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Ventilación Natural Industrial

La ingeniería de la ventilación natural se basa en fenómenos precisos ¡que se pueden controlar!

EOLIOS te aporta su experiencia en CFD para mejorar el confort térmico y aerólico, extraer contaminantes y optimizar la ventilación natural en la industria.

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Diseñar la ventilación natural en un contexto industrial

Principio de la ventilación natural

En las plantas industriales con grandes fuentes de calor, como las fábricas de vidrio y acero, la ventilación natural utiliza las ganancias de calor del propio proceso de producción para crear suficiente fuerza motriz.

La ventilación de una planta que contiene hornos que funcionan a las altísimas temperaturas necesarias para la producción de vidrio es un problema técnico importante. Incluso los hornos mejor aislados desprenden grandes cantidades de calor en el interior de la planta, lo que se traduce en ganancias de calor muy elevadas al aire interior.

Líneas de corriente coloreadas por temperatura - Cristalería

Riesgo de una mala gestión de la ventilación en un entorno industrial

A cada edificio, incluida la cristalería, se le asigna una temperatura crítica que, si se supera, puede dañar la estructura, especialmente el techo, donde las ganancias de calor son mayores. Cualquier exceso de calor que pudiera elevar la temperatura a niveles críticos que pudieran provocar deformaciones o daños en el producto. incendios si se ha acumulado grasa con el tiempo.

Por otra parte confort térmico debe mantenerse en niveles óptimos para los puestos de trabajo, o en niveles aceptables para las zonas de intervención temporal (encima de los hornos, por ejemplo). Para ello, hay que liberar aire a la atmósfera para garantizar el funcionamiento continuo de la planta.

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Vídeo - Isosuperficies de temperatura - Acerías

Dimensionamiento de ventiladores estáticos de ventilación natural

El correcto dimensionamiento de los ventiladores estáticos es esencial para garantizaruna ventilación naturaleficaz en un edificio. Estos dispositivos desempeñan un papel clave en la gestión delaire entrante y saliente, garantizando una circulación óptima del aire.

Un dimensionado incorrecto puede provocar problemas de sobrecalentamiento,humedad excesiva o mala calidad del aire interior, haciendo que el ambiente resulte incómodo para sus ocupantes. Según la configuración del edificio, su uso y las condiciones climáticas locales, es crucial elegir los aireadores adecuados en cuanto a tamaño y colocación.

Aérateur statique - très grand volume - verrerie - vue du toit
Ejemplo de aireador estático para una fábrica de vidrio

El dimensionamiento correcto no sólo garantiza que se cumplan los requisitos de confort térmico y calidad del aire, sino que también maximiza el ahorro de energía al reducir la necesidad de aire acondicionado o calefacción.

Estudios sobre sistemas de ventilación natural

Caracterización de los flujos de aire

Cálculo mediante CFD (Dinámica de Fluidos Computacional) proporciona un modelo preciso del flujo deaire fresco, las velocidades del aire en puertas y ventiladores estáticos (tipo Robertson), y el flujo de aire extraído a través de estos últimos. Gracias a esta simulación digital, es posible visualizar y optimizar la circulación del aire dentro del edificio, teniendo en cuenta diversos parámetros como la geometría de los espacios, las aberturas y las variaciones climáticas. Hay que prestar especial atención a las velocidades del aire en puertas y ventiladores estáticos, ya que un dimensionado o colocación incorrectos pueden provocar incomodidad térmica o ventilación deficiente.

Además, unas aberturas mal diseñadas pueden aumentar el riesgo deentrada incontrolada de aire, perturbar la gestión del aire interior y crear zonas de sobrecalentamiento ohumedad excesiva. Los cálculos CFD pueden ayudar a prevenir estos riesgos optimizando la colocación y el tamaño de las aberturas, asegurando que el sistema de ventilación natural funcione sin problemas y con eficacia.

Puits de ventilation naturelle 1 - simulation cfd Puits de ventilation naturelle 2 - simulation cfd
Temperaturas de pared y líneas de corriente coloreadas por temperatura - Planta de aluminio

Estudio térmico de la disipación de calor a través de canales de ventilación natural

Los estudios térmicos para cuantificar el impacto de los procesos de alta temperatura son esenciales en el contexto de la ventilación natural, sobre todo en edificios industriales o comerciales donde los procesos térmicos generan altos niveles de calor.

Estos procesos, como hornos, calderas o motores, pueden provocar un aumento significativo de la temperatura en el interior de los espacios afectados, afectando al confort térmico de los ocupantes y a la eficacia de la ventilación natural. Un análisis térmico puede simular la distribución del calor en el edificio y determinar el impacto de estas fuentes de calor en la circulación del aire, optimizando el dimensionamiento de ventiladores y aberturas.

Temperatura isosuperficial - Bolsas de acero líquido

Estos estudios también permiten identificar las zonas de sobrecalentamiento y poner en marcha soluciones para maximizar laevacuación del calor y la gestión delaire caliente, garantizando al mismo tiempo una buena calidad del aire y un confort óptimo. Gracias a este enfoque, la ventilación natural puede adaptarse a las necesidades específicas de los procesos térmicos, minimizando al mismo tiempo el consumo de energía.

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Vídeo - Estudio del calor residual - Acerías

Rastreo y extracción de contaminantes

El seguimiento y laevacuación de contaminantes mediante CFD (Dinámica de Fluidos Computacional) son herramientas clave para optimizar la eficacia de la ventilación natural de un edificio.

La simulación CFD se utiliza para modelizar el comportamiento de los contaminantes (como las partículas finascompuestos orgánicos volátiles o gases tóxicos), teniendo en cuenta las distintas fuentes de contaminación y los parámetros medioambientales.

Isosuperficie - Zonas con alta concentración de contaminantes

Este enfoque permite visualizar con precisión su trayectoria a través del aire, identificar las zonas de alta concentración y determinar las mejores estrategias para evacuarlos eficazmente al exterior. Optimizando la colocación de los respiraderos y aberturas, y ajustando el flujo de aire entrante y saliente, el CFD ayuda a garantizar una circulación del aire que favorezca larápida evacuación de los contaminantes, manteniendo al mismo tiempo un confort térmico óptimo. Este enfoque ayuda a crear ambientes interiores más saludables, con una calidad del aire controlada, al tiempo que reduce el impacto medioambiental de la ventilación.

Influencia de las condiciones meteorológicas

Las condiciones meteorológicas desempeñan un papel decisivo en la eficacia de la ventilación natural de un edificio. La temperatura exterior, la velocidad del viento y lahumedad relativa influyen directamente en la circulación del aire en el interior.

Por ejemplo, los días calurosos pueden aumentar el efecto de corriente térmica, favoreciendo la subida del aire caliente y permitiendo una mejor evacuación del aire viciado. A la inversa, los días más frescos o ventosos pueden mejorar elsuministro de aire fresco, pero también pueden provocar corrientes de aire incómodas si la ventilación no está bien diseñada.

Por tanto, el dimensionamiento de las aberturas, los ventiladores y los conductos de ventilación debe tener en cuenta las variaciones climáticas locales para adaptarse a las distintas situaciones meteorológicas. La simulación CFD puede utilizarse para predecir el impacto de las condiciones exteriores en la circulación del aire interior, de modo que el sistema de ventilación pueda optimizarse para garantizar un confort óptimo durante todo el año, reduciendo al mismo tiempo el consumo de energía.

Ventilación natural automatizada

La ventilación natural automatizada combina los principios de la ventilación natural con tecnologías avanzadas para regular automáticamente los flujos de aire según las necesidades reales del edificio. Gracias a sensores integrados que miden parámetros como la temperatura, lahumedad y la calidad del aire, el sistema ajusta la apertura de respiraderos y ventanas en tiempo real para favorecer una ventilación óptima, manteniendo constante el confort térmico.

En concreto, este planteamiento permite diseñar el sistema de ventilación para que se adapte a las variaciones meteorológicas, pero también evitar el sobredimensionamiento de los sistemas, en particular reduciendo las velocidades del aire excesivamente altas a nivel del operario, que pueden provocar incomodidad.

Mejorar las condiciones de trabajo de los operarios en entornos industriales

Optimizar el confort térmico y aerólico

Optimizar el confort térmico es una de las principales ventajas de la ventilación natural, ya que regula la temperatura interior de forma eficaz y respetuosa con el medio ambiente. Al aprovechar los principios del tiro térmico y la ventilación por convección, favorece la circulación de aire caliente hacia el exterior y el aporte de aire fresco, reduciendo así las diferencias de temperatura en el interior del edificio. Este control pasivo permite mantener una temperatura ambiente agradable sin recurrir a sistemas de aire acondicionado que consumen mucha energía, lo que también contribuye al ahorro energético.
Líneas de corriente coloreadas por temperatura - Estación de conformado de planchas de acero
Optimizar el confort térmico también requiere un dimensionamiento preciso de las aberturas de ventilación, ventiladores y rejillas, para garantizar un flujo de aire adaptado a las necesidades específicas de cada habitación, evitando al mismo tiempo el riesgo de sobrecalentamiento o frío excesivo. Un buen diseño de la ventilación natural garantiza un ambiente interior confortable, saludable y respetuoso con el medio ambiente, durante todo el año.

Mejorar la calidad del aire

Mejorar la calidad del airecalidad es un aspecto fundamental de la ventilación natural, cuyo objetivo es garantizar un ambiente interior saludable promoviendo una renovación constante y controlada del aire. Aprovechando los principios naturales del tiro térmico y la convección, la ventilación natural reduce la concentración de contaminantes (como partículas finas, compuestos orgánicos volátiles y dióxido de carbono), al tiempo que mantiene una temperatura interior confortable.

El tamaño y la posición adecuados de las aberturas y los ventiladores garantizan una circulación óptima del aire, evacuando eficazmente el aire viciado e introduciendo aire fresco sin recurrir a sistemas que consuman energía. Además de evitar problemas de mala calidad del aire, este enfoque natural reduce el riesgo dehumedad excesiva y moho, contribuyendo a un entorno más sano y agradable para sus ocupantes, al tiempo que minimiza la huella ecológica del edificio.

Cumplimiento de las normas y reglamentos sobre ventilación natural

Optimización energética de los edificios industriales

L’optimización energética y descarbonización son retos importantes para ventilación naturalSe trata del primero de este tipo en el mundo, que permite reducir considerablemente el consumo de energía al tiempo que contribuye a la transición energética. Aprovechando principios naturales como tiro térmico y convecciónLa ventilación natural proporciona una renovación eficaz del aire sin necesidad de sistemas mecánicos de calefacción o aire acondicionado, que suelen ser responsables de altos niveles de CO2.
Gracias a dimensionamiento preciso de aireadoreslas ventanas y aberturaspara mantener el confort térmico confort térmico óptima durante todo el año, minimizando al mismo tiempo la huella de carbono del edificio. Al reducir el uso de combustibles fósiles, la ventilación natural contribuye activamente a la lucha contra el cambio climático. descarbonatación de los edificios, promoviendo al mismo tiempo una gestión inteligente y económica de la energía. Este planteamiento forma parte de un enfoque sostenible que cumple los requisitos de rendimiento energético respetando los objetivos medioambientales de reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.
Líneas de corriente coloreadas por temperatura - Acerías

Cumplimiento de los valores límite de exposición profesional (VLE)

El sitio cumplimiento de los valores límite de exposición profesional (OEL) es un aspecto esencial de la ventilación naturalespecialmente en entornos de trabajo en los que contaminantes o gases como las instalaciones industrialess. En garantissant un renovación óptima del airela ventilación natural ayuda a mantener concentración de contaminantes por debajo de los umbrales autorizados por las normas de salud y seguridad. Grâce à un dimensionando y y colocación de los respiraderos y aberturasgarantiza una circulación de aire suficiente para eliminar eficazmente los contaminantes a la vez que introduce aire fresco.

Este sistema no sólo garantiza el cumplimiento de los valores límite de exposición sino que también garantiza un un entorno de trabajo saludablereduciendo los riesgos asociados a una mala calidad del aire interior, como problemas respiratorios y enfermedades profesionales.

Los estudios sobre el VLEP también permiten identificar los EPI necesarios para garantizar el cumplimiento del VLEP en las zonas más contaminadas. los la ventilación natural se convierte en un activo importante para proteger la salud de salud de los ocupantesa la vez que promueve un entorno de trabajo confortable confortable y entorno de trabajo seguro.

Uso de máscaras de ventilación asistida

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