PROPUESTA Se busca el correcto entendimiento del funcionamiento en todos los ámbitos como mantenimiento o los diferentes usos de ventiladores centrífugos y axiales tanto sus tipos como sus aplicaciones ya sea en la industria o en casa o cualuier espacio donde se necesite una ventilaci!n correctamente instalada" Ense#ar a calcular cuanta ventilaci!n es la ideal para nuestro edificio y en base a eso poder determinar con cálculos el euipo ue se reuerirá para la buena ventilaci!n$ ya ue es necesario aire del exterior aparte del confort de las personas al estar en esa %abitaci!n$ la concentraci!n de mon!xido y di!xido de carbono ue al respirar despedimos las personas como malos olores$llegar a tener un aire limpio para respirar en este caso usaremos un ventilador para %acer circular el aire de una recamara"
&AR'O TEOR('O En este traba)o se utili*aron todos los conocimientos aduiridos en la clase de mecánica de fluidos y sistemas y máuinas de fluidos mane)ando definiciones por e)emplo el caudal$ la carga estática$ ley de conservaci!n de la materia" Tambi+n se utili*aron los conocimientos aduiridos en la materia de refrigeraci!n y aire acondicionado$ compresores$ válvulas de expansi!n$ condensadores$ contactaores magn+ticos"
RESO,U'(OEn este traba)o tratamos de aprender todo acerca de lo ventiladores divididos en axiales y centrífugos$ como calcular potencia$ ángulos de ventiladores$ presiones producidas por el ventilador y como se pueden usar los ventiladores de forma contraria para %acer un efecto de succi!n muy usada en la industria como el extractor"
'lasificaci!n$ principios de operaci!n y aplicaci!n de ventiladores .E-T(,A/ORES A0(A,ES1 Son auellos en los cuales el flu)o de aire sigue la direcci!n del e)e del mismo" Se suelen llamar %elicoidales$ pues el flu)o a la salida tiene una trayectoria con esa forma" En líneas generales son aptos para mover grandes caudales a ba)as presiones" .E-T(,A/OR
/ES'R(P'(O-
AP,('A'(O-
.entiladores aptos para mover grandes caudales de aire con ba)as presiones" Son de ba)o rendimiento" ,a transferencia de energía se produce mayoritariamente en forma de presi!n dinámica"
Se aplica en circulaci!n y extracci!n de aire en naves industriales" Se instalan en pared sin ning3n conducto" Utili*ados con ob)etivo de renovaci!n de aire"
Tienen rendimiento algo superior al anterior y es capa* de desarrollar una presi!n estática mayor" Por su construcci!n es apto para intercalar en conductos"
TU4E A0(A,
Se utili*a en instalaciones de ventilaci!n$ calefacci!n y aire acondicionado ue reuieran altos caudales con presi!n media a ba)a" Tambi+n se utili*a en algunos sistemas industriales como cabinas de pintura y extracciones locali*adas de %umos"
'on dise#os de palas A(R5O(,$ permiten obtener presiones medias y altas con buenos rendimientos" ,as palas pueden ser fi)as o de ángulo a)ustable .A-E A0(A,
Tiene aplicaciones similares a los TU4EA0(A,$ pero con la venta)a de tener un flu)o más uniforme y la posibilidad de obtener presiones mayores" Para una determinada prestaci!n es relativamente más peue#o ue el ventilador centrifugo euiparable"
2E,('O(/A,
'E-TR(5O(,
Se trata de un ventilador con rotor centrífugo pero de flu)o axial" Es decir re3ne las venta)as del ventilador centrífugo y la facilidad de monta)e de un axial con el consiguiente a%orro de espacio"
,as mismas aplicaciones ue el ventilador .A-EA0(A,"
.E-T(,A/ORES 'E-TR(5U6OS1 Son auellos en los cuales el flu)o de aire cambia su direcci!n$ en un ángulo de 789$ entre la entrada y salida" Se suelen sub:clasificar$ seg3n la forma de las palas o álabes del rotor" .E-T(,A/OR
'UR.A/AS 2A'(A A/E,A-TE
PA,AS RA/(A,ES
/ES'R(P'(O-
AP,('A'(O-
Rotor con palas curvadas %acia adelante$ apto para caudales altos y ba)as presiones" -o es autolimitante de potencia" Para un mismo caudal y un mismo diámetro de rotor gira a menos vueltas con menor nivel sonoro"
Se utili*a en instalaciones de ventilaci!n$ calefacci!n y aire acondicionado de ba)a presi!n"
Rotor de palas radiales" Es el dise#o más sencillo y de menor rendimiento" Es muy resistente mecánicamente$ y el rodete puede ser reparado con facilidad" El dise#o le permite ser autolimpiante" ,a potencia aumenta de forma continua al aumentar el caudal"
Empleado básicamente para instalaciones industriales de manipulaci!n de materiales" Se le puede aplicar recubrimientos especiales anti:desgaste" Tambi+n se emplea en aplicaciones industriales de alta presi!n"
Rotor de palas planas o curvadas inclinadas %acia atrás" Es de alto rendimiento y autolimitador de potencia" Puede girar a velocidades altas"
(-',(-A/AS
Se emplea para ventilaci!n$ calefacci!n y aire acondicionado" Tambi+n puede ser usado en aplicaciones industriales$ con ambientes corrosivos y;o ba)os contenidos de polvo"
2A'(A ATRAS
Similar al anterior pero con palas de perfil aerodinámico" Es el de mayor rendimiento dentro de los ventiladores centrífugos" Es autolimitante de potencia"
Es utili*ado generalmente para aplicaciones en sistemas de 2.A' y aplicaciones industriales con aire limpio" 'on construcciones especiales puede ser utili*ado en aplicaciones con aire sucio"
Rotores de palas curvadas %acia delante con salida radial" Son una variaci!n de los ventiladores radiales pero con mayor rendimiento" Aptos para traba)ar con palas antidesgaste" Son autolimpiantes" ,a potencia aumenta de forma continua al aumento del caudal"
'omo los radiales estos ventiladores son aptos para traba)ar en aplicaciones industriales con movimiento de materiales abrasivos$ pero con un mayor rendimiento"
A(R5O(,
RA/(A, T(P
Selecci!n de ventiladores /atos necesarios para la selecci!n de un ventilador descripci!n de la informaci!n necesaria para reali*ar una correcta selecci!n de ventiladores" <" 'AU/A,1 m=;s en condiciones de traba)o" >" PRES(O- ?Estática o Total@1
Pa ?Pascal@ en condiciones de traba)o"
=" 'O-/('(O-ES /E TRA4AO1 -
/ensidad" 'omposici!n de los gases" Temperatura" Porcenta)e de %umedad" AS-&"
B" .E,O'(/A/ /E SA,(/A &A0"1
m;s"
C" .E,O'(/A/ /E 6(RO &A0"1 Rpm" D" -(.E, SO-ORO &A0(&O A/&(T(/O1 " /(SPOS('(O- &E'A-('A1 descarga y posici!n del motor
d4A
Arreglo constructivo$ sentido de giro$ posici!n de
F" 'ARA'TER(ST('AS /E ,OS 6ASES1 6ases corrosivos$ polvos abrasivos o fibras$ etc"
7" A''ESOR(OS REGUER(/OS1 : Poleas y 'orreas" : Puerta de inspecci!n" : Acoplamientos" : Sello en paso de e)e" : 6uarda poleas o acoplamientos" : Pantalla enfriadora" : Rieles tensores para el motor" : 4rida y contrabrida de entrada y salida" : 4ase unificadora" : Re)illa de protecci!n en la entrada o salida" : 'ontrol de entrada" : 'onstrucci!n antic%ispa" : Registro de salida" : 'onstrucciones especiales" : 4ase antivibratoria" EJEMPLOS: 1.
Un ventilador centrífugo tiene paletas rectas y un anc%o constante en el rodete de D88mm" 6ira a C88 rpm" /a un caudal de aire de =88 metros c3bicos por minuto" ,a densidad es de <$> Hilogramos por metro cubico" ,a entrada de velocidad absoluta en los alabes es radial" /> es igual a DC8mm" /< es igual a D88mm" 'alcular1 a@ los ángulos 4< y 4>" b@ la presi!n producida por el ventilador c@ la potencia del ventilador"
2.
Un ventilador centrifugo de aire con densidad de <$>Hg por cada metro cubico tienen las siguientes dimensiones$ /> es igual a I mJ el anc%o del rodete es igual a Cmm cuyo valor permanecerá constante" El caudal suministrado es de = metros c3bicos por segundo$ la velocidad de 788 rpm" Un man!metro diferencial inclinado mide una presi!n de =$C mbar entre la entrada y salida del ventilador" ,a presi!n dinámica producida por el ventilador es despreciable" ,a potencia en el e)e de la mauina es de <$FB HiloKatts" El rendimiento mecánico va a ser del 7=L" ,a entrada en el rodete es radial" Se despreciara el espesor de los alabes y no se tendrán en cuenta las perdidas volum+tricas" Encuentre1 a@ Rendimiento %idráulico b@ rendimiento total c@ perdida de presi!n en el ventilador d@ ángulo ue forman los alabes a la salida"
3.
Se seleccionará un ventilador ue impulse un caudal ?G@ de F$D= m= ;s venciendo una altura de presi!n total ?% T .@ de >=8$> mm dca o una altura de presi!n estática ?% E .@ de >8C$C mm dca$ en condiciones estándares" Se selecciona un ventilador del tipo centrífugo$ por la magnitud de la presi!n ue debe mane)ar" En este caso se utili*an las Tabla B"< a B"=$ ya mencionadas$ porue el ventilador de tama#o -9 >7 ,S posee el diámetro de la boca de entrada del ventilador coincidente prácticamente con el diámetro del conducto elegido para el tramo / M E1 N / M E B8 mm >7$<= Sabiendo ue < m = ; s ><FD '5& y la altura de presi!n estática$ siendo >C$B mm < $ resulta ser1 % E . F$87 SP
Entonces se debe entrar con el caudal de FD '5& y la altura de presi!n estática de F$87 SP en la tabla B"<" Se determina la diferencia ue existe entre los dos valores de caudales$ el inmediato superior ?@$ entre los cuales se ubica el valor del caudal dato reuerido ?FD@1 Q G 79@ Se determina la diferencia ue existe entre el caudal dato y el valor inmediato inferior1 Q G FD M <BB> FBB '5& 'omo no se encuentra en la tabla el valor de la altura de presi!n estática de F$87 SP$ se debe reali*ar una interpolaci!n lineal ?se debe comentar ue cuando la diferencia es muy peue#a$ menor del < L como lo es prácticamente en este caso$ de elige el valor más pr!ximo ue figura en la tabla@" Al igual ue en el caso anterior$ se reali*a la interpolaci!n para indicar los pasos a seguir" =9@ Se determinan las alturas de presi!n estática$ la inmediata inferior ?F SP@ y la inmediata superior ?7 SP@ a la altura de presi!n estática ?F$87 SP@ ue debe entregar el ventilador" B9@ Se determina la diferencia ue existe entre los n3meros de revoluciones por minuto ?rpm@ correspondientes a los caudales inmediato superior e inmediato inferior$ ue se encuentran en la columna de la altura de presi!n estática inferior ?F SP@1 Q rpm 7 M F <8 rpm C9@ Se determina la diferencia ue existe entre los n3meros de revoluciones por minuto ?rpm@ correspondientes al caudal dato y al caudal inmediato inferior$ utili*ando la interpolaci!n lineal1 Q rpm Q rpm " Q G ; Q G <8 " FBB ; 7 rpm D9@ Se obtiene el n3mero de revoluciones por minuto ?rpm@ correspondiente al caudal de FD para una altura de presi!n estática de F SP1 -9 rpm F Q rpm F 7$> 7D$> rpm 9@ Se determina la diferencia ue existe entre las potencias entregadas al e)e
del ventilador ?42P@ correspondientes a los caudales inmediato superior e inmediato inferior$ ue se encuentran en la columna de la altura de presi!n estática inferior ?FSP@1 Q 42P B8$= M =$D >$ 42P F9@ Se determina la diferencia ue existe entre las potencias entregadas al e)e ?42P@ correspondientes al caudal dato y al caudal inmediato inferior$ utili*ando la interpolaci!n lineal1 Q 42P Q 42P " Q G ; Q G >$ " FBB ; 7$BF 42P 79@ Se obtiene la potencia entregada al e)e del ventilador ?42P@ correspondiente al caudal de FD para una altura de presi!n estática de F SP1 42P =$D Q 42P =$D >$BF B8$8F 2P <89@ Se procede igual para la altura de presi!n estática de 7 SP$ resultando ue1 : el n3mero de revoluciones por minuto ?rpm@ correspondiente al caudal de FD para una altura de presi!n estática de 7 SP es1 -9 rpm F>B Q rpm F>B F$= F=>$= rpm ,a potencia entregada al e)e del ventilador ?42P@ correspondiente al caudal de FD para una altura de presi!n estática de 7 SP es1 42P B<$B Q 42P B<$B >$D BB$FD '5& para los SP de F y 7$ se debe interpolar nuevamente para obtener los valores de rpm y 42P correspondientes al valor de F$87 de SP" <<9@ Se determina la diferencia ue existe entre los dos valores de las alturas de presi!n estática$ la inmediata superior ?7 SP@ y la inmediata inferior ?F SP@$ entre los cuales se ubica el valor de la altura de presi!n estática reuerida ?F$87 SP@1 Q < SP 7 M F < SP <>9@ Se determina la diferencia ue existe entre el valor de la altura de presi!n estática reuerida y el valor inmediato inferior1 Q < SP F$87 M F 8$87 SP <=9@ Se determina la diferencia ue existe entre los n3meros de revoluciones por minuto ?rpm@ para el caudal de FD y correspondientes a las alturas de presi!n estática de 7 SP y de F SP1
Q < rpm F>=$= M 7D$> >$< rpm FD y correspondientes a las alturas de presi!n estática de F$87 SP y de F SP$ utili*ando la interpolaci!n lineal1 Q < rpm Q < rpm " Q < SP ; Q < SP >$< " 8$87 ; < >$B rpm FD para una altura de presi!n estática de F$87 SP1 -9 rpm 7D$> Q < rpm 7D$> >$B 7F$D rpm ≅ 77 rpm FD y correspondientes a las alturas de presi!n estática de 7 SP y de F SP1 Q < 42P BB$FD y correspondientes a las alturas de presi!n estática de F$87 SP y de F SP$ utili*ando la interpolaci!n lineal1 Q < 42P Q < 42P" Q SP ; Q SP B$8F " 8$87 ; < 8$= 42P FD y correspondientes a la altura de presi!n estática de F$87 SP1 42P B8$8< Q < 42P B8$8F 8$= B8$BC ≅ B8$C 42P B8$C %p A%ora se debe calcular la eficiencia con la ue traba)a el ventilador sobre el sistema de conductos" Reempla*ando en la expresi!n ?B"D@$ resulta1 Pot a F$D= " >=8$> " 7$F< <7BFF$F <7$B7 H Pot a <7$B7 H <7$B7 ; 8$BC >D$D$
'OSTOS TOTA,ES Costos directos:
Están relacionados con el rendimiento de la empresa y son menores si la conservaci!n de los euipos es me)orJ influyen la cantidad de tiempo
ue se emplea el euipo y la atenci!n ue reuiere" Estos costos son fi)ados por la cantidad de revisiones$ inspecciones y en general las actividades y controles ue se reali*an a los euipos$ comprendiendo1
'ostos de mano de obra directa y contratada 'ostos de materiales y repuestos directos y contratados 'ostos de la utili*aci!n de %erramientas y euipos directamente y con contrataci!n" 'ostos de contratos para la reali*aci!n de intervenciones"
Costos indirectos:
Son auellos ue no pueden atribuirse de una manera directa a una operaci!n o traba)o específico" En mantenimiento$ es el costo ue no puede relacionarse a un traba)o específico" Por lo general$ suelen ser1 la supervisi!n$ almac+n$ instalaciones$ servicio de taller$ accesorios diversos$ administraci!n$ servicios p3blicos$ etc" Costos Generales:
Son los costos en ue incurre la empresa para sostener las áreas de apoyo o de funciones no propiamente productivas y ue a su ve* dan soporte a las áreas ue desempe#an labores ue se relacionan directamente con el negocio" Para ue los gastos generales de mantenimiento tengan utilidad como instrumento de análisis$ se deben clasificar con cuidado$ a efecto de separar el costo fi)o del variable$ ue en algunos casos se asignan como directos o indirectos" 6eneralmente$ los costos asignados a las áreas de mantenimiento por influencias indirectas de áreas de apoyo no son considerados pues sobre estos seg3n unos modelos de análisis$ la administraci!n de mantenimiento no tiene ninguna acci!n$ sin embargo a la %ora de prestar el servicio$ no %abría infraestructura de administraci!n del dinero$ seguridad$ etc"
Es cierto ue los costos ue asumen las áreas de mantenimiento por concepto de costos de administraci!n se denominan costos asignados y son fi)ados por niveles de autoridad ue van más allá de las áreas de mantenimiento" tambi+n ue generalmente estos costos no se consideran$ debido a ue ellos no son controlables por la organi*aci!n de mantenimiento$ pues son mane)ados por sistemas externos de informaci!n y su determinaci!n es dispendiosa" Este punto es discutible porue si bien es cierto ue generalmente no se tiene dominio en mantenimiento sobre estos aspectos$ tambi+n es verdad ue mantenimiento consume de esos recursos para poder e)ercer su funci!n" Una manera de visuali*ar esto es la abstracci!n de ue mantenimiento es una empresa$ por lo tanto sino tuviese ese apoyo$ lo tiene ue asumir y aduirir para poder funcionar" .ale la pena reconocer la dificultad para prorratear o calcular la contribuci!n global de mantenimiento en ese empleo de recursos" Existe la siguiente posibilidad1 determinar cuánto de ese costo global corresponde a mantenimiento y en ese punto lo me)or es %acer una distribuci!n proporcional$ por e)emplo1 Por persona1 Es ra*onable pues$ así se tiene como un factor de posesi!n del recurso un valor ue exige la administraci!n$ relacionado con el n3mero de personas de mantenimiento respecto al total" Eso permite posteriormente ue se pueda asociar al traba)o así1 Por actividad1 Es bastante apropiado$ por ue se implica sobre un consumo global$ la idea es %acer una relaci!n directa del costo de la reali*aci!n de la orden de traba)o y distribuir los costos generales con base en un valor de los costos totales"
AP,('A'(W- /E ,OS E0TRA'TORES Aunue generalmente asociamos a los ventiladores con las aplicaciones ue se le dan en los %ogares$ estas %erramientas tambi+n pueden ser usadas dentro de las industrias o fábricas de gran tama#o" En estos niveles de rendimiento$ no s!lo se trata de mantener ale)ado el calor por simple comodidad sino ue implica medidas de seguridad por el área en el ue se está traba)ando" En este artículo ueremos
%acer +nfasis en las aplicaciones más recurridas para los ventiladores industriales$ esto con el fin de ayudarle un poco más al momento de elegir uno de estos aparatos" Primero %ay ue especificar los dos tipos de ventiladores industriales ue existen dentro del mercado" ,a primera modalidad está dise#ada a partir de tubos axiales$ los cuales sirven para eliminar de manera muc%o más eficiente %umos o gases industriales ue en algunas ocasiones llegan a aparecer en las fábricas$ imposibilitando no s!lo el traba)o$ sino comprometiendo la salud de los empleados y de todas las instalaciones" En cambio$ los centrífugos son los aparatos específicos para la ventilaci!n de los espacios industriales aunue tambi+n están facultados para reali*ar algunas actividades de filtraci!n de aire o extracci!n de %umo" Una de sus grandes venta)as es ue pueden operar a temperatura muy altas por lo ue son muy populares para reali*ar la ventilaci!n de máuinas pesadas" -uestros propios aparatos electr!nicos cuentan con ventiladores$ en su mayoría en su modalidad centrifuga" En este caso estamos %ablando específicamente de aparatos electr!nicos ue son de uso constante o ue por alguna ra*!n tienen ue mantenerse conectados a la lu* el+ctrica" Un e)emplo muy simple con las computadoras$ ya sean de escritorio o portátiles" En el caso de las primeras$ estos vienen instalados en el 'PU$ y con el paso del tiempo$ al ir cambiando la estructura de las computadoras$ estos se %an %ec%o más peue#os$ pero siguen siendo necesarios" Para las segundas$ es decir las computadoras portátiles$ ciertamente contienen un ventilador interior$ pero muc%os especialistas recomiendan comprar otro ue se conecta vía US4$ ue consiste en una plataforma con el aparato instalado" El ventilador se acciona mediante la corriente el+ctrica ue obtiene al enc%ufarse mediante la conexi!n US4$ así$ tambi+n es a%orrativo$ pues aprovec%a la misma energía ue la computadora portátil recibe para su funcionamiento" En este caso$ es necesario mantener el calor controlado puesto ue este tiene una relaci!n directa con el funcionamiento del 'PU$ específicamente$ del disco duro$ el n3cleo de nuestra informaci!n y de los procesos reali*ados en ella" 'uando una computadora con poca capacidad de traba)o y ue recibe mínima ventilaci!n$ reali*a una gran infinidad de actividades puede llegar a sobrecalentarse$ causando varios problemas1 desde el lento procesar de los datos o de la reali*aci!n de los datos$ %asta da#o físico en alguno de los componentes internos del 'PU" (ncluso$ si el problema llega a un nivel extremo$ puede ocasionar un corto circuito dentro de la carcasa o externo" Aunue tambi+n$ depende muc%o de la instalaci!n de la ue obtenga energía el+ctrica ?es decir$ ue +sta se encuentre en buen estado@ tambi+n es importante mantener en buen estado el ventilador de su computadora$ sea esta de escritorio o una ,ap Top"
A%ora pasemos a una aplicaci!n muc%o más grande$ una ue tiene una mayor relaci!n con las actividades industriales" Una refinería de petr!leo sigue siendo una de las locaciones industriales más importante en la sociedad actual" Esto se debe a ue pesar de todas las energías renovables o alternativas desarrollada en los 3ltimos a#os$ el petr!leo sigue siendo uno de los principales combustibles de la sociedad moderna$ y lo será %asta el momento en ue se agote o cuando las otras energías logren una mayor presencia entre la poblaci!n en general" Pues bien$ en las refinerías se utili*an mauinas sumamente pesadas$ ue no s!lo extraen el petr!leo$ sino ue tambi+n lo procesan para poder obtener las distintas variaciones ue se usaran en un gran campo de aplicaciones" Estas grandes mauinarias necesitan las dos modalidades de ventiladores industriales antes mencionados" El primero para combatir el sobrecalentamiento no s!lo de las mauinarias$ sino del ambiente$ permitiendo ue todos los miembros del personal sean capaces de permanecer en las instalaciones con el uniforme adecuado" ,a segunda necesidad tambi+n tiene muc%o ue ver con crear espacios !ptimos para el traba)o" Puesto ue al refinarse se expiden una serie de gases t!xicos realmente per)udiciales para los %umanos$ sobre todo se concentran en grandes cantidades en áreas muy cerradas como suelen ser las refinerías" En este caso$ los ventiladores industriales resultan ser la perfecta soluci!n$ pues algunos modelos no s!lo se encargan de dispersar estos gases t!xicos$ sino ue tambi+n pueden extraerlos e incluso purificarlos" 2asta pueden transformar ese aire contaminado en aire puro$ evitando ue las emisiones toxicas ensucien el aire natural" 'omo se puede ver$ el uso de los ventiladores industriales es de gran importancia$ resultan muy ben+ficos pero sin duda tienen aplicaciones específicas ue no necesariamente están relacionadas con los usos ue generalmente se dan en las unidades %abitacionales o dom+sticas"
