La mayoría de los errores en las cotizaciones de ventiladores se deben a las unidades. CFM frente a m³/h, presión estática frente a presión total, pulgadas de columna de agua frente a pascales: cada una de estas combinaciones ha dado lugar a pedidos de equipos que no podían realizar el trabajo, y todos estos errores podían evitarse en treinta segundos.
Caudal de aire
Caudal volumétrico, expresado en m³/h, m³/s, CFM o L/s.
Conversiones que conviene memorizar: 1 m³/h = 0.589 CFM, por lo que 1 CFM = 1.699 m³/h. 1 m³/s = 3,600 m³/h = 2,119 CFM. 1 L/s = 3.6 m³/h.
La trampa: el caudal volumétrico no es el caudal másico. Un ventilador que mueve 5,000 m³/h de aire a 20 °C mueve considerablemente más masa que el mismo ventilador moviendo 5,000 m³/h de aire a 200 °C, porque el aire caliente es menos denso. Cuando el proceso depende de la masa —combustión, secado o cualquier aplicación con un equilibrio químico o térmico— especifique la temperatura a la que se aplica el valor volumétrico. Un valor sin temperatura es ambiguo.
Presión y la distinción importante
En las hojas de datos aparecen tres valores, y confundirlos es el error de especificación más común.
La presión estática es la presión que desarrolla el ventilador contra la resistencia del sistema. Esto es lo que consume su red de conductos.
La presión de velocidad es la energía cinética del aire en movimiento, proporcional al cuadrado de la velocidad.
La presión total es la suma de ambas.
Los ventiladores de sistemas con conductos casi siempre se seleccionan según la presión estática. Un proveedor que cotiza la presión total mostrará un valor más alto para el mismo ventilador —a veces entre un 10 y un 20 % más alto en sistemas de alta velocidad— y el ventilador parecerá mejor que el de un competidor que cotiza la presión estática. Confirme siempre qué base se ha utilizado antes de comparar.
Unidades: 1 pulgada de columna de agua = 249 Pa. 1 mmH₂O = 9.81 Pa. 1 mbar = 100 Pa. Un sistema HVAC típico funciona a 200–1,500 Pa; los procesos industriales y la extracción de polvo, habitualmente a 1,500–5,000 Pa; los sopladores de alta presión, a valores muy superiores.
Potencia y eficiencia
La potencia en el eje (potencia absorbida) es la que realmente necesita el ventilador en el punto de funcionamiento. La potencia nominal del motor es la capacidad del motor y siempre es superior. Compare las cotizaciones según la potencia en el eje en su punto de servicio: el tamaño del motor indica lo que se instaló, no lo que necesita el ventilador.
La eficiencia total del ventilador es la salida útil dividida por la potencia en el eje. Valores realistas: centrífugos de álabes curvados hacia atrás, 75–85 %; de álabes curvados hacia delante, 55–70 %; axiales, 65–80 % en un buen punto de funcionamiento. Cualquier valor declarado superior al 90 % merece una pregunta sobre la base utilizada.
Una comprobación aproximada: potencia en el eje en kW ≈ (caudal en m³/h × presión en Pa) ÷ (3,600,000 × eficiencia). Para 10,000 m³/h a 1,000 Pa con una eficiencia del 75 %: (10,000 × 1,000) ÷ (3,600,000 × 0.75) ≈ 3.7 kW. Si una cotización muestra una potencia en el eje muy inferior a este valor, la eficiencia indicada o el servicio indicado son incorrectos.
Las leyes de los ventiladores
Para el mismo ventilador a una velocidad diferente, con la densidad sin cambios:
- Caudal: varía directamente con la velocidad; un 10 % más de rpm proporciona un 10 % más de caudal
- Presión: varía con el cuadrado de la velocidad; un 10 % más de rpm proporciona un 21 % más de presión
- Potencia: varía con el cubo de la velocidad; un 10 % más de rpm proporciona un 33 % más de potencia
La relación cúbica es la base completa del control de velocidad variable. Reducir la velocidad al 80 % reduce el caudal al 80 % y la potencia aproximadamente al 51 %. Lograr la misma reducción del caudal cerrando una compuerta hace que el ventilador siga consumiendo casi toda la potencia y desperdicia la diferencia en forma de calor y ruido.
Las leyes se aplican a cambios de velocidad en un ventilador fijo dentro de un sistema fijo. No permiten escalar entre ventiladores de diferentes tamaños y suponen que la curva del sistema no cambia.
Ruido
El nivel de potencia sonora, en dB, es una propiedad del propio ventilador. El nivel de presión sonora, en dB(A), es lo que una persona escucha a una distancia determinada y depende de la sala. Una especificación sin indicar la distancia carece de significado.
Los decibelios son logarítmicos: +3 dB duplican la energía acústica y +10 dB son subjetivamente aproximadamente el doble de fuertes. Dos ventiladores idénticos funcionando juntos producen +3 dB, no el doble de la cifra.
El ruido aumenta considerablemente con la velocidad, aproximadamente 50 log (relación de velocidades), por lo que un aumento de velocidad del 10 % añade unos 2 dB. Seleccionar un ventilador más grande a menor velocidad para el mismo servicio es la forma más fiable de reducir el ruido en su origen y, normalmente, también mejora la eficiencia.
Cómo leer críticamente una hoja de datos
Compruebe la densidad de referencia y si coincide con sus condiciones. Compruebe si la presión es estática o total. Compruebe si el caudal corresponde a las condiciones de entrada o de descarga cuando la temperatura difiere. Compruebe si la eficiencia cotizada es la eficiencia total del ventilador o si incluye el motor y el accionamiento.
A continuación, localice su punto de servicio en la curva y lea allí la eficiencia, no la eficiencia máxima impresa en la hoja, que corresponde a un caudal diferente. Un ventilador con una eficiencia máxima del 82 % que funciona al 55 % en su punto de servicio es peor que un ventilador con una eficiencia máxima del 76 % que funciona al 74 %.
Envíenos sus condiciones de servicio y le devolveremos una curva con el punto de funcionamiento, la potencia absorbida y los datos de sonido en ese punto, indicados sobre una base claramente identificada.