Archivo de la etiqueta: simulación computacional

Ventilación Natural: La solución para industrias con gran generación de calor

labyrinth nemak-f4ab181dEn la gran mayoría de ocasiones, la ventilación natural es la solución más eficaz y económica para aquellas naves o edificios industriales que albergan procesos que generan una elevada carga térmica en su interior, pues esto conlleva tener un elevado gradiente de temperatura.

A mayor altura de la nave, mayor eficiencia del sistema de ventilación natural y condiciones más idóneas, pues el efecto chimenea que se crea permite un movimiento de aire de manera más fácil entre los puntos de aportación y extracción de aire.

El sistema de ventilación debe garantizar que nunca se sobrepasarán las temperaturas máximas que admite el proceso de producción según las condiciones definidas por el usuario, con el fin de no perjudicar la eficiencia del mismo, así como que se obtienen condiciones de trabajo confortables y agradables para el trabajador.

Ventilación natural vs. Ventilación mecánica

Independientemente de si se trata de un nuevo edificio industrial con previsión de altas ganancias internas de calor o bien de una remodelación de una nave ya existente, el diseñador debe evaluar los pros y contras de la implantación tanto de un sistema de ventilación natural como de uno de ventilación mecánica, respectivamente.

Asimismo, también se deberá buscar una solución que sea rentable económicamente, y en este sentido los costes de funcionamiento de un sistema de ventilación natural son prácticamente insignificantes:

  • Ausencia de consumo de energía.
  • Mantenimiento mínimo.
  • Sistema autorregulable: a mayor temperatura de aire, mayor es el caudal de aire que se mueve así como mayor es la eficiencia del sistema.
  • Posibilidad de enfriamiento nocturno.
  • Mayor vida útil de la instalación.

Sin embargo, existen algunos condicionantes que impiden o dificultan la implantación del sistema de ventilación natural:

  • Naves con altura insuficiente para lograr un buen efecto chimenea.
  • Inexistencia de cargas térmicas que generen un gradiente de temperatura.
  • Insuficiente espacio en cota baja para ubicación de tomas de aire exterior requeridas: los diferenciales de presión no deben ser muy elevados, pues en caso contrario la ventilación natural no funciona de una manera eficaz.
  • Zonas parcial o completamente ubicadas en el interior de un edificio, de modo que no hay acceso directo al exterior y por lo tanto es imposible dotar al sistema de aberturas para ventilación natural.

CFD: elección de la solución adecuada

Un análisis de simulación computacional (CFD) es una excelente herramienta para identificar la mejor solución en términos de ventilación para un proyecto en particular.

El análisis CFD, el cual debe ser llevado a cabo por un experto en uso de herramientas CFD, permite predecir, mediante un modelo de campo previamente definido, los flujos internos de temperaturas y velocidades, monitorizando con el máximo detalle el comportamiento del sistema de ventilación en todos los puntos críticos, ayudando de esta manera a desarrollar la solución de ventilación más eficaz en cada caso.

CFD ventilacion figura 1

Figura 1: distribución de presiones en plano vertical

La Figura 1 muestra la distribución de presiones que se obtiene en un edificio industrial con zonas a diferentes alturas, todas ellas comunicadas entre sí. La simulación CFD permite mostrar que el plano neutro de presiones (neutral line) se encuentra en la parte superior del edificio. En consecuencia, el sistema de extracción de aire sólo será efectivo si éste se instala por encima del citado plano, mientras que la aportación de aire se deberá extender a bajo nivel en todas las zonas.

CFD ventilacion figura 2

Figura 2: flujo de aire previsto en interior del edificio

Asimismo, el análisis CFD de los flujos de circulación de aire y de las velocidades que se alcanzan dentro de la nave permite identificar la mejor ubicación (ver Figura 2) tanto de tomas de aire exterior, como de aireadores para evacuación de aire caliente en cotas altas del edificio.

TwitterLinkedInGoogle+FacebookCompartir