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