛥𝑃1 [
𝑄2
𝑄1
]
2
 (1) 
Donde: 
ΔP1 : Pérdida de carga inicial. 
Q1 : Caudal inicial. 
Q2 : Caudal final. 
36 
 
2.10. Leyes de los Ventiladores 
Las leyes de los ventiladores surgen a partir de sus propias características. Estas nos 
permiten calcular la variación del caudal y la presión u potencia absorbida por el ventilador; 
se pueden hallar mediante las siguientes ecuaciones:• Para el flujo másico tenemos la ecuación (2): 
 
• La presión es proporcional al cuadrado de la relación de velocidades: 
 
• La potencia absorbida es directamente proporcional al cubo de las velocidades del 
ventilador: 
 
2.11. Norma ANSI / ASHRAE 62.1 
ASHRAE o conocida como la Asociación Americana de Ingenieros en Calefacción, 
Refrigeración y Aire Acondicionado, es una asociación técnica que desarrolla información 
técnica y educativa para el desarrollo de los campos de la calefacción y ventilación. 
Además, también promueve altos estandartes de calidad en la industria HVAC-R, 
calefacción, aire acondicionado, refrigeración, etc. 
Gráfico 16: ASHRAE [16]. 
 
 
 
 
 
 
Establecen especificaciones mínimas de ventilación y otros parámetros que permiten 
homogeneizar la calidad de aire en un establecimiento, para minimizar los riesgos de 
enfermedades en las personas. 
𝑄2 = 𝑄1 
𝑛2
𝑛1
 ( 2 ) 
 
𝑃2 = 𝑃1 
𝑛2
𝑛1
 
2
 ( 3 ) 
 
𝑁2 = 𝑁1 
𝑛2
𝑛1
 
3
 ( 4 ) 
 
37 
 
• Propósito 
a) La intención de esta norma es establecer los porcentajes de ventilación y otras 
proporciones destinadas a optimizar la circulación del aire para los seres vivos. 
b) Puede aplicarse a nuevos edificios, adiciones a edificios existentes y cambios a 
edificios existentes que estén identificados en la norma. 
c) Permite optimizar la circulación de aire en espacios cerrados. 
• Alcance 
a) Esta norma es aplicable en todas las áreas destinadas para actividades de personas, 
incluidos domicilios, vehículos y aeronaves. 
b) Los requisitos adicionales para laboratorio, industria, cuidado de la salud y otros 
espacios pueden estar dictados por el lugar de trabajo y otros estándares, así como 
también los procesos que ocurren dentro del espacio. 
c) Aunque la norma se puede aplicar tanto a edificios nuevos como a existentes, las 
disposiciones de esta norma no están destinadas a aplicarse retroactivamente cuando 
se utiliza como un reglamento o código obligatorio. 
d) Este estándar no prescribe requisitos específicos de velocidad de ventilación para 
espacios que contienen tabaco o que no cumplen con los requisitos de separación de 
espacios para fumadores. 
2.12. Presión 
Si el conducto es horizontal o la diferencia es inferior a 100 metros, la presión por diferencia 
de altura es cero. La presión estática Pe se expande en el ducto, en el mismo sentido y 
contrario a la corriente. 
La presión dinámica Pd sigue el sentido del aire, al igual que la presión total Pt. Esta es 
una constante como se muestra en la ecuación (5). 
 
 
𝑃𝑡 = 𝑃𝑒 + 𝑃𝑑 ( 5 ) 
 
38 
 
Según el diagrama de conceptos básicos de la ventilación de Soler & Palau, la propiedad 
física de presión en un conducto de ventilación es representado de la siguiente manera: 
Gráfico 17: Comportamiento de la presión en conductos de ventilación [32]. 
 
 
 
 
 
Esta magnitud es significativa en el diseño de los sistemas de ventilación, ya que nos brinda 
un parámetro que debe vencer nuestro ventilador, así como una pauta para la elección del 
tipo de ventilador y accesorios que se deben instalar en nuestro sistema. 
2.13. Caudal de Ventilación 
El caudal de ventilación determina el flujo de aire óptimo para garantizar que las 
condiciones de un ambiente se encuentran dentro de los parámetros de contaminación 
permitidos, y así poder eliminar olores desagradables y exceso de calor. Es fundamental 
prever un determinado caudal de aire exterior para la dilución del aire interior con 
contaminantes, los malos olores y genere condiciones de confort. 
a) Cálculo del caudal para habitaciones: El cálculo del caudal de aire se da por el 
número de personas, a razón de 28.80 m3/h. La tabla 5, se basa en la calidad del aire 
por persona, con una categoría de aire media para la aplicación de habitaciones de 
hoteles. Para determinar el caudal de cada habitación se utiliza la ecuación (6): 
𝑄ℎ = 𝑄𝑝 𝑥 𝑁 (6) 
Donde 
𝑄ℎ : Caudal de aire total por habitación. (m³/h) 
𝑄𝑝 : Caudal de aire exterior por persona. (m³/h x persona) 
𝑁 : Número de personas por habitación. (persona) 
39 
 
b) Cálculo del caudal para baños: Este cálculo requiere el número de veces que debe 
renovarse todo el volumen de aire requerido en el lapso de una hora. El caudal para 
los baños está representado por la ecuación (7). 
𝑄𝑏 = 𝑛 𝑥 𝑣𝑏 (7) 
Donde: 
𝑄𝑏 : Caudal. (m3/h) 
𝑛 : Número de renovaciones por hora. (rev/h) 
𝑣𝑏 : Volumen. (m3) 
c) Cálculo del caudal para el estacionamiento: 
Para el cálculo del caudal del estacionamiento se tomó en cuenta el Reglamento Nacional 
de Edificaciones – RNE, la norma EM - 030, en este se especifican que para realizar el 
cálculo es indispensable tener en cuenta los siguientes criterios: 
• Cálculo por dilución según ASHRAE. 
• Cálculo del caudal mínimo de aire en función del Área. 
• Cálculo del caudal mínimo de aire en función al Volumen. 
Una vez realizado dichos cálculos se procede a utilizar el mayor valor para realizar el 
dimensionamiento de los ductos para el estacionamiento, a continuación, se muestran los 
procedimientos a emplear. 
1. Cálculo por dilución según ASHRAE 
El caudal de aire a ventilar en una cochera debe mantenerse en un rango aceptable de 
monóxido de carbono, según la norma ASHRAE. El diseño depende de algunos 
parámetros importantes: 
• Cantidad de automóviles en horas fijas (N). 
• Emanación de Monóxido de carbono promedio de un automóvil. 
• Tiempo de operatividad de vehículos en el estacionamiento. 
• Concentración máxima de Monóxido de carbono. 
40 
 
• Área total del estacionamiento. 
Para calcular la acumulación considerable de monóxido de carbono por unidad de área es 
necesario tener en cuenta el promedio de generación de monóxido de carbono promedio 
de un automóvil. 
Tabla 7: Monóxido de carbono promedio de un automóvil [4] 
 
Emisión en caliente Emisión en frío 
g/min g/min 
Estación 1991 1996 1991 1996 
Verano 32°C 2.54 1.89 4.27 3.66 
Invierno 0°C 3.61 3.38 20.47 19.96 
 
a) Tasa de generación máxima de CO (G) 
La Tasa máxima de generación de monóxido de carbono por unidad de área, está 
expresada por la ecuación (8). 
 
 
Donde: 
N : Cantidad de automóviles en horas fijas 
E : Emanación de monóxido de carbono promedio de un automóvil. (g/h) 
Ap : Área total del estacionamiento. (ft2) 
 
b) Tasa normalizada (φ) 
Se define el valor normalizado de generación de monóxido de carbono, con la siguiente 
ecuación. 
 
Donde: 
G : Tasa de generación de monóxido de carbono (g/hxft2) 
Go : Tasa referencial de generación de CO. (g/hxft2) 
𝐺 = 
𝑁 ∗ 𝐸
𝐴𝑝
 ( 8 ) 
 
𝜑 = 100
𝐺
𝐺0
 ( 9 ) 
 
41 
 
Donde, la tasa referencial de generación de CO (Go = 2,48 g/hxft2), este dato de referencia 
es tomado de una instalación de estacionamiento cerrado real. [4] 
 
c) Caudal de ventilación mínimo (Qmin) 
Para determinar el caudal mínimo del estacionamiento se utiliza la ecuación (10), es 
necesario haber obtenido la tasa normalizada de generación de monóxido de carbono. 
𝑄𝑚𝑖𝑛 = 𝐶 𝑥 ϕ 𝑥 𝑡 𝑥 𝐴𝑝 (10) 
Donde: 
𝑄𝑚𝑖𝑛 : Caudal de ventilación mínimo. (cfm) 
𝐶 : Valor de correlación, depende de los niveles de concentración de COmax. 
Tabla 8: Valor de Correlación respecto al COmax [4] 
C 
(10-4 cfm/ft2xs) 
Concentración Máxima 
(ppm) 
2.370 15 
1.363 25 
0.948 35 
 
𝑡 : Tiempo de operación de un vehículo, que pueden variar entre 60 y 600 segundos. 
 
2. Cálculo del caudal mínimo de aire en función del Área 
Para determinar el caudal mínimo de aire en función al área hacemos uso del RNE EM-
030 de la norma peruana, el cual debe producir un caudal de 12 m3/h por cada m2 de 
espacio en un estacionamiento, a partir de ello se establece lo siguiente: 
𝑄𝑎𝑟𝑒𝑎 = 12 
𝑚³/ℎ
𝑚2
 (11) 
𝑄𝑚𝑖𝑛 = 𝑄𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑥 𝐴𝑝 (12) 
Donde: 
42 
 
𝑄𝑎𝑟𝑒𝑎 : Obtenido de la norma vigente del RNE. (m3/hxm2) 
𝐴𝑝 : Área totaldel estacionamiento. (m2) 
 
3. Cálculo del caudal mínimo de aire en función al Volumen 
Para determinar el caudal mínimo de aire en función al volumen hacemos uso del RNE 
EM-030 de la norma peruana, el cual debe producir como mínimo una renovación de 
aire cada 12 minutos, que es equivalente a 5 renovaciones de aire por hora en un 
estacionamiento, a partir de ello se establece lo siguiente: 
𝑄𝑚𝑖𝑛 = 𝑉 𝑥 𝑛 (13) 
𝑄𝑚𝑖𝑛 = 𝐴𝑝 𝑥 ℎ 𝑥 𝑛 (14) 
Donde: 
𝐴𝑝 : Área total del estacionamiento. (m2) 
ℎ : Altura del estacionamiento. (m) 
𝑛 : 5 renovaciones de aire por hora. (rev/h) 
 
2.14. Ductos 
Para la ventilación de un ambiente se debe enlazar el ventilador o extractor al sistema de 
conductos, con la finalidad de distribuir el aire a áreas determinadas de manera óptima. El 
flujo de aire absorbe la energía del ventilador y es susceptible al rozamiento de las paredes, 
a los cambios de dirección y a los obstáculos que encuentra en su recorrido. Las 
deficiencias en el diseño de los sistemas de conductos provocan fallas en los sistemas y 
costos elevados. 
El diseño del sistema de conductos de ventilación debe estimar lo siguiente: 
• Accesibilidad del espacio. 
• Emisión del aire. 
43 
 
• Rango de ruido. 
• Equipamientos. 
• Costo de operación del sistema. 
a) Numero de Reynolds (𝑹𝒆): Determina si el movimiento del fluido que pasa por un 
conducto es laminar o turbulento. Relaciona densidad, viscosidad y velocidad. Para un 
fluido que se desplaza dentro de un conducto circular recto, este parámetro está dado 
por: 
 
𝑅𝑒 = 
 𝐷𝑒𝑞𝑢 𝑥 𝜌 𝑥 𝑣
𝜇
 (15) 
Donde: 
𝑣 : La velocidad del fluido. (m/s) 
𝜌 : La densidad del fluido. (kg/m3) 
𝐷𝑒𝑞𝑢 : El diámetro de la tubería. (m) 
𝜇 : Representa la viscosidad dinámica del fluido (kg/mxs). 
Observaciones: 
1) El flujo es laminar si el número de Reynolds es menor a 2100. 
2) El flujo está en transición si el número de Reynolds se encuentra entre 2100 y 4000. 
3) El flujo es turbulento si el número de Reynolds es mayor a 4 000; el movimiento del 
fluido dentro del conducto es desordenado. 
b) Clasificación según geometría: Los conductos comúnmente utilizados para 
transportar aire en el sistema de ventilación son de forma redonda, cuadrada o 
rectangular. 
• Conductos redondos: Es la forma más eficiente, ofrece la menor resistencia para 
transportar aire en movimiento porque tiene la mayor área de sección transversal y una 
superficie de contacto mínima. En otras palabras, usa menos material en comparación 
con los conductos cuadrados o rectangulares para el mismo volumen de aire manejado. 
44 
 
Gráfico 18: Conducto tipo redondo [32]. 
 
 
 
 
 
 
 
• Conductos rectangulares: Los conductos cuadrados o rectangulares se adaptan 
mejor a la construcción. Se ajustan por encima del techo y en las paredes, y son mucho 
más fáciles de instalar entre vigas y montantes. 
Gráfico 19: Conductos rectangulares [32]. 
 
 
 
 
 
 
c) Clasificación según el material del ducto: Los conductos generalmente se fabrican 
doblando una chapa hasta lograr la forma deseada. La selección del material depende 
de la aplicación del conducto. Por tradición, suele emplearse el acero galvanizado, el 
siguiente en popularidad es el aluminio. Otros metales usados bajo circunstancias 
especiales son cobre y acero inoxidable. 
• Acero galvanizado: Es un material estándar y utilizado comúnmente en la fabricación 
de conductos para sistemas de aire acondicionado o ventilación. Las especificaciones 
para chapa de acero galvanizada son ASTM A653, revestimiento G90. 
45 
 
• Aluminio: Es ampliamente utilizado en aplicaciones de salas blancas. Se prefiere en 
sistemas que circulan aire cargado de humedad, sistemas de escape especiales y 
sistemas de conductos ornamentales. Las especificaciones para la hoja de aluminio 
son ASTM B209, aleación 1100, 3003 o 5052. 
• Acero inoxidable: Se usa en cocinas, en ambientes húmedos y en el tratamiento de 
gases de escape. Las especificaciones para chapa de acero inoxidable son ASTM 
A167, Clase 302 o 304. 
• Acero al Carbono (Hierro Negro): Generalmente se emplea en chimeneas, 
campanas, elementos expuestos a altas temperaturas y recubrimiento especial para 
uso industrial. 
d) Clasificación según la presión del ducto: Esta coincide con la categorización según 
el tipo de ventilador de suministro: 
• Baja presión: El término baja presión se aplica a sistemas con presiones estáticas del 
ventilador inferiores a 747.25 Pa. Por lo general, las velocidades de los conductos son 
inferiores a 7.62 m/s. 
• Presión media: Este término se aplica a sistemas con presiones estáticas que fluctúan 
entre 747.3 y 1495 Pa. Las velocidades de los conductos suelen ser menores o iguales 
a 12.70 m/s. 
• Alta presión: Se refiere a sistemas con presiones estáticas alrededor de 1743.57 Pa. 
Las velocidades de los conductos están limitadas a 20.32 m/s. 
e) Caída de presión: Para el cálculo de la caída de presión en los conductos, las causas 
principales tomadas en cuenta son dos: las pérdidas por fricción y las pérdidas 
dinámicas. La energía mecánica del fluido transportado mediante los ductos genera 
calor. 
• Pérdidas por fricción en los conductos: Cualquier tipo de sistema de conductos 
presenta resistencia frente al flujo del aire y esto produce pérdidas por fricción que 
varían según: 
46 
 
- Velocidad del aire. 
- Tamaño del conducto (a menor diámetro mayor fricción). 
- Rugosidad del material. 
- Longitud del conducto. 
Las pérdidas están expresadas por la siguiente ecuación: 
 
∆𝑃𝑓 = 
 𝑓 𝐿
𝐷ℎ
 𝑥 
𝜌 𝑣2
2
 (16) 
Donde: 
∆Pf : Caída de presión por fricción. (Pa) 
ƒ : Factor de fricción. (Adimensional) 
L : Longitud del conducto. (m) 
Dh : Diámetro hidráulico. (m). 
El factor de fricción se calcula empleando la aproximación de Swamee Jain: 
 
𝑓 = 0.25 [log (
𝜀
3.7 𝐷ℎ
+
5.74
𝑅𝑒
0.9)]
−2
 (17) 
Donde: 
Ɛ : Coeficiente de rugosidad absoluta, el valor define el material del conducto. (m) 
Re : Número de Reynolds. 
Dh : Diámetro hidráulico. (m) 
f : Factor de fricción. 
 
En la tabla 9, se muestra los valores de rugosidad absoluta que se tiene para los diferentes 
materiales de conductos. 
 
 
47 
 
Tabla 9: Valores de rugosidad según el material [37] 
MATERIALES CATEGORIA 
RUGOSIDAD ABSOLUTA 
mm 
Acero al carbono sin recubrimiento 
Liso 0.03 PVC 
Aluminio 
Acelero galvanizado, costura 
longitudinal, juntas de 200 mm 
Semi liso 0.09 
Acelero galvanizado, rolado, costura 
en espiral, juntas de 3600 mm 
Acero galvanizado, costura 
longitudinal, juntas de 760 mm 
Medio 0.15 
Acelero galvanizado, espiral, 
corrugado, juntas de 3600 mm 
Semi rugoso 0.9 Fibra de vidrio rígida 
Flexible, totalmente extendido 
Flexible metálico 
Rugoso 3.0 
Concreto 
 
• Pérdidas dinámicas en los conductos: Son pérdidas de presión causadas por el 
cambio en la dirección del aire desde los codos, desplazamientos y despegues, así 
como por los cambios en la velocidad del aire debido a variaciones en el tamaño del 
conducto. 
Para hallar la caída de presión por un accesorio del sistema, se requiere el cálculo del 
coeficiente adimensional Co: 
𝐶𝑜 = 
∆𝑝𝑑
𝑝𝑑
 (18) 
Donde: 
Co : Coeficiente de perdida de presión. 
∆𝑝𝑑 : Pérdidas dinámicas. (Pa) 
La presión dinámica depende de la velocidad del fluido. 
𝑝𝑑 = 
𝜌 𝑥 𝑣2
2
 (19) 
 
48 
 
• Ecuación de Darcy-Weisbach: La ecuación que expresa la caída de presión total en 
un tramo de ducto compuesto por tramos rectos y accesorios es la siguiente: 
 
∆𝑝 = (
 𝑓 𝑥 𝐿
𝐷ℎ
+ ∑𝐶𝑜) 𝑥 (
𝜌 𝑥 𝑣2
2
) (20) 
 
El diámetro equivalente será igual al diámetro circular por lo cual también será igual al 
diámetro hidráulico. 
f) Velocidad del aire: La velocidad del aire está relacionada con el bienestar de las 
personas por dos factores: 
1. La incidencia o velocidad del chorro del aire. 
2. El ruido queemite. 
La incidencia o velocidad del chorro del aire en las personas produce un efecto de 
enfriamiento. Con relación al ruido, se emite cuando el aire circula en el conducto y cuando 
es extraído de un ambiente. en las tablas 10 y 11 se muestran valores recomendados para 
la velocidad del aire. 
Tabla 10: Velocidad de aire para rejillas de captación. [13] 
VELOCIDAD DE AIRE ATENDIENDO AL RUIDO 
Bocas de captación para ambientes Velocidad del aire (m/s) 
 Habitaciones de residencias y hoteles 1.2 a 3 
 Zonas públicas comerciales: 
 * A nivel de ocupantes en movimiento 3 a 4 
 * Cerca de personas sentadas 2 a 3 
 * Bocas en parte baja de puertas 3 a 3.5 
 * Persianas en las paredes 2.5 a 5 
 * Captaciones a nivel del techo 4 a mas 
 Naves industriales 5 a 10 
 Sistemas de alta velocidad 2 a 4 
 
49 
 
Tabla 11: Velocidad del aire atendiendo al ruido en ductos [38]. 
Ambiente 
Velocidad del aire recomendada, (m/s) 
Principal Secundario 
Residencias. 3 – 5 3 
Escuelas, teatros, edificios públicos. 5 – 7 3 – 5 
Construcciones industriales. 6 – 10 4 – 5 
 
Considerando lo estipulado en las tablas anteriores, en la tabla 12 se detallan las 
velocidades máximas que se tendrá en cuenta para el diseño del sistema de ductos. 
Tabla 12: Velocidad del aire para el sistema de ductos 
 Velocidad del aire, (m/s) 
Extracción 3 
Ducto principal 7 
Ducto secundario 5 
 
g) Rejillas de extracción: 
Para la elección de las rejillas es necesario saber el caudal que extraerá cada rejilla y 
su velocidad de extracción. Además, es importante saber el tipo de rejilla que se 
utilizará. Son varios los tipos, las más usuales son las rejillas de aleta ajustable y de 
aleta fija. Las rejillas de aletas ajustables son las más usadas para sistemas de 
extracción de aire. Las rejillas de aleta fija son muy parecidas, excepto que el ángulo 
de sus aletas no es adaptable. La selección de rejillas serán de aleta ajustable marca 
KOOLAIR serie 20.2 diseñadas para su instalación en los conductos. 
Gráfico 20: Rejilla de extracción de aire. 
 
 
 
 
50 
 
Definida la velocidad de extracción en la tabla 12, se procede a dimensionar la rejilla 
mediante la siguiente fórmula: 
𝑆𝑟 = 
𝑄𝑟
𝑉𝑒𝑥 𝑥 3600
 (21) 
Donde: 
𝑆𝑟 : Área de la rejilla. (m2) 
𝑄𝑟 : Caudal de la rejilla. (m3/h) 
𝑉𝑒𝑥 : Velocidad de extracción de aire. (m/s) 
Para la rejilla de extracción se tiene que tomar en cuenta el nivel de ruido que generará el 
sistema. Según el catálogo de la marca KOOLAIR, el nivel de ruido recomendado para 
diversos ambientes es según lo indicado en la siguiente tabla: 
Tabla 13: Niveles sonoros recomendados. [39] 
Ambientes Nivel Sonoro - NR 
Estudios de grabación / televisión 15 dB 
Salas de conciertos, Quirófanos y Bibliotecas 20 dB 
Residencias, Hoteles y Oficinas Privadas 30 dB 
Bancos, Cafeterías, Teatros y Restaurante 40 dB 
 
Los parámetros a tomar en cuenta para la selección de la rejilla de extracción en conductos 
y puertas son las siguientes: 
Tabla 14: Parámetros de selección de las rejillas. 
Parámetros Símbolo Unidades 
Caudal de la rejilla 𝑄𝑟 m3/h 
Velocidad de extracción de aire 𝑉𝑒𝑥 m/s 
Área de la rejilla 𝑆𝑟 m2 
Nivel Sonoro NR dB 
 
 
 
51 
 
h) Dimensionamiento de conductos 
Métodos de dimensionamiento 
Método dinámico 
La metodología del dimensionamiento se basa en la selección de la velocidad en varios 
puntos del sistema de conductos, desde la velocidad principal que sale del ventilador hasta 
la velocidad de extracción generada por cada rejilla. [3] 
Teniendo en cuenta los parámetros de velocidad y caudal del sistema de ventilación por 
tramos, se procede a dimensionar mediante la siguiente ecuación del caudal: 
 
𝐴𝑝 = 
𝑄𝑝
𝑉 𝑥 3600
 (22) 
Donde 
𝑄𝑝 : Caudal en el punto de análisis. (m3/h) 
𝑉 : Velocidad del aire en el punto de análisis. (m/s) 
𝐴𝑝 : Área de la sección del ducto en el punto de análisis. (m2) 
Una vez calculado el área del conducto en el punto de análisis, se procede a calcular sus 
dimensiones. 
Método de fricción equivalente 
Esta metodología selecciona la última velocidad derivada del sistema. El área de dicho 
punto del conducto se calcula mediante la ecuación 19. 
Esta metodología asegura la distribución de aire en los conductos de grandes longitudes. 
No obstante, en el sistema las velocidades varían y se deberá corroborar que no se exceda 
el limite permisible. [3] 
𝐷𝑒𝑞𝑢 = √
4 𝑥 𝐴𝑝
𝜋
 (23) 
Donde 
𝐷𝑒𝑞𝑢 : Diámetro equivalente. (m) 
52 
 
𝐴𝑝 : Área de la sección del ducto en el punto de análisis. (m2) 
 
Una vez obtenida el diámetro equivalente con la formula anterior, en el anexo 9 se procede 
a la selección del ducto rectangular. 
 
Cálculo de sección de conductos 
Para el dimensionamiento de los conductos se optará por el método de fricción equivalente. 
El RNE de la NTP A.010, recomienda que en los ambientes para los equipos de 
instalaciones mecánicas deberán tener como mínimo 2.10 m de altura libre que permita la 
permanencia de personas paradas para instalaciones, mantenimiento y reparaciones. Las 
habitaciones y baños del hotel Santa María cuentan con una altura de piso a techo de 2.50 
m, entonces la altura de los ductos para estos ambientes no deberá superar los 0.40 m. 
Para el estacionamiento del hotel la altura de piso a techo es de 5.00 m, para este caso la 
altura del ducto no tendrá ningún condicionamiento. Por dicha limitación en los conductos 
para las Habitaciones y Baños, se diseñará conductos rectangulares y se recomienda 
mantener una relación entre su ancho y alto no mayor a seis, esto para no correr el riesgo 
de generar el efecto de pito o zumbido. 
 
2.15. Sensor de monóxido de carbono para el estacionamiento 
Para el sistema que emplearemos de extracción en el estacionamiento del hotel se contará 
con un dispositivo digital de monóxido de carbono, cuyo funcionamiento se activará bajo la 
señal que emita el sensor, al detectar una concentración de 35 ppm (partículas por millón) 
o superior. Para la selección del sensor se necesita los parámetros siguientes [3]: 
Tabla 15: Parámetros de selección para él sensor. 
Parámetros Valor 
Concentración de CO 35 𝑝𝑝𝑚 
Frecuencia de muestreo máxima 10 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 
Cobertura mínima 202.5 𝑚2 
53 
 
2.16. Selección del Motor eléctrico 
2.16.1. Cálculo de potencia motor 
Para la selección del motor eléctrico que acciona el ventilador es fundamental calcular la 
potencia que necesite el mismo. Se puede hallar mediante la siguiente ecuación. [3] 
 
𝑝𝑉 = 
𝑄𝑉 𝑥 𝛥𝑝 
106 𝑥 𝑛𝑉
 (24) 
Donde: 
𝑃𝑣 Potencia requerida por el ventilador (kW); 
𝑄𝑣 Caudal total (L/s); 
△ 𝑝 Caída de presión del sistema (Pa); 
𝑛𝑣 Eficiencia del ventilador. 
 
Se debe tener en cuenta que la potencia el cual debe generar el motor eléctrico debe 
estimar la eficiencia de transmisión. Y asumimos la eficiencia de transmisión por lo menos 
el 95%. 
𝑝𝑒.𝑚. = 
𝑃𝑉 
 𝑛𝑡
 (25) 
Donde: 
𝑃𝑒.𝑚 Potencia entregada del motor (kW); 
𝑃𝑣 Potencia requerida por ventilador (kW); 
𝑛𝑡 Eficiencia de la transmisión. 
 
2.17. Método de Diseño Paramétrico 
La metodología propuesta para este estudio es la estudiada por Eggert, Dietet y Schmidt 
en el 2013. Este procedimiento se basa en el diseño paramétrico que contiene una serie 
de procesos en la toma de decisiones, al igual que las otras fases del diseño. Los procesos 
utilizan información (entrada) de fases anteriores para llegar a decisiones lógicas (salida). 
54 
 
Este método es especial y particularmente desafiante porque emplea procedimientos 
analíticos y experimentales para predecir y evaluar el comportamiento de cada una de las 
propuestas de diseño. 
El diseño paramétrico sistemático tiene cinco pasos principales: 
1) Paso 1: Formular el problema de diseño paramétrico.2) Paso 2: Generar diseños alternativos. 
3) Paso 3: Analizar/ predecir el desempeño de las alternativas. 
4) Paso 4: Evaluar el desempeño de cada alternativa. 
5) Paso 5: Optimizar/ refinar. 
Esta metodología de diseño fue aplicada en distintos trabajos de optimización de sistemas. 
En el 2019, se realizó el diseño paramétrico de un sistema de enfriamiento de agua para 
la empresa Águila S.R.L Este trabajo se realizó bajo está metodología debido a que permite 
realizar de manera sistemática cada uno de los pasos necesarios para realizar la mejora. 
El estudio inicia con la formulación del problema teniendo en cuenta las necesidades que 
presenta la empresa, seguidamente realizan la recolección de información y normas 
necesarias para su dimensionamiento, posteriormente se realizó la selección y evaluación 
de las alternativas que podrían solucionar el problema de la empresa. Posteriormente ya 
habiendo seleccionado dicha alternativa, se procede a realizar el dimensionamiento del 
sistema y el cálculo analítico para luego analizar los resultados y poder optimizar el sistema 
[15]. 
Gráfico 21: Partes de un Recipiente de Baja Presión Interna. 
 
 
 
 
 
55 
 
Otro caso de aplicación es de Baca, realizó el diseño de una impresora 3D de cabezales 
intercambiables bajo la metodología de diseño de paramétrico. La metodología aplicada 
inicio con la fundamentación del problema, pero también le permitió realizar encuestas a 
los clientes que adquieren dicho producto, permitiéndole recolectar datos para el análisis 
de la mejora. Posteriormente realizó la recolección de información y normativas necesarias 
para su desarrollo. Posteriormente generó seis alternativas de solución, donde cada una 
de ellas fueron evaluadas bajo criterios de costo, mantenimiento, ensamblaje y fabricación 
para poder hallar la mejor alternativa de solución para el problema. Luego, se realizó el 
diseño paramétrico mediante simulaciones MEF. El autor, menciona que el seguimiento 
riguroso de esta metodología de diseño aseguro una secuencia saludable para el proceso 
total de diseño y optimización [16]. 
Gráfico 22: Dimensionamiento general de la máquina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Olorttegui, Paredes, y Tejeda realizaron el modelado, simulación e implementación de un 
módulo de ensayos vibracionales para detección de fallas en maquinaria rotativa. Los 
autores utilizaron la filosofía de diseño de Egeert-Dieter. El cual les permitió recolectar los 
requerimientos de la maquina mediante entrevistas realizadas a universidades locales. 
Posteriormente usaron las recomendaciones de diseño bajo normas y trabajos ya 
56 
 
realizados por empresas. Posteriormente generaron alternativas de diseño para evaluarlas 
mediante el uso de una matriz ponderada para determinar el concepto u alternativa óptima. 
Luego realizaron el análisis paramétrico mediante el uso de MATLAB y ANSYS para 
determinar el diámetro y el factor de seguridad de la máquina. Finalmente, los autores 
mencionan que la metodología de diseño fue de mucha ayuda para la toma rápida y 
acertada de decisiones para la solución de problemas [17]. 
Gráfico 23: Implementación de módulo de ensayos vibracionales. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El procedimiento de diseño paramétrico permite fundamentar y estudiar el problema de 
ingeniería mediante la toma en cuenta de los requerimientos para posteriormente realizar 
la recolección de información y normas que sean necesarias para dimensionar u optimizar 
un sistema mediante la generación, evaluación y selección de la mejor alternativa. Esta 
filosofía de diseño es aplicable para la presente investigación debido a que permite realizar 
el estudio del problema en base de los requerimientos del Hotel Santa María, para 
posteriormente generar alternativas de fácil instalación y a bajo costo. En la Gráfica 24, se 
puede mostrar el diagrama de flujo de las alternativas. 
 
 
 
57 
 
Gráfico 24: Proceso de toma de decisiones de diseño paramétrico [33]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.18. DuctSizer 
DuctSizer es un software que permite crear un sistema de conductos completo de principio 
a fin y le brinda control sobre todos los aspectos del diseño. Puede dejar que el programa 
dimensione todos los conductos por usted (utilizando tres métodos de dimensionamiento 
diferentes) o ingrese sus propios tamaños para analizar un diseño existente. O puede hacer 
cualquier combinación de los dos, donde especifica los tamaños de los conductos a través 
de áreas estrechas donde hay poco espacio para los conductos, y deja que el programa 
calcule los tamaños en el resto. Entre sus principales características tenemos: 
- Calcula los tamaños óptimos de conductos de aire acondicionado. 
- Calcula los tamaños de conductos redondos, rectangulares y ovalados planos. 
58 
 
- Cuatro métodos de dimensionamiento disponibles: Recuperación estática, Fricción 
igual y Velocidad constante. 
- Utiliza procedimientos ASHRAE y SMACNA. 
- Utiliza unidades inglesas o métricas. 
Gráfico 25: Interfaz del Software DuctSizer 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
59 
 
 
 
 
 
 
CAPITULO 3 
 
METODOLOGIA DE LA SOLUCIÓN 
 
3.1. Formulación del Problema 
3.1.1. Descripción Situacional 
El Hotel Santa María está ubicado en la ciudad de Ica, en el parque principal de la 
urbanización Santa María. El hotel actualmente tiene una categorización de tres estrellas, 
cuenta con dos piscinas, jardín de juegos, terraza, estacionamiento privado, cuartos 
simples, matrimoniales, entre otros. Sin embargo, no cuenta con un sistema de ventilación 
que permita mejorar el confort de los huéspedes, generando una baja tasa de hospedados 
al año, resaltando la temporada de verano a comparación de otros hoteles que si cuenta 
con dicho sistema. 
Gráfico 26: Hotel Santa María. 
 
 
 
 
 
 
 
60 
 
El hotel cuenta con 4 pisos y tiene un área total de 405 m2, cada piso cuenta con 10 
habitaciones que pueden albergar 2, 3, 4 y 5 personas por habitación. Las habitaciones 
más grandes tienen un área de 30 m2, las medianas 20 m2 y las más pequeñas 14 m2. 
Tabla 16: Número de habitaciones del hotel santa maría 
DESCRIPCIÓN 
ÁREA OCUPANTES 
m2 n personas 
SEGUNDO PISO 
Habitación 201 30 5 
Habitación 202 20 4 
Habitación 203 20 3 
Habitación 204 14 2 
Habitación 205 14 2 
Habitación 206 14 2 
Habitación 207 14 2 
Habitación 208 20 3 
Habitación 209 20 2 
Habitación 210 20 2 
TERCER PISO 
Habitación 301 30 5 
Habitación 302 20 4 
Habitación 303 20 3 
Habitación 304 14 2 
Habitación 305 14 2 
Habitación 306 14 2 
Habitación 307 14 2 
Habitación 308 20 3 
Habitación 309 20 2 
Habitación 310 20 2 
CUARTO PISO 
Habitación 401 30 5 
Habitación 402 20 4 
Habitación 403 20 3 
61 
 
Habitación 404 14 2 
Habitación 405 14 2 
Habitación 406 14 2 
Habitación 407 14 2 
Habitación 408 20 3 
Habitación 409 20 2 
Habitación 410 20 2 
Total de personas 81 
 
Actualmente, el hotel no cuenta con un sistema de ventilación que renueve el aire entre 
sus diferentes ambientes. Esta situación reduce los estándares de comodidad durante la 
estadía de los huéspedes. 
3.2. Selección y Evaluación de la Alternativa Seleccionada 
La selección y evaluación del tipo de configuración es crucial para el diseño. La 
configuración determina las características necesarias para el ensamble a partir de los 
componentes predefinidos, y permite establecer el mejor método para la solución del 
problema. 
Para este estudio se escogieron tres posibles configuraciones de sistemas de ventilación 
adecuados para el Hotel Santa María. Estos conceptos fueron seleccionados y filtrados 
tras haber realizado una revisión de la literatura de trabajos de investigación orientados a 
la mejora de la ventilación en ambientes como estacionamientos, auditorios, entre otros. 
3.3. Selección de alternativas 
Alternativa 1 
Este sistema de ventilación