Diseño de la ventilación natural en contexto industrial
En las instalaciones con fuertes fuentes de calor — cristalerías, siderurgias — la ventilación natural utiliza las ganancias de calor del propio proceso para crear una fuerza motriz suficiente.
Diseñar
- Dimensionamiento de los aireadores estáticos
- Diseño de pozos de ventilación
- Optimización energética
Sanear
- Extracción de los contaminantes
- Evacuación de las nieblas de agua
- Evacuación de las masas de aire caliente
Mejorar
- Confort térmico
- Calidad del aire
- Sistemas de filtración
Principio de la ventilación natural
La ventilación de una fábrica que alberga hornos a temperaturas extremadamente elevadas — necesarias para la producción del vidrio — es un problema técnico importante. Incluso los hornos mejor aislados desprenden grandes cantidades de calor, lo que provoca ganancias de calor muy elevadas en el aire interior. La ventilación natural aprovecha estas ganancias como motor de la circulación del aire.
Riesgo de una mala gestión de la ventilación
A cada edificio, en particular las cristalerías, se le atribuye una temperatura crítica que, si se supera, puede dañar la estructura — en particular el techo, donde las ganancias de calor son más elevadas — provocando deformaciones, incluso incendios si con el tiempo se ha depositado grasa. Además, el confort térmico de los operarios debe mantenerse en umbrales óptimos en los puestos de trabajo, o aceptables en las zonas de intervención temporal (por encima de los hornos, por ejemplo): el aire debe liberarse a la atmósfera para asegurar el funcionamiento continuo de la instalación.
Dimensionamiento de los aireadores estáticos
El buen dimensionamiento de los aireadores estáticos es esencial para la eficacia de la ventilación natural: estos dispositivos gestionan el aire entrante y saliente y aseguran una circulación óptima. Un dimensionamiento incorrecto provoca sobrecalentamiento, humedad excesiva o mala calidad del aire. Según la configuración del edificio, su uso y el clima local, es crucial elegir aireadores adecuados en tamaño y ubicación — un buen dimensionamiento maximiza también el ahorro de energía.
Estudios realizados en torno a los sistemas de ventilación natural
Caracterización de los caudales de aire
El cálculo por CFD modeliza con precisión el caudal de aire nuevo, las velocidades de aire en las puertas y en los aireadores estáticos (tipo Robertson), así como el caudal de aire extraído. Se presta una atención especial a las velocidades de aire en las puertas y los aireadores: un mal dimensionamiento o una ubicación inadecuada genera incomodidades térmicas o una mala ventilación, y aumenta el riesgo de entrada de aire no controlada que crea zonas de sobrecalentamiento o de humedad.
Estudio térmico de la evacuación de las calorías
Los estudios térmicos cuantifican el impacto de los procesos de alta temperatura (hornos, calderas, motores) sobre la circulación del aire. Un análisis simula la distribución del calor en el edificio, identifica las zonas de sobrecalentamiento y optimiza el dimensionamiento de los aireadores y las aberturas para maximizar la evacuación térmica garantizando al mismo tiempo la calidad del aire y el confort.
Trazado y extracción de los contaminantes
El trazado y la evacuación de los contaminantes por CFD optimizan la ventilación natural: la simulación modeliza el comportamiento de las partículas finas, los COV y los gases tóxicos según las fuentes y los parámetros ambientales, visualiza su trayectoria, identifica las zonas de concentración elevada y determina las mejores estrategias de evacuación hacia el exterior.
Influencia de las condiciones meteorológicas
La temperatura exterior, la velocidad del viento y la humedad tienen un impacto directo sobre la ventilación natural: los días calurosos aumentan el tiro térmico y la evacuación del aire viciado; los días frescos o ventosos mejoran el aporte de aire fresco pero pueden crear corrientes de aire incómodas. El dimensionamiento de las aberturas y los canales tiene en cuenta las variaciones climáticas locales, con la CFD prediciendo el impacto de las condiciones exteriores.
Ventilación natural automatizada
La ventilación natural automatizada combina los principios naturales con sensores (temperatura, humedad, calidad del aire) que regulan en tiempo real la apertura de los aireadores y las ventanas. Se adapta a las variaciones meteorológicas y evita el sobredimensionamiento, reduciendo en particular las velocidades de aire excesivas a la altura de los operarios.
Mejora de las condiciones de trabajo de los operarios
Optimización del confort térmico y aeráulico
Aprovechando el tiro térmico y la ventilación por convección, la ventilación natural favorece la circulación del aire caliente hacia el exterior y el aporte de aire fresco, reduciendo las diferencias de temperatura sin climatización de alto consumo — de ahí un ahorro de energía. Un dimensionamiento preciso de las aberturas, los aireadores y las rejillas asegura un flujo adaptado a cada zona, previniendo el sobrecalentamiento y el frío excesivo.
Mejora de la calidad del aire
La ventilación natural asegura una renovación de aire constante: aprovechando el tiro térmico y la convección, reduce la concentración de contaminantes (partículas finas, COV, CO₂) manteniendo al mismo tiempo una temperatura confortable. Una ubicación adecuada de las aberturas evacua el aire viciado e introduce aire fresco sin sistema de alto consumo, previniendo la humedad excesiva y el moho.
Respeto de las normas y de la reglamentación
Optimización energética & descarbonización
La optimización energética y la descarbonización son retos importantes: aprovechando el tiro térmico y la convección, la ventilación natural asegura una renovación de aire eficaz sin sistemas mecánicos fuertemente emisores de CO₂. Un dimensionamiento preciso de los aireadores y las aberturas mantiene el confort durante todo el año minimizando al mismo tiempo la huella de carbono del edificio.
Respeto de los valores límite de exposición profesional (VLEP)
El respeto de las VLEP es esencial en los entornos donde hay contaminantes o gases presentes. Al garantizar una renovación de aire óptima, la ventilación natural mantiene la concentración de los contaminantes por debajo de los umbrales autorizados. Los estudios VLEP identifican también los EPI necesarios en las zonas más contaminadas, lo que hace de la ventilación natural una ventaja para la salud de los ocupantes.
