Universidad Nacional Experimental

“Francisco de Miranda”

Complejo Académico los Perozo

Área Tecnología

Programa Ing. Civil

Cátedra Instalaciones Eléctricas y Mecánicas

Integrantes:

Castro Laura C.I 18347804

Godoy Freicy C.I 17469536

Lugo Mariella C.I 17500367

Martínez Luz C.I 17500699

Morales Juan C.I 18631853

Morel María C.I 18198651

Prof. Ing. José G Chirinos

Santa Ana de Coro, Mayo de 2009

INTRODUCCIÓN

La ventilación es la remoción sistemática de aire y gases calientes de una

estructura, seguida por la sustitución de un abastecimiento de aire más fresco.

Cuando se habla de ventilación nos encontramos con una serie de ventajas como

facilitar las operaciones de rescate, reducir los daños a los bienes, entre otros.

Entre los tipos de ventilación tenemos la Ventilación Natural, la cual consiste en

una abertura para la transición de aire entre las atmósferas interiores y exteriores. La

Ventilación Hidráulica: Usando la aplicación de agua en forma de neblina y la

expansión del agua cuando se convierte en vapor para desplazar las atmósferas

contaminadas. Y la que a continuación se estudiara la Ventilación forzada que consiste

en inyectar o extraer aire por medios mecánicos.

VENTILACIÓN ARTIFICIAL O FORZADA

Es un sistema que permite el intercambio de aire con el exterior de manera

mecánica. Se realiza mediante la creación artificial de depresiones o sobre presiones en

conductos de distribución de aire o áreas del edificio. Éstas pueden crearse mediante

extractores, ventiladores, unidades de tratamiento de aire y otros elementos accionados

mecánicamente.

Entre los tipos de ventilación artificial tenemos:

Ventilación por presión positiva: Involucra la introducción de aire fresco dentro

de un espacio confinado a una tasa superior a la que este sale, creando una ligera

presión positiva dentro del espacio.

Esta presión positiva contraerá la presión generada por el fuego o por las

condiciones adversas del viento. Ayudará a confinar el fuego y preverá la dispersión de

los productos de la combustión hacia áreas no involucradas del edificio. Esta operación

es mucho más segura que la ventilación por presión negativa. La ventilación no debe

limitarse tan solo a la parte inicial del ataque del fuego. Deberá comenzar a funcionar

apenas las líneas estén cargadas de agua y listas para operar.

Ventilación por presión negativa: Es la extracción o succión de aire desde un

espacio confinado hasta el exterior. Se hace creando un método mecánico que

genera una corriente de aire y puede hacerse con un ventilador. De esta manera

se genera un efecto venturi o succión hacia el exterior. Es de crucial importancia

proveer las aperturas necesarias para que ingrese el aire de reemplazo.

VENTAJAS DE LA VENTILACIÓN FORZADA

Crea un ambiente interior más seguro.

Ayuda en la búsqueda y el rescate.

Ayuda a ubicar la fuente del problema.

Acelera la remoción de contaminantes.

Puede suplementar las fuentes naturales de ventilación.

Reduce los daños del humo y del fuego.

CUANDO SE DEBE PRACTICAR LA VENTILACIÓN FORZADA

Cuando el tipo de construcción no conduce a una ventilación natural.

Cuando el fuego está ardiendo bajo el nivel del ataque.

Cuando exista una atmósfera contaminada sin existir fuego y sea necesario

despejar un espacio confinado.

Cuando el área contaminada al interior de un espacio confinado sea tan grande

que la ventilación natural se haga impracticable o ineficiente.

LUGARES DONDE SE USA LA VENTILACIÓN FORZADA

Las instalaciones de ventilación forzada serán ubicadas en las cocinas, talleres,

edificios sin ventanas, sótanos, grandes áreas interiores, ambientes con existencia de

materiales peligrosos y algunos laboratorios donde por exigencias de las normas es

necesario el uso total de aire fresco.

EQUIPOS DE VENTILACIÓN FORZADA

Eyectores de Humo: Son extractores que ventilan espacios confinados, ya sea a

través de un ducto o bien instalados en los accesos, provocando una corriente

hacia el exterior.

Ventiladores: Pueden o no usar ducto. Introducen aire desde el exterior hacia

ambientes cerrados. Los hay eléctricos, hidráulicos y a motor a combustión.

Estos últimos son los más comunes.

Pitones: Los pitones con chorro de neblina provocan una corriente de aire que

puede ser empleada como método hidráulico de ventilación. Utiliza el mismo

principio de los Eyectores de Humo.

CALCULO DEL CAUDAL DE AIRE NECESARIO PARA VENTILAR UN

LOCAL

1.- Caída de presión necesaria para mover un caudal a través de un ducto:

Ho = r * Qoα * Ltotal

r= resistencia unitaria del ducto en Ku/mt.(tabla o fórmulas)

Tabla 1: Valores de r ( Ku/m)

DIAMETRO 300mm 400 mm

500 mm

600 mm

800 mm

Ductos plásticos rígidos 0.743 0.175 0.0575 0.0233 0.0055

Ductos metálicos nuevos 0.845 0.2 0.0655 0.0245 0.0063

Mangas de contraplaque 0.905 0.215 0.0705 0.0285 0.0067

Ductos deformados y oxidados

1.07 0.254 0.083 0.0335 0.0079

Mangas de tela y baño plástico

0.865 0.205 0.067 0.027 0.0064

Mangas de tela plastificada

1.07 0.254 0.083 0.0335 0.0079

Qo = Caudal de aire a mover, m3/seg.

α = Coeficiente que depende del tipo de ducto.

= 2 ducto rígido. = 1.7 ducto flexible

2.- Fugas del ducto:

Se producen a través de las uniones entre tiras, uniones al ventilador y por roturas.

F = b * Hoβ * L

β + 1

b y β = coeficientes de filtración que se determina por tablas.

Tabla 2: Valores prácticos del coeficiente b para uniones correctamente instaladas en terreno.

Ductos rígidos de paneles Impermeables B

diam = 600 mm tramos de 2,5 m

Uniones de enchufe selladas con arcilla 4.50E-04

Uniones de manguito de caucho(tipo Brandt)

1E-5 - 1E-4

Uniones con collar metálico revestida con una

4.50E-05

banda de fieltro (tipo Shwessisg)

Uniones de bridas con empalme de cartón 6.00E-04

Uniones de Bridas con empalme plano de caucho

7.50E-05

Uniones de bridas con empalme toroidal de caucho

3.00E-06

Ductos flexibles en tramos de 30 mts 1.50E-05

Tabla 3: Valores prácticos del coeficiente β

Tipo de Ducto B

Ducto rígido - filtraciones importantes 0.5 - 0.6

Ductos rígido - filtraciones débiles 0.9 - 1.0

Ducto flexible 1.2

L = largo real del ducto

% de fugas

A. Ductos flexibles: 30 - 40 % de la capacidad del ventilador auxiliar.

B. Ductos metálicos: 20 - 30% aceptable para tiras unidas con bridas ajustables y < 10 % para aquellos provistos de falanges apernadas con empaquetaduras de goma.

Coeficiente de Fricción en Ductos

TIPO DE DUCTO COEF DE FRICCION (K)

Madera 0.033

Acero Nuevo 0.018

Hojas de fierro, nuevo

0.022

Acero, usados 0.024

Fierro, usados 0.029

Yute, nuevo 0.024

Yute, usado 0.030

Yute con alma en espiral

0.050

P.V.C 0.018

Fibra de vidrio 0.020

Largos Equivalentes en Ductos

CODOS LARGO EQUIVALENTE (MTS)

45 RECTO 23

90 RECTO 82

135 RECTO 162

45 REDONDEADO 7

90 REDONDEADO 25

135 REDONDEADO 70

3.- Caudal a mover por el ventilador:

Q = Qo + F

4.- Depresión que debe producir el ventilador para que a la frente llegue el caudal necesario Qo:

H = Ho * [1 + (α /β +2) *((Q - Qo)/Qo)]

5.- Adicionar la caída de presión de la labor.

HLABOR = K*P*L*Q2/A3

6.- Adicionar las caídas de presión dinámicas que existan, como también las pérdidas por conversión que existan de Pv a Ps.

7.- Se corrige la depresión total por densidad del aire y con éste dato y el caudal total se selecciona el ventilador en función de las curvas características que suministran los proveedores de equipos.

ASV = Area salida ventilador

ASC = Area salida cono.

Supongamos que :

Q = 40.000 pie3/min

∅ v = 4 pies (1200 mm)

∅ c = 5 pies

ASV = 12.57 pies2 VSV = Q/ASV = 40.000/12.57

ASC = 19.6 pies2 VSC = Q/ASC = 40.000/19.6

VSV = 3182 pie/min VSC = 2041 pie/min

Pv = (velocidad/4005)2 ; pulg H2O (Aire estándar a nivel del mar)

= ρ * V2 / 5.2 * 64.4 * 602 = ρ * ( V2/1098)2

V = pie/min

2. = factor de conversión de lb/pie2 a pulgH2O

4. =2*g

Pvsv = (3182/4005)2 = 0.63 pulg H2O Pvsc = (2041/4005)2 = 0.26 pulg H2O.

Pérdidas por conversión de Pv a Ps = (Pvv - Pvcono)* factor de conversión

Factor de conversión está en función de dos áreas y del ángulo del cono. El más práctico y eficiente ángulo es uno de 10º sobre cada lado.

Basándonos en este ángulo se han tabulado los siguientes factores de conversión.

RELACION DE AREA (ASC/ASV)

FACTOR DE CONVERSIÓN

1.5/1 0.15

2.0/1 0.22

2.5/1 0.27

3.0/1 0.3

Para el ejemplo queda: 19.6 / 12.57 = 1.55/1.0 = 0.15 Fc

Luego la presión total será:

PTOTAL = PSL + PSD + PVD + Pérdidas conversión

PTOTAL = PSL + PSD + PVD + (PvV - PVC)*Fc

DETERMINACION DEL CAUDAL DE AIRE SEGÚN LAS NECESIDADES Y CARACTERISTICAS DEL LOCAL

Cambios por hora

Numero mínimo de cambios de aire por horas requerido según el uso del local.

Local destinado a: Numero mínimo de cambios 

por hora Apartamentos en general  5 

Archivos  5 

Aulas de clase en general  12 

Bancos (oficinas y públicos)  8 

Barberías  15 

Bares  25 

Billares  25 

Boleras (bowling)  25 

Boites  25 

Cafeterías  10 

Capillas funerarias  15 

Cervecerías  25 

Cocinas de Restaurantes  30 

Cocinas en viviendas  30 

Comedores  10 

Comercios  10 

Cuartos y pasillos  5 

Cuartos de hoteles  10 

Despachos (oficinas)  8 

Depósitos (generales)  10 

Discotecas y similares  25 

Dormitorios en general  5 

Fabricas (ambiente laboral en general) 10 

Farmacias( preparación de fármacos)  12 

Garajes  12 

Gimnasios  20 

Laboratorios  10 

Oficinas publicas  8 

Oficinas privadas  10 

Peluquerías  20 

Restaurantes  10 

Sala de conferencias  10 

Salas y recibos  5 

Salas de baile  25 

Salas sanitarias  8 

Salones de belleza  15 

Teatro y otros sitios de reunión públicos 

10 

Tiendas por departamentos  12 

Viviendas en general  8 

Ventilación del aire en rejillas Según la norma venezolana se muestra a continuación se presenta la siguiente tabla.

Tabla 1. Velocidades de entrada de aire en las rejillas

Altura de las rejillas sobre el nivel del piso (m) 

Velocidad del aire en las rejillas (m/min) 

menos de 2.5  35 

Entre 2.50 y 4.00  75 

Entre 4.00 y 6.00  150 

Más de 6.00  300 

VENTILACIÓN EN ESTACIONAMIENTOS DE VEHÍCULOS

Para realizar el cálculo de forma objetiva, la cantidad de aire necesaria para

ventilar un estacionamiento, habrá que partir de los siguientes datos:

Concentración

La máxima permitida de Monóxido de Carbono (CO) en el aire, es de 0.01% para

una exposición humana de 8 horas, 5 días a la semana.

Cantidad

La cantidad de CO que emanan los coches. Esto depende del número de vehículos,

la potencia y su estado de conservación. Un promedio calculado para coches de 5

pasajeros hasta vehículos industriales y comerciales, nos da valores mínimos de 0.7

litros por segundo a un máximo de 1 litro por segundo.

Número de Vehículos

Es importante considerar la cantidad de vehículos que se pueden poner en marcha al

mismo tiempo. Puede admitirse que en una hora sólo se ponen en marcha la mitad de

coches de un estacionamiento de un edificio de inquilinos, pero en ese mismo tiempo

pueden ponerse en marcha todos los vehículos de un estacionamiento público.

Tiempo del recorrido

Se puede estimar como un trayecto medio el de 50 metros, que se recorre en dos

minutos.

Tomando en cuenta todos los datos anteriores se puede llegar a concluir que la

ventilación necesaria para un estacionamiento es el de la siguiente tabla:

Tipo de Estacionamiento Caudal mínimo de aire limpio

por cada coche (m3/hr)

Estacionamiento de edificio de inquilinos. 250

Estacionamientos de oficinas, Evacuación en 0.5 hora. 1000

Estacionamientos de oficinas, Evacuación en 1.0 hora. 500

Estacionamiento Público, Movimiento Rápido Evacuación

0.5 hora. 1000

Estacionamiento Público, Movimiento Medio Evacuación

1.0 hora. 500

Estacionamiento Público, Movimiento Lento Evacuación

2.5 hora. 250

SELECCIÓN DELVENTILADOR SEGÚN EL CAUDAL

La correcta elección de un ventilador viene determinada por los siguientes conceptos:

Presión necesaria

Tipo de alimentación eléctrica

Caudal necesario

Para determinar el caudal necesario se deben tener en cuenta el tipo de instalación a

realizar, ambiental o localizada

Instalación de ventilación/extracción ambiental

La determinación del Caudal (Q) de aire necesario dependerá del uso al que esté

destinado el local y de características tales como ocupación, contaminación, etc.

Renovaciones de aire recomendadas, del volumen de aire interior del local, en

función de la actividad:

Según la ocupación de las personas que se encuentran habitualmente en el local

y de la contaminación generada:

Instalación de ventilación/extracción localizada

En muchos casos es aconsejable realizar la extracción del fluido contaminante, en el

mismo lugar donde se produce. En estos casos para la determinación del Caudal (Q) de

aire necesario se tendrá en cuenta la superficie de la campana de captación y de la

velocidad de captación de las partículas a recoger y de la velocidad de transporte de las

mismas a través de los conductos.

CONCLUSIONES

La renovación del aire en cualquier local es necesaria para reponer el oxígeno y

eliminar el anhídrido carbónico, el exceso de vapor de agua, los olores desagradables u

otros contaminantes. Debe entenderse que la ventilación es sinónimo de la reposición

del aire contaminado por aire limpio.

La ventilación de un local puede ser natural o forzada. Se habla de ventilación

natural cuando no hay contribución de energía artificial para lograr la renovación del

aire, la ventilación forzada utiliza ventiladores para conseguir la renovación, en la

ventilación forzada la tasa de ventilación es perfectamente ajustable y controlable, pero

a diferencia de la ventilación natural consume energía eléctrica. La ventilación forzada

puede ser aplicada en locales tales como sótanos o locales interiores de edificios, que no

tienen comunicación directa con el exterior y que, por lo tanto, su ventilación sólo se

logra mediante conducciones.