Caso práctico: un invento barato y efectivo

Hay algunas empresas que se dedican a fabricar productos y diseñar soluciones para el ahorro energético en viviendas. Uno de estos inventos, sencillo, pero efectivo, consiste en instalar un ventilador solar en el tejado del edificio de viviendas unifamiliares con espacios bajo cubierta o áticos. En invierno estos áticos son una fuente de humedad y de filtraciones y, en verano, una verdadera sauna. Seguramente te habrá tocado alguna vez estar en alguno de estos espacios un día de calor de verano.

En el caso práctico que ves aquí, este problema se resuelve con un ventilador solar que está alimentado por un panel fotovoltaico y que, con la correspondiente sonda de temperatura e, incluso, de humedad, puede activarse y evacuar el aire para refrescar el espacio en verano y eliminar la humedad en invierno. La circulación de aire sanea y evita humedades en los edificios. Sería algo parecido a las denominadas fachadas ventiladas que tanto se están desarrollando actualmente, y que resuelven los complejos sistemas de humedades en muchos edificios.

Observa el sencillo esquema del dibujo. Seguro que cuando finalices el ciclo y debas hacer un proyecto final, se te pueden ocurrir ideas como esta. De momento, en este apartado, vamos a saber algo más sobre los ventiladores.

Anteriormente has visto que el aire en movimiento a través de un conducto sufre rozamientos que hacen que disminuya su presión. El aparato encargado de entregar la presión necesaria al aire para recorrer los conductos es el ventilador. Su funcionamiento se basa en la transformación de la energía mecánica a través de un rotor que gira a alta velocidad y que incrementa la energía cinética del fluido, que luego se transforma parcialmente en presión estática.

Los ventiladores se dividen en dos grupos: axiales y centrífugos.

En los ventiladores axiales, el movimiento del flujo se realiza sin cambio de dirección, conservando la dirección del eje. Se utilizan para mover grandes cantidades de aire en espacios abiertos. Al tener una resistencia al flujo baja, se requiere generar una presión estática pequeña, del orden de los 50 a 250 Pa. La principal aplicación de los ventiladores axiales se encuentra en el campo de la ventilación general y se los conoce con el nombre de extractores o inyectores de aire. Dentro de este tipo de ventiladores también se construyen modelos que llegan a generar alturas de presión estáticas hasta de 3 000 Pa.

En los ventiladores centrífugos, el aire de entrada lo hace en dirección paralela al eje del rotor, por la boca de aspiración, y la descarga se realiza tangencialmente al rotor, es decir que el aire cambia de dirección noventa grados (90 °). Este tipo de ventiladores desarrolla presiones mucho mayores que los ventiladores axiales, alcanzando presiones de hasta 15.000 Pa. Se emplean mayormente, en los sistemas de ventilación localizada. El principio de funcionamiento de los ventiladores centrífugos es el mismo del las bombas centrífugas. Están constituidos por un rotor que posee una serie de álabes que giran aproximadamente entre 200 y 5 000 rpm dentro de una envoltura.

Las variables características que se manejan en un ventilador son:

Velocidad de rotación
Diámetro de la hélice
Presión total
Presión estática
Presión dinámica
Caudal
Densidad del gas
Potencia absorbida
Rendimiento
Nivel sonoro.