Tematica sobre Ventilacion Industrial

A continuacion veremos los temas que trataremos en este blog, organizaremos este blog de manera que cada tema contara con informacion suficiente para que cada participante opine sobre lo que comprendio sobre el tema y para que resuelva dudas
que podran ser despejadas por otros participantes que comprendan mejor el tema.

1. Aire atmosferico.

2. Definicion de ventilacion.

3. Ventilacion general o por dilusion.

4. Consideraciones para un sistema de ventilacion natural.

5. Clasificacion de la ventilacion.

6. Extraccion localizada.

7. Equipo por la que se compone la extraccion forzada.

8. Campana, capota. Sistema de captacion.

9. Conductos de aire con sus accesorios.

10. Separadores, filtros, purificadores de aire.

11. Caracteristicas del aire por ente de gas.

12. Seleccion de ventiladores.

13. Entradas de aire.

14. Comprobacion de existencia de un sistema.

Tema 1. Aire Atmosferico

EL AIRE ATMOSFÉRICO

• Zamora, M. Termo I. Ed. Universidad de Sevilla 1998
• Çengel Y.A. y Boles M.A. Termodinámica. Ed. McGraw-Hill 1995
• Aguilar, J Curso de Termodinámica. Ed. Alhambra 1981

Aire atmosférico: Mezcla ideal de diferentes componentes químicos.

Puede considerarse como una mezcla de aire seco (mezcla de nitrógeno, oxígeno, argón etc. experimentalmente cp=1.005Jg-1K-1) más vapor de agua (que también puede considerarse como un gas ideal).

¿Por qué?: Es útil realizar está disociación del aire atmosférico por dos razones:

• El agua es el único componente del aire atmosférico que condensa en condiciones normales.

• La cantidad de vapor de agua en el aire atmosférico es uno de los parámetros que determina la comodidad humana.

http://www.youtube.com/watch?v=L2hHqETPD1Y&feature=related

Cerca de la superficie terrestre la atmósfera seca (sin vapor de agua) está compuesta en un 99% de su volumen por nitrógeno (78.1%) y oxígeno (20.9%). El 1% restante se reparte entre un conjunto de otros gases, entre los cuales destacan el argón (A) con una concentración de 0.93%, el anhídrido carbónico (CO2) con 0.033% y otros como el neón (Ne) y el helio (He) con concentraciones aún menores.

Aparte de estos gases, que mantienen una concentración más o menos constante en los primeros 80 km sobre la superficie, la atmósfera terrestre contiene también una concentración variable (entre un 1% y 4% del volumen total) de vapor de agua (H2O). Este se incorpora a la atmósfera mediante el proceso de evaporación desde la superficie, y es removido de ella mediante el proceso de condensación en las nubes, y posterior precipitación en forma líquida (lluvia) o sólida (nieve o granizo).

Tema 2. Definicion de ventilación industrial

La ventilación industrial se refiere al conjunto de tecnologías que se utilizan para neutralizar y eliminar la presencia de calor, polvo, humo, gases, condensaciones, olores, etc. en los lugares de trabajo, que puedan resultar nocivos para la salud de los trabajadores. Muchas de estas partículas disueltas en la atmósfera no pueden ser evacuadas al exterior porque pueden dañar el medio ambiente.

En esos casos surge la necesidad, de reciclar estas partículas para disminuir las emisiones nocivas al exterior, o en su caso, proceder a su recuperación para reincorporarlas al proceso productivo. Ello se consigue mediante un equipo adecuado de captación y filtración. Según sean las partículas, sus componentes y las cantidades generadas exigen soluciones técnicas específicas.

Para evitar que los vapores y humos se disipen por todo el recinto de las naves industriales se realiza la instalación de campanas adaptadas al mismo foco de producción de residuos para su total captación. El caudal procedente de la zona de captación se conduce hacia el filtro correspondiente según el producto e instalación, donde se separan las partículas del aire limpio.[1]

Tema 3. Ventilacion general o por dilusion

Ventilación General: Conocida también como ventilación de dilución. Puede ser de dos tipos: ventilación de suministro de aire o ventilación de extracción.

La ventilación por dilución se produce siempre que el aire penetra en un local y es aspirado. Esta ventilación, por sí sola, es suficiente a menudo para crear condiciones satisfactorias; sin embargo, hemos de cuidar la disposición de los ventiladores y de las entradas de aire.

Consiste en dar salida al aire del edificio por circulación natural o forzada. Estos sistemas requieren grandes volúmenes de aire y a veces son poco eficaces.
Para mejorar el ambiente durante la estación veraniega, uno de los mejores métodos es dirigir el aire directamente sobre el cuerpo del personal. El aire debe impulsarse por debajo de los 3 metros de altura en el área de trabajo.

La ventilación general tiene como objeto el mantenimiento de la pureza y de unas condiciones en el aire de un local determinado, es decir, mantener la temperatura, velocidad del aire y un nivel de contaminantes dentro de los límites admisibles para preservar la salud de los trabajadores.

El aire viciado se extrae del local mientras se introduce aire exterior para reemplazarlo.

Se llama ventilación general mecánica cuando las renovaciones de aire se llevan a cabo mediante ventiladores.

El contaminante puede propagarse por todo el recinto siendo la misión del aire exterior la dilución de las impurezas hasta la concentración máxima admisible.

Principios de la ventilación general

La concepción de una instalación de ventilación general mecánica contiene una gran parte de intuición, si embargo se pueden enumerar los siguientes principios:

- Asegurarse previamente de que la solución por ventilación localizada es técnicamente imposible.
- Tener en cuenta que puede aplicarse a contaminantes de baja toxicidad, de rápida difusión, pequeños flujos de emisión y siempre que el personal laboral está alejado de los focos emisores.
- Forzar un flujo general de las zonas limpias a las zonas contaminadas.
- Intentar hacer pasar el máximo de aire por las zonas contaminadas.
- Evitar las zonas de flujo muerto.
- Compensar las salidas de aire por las correspondientes entradas de aire.
- Evitar corrientes de aire.
- Utilizar los movimientos naturales de los contaminantes, es especial de las zonas calientes en su efecto ascensional.
- Utilizar preferentemente una instalación con introducción y extracciones mecánicas.
- Utilizar extracción mecánica y entrada natural.
- No se debe considerar una instalación de ventilación general para resolver problemas con material particulado debido a que éste presenta dificultades de difusión.

Tema 4. Consideraciones para un sistema de ventilacion natural

- Ubicar las ventanas en zonas opuestas de presión.
- Orientar las puertas y ventanas al viento predominante de verano
- A mayor separación vertical de ventanas, mejor ventilación por mayor columna en movimiento.
- Máxima ventilación se logra con igualdad de area de ventanas
- Ventanas horizontales ventilan mas que las ventanas cuadradas o verticales
- Dos ventanas altas no ventilaran nivel habitado.
- Las ventanas deben ser accesibles
- En climas calurosos aridos, maximizar el flujo de aire atravez de la construcción, para conseguir enfriamiento nocturno.
- En climas calurosos húmedos, maximizar el flujo de aire diurno en zonas ocupadas por personas.
- Para un ambiente con una sola pared exterior se logra mejor comportamiento con dos ventanas separadas

Tema 5. Clasificacion de la ventilacion

Los sistemas de ventilación industrial pueden ser:

Ventilación estática o natural: mediante la colocación de extractores estáticos situados en las cubiertas de las plantas industriales aprovechan el aire exterior para ventilar el interior de las naves industriales y funcionan por el efecto Venturi (Principio de Bernoulli)

Ventilación dinámica o forzada: se produce mediante ventiladores extractores colocados en lugares estratégicos de las cubiertas de las plantas industriales.[2]
Cuando la concentración de un agente nocivo en el ambiente del puesto de trabajo supere el valor límite ambiental los trabajadores tienen que utilizar los equipos de protección individual adecuados para proteger las vías respiratorias.

Tema 6. Extraccion localizada

Un sistema de extracción localizada es aquél en el que el contaminante que se quiere controlar es capturado en o cerca del lugar donde se produce.

Los sistemas de extracción localizada son la espina dorsal de los procedimientos de control del aire la mayoría de los procesos industriales, dada la importancia que cada día van adquiriendo los temas relacionado con la contaminación atmosférica.

Este sistema consta básicamente de los componentes siguientes:

• Campana.
• Conductos de circulación.
• Purificador de aire.
• Motor de aire (ventilador-soplador)

Campanas: Es la estructura diseñada para encerrar, total o parcialmente, una operación productora de contaminante y conducirlo a través de un flujo de aire hasta un lugar que no ocasione riesgos. Es evidente la importancia capital que tienen el diseño y la localización de la campana.

Conductos: Son los canales para transportar el flujo de aire contaminado desde la campana hasta el punto de descarga.

La importancia del diseño de los conductos está justificada para evitar: que en caso de polvo se sedimente y los atasque que ante la corrosión y la erosión puedan deteriorarse.

Purificador de aire: Todos los sistemas de extracción de contaminantes necesitan un sistema de limpieza de aire.

En algunas ocasiones, el material recogido puede tener algún valor económico, pero generalmente éste no es el caso y deshacerse del contaminante es un inconveniente y a la vez un gasto adicional.

Tampoco hemos de olvidar las restricciones legales sobre emisiones al medio ambiente.
Motores de aire: El ventilador o soplador es el componente que provoca el movimiento del aire. Si es posible, el ventilador debe colocarse a continuación del colector con el fin de aspirar el aire una vez limpio.

También hay que tener en cuenta que los motores y ventiladores deben montarse en bases aisladas a fin de evitar las vibraciones.

Tema 7. Equipo por la que se compone la extraccion forzada.

Ventilación Forzada

Presión positiva: La inyección de aire desde el exterior al interior de un espacio confinado.

Presión negativa: La extracción o succión de aire desde un espacio confinado.

Ventajas de la Ventilación forzada:

1. Crea un ambiente interior más seguro
2. Ayuda en la búsqueda y el rescate
3. Ayuda a ubicar la fuente del problema
4. Acelera la remoción de contaminantes
5. Puede suplementar las fuentes naturales de ventilación
6. Reduce los daños del humo y del fuego

Equipos de Ventilación Forzada.

Eyectores de humo: Son extractores que ventilan espacios confinados, ya sea a través de un ducto o bien instalados en los accesos, provocando una corriente hacia el exterior.

Ventiladores: Pueden o no usar ductos. Insuflan aire desde el exterior hacia ambientes cerrados. Los hay eléctricos, hidráulicos y a motor a combustión. Estos últimos son los más comunes.

Pitones: Los pitones con chorro de neblina provocan una corriente de aire que puede ser empleada como método hidráulico de ventilación. Utiliza el mismo principio de los Eyectores de humo.

Tema 8. Campana, capota. Sistema de captacion.

Es la estructura diseñada para encerrar, total o parcialmente, una operación productora de contaminante y conducirlo a través de un flujo de aire hasta un lugar que no ocasione riesgos. Es evidente la importancia capital que tienen el diseño y la localización de la campana.

CLASES DE CAMPANAS

Podemos clasificarlas en tres amplios grupos:

• Encerramientos
• Campanas receptoras
• Campanas exteriores

Encerramientos:

Normalmente rodean el punto de emisión del contaminante. Son eficientes y económicas. Serán usadas siempre que sea posible, especialmente cuando el contaminante es una sustancia peligrosa.

Han de ser diseñadas cuidadosamente, de tal manera que no haya acumulación de los contaminantes.

Las aplicaciones más frecuentes son:

Elevadores de cangilones, cribas vibradoras, tolvas de almacenamiento, mezcladores, cintas transportadoras, cabinas de chorreo, etc.

Una variante de los encerramientos son las cabinas-campana, tipificadas por lo general para laboratorios o en operaciones de pintura con pistola, en las cuales una cara del encerramiento está abierta para facilitar el acceso.

Las aplicaciones más comunes son: Laboratorios, pulverización de pintura y metales, soldadura de arco, máquinas ensacadoras, etc.

Campanas receptoras: Se refieren a aquéllas en las cuales una corriente de aire contaminado es extraído desde un proceso mediante una campana localizada. Los dos tipos más comunes son: campana de bóveda y campana de corriente lateral.

La campana de bóveda es probablemente el tipo más antiguo conocido. Es una bóveda colocada por encima del lugar de trabajo, de forma que el contaminante es eliminado a través de la extracción:

Este tipo de campanas no se utiliza cuando el material es tóxico o el operario debe inclinarse sobre el tanque, recurriéndose entonces a las de corriente lateral.

Las campanas de corriente lateral son similares a las cabinas antes mencionadas. Se trabaja, por lo general, enfrente de la campana, de forma que el aire que penetra en la misma, circula por encima de donde se está trabajando:

Campanas exteriores: Estas campanas captan los contaminantes que se generan en un punto exterior de ellas. Se diferencian de los encerramientos y de las campanas receptoras en que centran sus efectos más lejos que sus propias dimensiones para capturar los contaminantes.

Las campanas exteriores deben crear corrientes de aire direccionales hacia la apertura de succión para conseguir la acción extractora.
Este tipo de campanas incluye numerosos tipos:

Tema 9. Conductos de aire con sus accesorios.

tema 10. Separadores, filtros, purificadores de aire.

Tema 11. Caracteristicas del aire por ente de gas

Tema 12. Seleccion de ventiladores.

La correcta elección de un ventilador viene determinada por los siguientes conceptos: Caudal necesario, Presión necesaria, Nivel sonoro admisible, Tipo de alimentación eléctrica. A continuación desglosaremos estos conceptos sobre ventilación:

Caudal necesario (Q) m3/h

Para determinar el caudal necesario se deben tener en cuenta el tipo de instalación a realizar, ambiental o localizada.

Instalación de ventilación/extracción ambiental.

La determinación del Caudal (Q) de aire necesario dependerá del uso al que esté destinado el local y de características tales como ocupación, contaminación, etc.

Renovaciones de aire recomendadas, del volumen de aire interior del local, en función de la actividad:

Según la ocupación de las personas que se encuentran habitualmente en el local y de la contaminación generada:

Instalación de ventilación/extracción localizada

En muchos casos es aconsejable realizar la extracción del fluido contaminante, en el mismo lugar donde se produce. En estos casos para la determinación del Caudal (Q) de aire necesario se tendrá en cuenta la superficie de la campana de captación y de la velocidad de captación de las partículas a recoger y de la velocidad de transporte de las mismas a través de los conductos.


Ejemplos de aplicaciones:


Presión necesaria (Pe) mm.c.a.

Cuando es necesario evacuar el caudal de aire a través de conductos o tuberías, con una determinada longitud o sección, éstos provocan debido al roce, cambios de sección, obstáculos, etc, una pérdida de carga al ventilador.

Esta pérdida de carga es la presión necesaria que debe dar el ventilador para vehicular el aire a través de estos obstáculos.

La pérdida de carga de la instalación, es proporcional a la potencia eléctrica absorbida por el ventilador. Esto significa que un mal diseño de la instalación de ventilación es un gasto innecesario de energía eléctrica.

Tema 13. Entradas de aire.

Tema 14. Comprobacion de existencia de un sistema.