miniaturadeimagen|400px|Transformación y conducto circular helicoidal miniaturadeimagen|derecha|400px|Hueco de instalaciones protegido contra incendios. Contiene conducto de chapa de aire acondicionado y tuberías de cobre. El apoyo de la losa de hormigón sobre el muro de bloques, se hace mediante junta de fibra cerámica sobre fibra mineral. Los conductos de aire son los elementos de una instalación de acondicionamiento de aire o climatización, a través de los cuales se distribuye o recircula el aire tratado entre el aparato acondicionador y los espacios acondicionados , o bien, en una de ventilación, se extrae el aire viciado de un local o se le insufla aire nuevo desde el exterior. Para cumplir esta misión de forma práctica, los conductos deben dimensionarse dentro de ciertas limitaciones preestablecidas, relativas al espacio disponible, velocidad, nivel sonoro, pérdidas de carga, pérdidas o ganancias de calor y fugas.
Tipos de conductos Los conductos de aire pueden ser rectangulares o circulares. Cualquier tipo de material empleado en la construcción de conductos debe tener la propiedad de no propagar el fuego, no desprender gases tóxicos en caso de incendio y, además, ser capaz de resistir mecánicamente los esfuerzos producidos por su peso, las manipulaciones a las que sea sometido y las vibraciones y la erosión debidas al paso del aire por su interior.
En cuanto al tipo de material con el que están construidos, los conductos pueden ser:
Conductos de chapa Son conductos realizados a partir de planchas de chapa metálica, mayormente de acero galvanizado, aunque también se construyen en acero inoxidable, cobre y aluminio. Generalmente son prefabricados que se conforman en diferentes formatos según el uso a que serán destinados. Hay conductos circulares, rectangulares e incluso ovales. Sus características constructivas, como; espesor de la chapa, refuerzos, uniones, dimensiones e incluso soportes, están normalizados en las normas europeas UNE-EN 1505 a 1507 y UNE-EN 12236 y 12237. Las características en cuanto a aislamiento y estanquidad para instalaciones de climatización se suelen recoger en la reglamentación específica. En España la última edición del RITE, Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios. IT1.2.4.2.2 e IT 1.3.4.2.10. https://www.boe.es/buscar/doc.php?id=BOE-A-2007-15820 es del año 2007.
A los efectos de elección de características, hay que tener en cuenta que la presión del aire en el conducto es la que debe determinar la resistencia estructural y la estanquidad a las fugas, mientras que el ruido, las vibraciones y las pérdidas por fricción dependen, sobre todo, de la velocidad del aire.
Los conductos circulares se fabrican en chapa lisa con bridas y con medidas de hasta unos 900 mm de diámetro. Es más común en las instalaciones, el tubo helicoidal fabricado a partir de fleje de chapa galvanizado, engatillado en espiral y en módulos enchufables, que se fabrica en diámetros interiores desde 80 a 2000 mm.
Los conductos rectangulares son también muy usados por su fácil adaptación a espacios de poca altura, como son los falsos techos, aunque es recomendable respetar una relación entre sus lados r ≤ 4. Se utilizan mucho en instalaciones de ventilación, como las de garajes y en aquellas que precisan conductos de grandes dimensiones.
Conductos de fibra de vidrio Son conductos, cuya principal ventaja es que se fabrican en obra a partir de paneles rígidos de lana de vidrio de alta densidad, que deben cumplir la norma europea UNE- EN 13403 sobre Productos aislantes térmicos para equipos en edificación e instalaciones industriales. Los fabricantes de paneles, ofrecen soluciones con refuerzos exteriores que actúan como barrera de vapor e interiores que aumentan su resistencia mecánica.
Además de lo dicho, estos conductos ofrecen la ventaja de su ligereza, su comportamiento frente al fuego, pertenecen a la euroclase B-s1,d0, es decir difícilmente combustibles, con muy poca contribución de humos y sin caída de gotas inflamables sus excelentes características como absorbente y atenuador acústico y desde luego la no necesidad de aislamiento extra, ya que la propia fibra de vidrio realiza esta función. Su gran inconveniente, es el estético. No son demasiado aptos para instalaciones vistas, sin embargo son muy utilizados en instalaciones de climatización por falso techo o revestidos de escayola simulando vigas o elementos constructivos.
En cuanto a los problemas sanitarios que, a veces, se atribuyen a este tipo de conductos, se recuerda que la norma UNE mencionada exige que los materiales utilizados en su construcción deben estar clasificados como no cancerígenos, así como no deben facilitar la proliferación microbiana.UNE-EN 13403. Apartado 4.7.1 Salud y seguridad y apartado 4.7.2 Proliferación microbiana
Conductos flexibles Los más usados están formados por dos láminas de PVC o de aluminio con un aislante intermedio y una armadura de espiral de alambre de acero para mantener la sección circular. Sus características deben cumplir con la norma europea UNE-EN 13180. Se utilizan como tramos de conexión desde el conducto principal hasta los terminales o bocas de salida, con una longitud máxima, que se recomienda no superar 1,5 m, ya que presentan problemas de pérdida de carga y producción de ruidos.
Clasificación miniaturadeimagen|izquierda|650px|Tipos de conducto según su función En razón de su función, los conductos reciben distintos nombres con el mismo apelativo que el aire que transportan, como se puede ver en la figura.
En ella, un climatizador provisto de enfriamiento gratuito, El enfriamiento gratuito es una técnica de recuperación de energía del aire, que se conoce más normalmente como free cooling. Consiste en ventilar un espacio, con todo aire exterior o con una proporción importante de él, en aquellos momentos en que las condiciones de temperatura y humedad exteriores son favorables respecto a las requeridas en el interior impulsa el aire tratado en el local a climatizar. El aire retorna de nuevo al climatizador aspirado por un segundo ventilador. Una parte de ese aire se expulsa al exterior y la otra se recircula para mezclarla con aire del exterior. La mezcla se trata y comienza de nuevo el ciclo.
La ventilación es independiente. En ella un ventilador renueva el aire del local. El aire viciado es extraído hacia el exterior.
Todo ello no implica diferencia alguna en las características o método de cálculo de cada conducto, que dependen exclusivamente de las condiciones del sistema.
Los sistemas de distribución por conductos se clasifican atendiendo a estos dos parámetros:
Por velocidad Baja velocidad: con velocidades de aire entre 4 y 10 m/s. Es lo más frecuente en los sistemas de climatización Alta velocidad: Con velocidades de más de 10 hasta 15 m/s. Utilizados en acondicionamiento de locales industriales o grandes espacios en los que el nivel sonoro no es un parámetro crítico. Por presión Se clasifican atendiendo al tipo de ventilador que se acopla al sistema. Por lo tanto igual que los ventiladores: Baja presión: hasta 70 Pascales Media presión: desde 70 a 3000 Pascales. La mayoría de las instalaciones Alta presión: más de 3000 Pascales
Cálculo de conductos Por regla general, el sistema de distribución de conductos se diseña de forma que tenga el trazado más simple posible y simétrico en cuanto lo permitan las obstrucciones que implica la estructura del edificio. miniaturadeimagen|izquierda|400 px|Plano de distribución de conducto con difusores rotacionales en sala da actos En todos los métodos de cálculo,Cálculo de conductos. http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/4176/fichero/CAPITULOS%252FCAP%C3%8DTULO+2.pdf se supone previamente calculado el caudal total necesario para cubrir la demanda térmica sensible y latente y repartido proporcionalmente a la potencia de cada tramo.
pérdida de carga lineal La pérdida de carga se calcula por la fórmula de Darcy.
En la que es el diámetro hidráulico El diámetro hidráulico de un conducto es igual al diámetro del conducto circular que ocasiona la misma pérdida de presión a igualdad de velocidad media y con el mismo coeficiente de fricción. En conductos circulares, el diámetro del conducto y el diámetro hidráulico son iguales y es el factor de fricción.
Ahora bien, tanto la pérdida de carga como el factor de fricción dependen de las propiedades del fluido, las cuales van cambiando con la longitud recorrida de conducto, por lo que teniendo en cuenta las variaciones de las propiedades del aire con la temperatura, humedad específica, altitud y presión, se llega a:
En la que es la pérdida de carga en el tramo AB, es un coeficiente que depende del material y se indica en la siguiente tabla, es la longitud del tramo y es la velocidad.
materiales Rugosidad absoluta () Valor medio de (adimen) Acero inoxidable 0,05 0,35 Chapa galvanizada 0,14 0,9 Desarrollo de gráficos 0,31 1 Fibra de vidrio 0,58 1,125 Ladrillo enfoscado de cemento 3,25 1,8
pérdida de carga en accesorios La pérdida de carga obtenida se conoce como pérdida de carga lineal o pérdida de carga por metro de conducto rectilíneo. Pero cuando en el conducto se presentan singularidades, como curvas, reducciones, derivaciones, etc., se produce una pérdida de carga adicional conocida como pérdida de carga en accesorios. Todo accesorio supone un cambio de velocidad o de trayectoria y por tanto una variación de energía cinética, que se traduce en una pérdida de presión
En la que es el coeficiente de pérdida dinámica, distinto para cada tipo de accesorio Los coeficientes de pérdida dinámica para distintos accesorios, se recogen en tablas y es la velocidad a la entrada del mismo.
En muchas ocasiones se suele utilizar lo que se conoce como Longitud equivalente del accesorio, que no es más que estimar la longitud de conducto rectilíneo que produzca la misma pérdida de carga que el accesorio y en la fórmula de la pérdida de carga lineal, considerar como longitud de cada tramo, su longitud real más la longitud equivalente de sus accesorios.
métodos de cálculo Los sistemas de baja velocidad se pueden calcular por tres métodos principales: Reducción de velocidad Es un método muy sencillo, pero solo aplicable a instalaciones muy elementales sin grandes exigencias de reparto. Consiste en seleccionar una velocidad de salida, tomada de la tabla adjunta, en la descarga del ventilador e ir reduciéndola en cada tramo a lo largo del conducto.
Velocidades recomendadas m/s Estudios de radiodifusión, cabinas de grabación 1,5 a 2,5 Dormitorio de hotel 2,5 a 3 Residencias, salones regios, restaurantes de lujo 2,5 a 3,5 Iglesias, antesalas importantes 2,5 a 3,5 Apartamentos, viviendas 2,5 a 4 Oficinas privadas tratadas acústicamente 2,5 a 4 Teatros 4 Oficinas particulares no tratadas 3,5 a 5 Salas de cine 5 Oficinas públicas, restaurantes 5 a 7 Almacenes comerciales, plantas altas 7,5 Sistemas de alta velocidad 3 a 8 Fábricas 5 a 10 Almacenes comerciales, plantas bajas 10
El diámetro del conducto circular necesario para cada tramo, se calcula por: caudal=velocidad * sección
miniaturadeimagen|550px|nomograma para Fibra de vidrio. Ejemplo: caudal:5.000 m³/h. Pérdida de carga=0,1 mm.c.a.= 1Pa. Velocidad= 7 m/s. DH= 510 mm
Si el conducto va a ser rectangular se toman las medidas a partir de la sección circular de diámetro equivalente .El diámetro equivalente de un conducto es igual al diámetro del conducto circular que ocasiona la misma pérdida de presión a igualdad de caudal y con el mismo coeficiente de fricción. Se puede obtener a partir de un nomograma o calcularse por la fórmula de Huebscher:
En la que a y b son los lados del rectángulo considerado
A continuación se calcula la pérdida de carga de cada tramo a partir del nomograma correspondiente o mediante la fórmula:
En la que es el caudal de tramo, es el perímetro del conducto rectangular y su sección.