Curso de maestría en higiene ocupacional - seminario de ventilación industrial

1. Seminario de ventilación industrial
Junio 2017
Ing. José Carlos Espino, Higienista ocupacional

2. Ventiladores

3. Ventiladores
Ing. José Carlos Espino 20153
 Un ventilador es una máquina diseñada para transferir energía al aire
aumentando su presión e incrementando su movimiento.
 Los ventiladores se clasifican en dos grandes grupos atendiendo a las
características esenciales del flujo del aire en su interior:
1. Axiales
2. Centrífugos
 Los ventiladores axiales se utilizan cuando se requieren grandes caudales con
poca pérdida de carga.
 Los ventiladores centrífugos se utilizan para caudales menores y pérdidas de
carga elevadas.

4. Tipos de ventiladores
Ing. José Carlos Espino 20174
Axial
Centrífugo

5. Ventiladores axiales
Ing. José Carlos Espino 20155
En los ventiladores axiales el aire entra y sale del ventilador moviéndose
paralelamente al eje de giro del rodete; normalmente este tipo de ventiladores
no es capaz de aumentar la presión más de 1 pulgada de agua (250 Pa).

6. Ventiladores centrífugos
Ing. José Carlos Espino 20156
En los ventiladores centrífugos las trayectorias del aire a la entrada y a la salida
forman un ángulo de 90°, lo que permite rodetes que dan lugar a aumentos de
presión mucho mayores que en los ventiladores axiales.

7. Ventiladores centrífugos
Ing. José Carlos Espino 20157
Los ventiladores centrífugos se construyen con tres tipos básicos de rodetes.
1. Los rodetes de los ventiladores de palas curvadas hacia adelante tienen las palas
curvadas en el mismo sentido que la dirección de giro. Se utilizan para presiones de
baja a media y son silenciosos, pero no son apropiados cuando el aire es
polvoriento, ya que el polvo tiende a adherirse a las palas provocando el
desequilibrio del rodete.
2. Los ventiladores centrífugos radiales tienen el rodete dispuesto con las palas en
forma radial (rectas). Esta disposición de las palas impide la acumulación de
materiales sobre las mismas. Es el diseño más apropiado para las instalaciones de
extracción localizada.
3. Los ventiladores centrífugos de palas curvadas hacia atrás son los de mayor
rendimiento energético, pero en general su empleo debe limitarse a aplicaciones en
las que el aire es limpio, como ocurre con los de palas curvadas hacia adelante.

8. Tipos de rodetes
Ing. José Carlos Espino 20158

9. Curva característica de un ventilador
Ing. José Carlos Espino 20159
 Un ventilador no es un artefacto que, una vez en marcha, aspira un cierto
caudal fijo de aire. La placa que indica el caudal representa el caudal máximo,
que es el que el ventilador es capaz de dar cuando se pone en marcha sin
tener conectada ninguna tubería.
 Cuando un ventilador gira a una velocidad de rotación determinada, el caudal
de aire que mueve y el aumento de presión total que proporciona a dicho aire
(que suele denominarse presión total del ventilador, PTV) están relacionados
por una curva que se denomina curva característica del ventilador.

10. Punto de funcionamiento de un ventilador
Ing. José Carlos Espino 201510

11. Ing. José Carlos Espino 201711

12. Ing. José Carlos Espino 201712

13. Ing. José Carlos Espino 201513
Ejemplo:
Caudal requerido 22,300 m3/hr y 5 mmcda.
Punto de trabajo 25,250 m3/hr y 8 mmcda.

14. Ejemplo
Ing. José Carlos Espino 201714
 Asuma que un sistema de ventilación por extracción requiere un ventilador
que mueva un caudal de 2400 cfm con una presión estática de 0.25” de agua.
 En la tabla a continuación, entre por la parte superior a 0.25” SP.
 Siga hacia abajo hasta encontrar un valor que exceda ligeramente los 2400
cfm. En este caso el modelo 2710 es el primero que excede el valor deseado.
 Este ventilador necesitaría un motor de ¾ HP @ 1545 rpm

15. Ing. José Carlos Espino 201715

16. Sones
Ing. José Carlos Espino 201716

17. Sones
Ing. José Carlos Espino 201717

18. Ing. José Carlos Espino 201718

19. Ing. José Carlos Espino 201719

20. Parámetros a determinar de los ventiladores
Ing. José Carlos Espino 201720
 Modelo
 CFM
 SP
 Ruido (sones)
 Ubicación (techo, pared, ducto)

21. Opciones de instalación: ejemplos
Ing. José Carlos Espino 201721
Tomado del manual de Dayton

22. Opciones de instalación: ejemplos
Ing. José Carlos Espino 201722
Tomado del manual de Dayton

23. Opciones de instalación: ejemplos
Ing. José Carlos Espino 201723
Tomado del manual de Dayton

24. Opciones de instalación: ejemplos
Ing. José Carlos Espino 201724
Tomado del manual de Dayton

25. Opciones de instalación: ejemplos
Ing. José Carlos Espino 201725
Tomado del manual de Dayton

26. Guías para considerar la SP
Ing. José Carlos Espino 201726
Tomado del manual de Dayton

27. Estabilidad
Ing. José Carlos Espino 201727
 Cuando tiene más de una opción para seleccionar, no se recomienda que
seleccione los modelos en los cuadros a la derecho, a menos que la SP sea la
precisa.
 Por ejemplo, para el modelo 7A559 la selección de un ventilador de 2010 cfm
a 0.50” a la derecho a 945 rpm. La siguiente casilla a la derecha (0.750” SP)
está vacía porque el desempeño en ese punto es inestable: la opción de 2010
cfm a 0.50” SP es marginlmente estable.

28. Ing. José Carlos Espino 201728

29. Ing. José Carlos Espino 201729

30. Ing. José Carlos Espino 201730

31. Dinámica del ventilador
Ing. José Carlos Espino 201731
QF= 𝑄𝑖 𝑥
𝑅𝑃𝑀2
𝑅𝑃𝑀1
FSPF= 𝐹𝑆𝑃𝑖 𝑥
𝑅𝑃𝑀2
𝑅𝑃𝑀1
2
HPF= 𝐻𝑃𝑖 𝑥
𝑅𝑃𝑀2
𝑅𝑃𝑀1
3
FSPF= 𝐹𝑆𝑃𝑖 𝑥
𝐶𝐹𝑀2
𝐶𝐹𝑀1
2

32. Problemas de cálculos
Ing. José Carlos Espino 201732
 ¿Si un sistema está diseñado para mover 1,000 CFM a una resistencia de 0.25” SP,
cuál sería la SP para que el ventilador produzca 2,000 CFM de caudal?
 Un ventilador está moviendo 10,500 cfm a 3” de SP a 400 rpm y 6.2 BHP.
Determine los BHP necesarios para incrementar la velocidad a 500 rpm.
 Un ventilador centrífugo suministra 3,000 cfm trabajando a 400 rpm. ¿A cuántas rpm
necesitaría trabajar para mover 4,000 cfm?

33. Problemas de cálculos
Ing. José Carlos Espino 201733
La curva del ventilador siguiente muestra (curva A) el ventilador mueve 1000 cfm a 700
rpm y 0.25” SP. ¿Cuántos rpm se requieren para mover 2,000 cfm por el mismo
Sistema?

34. Ing. José Carlos Espino 201734

35. Taller en clase
Ing. José Carlos Espino 201735
En un taller de ebanistería se utiliza pegamento de madera que contiene acetato
de vinilo (CAS 108-05-4) como componente volátil. La densidad del volátil es
1.19 gr/cc (agua = 1 gr/cc). El consumo de pegamento es de aproximadamente
0.2 gal/hr. Recomiende un ventilador axial para asegurar que la concentración
de acetato de vinilo no suba del 50% del LMP.