¿Cómo diseñar un sistema de ventilación?
Cuando estamos diseñando los conductos de ventilación utilizados en los sistemas industriales, bodegas, edificios, hospitales, entre otros, con el propósito de conducir el aire (ya sea para extraerlo o inyectarlo) se debe tener precaución en el cálculo y diseño.
Esto debido a que el sistema debe garantizar la adecuada aportación de caudal, como otros criterios (minimizar el consumo de energía en los ventiladores o reducir al máximo los ruidos que podrían ocasionar molestias a los usuarios).
Existen distintos métodos para el cálculo de conductos, pero principalmente se utilizan dos: Método de la presión dinámica y Método de la longitud equivalente. Estos son esenciales para determinar los diámetros de los conductos y la pérdida de carga en un sistema de extracción localizada.
Antes de ver ambos métodos primero el proyectista debe tener ciertos datos y características del área, para luego aplicar los cálculos de los conductos.
Etapas preliminares
- Distribución en planta de las operaciones, áreas de trabajo, edificio, entre otros
- Esquema unifamiliar del sistema de conductos, incluyendo las dimensiones en planta y alzado, la ubicación del ventilador, la del depurador, entre otros. Es conveniente identificar cada tramo los conductos secundarios y del conducto principal con números, letras o cualquier otro método.
- Un diseño previo o esquema de la campana a instalar en cada operación con indicación de la altura y dirección de la brida de salida para la conexión al conducto.
- Información sobre los detalles de cada operación, toxicidad de los materiales, características físicas y químicas, característica de la operación, entre otros.
Procedimiento de diseño
Todos los sistemas de extracción localizada, desde el más simple al más complejo, tienen en común el uso de campanas de captación y un conjunto de conductos y accesorios hasta llegar al ventilador.
De hecho, un sistema complejo de extracción localizada no es más que un conjunto de sistemas simples unidos a un conducto común.
Al diseñar un sistema de extracción se debe comenzar por la campana que esté más alejada del ventilador.
- Seleccionar, o diseñar, todas las campanas de captación en la operación a controlar y calcular el caudal de diseño.
- Establecer la velocidad mínima en los conductos teniendo en cuenta las velocidades de transporte indicadas.
- Calcular la sección del conducto dividiendo el caudal de diseño por la velocidad mínima. Para sistemas que transporten materia particulada se debe elegir el conducto comercial disponible con la sección inmediatamente inferior a la calculada con el fin de asegurar que la velocidad real sea superior a la mínima necesaria.
- Determinar, a partir del esquema del trazado de la red de conductos, la longitud de cada tramo, el número y tipo uniones y codos necesarios. Un tramo de conducto se define como un conducto de diámetro uniforme que une dos puntos de interés, tales como campanas, puntos de unión, entrada al ventilador, entre otros.
Métodos del diseño
- Calcular la pérdida de carga del sistema de extracción localizada. La pérdida de carga de vida el rozamiento y los accesorios puede ser calculada por el método de presión dinámica o por el de longitud equivalente.
- Comprobar el equilibrio en los puntos de unión de dos conductos y ajustar el caudal, diámetro del conducto o diseño de la campana para conseguir un equilibrio correcto.
- Seleccionar el depurador y ventilador tomando como datos el caudal final y la pérdida de carga del sistema.
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Método de la presión dinámica
Éste método se basa en el hecho de que todas las pérdidas de carga por rozamiento en conductos y resistencia de forma por desprendimientos en accesorios, son en función de la presión dinámica, y puede ser calculadas multiplicando la presión dinámica por un factor.
De esta manera sólo es preciso establecer al inicio del proceso de diseño los valores de los factores de pérdida de codos y uniones.
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Método de la longitud equivalente
Este método es muy similar al anterior. Se diferencia en la forma de calcular las pérdidas por fricción y en accesorios. La longitud de conducto recto se determina igual que antes.
Los accesorios se sustituyen por la longitud de un conducto recto que tenga la misma perdida de carga. Estas longitudes equivalentes son en función del diámetro del conducto.
La longitud equivalente de los accesorios se añade a la longitud geométrica del tramo.
En este vídeos de un par de minutos de explico algunas consideraciones que debes tener en cuenta si quieres aplicar un sistema de ventilación forzada.
