Amortiguadores de aire: una guía detallada

Una compuerta de aire es un dispositivo que utiliza válvulas o placas para detener o regular el flujo de aire dentro de un conducto, chimenea, caja de volumen de aire variable (VAV) , unidad de tratamiento de aire u otro equipo similar. Las compuertas también se utilizan para detener el flujo de aire en habitaciones desocupadas o no utilizadas donde no se necesita aire acondicionado. Además, las compuertas también se pueden utilizar como medida de protección contra el humo o el fuego.

Una compuerta de aire es un mecanismo complejo con muchos elementos móviles. Sus componentes principales son las aspas, que ajustan su posición para controlar el flujo de aire. Además, los amortiguadores incluyen estructuras, conexiones, ejes, cojinetes, sellos, pasadores de aspas, motores de accionamiento, bridas, ejes secundarios y manguitos, entre otros componentes.

Tipos de compuertas de aire

Según su construcción, las compuertas de aire se pueden clasificar en compuertas de láminas paralelas y de láminas opuestas. Cada configuración tiene capacidades de rendimiento únicas y está destinada a diferentes aplicaciones.

1) Amortiguadores de láminas paralelas

En este tipo de compuerta de aire, las palas giran en el mismo sentido, paralelas entre sí. La configuración de palas paralelas se utiliza normalmente cuando la compuerta funciona en dos posiciones: abierta o cerrada.

Estas compuertas redirigen el flujo de aire durante los primeros grados de rotación a medida que pasan de completamente abiertas a cerradas y, por lo tanto, el control se logra durante el primer 20-30 % del movimiento. En lugar de modular los flujos de aire, estas compuertas cambian de dirección, razón principal por la que se prefieren para operación de apertura y cierre o control de flujo fijo.

Las compuertas de hojas paralelas se utilizan típicamente en aplicaciones donde la compuerta representa una parte importante de la pérdida de presión general del sistema. No deben usarse antes de componentes críticos debido a su flujo de aire desigual.

2) Amortiguadores de láminas opuestas

En este tipo de compuerta de aire, las palas giran en direcciones opuestas, modulando el flujo de aire. Estas compuertas de aire se usan principalmente cuando el sistema requiere control del flujo de aire en lugar de operación de apertura y cierre, pero también se pueden usar para servicio de encendido y apagado.

Los amortiguadores de láminas opuestas se utilizan normalmente en las siguientes aplicaciones:

1. Cuando la compuerta no representa la mayor parte de la pérdida de presión total del sistema.
2. Sistemas necesarios para mantener un flujo de aire uniforme aguas abajo de la compuerta.
3. Terminales canalizados.

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Clasificación de amortiguadores por método de control y aplicación.

Las compuertas de aire también se pueden clasificar según el método de control que implementan y la aplicación prevista. Según su método de control, los amortiguadores pueden ser automáticos o manuales:

• Las compuertas automáticas son similares a las válvulas de control automático en términos de funcionamiento.

• Las compuertas manuales se ajustan manualmente según el flujo de aire requerido, como su nombre lo indica.

Los amortiguadores también se pueden clasificar en función de su aplicación, siendo algunos de los principales tipos:

• Compuertas de equilibrio (compuertas de volumen)
• Amortiguadores delanteros y bypass.
• Compuertas cortafuegos
• Compuertas de humo
• Compuertas cortafuegos y cortahumos combinadas
• Amortiguadores de gravedad (contracorriente o barométricos)
• Compuertas de mezcla
• Amortiguadores multizona
• Parachoques redondos
• Cajas VAV (volumen de aire variable)

Tenga en cuenta que las compuertas no sólo se utilizan para equilibrar el aire en sistemas de ventilación, sino también para seguridad en aplicaciones de protección contra incendios.

¿Por qué nos preocupamos por los amortiguadores?

Las compuertas de aire son un elemento importante del diseño de ingeniería de MEP , ya que su uso está sujeto a los requisitos del código. También deberán diseñarse para minimizar las pérdidas energéticas, evitando el intercambio de calor entre ellos cuando se encuentren en posición cerrada, manteniendo las condiciones de presión requeridas en los diferentes espacios.

En Nueva York, las compuertas de aire están sujetas a los siguientes códigos y normas:

1. Normas de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA):
1. Norma NFPA 90A para instalación de sistemas de aire acondicionado y ventilación
2. Norma NFPA 92A para sistemas de control de humo que utilizan barreras y diferencias de presión
3. NFPA 101 Código de seguridad humana
2. Estándares de Underwriters Laboratories (UL):
1. Norma UL 555 para compuertas cortafuegos
2. Norma UL 555S para compuertas cortahumo
3. Norma UL 555C para compuertas de techo
3. Código de construcción de Nueva York
4. Código mecánico de Nueva York

Las ubicaciones principales donde se requiere que las compuertas de aire cumplan con el código son las siguientes: cerramientos de escaleras, huecos de ascensores, pasillos comunes, salas de máquinas, muros cortafuegos, paredes exteriores de edificios, cerramientos de huecos, conjuntos horizontales y conductos y aberturas de transferencia.

Compuertas de aire en aplicaciones de protección contra incendios

Los tres tipos principales de compuertas utilizadas en aplicaciones de protección contra incendios son las compuertas cortafuegos, las compuertas cortafuegos y las compuertas combinadas cortafuego/humo. Esta sección proporciona una descripción general de cada tipo y sus aplicaciones.

Compuertas cortafuegos

Las compuertas cortafuegos interrumpen automáticamente el flujo de aire a través del conducto, restringiendo el paso de las llamas. Para cumplir su función, estas compuertas se instalan en conductos que atraviesan conjuntos de protección contra incendios o muros cortafuegos. Se pueden instalar en conductos horizontales y verticales y pueden ser del tipo cortina o multilamas.

La compuerta cortafuegos tiene los siguientes componentes:

1. mango
2. hoja de cortina
3. juntas reventadas
4. Fusible
5. Puerta de acceso para inspección de la compuerta cortafuegos.

Todas las compuertas cortafuegos están instaladas en posición abierta, con fusible. Cuando la temperatura en los conductos excede un valor específico, el eslabón fusible se derrite y la compuerta se cierra, ya sea por gravedad o por un resorte. Para garantizar que cumplen su función, las compuertas cortafuegos deben pasar varias pruebas.

La selección de la compuerta cortafuegos se basa en tres factores principales: clasificación de resistencia al fuego, temperatura y rango de funcionamiento. La clasificación contra incendios depende del período de tiempo que una compuerta resistirá el calor asociado con un incendio. Para paredes, tabiques y barreras con una clasificación de resistencia al fuego inferior a 3 horas, se utilizan compuertas cortafuegos de 1,5 horas. Para barreras cortafuegos con capacidad de 3 horas o más, se utilizan compuertas cortafuegos de 3 horas. Este procedimiento garantiza el cumplimiento del código de construcción, que exige que se mantenga la clasificación de resistencia al fuego en toda el área de paredes, tabiques y pisos.

Las excepciones al uso de compuertas cortafuegos son los estacionamientos, los conductos de extracción de cocinas y los conductos de extracción de secadoras.

Compuertas de humo

Las compuertas de humo evitan la propagación de humo en los sistemas HVAC diseñados para apagarse automáticamente en caso de incendio y tienen solo dos posiciones: abierta y cerrada. Estas compuertas se instalan en una sección ranurada del conducto; se instalan dondequiera que un conducto penetre en una partición o barrera contra humo dentro del edificio. Se pueden aplicar en sistemas pasivos de control de humo o como parte de una solución de control de humo diseñada.

En los sistemas pasivos, las compuertas de humo cierran e impiden la circulación de aire y humo a través de conductos o aberturas de ventilación que pasan a través de una barrera de humo. Por otro lado, en los sistemas de control de humo diseñados, la propagación del humo se controla mediante el sistema HVAC del edificio o mediante ventiladores dedicados que crean diferencias de presión. Las compuertas de humo pueden controlarse mediante sensores de calor, sensores de humo, alarmas contra incendios o cualquier otro método que cumpla con la intención del diseño.

La compuerta de humo tiene los siguientes componentes:

1. mango
2. Aspas de humo (paralelas)
3. juntas reventadas
4. Detector de humo montado en conductos
5. actuador del amortiguador
6. Puerta de acceso

Es importante decidir qué clasificaciones se requieren para las compuertas cortafuegos certificadas por UL. Se resumen en la siguiente tabla:

• Las compuertas contra humo SD-1320 y SD-1330 son compuertas con clasificación de fugas UL/cUL y están certificadas según el último estándar UL 555S.
• Las compuertas cortafuegos SD-1620 cumplen con UL Clase II. La fuga es inferior a 20 cfm por pie cuadrado a 4 pulgadas wg y 350 °F (177 °C).
• Las compuertas cortafuegos SD-1630 cumplen con UL Clase I. La fuga es inferior a 8 cfm por pie cuadrado a 4 pulgadas de agua y 350 °F (177 °C).

Compuerta cortafuego y humo (combinada)

Como su nombre indica, este tipo de compuerta es una combinación de compuerta cortafuegos y compuerta cortahumos, y se instala en conductos que atraviesan tabiques clasificados como barreras cortafuegos y cortahumo. Este tipo de amortiguador debe estar calificado según UL555 y UL555S.

La selección de una compuerta combinada contra incendios y humo depende de 4 factores: clasificación de resistencia al fuego, clasificación de fugas, temperatura y clasificaciones operativas.

Las aplicaciones combinadas de compuertas contra incendios y humo incluyen paredes, pisos y particiones requeridas por el código de construcción local. Para paredes, tabiques y barreras con una clasificación de resistencia al fuego inferior a 3 horas, se utilizan compuertas cortafuegos/humos de 1,5 horas. Para barreras contra incendios con capacidad de 3 horas o más, se utilizan compuertas contra incendios/humo de 3 horas.

El estándar UL 555S identifica las tres clases de fugas que se indican en la siguiente tabla. Proporciona fugas en cfm por pie cuadrado para cada clase y para varios valores de presión estática:

Generalmente se sugiere que los diseñadores elijan una categoría de fuga muy baja.

Conclusión

Las compuertas de aire tienen una amplia gama de aplicaciones, desde modular el flujo de aire en condiciones normales de funcionamiento hasta proporcionar una barrera confiable contra el humo o el fuego durante emergencias. Sin embargo, el cumplimiento del código es un aspecto importante a considerar independientemente de la aplicación, por lo que se recomienda encarecidamente trabajar con profesionales calificados de HVAC.