Fundamentos y Tipología de Sistemas de Ventilación Industrial

1. Fundamentos de las Instalaciones de Ventilación

Las instalaciones de ventilación se encargan de extraer o introducir aire del exterior en un ambiente o zona interior. La ventilación es necesaria en los recintos por las siguientes razones:

• Aportar aire nuevo con oxígeno para la respiración de las personas.
• Extraer el aire viciado producido por la respiración, humos, gases, etc.
• Rebajar la temperatura interior en locales no climatizados.

Ejemplos de Usos de la Ventilación

• Extracción de humos en cocinas.
• Extracción de humos en garajes de automóviles.
• Extracción de gases en zonas de pintura.
• Extracción de aire en zonas de soldaduras.
• Renovación de ambientes en locales cerrados (cines, auditorios, discotecas).
• Ventilación en granjas para rebajar la temperatura del ambiente.
• Ventilación en automóviles.

Componentes de una Instalación de Ventilación

Los componentes de una instalación de ventilación son:

• Ventiladores.
• Conducciones.
• Elementos de difusión: rejillas o bocas de entrada y salida de aire.
• Elementos accesorios: compuertas, mandos, reguladores.

2. Parámetros Físicos Fundamentales

Caudal (Q)

El Caudal (Q) es el volumen o la masa de aire desplazado por unidad de tiempo. Se mide normalmente en metros cúbicos por hora (m³/h) y Litros por segundo (L/s).

Velocidad del Aire (V)

La velocidad del aire (V) es la rapidez con la que circula el aire por el interior del conducto. Se mide en metros por segundo (m/s).

Presiones

La presión necesaria o disponible (P) es la presión que el ventilador debe vencer para hacer circular el aire en una red de conductos.

• Presión Estática (P_e): Actúa en todos los sentidos dentro del conducto. Se manifiesta en el mismo sentido y en el contrario de la corriente.
• Presión Dinámica (P_d): Actúa en el sentido de la velocidad del aire. Su expresión es: P_d = V² / 16.

3. Conceptos Operacionales Clave

1. Se refiere a una extracción capaz de aportar varias veces el volumen del local, es decir, renovamos su aire completamente varias veces cada hora. (Tasa de Renovación)
2. Es la contaminación que emite una persona en un recinto ventilado con un caudal de aire de 10 L/s. (Emisión Personal y Caudal Mínimo)
3. Es la impulsión o la extracción del aire accionado por un motor ventilador. (Ventilación Mecánica)
4. Provoca una corriente de aire y normalmente son accionados por un motor eléctrico. (Definición de Ventilador)
5. Es el máximo caudal que se da con presión cero. (Punto de Operación Máximo)

4. Tipos de Extracción y Ventilación

Ventilación por Sobrepresión y Depresión

• Por Sobrepresión: En locales o zonas donde impulsamos aire del exterior al local, el aire interior saldrá por rejillas o puertas debido a la presión positiva generada.
• Por Depresión: Si instalamos un extractor, el local estará en depresión. Para asegurar con exactitud la circulación de aire bajo cualquier supuesto, se debe instalar un extractor y un impulsor. En este caso, lo denominamos extracción completa.

Extracción Localizada

En muchos locales industriales se realizan procesos que generan emisiones de gases u olores. Lo más eficiente es realizar una extracción localizada para evitar que los contaminantes se expandan por todo el recinto. La extracción localizada consiste en arrastrar la contaminación mediante una velocidad mínima del aire en el punto de emisión.

Ventilación Centralizada

En el caso de edificios divididos en estancias separadas, y donde algunas de ellas no tienen ventanas (como edificios de oficinas o centros comerciales), se instala un sistema de ventilación que da servicio a todo el edificio, conocido como ventilación centralizada.

5. Clasificación de Ventiladores por Tipo de Flujo

Clasificación General

• Axiales o Helicoidales: El flujo se induce en la dirección del eje por la presión de las palas.
• Centrífugos: El flujo se induce dentro del rodete y sale perpendicular al eje, por centrifugación.
• Tangenciales: El flujo atraviesa el rodete perpendicular al eje.

6. Tipología Detallada de Ventiladores

Ventiladores Axiales

• De pala libre: Son el típico ventilador de mesa o los ventiladores colgantes del techo, con sus palas girando sin protección.
• Ventiladores murales o de pared: Trabajan a descarga libre y pueden ser de pala ancha o estrecha.
• Ventiladores tubulares: Son ventiladores axiales con una envolvente tubular que canaliza el flujo.

Ventiladores Centrífugos

El aire entra en el rodete y sale centrifugado hacia la salida.

7. Componentes Principales de un Ventilador

Los componentes de un ventilador son:

• Motor de accionamiento, generalmente eléctrico.
• Rotor con forma de hélice o de rodete con álabes.
• Envolvente o carcasa, de tipo caracol o tubular.