Funcionamiento de un ventilador o Extractor axial y centrífugo

Extractores Axiales y Extractores Centrífugos

De ser una herramienta para brindar confort al ser humano, el ventilador ha tenido un desarrollo que abarca diversas aplicaciones. Para el sector, dos de sus tipos son los de más presencia: axiales y centrífugos, los cuales requieren consideraciones específicas para su instalación.

El ventilador ha ido evolucionando hasta lograr que se use en múltiples aplicaciones y sea parte esencial de la vida diaria, a veces utilizándose para generar confort, otras veces estando presente en procesos industriales 

Componentes principales de los extractores axiales/centrífugos 

• Elemento rotatorio: hélice o rodete
• Soporte (estructura, embocadura, entre otras)
• Motor (regularmente eléctrico)

Funcionamiento

Los ventiladores son máquinas rotatorias capaces de mover una determinada masa de aire o gas, a la que comunican una cierta presión o fuerza suficiente para que pueda vencer las pérdidas de carga que se producen por los ductos o accesorios y así poder llevar dicho flujo de un punto a otro.

Mediante el uso de un conjunto de ecuaciones, “Leyes de los ventiladores”, es posible determinar todas las prestaciones a partir de ensayos efectuados en condiciones normales. Mediante esta serie de pruebas, se puede determinar cada uno de los criterios de operación, como el caudal, presión, niveles sonoros, eficiencias, potencia, velocidad, entre otras.

Los usos más típicos incluyen:

• control del clima,
• enfriamiento de maquinaria,
• confort personal,
• extracción de vapores,
• limpieza (generalmente en combinación con accesorios como filtros de aire).

Cabe mencionar que entre las muchas clasificaciones de ventiladores que hay, éstos se pueden reducir, básicamente, a dos: centrífugos y axiales.

• En un ventilador axial la salida de aire es paralela a su eje y puede mover un gran caudal con una presión discreta, es decir que sus aspas forjan el movimiento de aire paralelamente a la flecha en la cual giran. Son muy usados por su fácil instalación y bajo costo.
• Un ventilador centrífugo, por su parte, es aquel que tiene un movimiento perpendicular de aire respecto a su eje y, a diferencia del axial, tiene la capacidad de manejar presiones altas con caudales moderados-altos. Son usados en aplicaciones más específicas, como campanas de captación, hornos, transporte neumático, entre otros.

Consejos para un correcto funcionamiento

Siempre que se utilice un ventilador hay que seguir algunas reglas básicas para que el funcionamiento en el sistema sea el óptimo y cumpla con los requerimientos deseados desde el diseño:

1. Realiza una correcta selección de acuerdo con la curva característica del equipo, la cual está dada con las variables Q (caudal) y P (presión)
2. Observa que la rotación del ventilador sea la correcta. Un giro equivocado puede disminuir drásticamente la eficiencia de los ventiladores
3. Procura que el ventilador tenga una buena ubicación, ya que es un punto importante para el correcto funcionamiento de cualquier sistema
4. Identifica factores externos como condiciones especiales (ambientes corrosivos, explosivos, etcétera)
5. Checa las entradas de aire, pues si no se cuenta con ellas para la correcta sustitución del aire viciado, es necesario proporcionar un sistema adicional de inyección de aire
6. Ten en cuenta el nivel sonoro producido por el equipo
7. Analiza el acoplamiento entre el elemento giratorio y el eje, el cual puede ser directo, o bien, con una transmisión de potencia mediante poleas y bandas

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Extractores de Aire

Importancia de una buena extracción de aire

Todos los lugares, están rodados de organismos que contaminan el ambiente y disminuyen la calidad del aire. Para mejorar la calidad del aire, existen sistemas de ventilación que elevan el bienestar de los ocupantes.

Una de las funciones de la ventilación es controlar el calor que producen los seres vivos, con el fin de proporcionar condiciones de confort al controlar la temperatura, la humedad y la calidad del aire.

Un extractor de aire es un dispositivo utilizado para succionar el aire de un lugar y empujarlo hacia el exterior del inmueble a través de la ventilación. Su principal objetivo es sustituir el aire interior que está contaminado por aire fresco y libre de bacterias.

Por otra parte, un extractor también mejora la temperatura y disminuye la humedad, con lo cual se mantiene un ambiente sano, fresco y libre de malos olores. Además de purificar el aire, los extractores tienen otras funciones, como controlar la toxicidad o la expresividad de algún ambiente.

Para que un extractor trabaje de manera adecuada son muchos los factores que los instaladores deben tener en cuenta antes de su instalación, tales como:

• Determinar el tamaño del lugar donde se instalará el extractor
• Saber por dónde saldrá el aire contaminado
• Calcular la cantidad de aire necesario
• Establecer el trayecto de circulación del aire
• Revisar que no existan obstáculos para la colocación de los ductos por donde se expulsará el aire
• Revisar si existen las medidas adecuadas para la instalación eléctrica
• El extractor debe colocarse en posición contraria a las puertas para que haya mejor circulación del aire
• Colocar los extractores cerca de los focos de contaminación para que los contaminantes puedan ser expulsados de manera rápida y queden menos tiempo en el inmueble
• Se debe evitar que el extractor quede instalado cerca tanto de puertas, como de ventanas u otras entradas de aire
• En la medida de lo posible, elegir equipos silenciosos
• Tomar en cuenta el gasto energético para elegir el más eficiente y ahorrador

Los sistemas de ventilación pueden combinarse con calentadores, filtros, controladores de humedad y dispositivos de refrigeración para crear un sistema más eficiente, dependiendo de las necesidades que se requieran.

Tipos de ventiladores 

Industriales: centrífugos, helicocentrífugos, helicoidales de distintas presiones y caudales

De pared: son fijados en los muros para permitir una mayor circulación en lugares pequeños, donde el uso de ventiladores no es soportado debido a la largura del ambiente, o en conjunto con otros ventiladores, proporcionando una mayor circulación de aire

De piso: son portátiles y silenciosos, posibilitan que sean colocados en el suelo en cualquier ambiente de una casa, pudiendo ser trasladados a todas partes. Podemos encontrarlos en varios modelos y formas

De techo: son ventiladores verticales con aspas en posición horizontal, por lo tanto, el aire va hacia abajo. Son de uso común en habitaciones donde no hay espacio disponible en las paredes o el suelo; pueden ser muy peligrosos si no se fijaron correctamente al techo

De mesa: son ventiladores de baja potencia utilizados, especialmente, en oficinas o en ambientes donde necesitan poca ventilación

Tipos de extractores
Axiales: estos extractores tienen sus aspas posicionadas alrededor del eje del motor (axis) y son muy eficientes para mover grandes volúmenes de aire. Por desgracia, el diseño que hace esto posible también provoca que sean ineficientes en lo que a presión de aire se refiere. Las restricciones en el flujo de aire, tanto de entrada como de salida, reducirán drásticamente su rendimiento de extracción, por lo que no son recomendables para usar con filtros

Centrífugos: diseñados para generar presión al succionar aire por el centro del extractor y forzar su salida a través de una cavidad cónica que empuja el aire hacia el exterior. El extractor centrífugo es mucho mejor que el axial, porque está pensado para soportar las pérdidas de carga producidas por un filtro, ducting, reflectores ventilados, entre otros aparatos.

Mixtos: ésta es una combinación muy efectiva de diseño axial y radial. Las aspas del extractor mixto se encuentran situadas de forma similar al axial, pero ensambladas en una cavidad cerrada. También dispone de aspas especiales 3D que garantizan un flujo óptimo en todo el recorrido del aspa y un diseño de última generación que hace de tal modelo de ventilador el más silencioso, compacto y eficiente del mercado

                      Extractor Tubo Axial 

Los equipos de la serie AXB son ventiladores tubo axiales de construcción reforzada, con:

• Aspas aerodinámicas
• Transmisión de poleas y banda

Son ideales para sistemas de ventilación y extracción industrial:

• Extracción de campanas
• Tanques de proceso
• Casetas de pintura
• Secado de materiales con aire pre-calentado

Como el desfogue de máquinas o enfriamiento de equipos o áreas especificas

Estos ventiladores están recomendados para manejar aire con cantidades directas de partículas o grasa, humos, vapores o bases con temperaturas hasta de 100 °C.

Los rotores son aerodinámicos, para operar silenciosa eficientemente. Tiene 4 u 8 aspas de acero de construcción hueca, con gran resistencia estructural y bajo peso, rígidamente soldadas a un centro de acero y balanceado dinámicamente. El rotor se fija fácilmente y de manera segura a la flecha del ventilador por medio de un buje cónico.

• El cuerpo del ventilador esta rígidamente soldado a cordón continúo para asegurar su hermetismo. 
• Las brindas son de gruesa solera con barrenos estándar para su fácil instalación. 
• La base del motor es ajustable para tensar las bandas y corre sobre una base fija, que refuerza y transfiere uniformemente al cuerpo del ventilador.

La transmisión va alojada dentro de un túnel para mantener aisladas del flujo de aire las:

• Chumaceras
• Flechas
• Poleas
• Bandas

Las graseras tienen extensiones para lubricar las chumaceras desde el exterior.

VENTILADOR

Los ventiladores son máquinas rotatorias capaces de mover una determinada masa de aire, a la que comunican una cierta presión, suficiente para que pueda vencer las pérdidas de carga que se producirán en la circulación por los conductos.

Se componen de:

• Elemento rotativo
• Soporte
• Motor

El elemento rotativo es la pieza del ventilador que gira en torno al eje del mismo. Puede ser una hélice o un rodete.

LEYES DE LOS VENTILADORES

Las curvas características de los ventiladores siguen ciertas leyes, llamadas “leyes de los ventiladores”, que permiten determinar cómo varían el caudal (Q), la presión ( Äp) y la potencia absorbida (P) por la hélice al variar las condiciones de funcionamiento (velocidad de rotación (N) o densidad del aire vehiculado (ñ) o las dimensiones (Diámetro de hélice (D)). Estas leyes son aplicables solamente entre ventiladores semejantes.

SONIDO

Un sonido determinado viene caracterizado por tres cualidades: intensidad, tono y timbre. La intensidad se refiere a la potencia sonora; hablamos así de un sonido más o menos intenso. El tono es la cualidad que nos permite distinguir entre sonidos agudos y graves. El timbre se refiere a la composición del sonido; es la cualidad que nos permite distinguir la voz de las personas. La molestia producida por un ruido depende de estas tres cualidades y de la naturaleza de las personas. La sensibilidad auditiva depende, fundamentalmente, de la frecuencia del sonido que se percibe y es diferente para cada persona.

El número de dB asociado al funcionamiento de un determinado ventilador limita su utilización a locales que permitan ese nivel de ruido. 

En los ventiladores domésticos, es fundamental escoger el de menor nivel sonoro. Con las características década ventilador se da también el número de dB que produce su funcionamiento, que deberemos comprobar que esté por debajo de los límites establecidos.

El número de dB de un ventilador es una expresión del nivel de ruido, y por tanto de molestia, que produce el funcionamiento del mismo. La diferente sensibilidad auditiva de cada persona y para cada frecuencia hace que, en ocasiones, un ventilador caracterizado por un nivel de dB mayor que otro no resulte, en realidad, más molesto que este último. Ello se debe, como hemos dicho anteriormente, a la diferente sensibilidad del oído humano según sean las frecuencias de los sonidos que percibe.

Nivel sonoro

Cada ventilador lleva asociado un cierto ruido, nivel de presión sonora NPS, que se mide en decibelios (dB).

El nivel sonoro -nps- indicado en los cuadros de características técnicas de los ventiladores,corresponde generalmente a un valor de presión en dB (A), medido en campo libre a una distancia equivalente a tres veces el diámetro de la hélice con un mínimo de 1.5 metros en el caso de los helicoidales, y una distancia de 1.5 metros en el caso de los otros ventiladores, salvo indicaciones especificas.