Una cortina de aire o compuerta de aire es un dispositivo que se utiliza para evitar que el aire, los contaminantes o los insectos voladores pasen de un espacio abierto a otro. La implementación más común es un ventilador orientado hacia abajo que se monta sobre la entrada de un edificio o sobre una abertura entre dos espacios acondicionados a diferentes temperaturas.
En América del Norte, el término más utilizado para una puerta de aire es "cortina de aire". La Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) define una puerta de aire de la siguiente manera: "En su aplicación más simple, una cortina de aire es una corriente de aire amplia y continua que circula a través de una puerta de un espacio acondicionado. Reduce la penetración de insectos y aire no acondicionado en un espacio acondicionado al forzar una corriente de aire sobre toda la entrada. La capa de corriente de aire se mueve con una velocidad y un ángulo tales que cualquier aire que intente penetrar la cortina queda atrapado. La efectividad de la cortina de aire para prevenir la infiltración a través de una entrada generalmente varía entre el 60 y el 80%". [1]
La Asociación de Control y Movimiento Aéreo (AMCA) define una cortina de aire como: "Una corriente de aire controlada direccionalmente, que se mueve a lo largo de toda la altura y el ancho de una abertura, lo que reduce la infiltración o transferencia de aire de un lado de la abertura al otro y/o inhibe el paso de insectos voladores, polvo o residuos".
Las puertas de ventilación se utilizan a menudo cuando es necesario que las puertas permanezcan abiertas por motivos operativos, como en los muelles de carga y las entradas de vehículos. Se pueden utilizar para ayudar a mantener alejados a los insectos voladores creando una fuerte turbulencia o para ayudar a mantener afuera el aire exterior, reduciendo así la infiltración a través de la abertura. Las corrientes de aire frío se pueden evitar mezclando aire caliente calentado por la puerta de ventilación. Las puertas de ventilación con calefacción se utilizan comúnmente cuando se necesita calor adicional para un espacio y para reducir el factor de enfriamiento del viento dentro de la abertura, en climas más fríos. [2]
Otras aplicaciones incluyen entradas de clientes, hangares de aviones, puertas de carga, ventanillas de acceso vehicular, puertas de restaurantes o puertas de recepción de envíos. Las cortinas de aire sin calefacción se utilizan a menudo junto con cámaras frigoríficas y refrigeradas .
Las cortinas de aire pueden estar equipadas con o sin calentadores para calentar el aire. El ventilador debe ser lo suficientemente potente como para generar un chorro de aire que pueda llegar hasta el suelo . Existen algunos estudios en la literatura científica que presentan métodos analíticos para predecir la eficiencia de sellado obtenida con una cortina de aire. [3]
Las cortinas de aire se han utilizado en quirófanos de hospitales para proteger a los pacientes del aire contaminado por virus. [4] Tras la pandemia de COVID-19 , algunos grupos han estado investigando el uso de cortinas de aire para prevenir la propagación de virus en áreas cerradas como las salas de los hospitales. Entre estos se incluyen cortinas de aire personalizadas desarrolladas en la Universidad Politécnica de Hong Kong [5] y el sistema de cortina de aire de escritorio (DACS) desarrollado en la Universidad de Nagoya . [6] Estos dispositivos tienen como objetivo utilizar cortinas de aire para proteger a los trabajadores de la salud de virus transmitidos por el aire, como los coronavirus.
El flujo de aire a través de una puerta depende de las fuerzas del viento, las diferencias de temperatura ( convección ) y las diferencias de presión . Las puertas de aire funcionan mejor cuando la diferencia de presión entre el interior y el exterior del edificio es lo más cercana posible a la neutralidad. Las presiones negativas, las diferencias extremas de temperatura, los ascensores muy cerca o la humedad extrema pueden reducir la eficacia de las puertas de aire.
La compuerta de aire más eficaz para contener el aire acondicionado dentro de un edificio con una puerta abierta tendrá una alta velocidad frontal en la abertura, generada por el flujo de arriba hacia abajo, y la recuperación de aire por un plenum de aire recirculante y un retorno de conducto a los ventiladores de origen. Esta configuración es factible para nuevas construcciones, pero difícil de implementar en edificios existentes. La compuerta de aire es más eficaz con baja velocidad del viento exterior; a velocidades de viento más altas, la tasa de mezcla de aire aumenta y la porción de aire exterior del flujo frontal total aumenta. En condiciones ideales sin viento, la eficacia de la compuerta de aire es máxima, pero en lugares ventosos las compuertas de aire no pueden crear un sello perfecto, pero aún se utilizan a menudo para reducir la cantidad de infiltración de una abertura.
En condiciones industriales, las velocidades de entrada altas son aceptables, a pesar del ruido y las sacudidas que esto puede ocasionar. En aplicaciones comerciales, como entradas de tiendas, la comodidad del usuario exige velocidades de entrada más bajas, lo que reduce la eficacia de la separación del aire exterior del aire interior.
El grupo británico HEVAC Air Curtain Group [7] describe los calentadores de puertas como pequeñas unidades con ventiladores calentadas por agua o electricidad y con un caudal de aire bajo. Están pensados para instalarse en entradas con poco tráfico peatonal donde la puerta está cerrada la mayor parte del tiempo y son útiles para proporcionar calor. Sin embargo, no deben considerarse una alternativa a una cortina de aire, que también funciona para separar los espacios de aire interior y exterior.
Las principales diferencias son:
Las cortinas de aire consumen energía eléctrica durante su funcionamiento, pero pueden utilizarse para lograr ahorros netos de energía al reducir la transferencia de calor (a través de la transferencia de masa cuando el aire se mezcla a través del umbral) entre dos espacios. Sin embargo, una puerta física cerrada y bien sellada es mucho más eficaz para reducir la pérdida de energía. [8] Ambas tecnologías se utilizan a menudo en conjunto; cuando se abre la puerta sólida, la cortina de aire se activa, minimizando el intercambio de aire entre el interior y el exterior.
Una cortina de aire puede amortizarse en pocos años al reducir la carga en el sistema de calefacción o aire acondicionado del edificio. [ cita requerida ] Por lo general, hay un mecanismo, como un interruptor de puerta, para encender y apagar la unidad cuando la puerta se abre y se cierra, de modo que la cortina de aire funciona solo cuando la puerta está abierta.
En la Guía de aplicación BSRIA 2/97 [9] se explica un procedimiento de diseño de ingeniería autorizado para calcular el caudal de aire de suministro y la capacidad térmica de una cortina de aire para una aplicación de HVACR. Se debe seguir el procedimiento para un "edificio con una especificación de hermeticidad", es decir, un edificio práctico con algunas fugas de aire. En la Guía de aplicación BSRIA , la Sección 4.2 explica el procedimiento de diseño y la Sección 5.2 proporciona ejemplos prácticos para edificios con una variedad de especificaciones de hermeticidad. Esto permite al ingeniero calcular el caudal de aire de suministro y la capacidad térmica de la cortina de aire requerida para una aplicación particular.
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