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4.2.1 TIPOS DE CONDUCTOS DE AIRE

Los conductos de aire se pueden clasificar de muchas formas. Acorde a la función de transporte desempeñada los conductos de aire se clasifican en:

4.2.1.1 Conducto de suministro de aire

Se dice de cualquier conducto cuya función sea el transporte de aire tratado hacia las zonas acondicionadas. Según la norma NTC 2047 estos conductos se dibujan tal como se muestra en la figura 4.2.1a

Figura 4.2.1a

Figura 4.2.1a
Dibujo de conducto de suministro (arriba: constructivo, abajo: esquemático)

4.2.1.2 Conducto de retorno de aire

Se dice de cualquier conducto cuya función sea el transporte de aire viciado desde las zonas acondicionadas hasta el equipo ventilador. Según la norma NTC 2047 estos conductos se dibujan tal como se muestra en la figura 4.2.1b.

Figura 4.2.1b

Figura 4.2.1b
Dibujo de conducto de retorno (arriba: constructivo, abajo: esquemático)

4.2.1.3 Conducto de toma de aire exterior

Como su nombre lo indica, es el ducto que succiona aire exterior y lo lleva al equipo ventilador. Las normas no tienen una especificación para este tipo de conducto, por lo que la figura 4.2.1c muestra un dibujo sugerido para este tipo de conducto.

Figura 4.2.1c

Figura 4.2.1c
Dibujo de conducto de toma de aire exterior (arriba: constructivo, abajo: esquemático)

4.2.1.4 Conducto de escape de aire

Cualquier conducto cuya función sea enviar aire desde el equipo ventilador, hacia el exterior. La norma NTC 2047 no tiene un dibujo asignado para este tipo de conducto. Pero la SMACNA sugiere que el dibujo se realice acorde a la figura 4.4.

Figura 4.2.1d

Figura 4.2.1d
Dibujo de conducto de escape de aire (arriba: constructivo, abajo: esquemático)
Todos estos tipos de conductos se subdividen en conductos principales y conductos derivados. Los conductos principales o troncales son aquellos que transportan el aire desde el equipo ventilador hasta los ductos derivados o ductos ramales que son los que finalmente suministran el aire a las zonas acondicionadas. Aunque constructivamente son exactamente iguales, los valores de caudal y velocidad de un ducto principal y un ducto secundario son completamente distintos.
Los conductos finalizan en elementos de conexión tales como difusores, rejillas, caperuzas, terminales o bocas de aspiración.

4.2.2 CAMBIOS DE PRESIÓN EN UN SISTEMA DE CONDUCCIÓN DE AIRE

La figura 4.2.2 muestra una distribución básica de un conducto de aire para suministro de aire acondicionado. El aire alrededor de la toma de aire en la sección 1 tiene una presión atmosférica p_0 al estar en estado cuasiestático se indica que la presión total del aire es igual a la presión atmosférica y su valor será 0 (presión manométrica). El flujo de aire que se forma en la toma de aire comenzará a ganar velocidad y por tanto presión dinámica, por definición la presión dinámica es siempre positiva por lo que el aumento en la presión dinámica implica un decrecimiento de la presión total. Al entrar a la toma de aire la presión estática empieza a aparecer, su primer efecto es por la forma de la toma de aire que genera una caída de presión por accesorio, al tener un valor inicial de 0 la presión estática después de la toma de aire adquiere un valor negativo, sin embargo, su valor sumado al de una presión dinámica positiva hace que la presión total esté por un valor absoluto inferior al que toma la presión estática. Ya en el conducto de aire de la toma la velocidad se mantiene y lo que disminuye la presión es el rozamiento del conducto. Por lo tanto, tanto la presión total, como la dinámica decrecen a la misma razón. Justo antes de llegar a la sección 2 existe un cambio de sección que aumenta la velocidad del aire al disminuir el área del conducto. En los alrededores del cambio de sección se forma una zona en la que aumenta tanto el valor de presión dinámica, como la caída de la presión estática.

Figura 4.2.2

Figura 4.2.2
Comportamiento de la presión en un sistema de conducto de aire
La sección 2, 4, 6 y 8 son espacios donde el conducto de aire permanece con la misma dimensión, y por lo tanto mantiene la velocidad de flujo del aire, la única diferencia es la caída de presión producto del rozamiento entre el conducto de aire y el flujo del mismo. Por lo que en estas secciones tanto la presión estática como la total decrecen a la misma rata.
Al llegar a la toma de aire exterior del punto 3 se realiza una mezcla de aire, la presión dinámica puede tanto aumentar o disminuir acorde a las condiciones del conducto después de la mezcla, en estos espacios se busca que la presión dinámica disminuya para que la presión estática aumente generando lo que se conoce como recuperación estática.
La recuperación estática no es más que la compensación de la presión estática a la disminución de la presión dinámica para mantener el equilibrio energético del sistema. La mejor manera de entenderlo está en la transformación hacia la sección 4. El aumento de tamaño del conducto genera una disminución de la presión dinámica, si suponemos que las condiciones de temperatura y altitud son las mismas, la energía cinética perdida debe automáticamente pasar a energía adquirida y por tanto el valor de presión aumentó. Todos estos cambios geométricos se pueden comparar al efecto de una manguera de agua, al reducir la boquilla la velocidad y tiro de la manguera aumenta pero su fuerza disminuye, y al aumentar la boquilla la velocidad y tiro disminuye pero su fuerza es mucho mayor.
El punto 5 es el equipo de aire acondicionado, generalmente formado por un sistema de filtración, un serpentín enfriador o calefactor y un ventilador, los primeros dos generan una caída considerable de la presión estática al comportarse como obstáculos a vencer para el flujo de aire, mientras que el ventilador genera un aumento en la presión al suministrar trabajo al sistema. Después de que el ventilador supere la presión atmosférica el sistema de conducto se comportará como suministro de aire.
El cambio de presión generado por el ventilador se conoce como presión total del ventilador (P_f,t), al flujo estar en movimiento durante este aumento de presión, no toda la presión generada por el ventilador se transforma en presión estática, al final del paso por el ventilador existirá una presión dinámica generada por el caudal que genera el mismo (P_f,d) de manera que la presión estática del ventilador está dada por:
Ecuación 4.2.2
Después del punto 5 el valor absoluto de la presión total es positivo y a su vez lo es la presión estática y dinámica del sistema, la presión estática comenzará nuevamente a caer en la sección 6 hasta que vuelve a encontrar un alivio en la sección 7 donde se ubica el primer difusor de suministro de aire. Antes de llegar a la sección 8 se encuentra con otro cambio de sección, solo que éste busca un aumento de la presión dinámica para compensar el perdido por la salida en 7.
Finalmente la sección 9 está formada por una pérdida de presión por accesorio, la suma de toda la pérdida en el sistema intervendrá en el posible final del sistema. Idealmente se busca que la presión estática llegue con un valor levemente superior a cero al final del sistema, el valor positivo de la presión estática será compensado en alcance del aire suministrado a la zona. Un valor igual a cero simplemente deja a la presión total como el valor de la presión dinámica. Un valor inferior a cero generará que la presión dinámica comience a compensar la pérdida de presión total disminuyendo la velocidad del suministro.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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