El ventilador helicoidal consiste en una hélice montada dentro de un anillo o marco de fijación, de modo que la dirección de la corriente de aire sea paralela al eje del ventilador. Se emplea para mover grandes caudales de aire a baja presión estática, especialmente cuando la resistencia del circuito es baja y no existe una red de conductos larga ni compleja.
La acción impulsora del ventilador se acentúa cuanto mayor es el ángulo de ataque de las paletas que forman la hélice, aunque un aumento excesivo del ángulo puede provocar pérdidas aerodinámicas, atascamiento y ruido excesivo; por tanto, el diseño debe buscar un compromiso entre caudal, presión, ruido y rendimiento.
Se utiliza generalmente cuando el aire no se impulsa a través de una canalización y, en muchos casos, el equipo está adosado a la pared. También puede instalarse en conductos cortos o en configuraciones tubulares y es muy habitual en aplicaciones de ventilación general, de extracción localizada y de ventilación auxiliar. Su empleo se vincula especialmente con la ventilación de locales cerrados, talleres, aparcamientos y naves, y es frecuente que estos ventiladores sean reversibles.
Las prestaciones de los ventiladores de hélice están muy influidas por la resistencia al flujo de aire; un pequeño incremento de la presión estática provoca una reducción importante del caudal. La curva característica de presión‑caudal es descendente: al aumentar la presión estática, disminuye el caudal disponible en el punto de trabajo.
Son capaces de manejar grandes volúmenes de aire a presiones estáticas bajas, que rara vez superan los 25 mm.c.a. Como referencia práctica, algunos equipos murales comerciales operan con caudales de varios miles de m³/h y presiones muy modestas; por tanto, la cifra de 25 mm.c.a. es razonable como orden de magnitud para ventiladores de hélice simple, aunque no debe presentarse como un límite universal.
El caudal de aire de un ventilador axial es elevado en relación con su tamaño. Por ejemplo, con hélices de 0,8 m de diámetro se pueden alcanzar caudales del orden de 30 000 m³/h; sin embargo, esta magnitud depende de manera decisiva del régimen de giro, del perfil de las palas y de las pérdidas de carga del sistema.
Generalmente se emplea un número reducido de aspas en ventiladores de baja presión, mientras que el ancho de las paletas, su ángulo de ataque, la velocidad axial del aire y el número de etapas son factores que inciden de forma significativa en el diseño y en la capacidad del ventilador. En aplicaciones mineras se recurre a veces a ventiladores axiales de varias etapas para aumentar la presión disponible, aunque ello conlleva una mayor longitud, complejidad y pérdidas aerodinámicas.
Los ventiladores helicoidales se clasifican en dos grandes tipos según el perfil de las palas de la hélice:
- De perfil delgado o de paletas planas: son palas de gran superficie y grosor relativamente constante, que proporcionan altos caudales pero con menor presión disponible. Es una configuración sencilla, asociada a ventiladores de baja presión y de bajo coste de fabricación, aunque con menor rendimiento aerodinámico.
- De perfil sustentador o aerodinámico: son palas más estrechas, con espesor grueso y forma no uniforme, pensadas para generar un efecto de sustentación similar al de un perfil alar. Proporcionan un caudal menor que el de las palas planas, pero con mayor presión disponible y un mejor rendimiento, por lo que son más habituales en la ventilación industrial y minera.
En ingeniería civil y edificación, estos ventiladores resultan muy útiles para la ventilación de aparcamientos, locales técnicos, naves, túneles en obra y la extracción general, con baja pérdida de carga. En minería subterránea y en túneles, se emplean tanto en ventiladores auxiliares como en instalaciones de ventilación principal, donde se exigen grandes caudales y robustez, y en las que las configuraciones axiales reversibles y de varias etapas resultan especialmente relevantes.
Esta conversación te permitirá conocer los conceptos básicos de estos ventiladores.
En este vídeo se resumen las ideas fundamentales sobre los ventiladores axiales.
Dinámica_de_Ventiladores_Helicoidales
Referencias:
ŁUSZCZEWSKI, A. (1999). Redes industriales de tubería. Bombas para agua, ventiladores y compresores. Diseño y construcción. Reverté Ediciones. México. 302 pp.
YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.
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