DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD O EL VOLUMEN DE AIRE QUE ATRAVIESA UN CONDUCTO.

A continuación presentaremos algunas técnicas que pueden seguirse para medir el flujo de aire en el interior de ductos utilizando una sonda de velocidad o un tubo pitot estático. Cuanto se utiliza el tubo pitot, las velocidades individuales deben calcularse por cada lectura de presión y luego promediarse. Promediar la presión y luego convertirla en un valor de velocidad puede resultar en un resultado incorrecto, especialmente si muchas de las lecturas están más distantes que ±25% de la presión promedio. Nótese que para un tubo pitot, la velocidad es proporcional a la raíz cuadrada de la presión.

Dónde tomar las mediciones

A la hora de medir velocidades en un ducto, lo mejor es medir en un punto que se encuentre a al menos 7,5 veces el díametro del ducto aguas abajo y a al menos 3 veces el diámetro aguas arriba de cualquier obstrucción o perturbación del flujo, para que la precisión de la medición sea pareja. Si se trata de ductos rectangulares, se debe seguir la siguiente fórmula para calcular las distancias equivalentes a los 7,5 diámetros aguas abajo y 3 diámetros aguas arriba:

Donde

An = Dimensión horizontal del ducto

Al = Dimensión verticarl del ducto

= 3,14

También es posible tomar una única lectura para medir la velocidad del aire o el volumen de aire que circula por un ducto. Esto se logra midiendo en el centro del ducto y multiplicando la lectura por 0,9 para corregir el efecto de mayor velocidad en el centro del ducto. Si las condiciones son muy buenas y favorables, se puede contar con una preción de ±5 o ±10% con este método. Sin embargo, el mismo no es confiable y sólo debe usarse para el caso de ductos muy pequeños o en situaciones en las que no es posible cubrir la sección transversal.

Puntos de medición en un ducto circular

Utilizando el método del "Log-Tchebycheff", se divide el ducto en círculos concéntricos, cada uno de ellos con la misma superficie. Se toma la misma cantidad de lecturas por cada área circular con el objeto de lograr el mejor promedio. Generalmente, se encuentran 3 círculos concéntricos (6 puntos de medición por diámetro) en ductos menores a 10 pulgadas y de 4 a 5 círculos concéntricos (8 o 10 puntos de medición por díametro) en ductos mayores a 10 pulgadas.

El método preferido consiste en realizar 3 agujeros en el ducto separados en ángulos de 60°, tal como se muestra en la figura 1 a continuación. Se obtienen entonces 3 líneas transversales que cubren el ducto, contando con la velocidades promedio de las tomadas en cada punto de medición. Luego esta velocidad promedio se multiplica por el área del ducto para conocer el caudal. Otro método utiliza sólo dos agujeros separados 90° uno de otro, reduciendo las líneas transversales sobre las cuales ubicar la sonda a 2.

Figura 1. Ubicación de los puntos de medición transversales en un ducto circular utilizando el método "Log-Tchebycheff"

Tabla 1. Cantidad de puntos de medición y su posición respecto de la pared interior del ducto de sección circular

Puntos de medición en un ducto rectangular

Utilizando el método "Log-Tchebycheff", se divide el ducto en áreas rectangulares mucho más ajustadas en tamaño teniendo en cuenta los efectos de la pared del ducto en la corriente de aire. Para obtener un buen promedio debe medirse en un mínimo de 25 puntos. El número de datos puntuales a ser tomados a lo largo de cada lado del ducto depende de que tan extenso sea cada lado. Para laterales menores a 30 pulgadas, se deben tomar 5 puntos transversales a lo largo de ese lateral. Para laterales de 30 a 36 pulgadas, deben tomarse 6 puntos. Y para laterales mayores a 36 puntos, deben tomarse 7 puntos. Para obtener la profundidad de inserción de la sonda en el ducto, multiplique los números de la tabla por las medidas del ducto.

Figura 2. Ubicación de los puntos de medición transversales en un ducto rectangular utilizando el método "Log-Tchebycheff"

Para este ducto, con una medida horizaontal de 30-36 pulgadas, se requiere de 6 puntos (o 6 líneas transversales). Para este ducto, con una medida vertical menor a 30 pulgadas, se requieren 5 puntos (o 5 líneas transversales)

Tabla 2. Cantidad de puntos de medición y su posición respecto de la pared interior del ducto de sección rectangular.

¿Qué instrumentos utilizar?

La selección del instrumental más adecuado depende de las características del ducto y los objetivos específicos con los que se emprende el proyecto de medición. Anemómetros, termoanemómetros, balómetros y demás instrumentos similares se presentan con gran variedad de funciones y accesorios. En SIAFA estaremos atentos a brindar asesoramiento técnico para seleccionar el instrumento más adecuado para aplicaciones determinadas.

Para más información sobre instrumentos para medición de velocidad y caudal de aire en ductos:

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Referencias:

- TSI, Inc. Nota de aplicación N° 106

- Asociación de Ingenieros en Refrigeración y Calefacción de Estados Unidos (ASHRAE)

NOTA:

Siafa y las empresas fabricantes de productos y cuyos productos comercializamos en Argentina, se esfuerzan de buena fe para proveer información técnica confiable y de calidad en el uso de instrumentos y la aplicación de los mismos (en este caso la medición de velocidad de aire en ductos). Sin embargo, no podemos garantizar que la información suministrada sea suficiente para cumplir con un método, una especificación o cualquier tipo de normativa, incluso que esté material no esté libre de errores. Se recomienda tener una copia de un método o especificación aprobada por una autoridad regulatoria o una organización de profesionales.