Ventiladores por impulsión

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En la actualidad, el uso de los sistemas de ventilación por impulsión (jet fans) se está convirtiendo en la referencia a escala mundial para ventilar los estacionamientos

Jesús Martínez / Imágenes: cortesía de INNES AIRE

Las instalaciones de estacionamientos subterráneos requieren de sistemas de ventilación para reducir los niveles de contaminación producidos por las emisiones de gases que generan los vehículos, pero también para desplazar el humo generado en caso de incendio y así ayudar a los equipos de extinción.

Figura 1. Zona libre de humo cercana a la localización del fuego

Existen tres técnicas principales:

  • Ventilación de contaminantes: eliminación de altas concentraciones de contaminantes emitidos por los vehículos dentro del estacionamiento, normalmente activado por el sistema de detección de monóxido de carbono (CO).
  • Smoke control: consiste en proveer a los equipos de emergencia de una zona libre de humo cercana a la localización del fuego.
    1. Detecta el origen del fuego en un punto específico del estacionamiento.
    2. Impulsa el humo y calor desde la localización del fuego hacia un punto o puntos de extracción específicos.
    3. Crea una zona libre de humo o de clara visibilidad, que permite a los equipos de emergencia ver y extinguir el fuego generado en el estacionamiento.
  • Smoke clearance: asiste a los equipos de emergencia disipando el humo del estacionamiento durante y después del fuego.
    1. Permite una rápida disipación del humo una vez que el fuego ha sido apagado.
    2. La ventilación permite también reducir la densidad del humo y la temperatura durante el transcurso del incendio.
    3. Este sistema no pretende mantener ninguna área del estacionamiento libre de humo, sino limitar su densidad y la temperatura para cualquier caso, o bien, para asistir a las personas dentro de dicho espacio, ayudándoles a encontrar las salidas de emergencia.

Figura 2. Instalación del sistema

Funcionamiento de los jet fans
Las corrientes de aire generadas por los ventiladores de impulsión crean un fenómeno inductivo en el aire que los rodea, y provocan un efecto de captación y arrastre de las partículas y contaminantes (Figura 3).

Figura 3. Ventilación por impulsión

Además, dada la forma de estas corrientes de aire, se crea otro fenómeno importante, el de diluir los contaminantes, reduciendo así la probabilidad de que se generen picos de concentración.

El fenómeno inductivo es importante para comprender el arrastre de los contaminantes y su dilución, como fenómenos de caudales de barrido en el interior del estacionamiento.

Dicho fenómeno aumenta el caudal de aire, pudiendo alcanzar valores de 1 a 2 veces el caudal nominal del ventilador, que es el valor más favorable, dependiendo de las condiciones de la instalación, localización, temperatura del aire y diseño (puede variar según cada fabricante).

Para una selección correcta, y acorde con las normativas vigentes, de los ventiladores en un estacionamiento es necesario el análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD), que permite hacer los cálculos y diseño de la instalación.

Las hipótesis que se deben considerar en este análisis son:

  • Ventilación de los contaminantes (NPV) en todo el estacionamiento, realizando una impulsión a menor velocidad, que se activa gracias al sistema de detección de CO.
  • Modo de emergencia (EM) para la disipación del humo, realizando una impulsión a alta velocidad activada por el sistema de detección de incendios.

Analizar estas dos hipótesis en el CFD permite conocer las ubicaciones y las necesidades de caudal de los diferentes equipos para que no haya zonas de humo en toda la superficie del estacionamiento (Figura 4).

Figura 4. Ejemplo de simulación de CFD

Figura 5. Dinámica de fluidos computacional

Tipos de ventiladores de impulsión
1 Ventiladores axiales. Este tipo de equipos se componen de un ventilador axial y dos silenciadores. Están equipados con rejilla de protección en la boca de aspiración y un deflector en la de salida. El deflector aleja el aire del techo u otros obstáculos como vigas o conductos, barriendo todo el volumen de aire al punto de extracción más cercano. Temperatura máxima de trabajo en continuo: 60 °C.

Ventiladores axiales

2 Ventiladores centrífugos. Ventiladores centrífugos de impulso de gran alcance y bajo perfil para trabajar dentro de la zona de riesgo moviendo grandes volúmenes de aire en estacionamientos. Temperatura máxima de trabajo: 40 °C.

Ventilador centrífugo

APLICACIONES
Concebidos para estacionamientos de coches y espacios amplios donde se requiera eliminar de forma efectiva aire contaminado o humo de un fuego fortuito.

Su diseño optimizado reduce la altura necesaria para su instalación y asegura un funcionamiento silencioso.

Las ventajas del uso de este tipo de sistemas de ventilación en estacionamientos son:

  • Conseguir, mantener y controlar un bajo nivel de concentración de los gases contaminantes y humos en caso de incendio.
  • Instalación más rápida y sencilla, con reducción de costos de excavación; mayor disponibilidad de superficie libre para otras instalaciones o uso útil.
  • Flexibilidad del diseño y propuesta del sistema.
  • Mayor seguridad al no interferir en la visibilidad de dispositivos CCTV dentro del estacionamiento o sistemas activos de extinción.
  • Menor consumo del sistema de ventilación al trabajar con menores pérdidas de carga y un menor número de arranques y paros que con los sistemas convencionales.
  • Bajas necesidades de mantenimiento y limpieza.
  • Bajo ruido de funcionamiento y de consumo energético, con opciones de un control por escenarios.

Cabe destacar que este tipo de sistemas pueden contar o no con una certificación para soportar temperaturas de 300 a 400 °C hasta por 2 horas.
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Jesús Martínez
Actualmente se desempeña como gerente de la División de Ventilación. Es egresado de la carrera de Ingeniería Mecánica por la ESIME Unidad Culhuacán. Desde hace 9 años labora para la empresa INNES AIRE, es experto en diseño de productos, especificación, asesoría técnica y ventas.