Principio de dimensionamiento de los aireadores estáticos
Los aireadores estáticos permiten evacuar los gases, los humos o las calorías de un sistema cerrado. EOLIOS acompaña a los industriales en su dimensionamiento por simulación CFD y cálculo.
Dimensionar
- Selección del equipo según el uso
- Entradas de aire según las condiciones del sitio
- Cálculo del caudal del aireador
Verificar
- Estudio de escenarios críticos
- Medición de los caudales in situ
- Distribución & eficacia de la refrigeración
Optimizar
- Estudio de los niveles de contaminación
- Optimización de la ubicación
- Sistemas de tratamiento de aire asociados
Definir la cantidad de aire necesaria para el funcionamiento del taller
El primer paso consiste en determinar las necesidades de ventilación del taller: el volumen de aire nuevo necesario para reemplazar el aire viciado y mantener una calidad del aire aceptable. Este volumen depende del tamaño del taller, del número de ocupantes, de los tipos de contaminantes y de las reglamentaciones locales. También hay que definir la tasa de renovación de aire — el número de veces por hora que el aire debe renovarse.
Facilitar la elevación de los flujos de aire naturales
Es importante aprovechar el flujo de aire natural. Las diferencias de temperatura entre el aire interior y exterior son un motor esencial de la ventilación natural: para facilitar la elevación de los flujos, se recomienda crear variaciones térmicas marcadas. Los aireadores deben colocarse de manera que aprovechen las corrientes de aire naturales — vientos dominantes o diferencia de presión debida a las diferencias de temperatura.
Evitar las zonas de contaminación
Las zonas de contaminación, donde los contaminantes se generan o se acumulan, deben identificarse: es necesario colocar los aireadores cerca de ellas para capturar y evacuar eficazmente los contaminantes. Los aireadores también deben situarse en las zonas más altas del taller para dejar escapar el aire caliente y los contaminantes.
Mejorar la uniformidad de la ventilación
Hay que garantizar una ventilación uniforme en todo el taller: los aireadores se reparten de manera que cubran el conjunto del espacio de trabajo, en particular las zonas muertas donde el aire no circula eficazmente.
Evitar los obstáculos y las instalaciones
Los obstáculos y las instalaciones (máquinas, estanterías, equipos) pueden perturbar la circulación del aire y reducir la eficacia de los aireadores: deben tenerse en cuenta al elegir la ubicación.
Respetar la reglamentación contra incendios
El aireador estático es un dispositivo pasivo que puede favorecer la evacuación de los humos: su funcionamiento se basa en la diferencia de presión entre el interior y el exterior del edificio, aprovechada para evacuar humos tóxicos y gases de combustión durante un incendio. Algunas reglamentaciones imponen exigencias específicas de tamaño y de ubicación según la actividad — su cumplimiento es esencial para la prevención de incendios y la protección de las personas.
Elegir el tamaño y el tipo de los aireadores estáticos
Elegir la ubicación
La ubicación es un factor clave de una ventilación eficaz: la elección debe tener en cuenta varios parámetros (geometría, fuentes de calor, vientos dominantes, obstáculos) para garantizar una circulación óptima del aire.
Definir el tamaño óptimo
El tamaño es un criterio importante: hay que elegir aireadores cuyo caudal de aire sea suficiente para responder a las necesidades, velando al mismo tiempo por que la velocidad de aire máxima a la salida se mantenga dentro del rango de funcionamiento óptimo del dispositivo.
Determinar el número de aireadores
El número de aireadores resulta del caudal total que hay que extraer en relación con el caudal unitario del aireador elegido, y de la exigencia de cobertura uniforme del volumen: se multiplican y se reparten los dispositivos hasta suprimir las zonas muertas respetando al mismo tiempo las velocidades de salida admisibles.
Tener en cuenta los sistemas mecánicos existentes
Antes de dimensionar, hay que comprender los sistemas de impulsión o de extracción mecánicos ya presentes (ventiladores, extractores). El dimensionamiento de los aireadores debe adaptarse a sus caudales para obtener un equilibrio óptimo entre flujos mecánicos y naturales. Un análisis en profundidad permite una colaboración armoniosa entre aireadores estáticos y sistemas mecánicos; la pericia de un especialista en mecánica de fluidos es indispensable.
Dimensionar según las entradas de aire
Es esencial tener en cuenta el dimensionamiento de las entradas de aire: aseguran el aporte de aire fresco, como complemento de los aireadores que evacuan el aire viciado. Entradas y exutorios deben estar en una conexión aeráulica coherente.
Considerar la acústica y la facilidad de mantenimiento
Cuentan otros factores: aireadores más silenciosos para no perturbar al vecindario, eficientes energéticamente para reducir los costes, la cuestión de las aves y plagas según la actividad, y por último dispositivos fáciles de instalar y de mantener.
¿Cómo dimensionar con precisión aireadores estáticos?
¿Qué principios físicos estudiar?
El dimensionamiento es una etapa crucial de un sistema de ventilación natural eficaz. Hay que tener en cuenta varios factores: el plano de presión neutra, los coeficientes de presión y la distribución de las presiones estáticas de superficie.
Estudio CFD de los coeficientes de presión
El viento ejerce una fuerza sobre los aireadores, con un impacto significativo en su funcionamiento. Cuando el techo está expuesto al viento:
- se crea una sobrepresión en la cara expuesta al viento;
- se crea una depresión en la vertiente opuesta;
- la depresión aspira el aire interior; una sobrepresión proporcional a la fuerza del viento se establece en el volumen, creando la circulación natural;
- las zonas en sobrepresión favorecen las entradas de aire, las de depresión las salidas de aire;
- las depresiones en los exutorios son el motor de la ventilación: la depresión en cubierta debe ser lo bastante fuerte para convertir todas las aberturas bajas en entradas de aire.
¿Qué es el tiro térmico?
Le tiro térmico se basa en la diferencia de densidad entre aire caliente y aire frío: calentado por una fuente (hogar, caldera), el aire se vuelve menos denso y sube naturalmente. Influye directamente en la eficacia de los aireadores y se calcula según la diferencia de temperatura interior/exterior, la altura de la chimenea de evacuación y la configuración del aireador. El viento puede modificar los flujos térmicos y crear turbulencias: esta interacción debe tenerse en cuenta.
Análisis y principio del plano de presión neutra
¿Qué es el plano de presión neutra?
El plano de presión neutra es crucial para dimensionar las aberturas sometidas al tiro térmico: es un plano horizontal imaginario donde la presión interna iguala la presión atmosférica externa. A su nivel, los orificios de entrada de aire son poco eficaces; por encima, la presión interna es superior — zona ideal para las salidas de aire; por debajo, se crea una zona de depresión — ubicación preferente para las entradas de aire.
Puntos clave que recordar
- Al nivel del plano neutro, los orificios de entrada y de extracción son poco eficaces;
- Por encima, la presión interna supera a la externa: las salidas de aire deben situarse ahí (teniendo en cuenta los efectos del viento que pueden anular puntualmente el tiro);
- Por debajo, la depresión hace que la ubicación sea ideal para las entradas de aire.
Durante el diseño: la altura del plano neutro debe predeterminarse, la diferencia de presión disponible repartirse entre entradas y salidas, y la posición precisa del plano así como la disposición de las bocas verificarse mediante un método iterativo.
