Nuestro Entorno

En la nueva normalidad, una de las principales preocupaciones de la sociedad es poder garantizar la seguridad en espacios interiores. En este contexto, la empresa Daikin, organizó en España un encuentro online con expertos del sector con motivo del regreso a los centros de trabajo así como la llegada de los viajes de negocio y el turismo vacacional a los hoteles.

El evento, que contó con más de 600 interesados, estuvo moderado por Santiago González, Director de Oficina Técnica y Prescripción de Daikin España. Él fue el encargado de conducir una mesa redonda en la que se analizaron aspectos tan esenciales como la importancia de las certificaciones, el valor que aportan los profesionales en el mantenimiento e instalación de los sistemas o las nuevas medidas y hábitos de convivencia en oficinas y hoteles para extremar la seguridad e higiene.

Los expertos coincidieron en que el sector tiene todavía algunos retos por delante, como concienciar a los consumidores sobre la importancia de la calidad del aire interior y las ventajas de una buena climatización; transmitir confianza a las personas que todavía se muestran inseguras a la hora de volver a sus centros de trabajo o establecer de forma operativa protocolos de actuación y seguridad en los hoteles y establecimientos turísticos para que el cliente se sienta tan seguro como en su propia casa.

“Lo que está claro es que partimos de una situación que ha sido nueva para todos. Se ha invertido mucho tiempo y esfuerzo para garantizar la seguridad y la confianza de los que hoy volvemos a ocupar los centros de trabajo y los hoteles. En este contexto es esencial recordar la importancia de trabajar con marcas fiables y de prestigio para asegurar la máxima calidad” resume Santiago González.

En el ámbito de la instalación, los expertos aseguran estar preparados para trabajar cumpliendo estrictamente las medidas preventivas y garantizar la seguridad de los propios profesionales y del usuario final. Una buena noticia que refleja el mérito de un sector que ha tenido que reinventarse y adaptarse a contrarreloj debido al poco margen de actuación que ha dejado la pandemia por COVID-19.

Al mismo tiempo, los expertos también reconocen que se están potenciando cada vez más la higiene y el buen mantenimiento de los edificios (tanto en oficinas, hoteles u otros centros con una alta afluencia de personas). Además, insisten en la necesidad de aumentar la ventilación y mejorar la filtración para lograr la máxima calidad del aire interior y así, contribuir a minimizar el riesgo de contagios.

Entre los ponentes del evento se encontraba, junto a Santiago González, Francisco Alonso Gimeno, Presidente de CONAIF; Juan Antonio Caballero, Director de Mantenimiento e Ingeniería del grupo NH Hoteles; Patrizia Laplana, Fundadora y Directora de ASLA Green Solutions y experta en certificación WELL y Tomás Higuero, miembro de la Junta Directiva de la Asociación Española de Oficinas.

Este sector ha hecho un trabajo ingente para priorizar “

siempre la seguridad y la salud de las personas y los nuevos proyectos y reformas irán enfocados en esta dirección, primar la salud. Aquí los sistemas de climatización jugarán un papel protagonista como una medida de prevención” añade González.

Eneref Institute examina los beneficios de aires acondicionados VRF en viviendas multifamiliares

Un edificio de gran altura en el Midtown de Atlanta es de los primeros de su tipo en incorporar una tecnología innovadora que podría disminuir las emisiones de carbono producidas por edificios de este tipo en todo Estados Unidos. De acuerdo con la investigación de Eneref

Institute, las unidades verticales con flujo variable de refrigerante (VRF por sus siglas en inglés) proporcionaron a los residentes del edificio una comodidad de enfriamiento más constante y al mismo tiempo redujeron significativamente el consumo de energía que en comparación utilizan los aires acondicionados tradicionales. Los aires acondicionados convencionales de una sola etapa se encienden y se apagan constantemente, lo que causa oscilaciones considerables de temperatura y humedad.

El edificio se ubica en la esquina de

Juniper y la Calle 10 en Atlanta. Se trata de un hogar para personas mayores de escasos recursos y personas con discapacidades. El complejo incluye estudios y apartamentos de una habitación. En el 2017 el edificio fue renovado como parte de un mandato de la Atlanta Housing Authority (Autoridad de Vivienda de Atlanta), la cual pertenece al Departamento de Vivienda y Desarrollo

Urbano (HUD, por su siglas en inglés).

Para Columbia Residential, la empresa de desarrollo y gestión inmobiliaria que lideró la renovación, la eficiencia energética fue un factor determinante en su selección de aires acondicionados con tecnología inverter y flujo variable de refrigerante. Eneref encontró que la instalación de 154 unidades empaquetadas verticales VRF de la compañía

Friedrich redujo el consumo energético lo suficiente como para generar un ahorro anual de $500 por unidad en las facturas de electricidad de los inquilinos.

CAPACIDADES DE AIRE FRESCO

Además de que funcionan de manera más eficiente, las unidades empaquetadas VRF instaladas en el edificio tienen la capacidad única de acondicionar y filtrar el aire exterior para introducir aire de reposición en la habitación. Según el arquitecto del proyecto, Tom Little, esta característica eliminó la necesidad de canalizar aire fresco en cada apartamento, lo cual significó un ahorro adicional de costos y espacio.

“Lo extraordinario de este sistema es que combina aire fresco dentro de la misma unidad”, explica Little, asociado principal y director de Preservación Histórica en la firma de arquitectos Surber Barber Choate + Hertlein Architects.

MANEJO DE LA HUMEDAD

Las unidades empaquetadas VRF tienen una eficiencia de alto rendimiento con valor de 20.0 SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio, Factor de Eficiencia Energética Estacional). A diferencia de la clasificación EER (Energy Efficiency Ratio, Factor de Eficiencia Energética), que es más común, la clasificación SEER representa las variaciones climáticas estacionales. El sistema inverter se ajusta automáticamente para alcanzar las condiciones precisas de enfriamiento a medida que fluctúa la temperatura interior. La alta clasificación SEER demuestra que la tecnología VRF funciona mejor en condiciones reales en comparación con los sistemas tradicionales de una etapa.

El índice de calor se refiere a la temperatura del aire y la humedad relativa y determina nuestra temperatura percibida: Qué tan caliente se siente para nosotros. Por ejemplo, a 70°F (21°C), un nivel de humedad del 60% no tendrá influencia en la temperatura percibida. Por otro lado, una temperatura de 90°F (32°C) y un nivel de humedad del 60% se sentirán como 100°F (38°C). De hecho, según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, la humedad interior relativa debe mantenerse entre el 30 y 50% para evitar el crecimiento de moho. Los niveles de humedad demasiado altos en áreas como Atlanta, cuya humedad promedio es de 74.8% durante el verano, se manejan mejor con un sistema VRF con tecnología inverter.

“Se puede tener el sistema más eficiente, pero si no hace el trabajo correctamente, ¿de qué sirve?” pregunta Amir Safaie. “Este proyecto en particular fue muy eficiente, pero también se benefició de un mejor control de la humedad y de la temperatura”. Amir Safaie es el CEO de Safaie Landry, la empresa de ingeniería que supervisó la renovación de los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado del edificio en cuestión.

RESIDENTES EN CONTROL DE NIVEL DE CONFORT

Las unidades proporcionan calefacción y enfriamiento para habitaciones individuales, tienen forma vertical (mientras que una terminal de aire acondicionado empaquetada tradicional es horizontal) y se instalan dentro de un cuarto de servicio. Aunque las unidades estén ocultas a la vista, los inquilinos pueden modificar su nivel de comodidad con controles de calefacción y enfriamiento que tienen a mano.

“En los edificios de apartamentos multifamiliares, les damos a los inquilinos tanto control sobre el sistema como quieran”, dice Peter Iodaci, director de Gestión Técnica de Friedrich, a Eneref Institute. “Los inquilinos pagan las facturas, por lo que deben tener el control absoluto”.

Los sistemas con tecnología inverter son comúnmente utilizados en edificios comerciales. Las unidades instaladas en los apartamentos individuales del edificio de gran altura de Atlanta están entre las primeras de su tipo diseñadas para edificios residenciales multifamiliares. Y debido a que son unidades de aire acondicionado individuales, se pueden reparar individualmente en cada habitación. Algunas unidades de repuesto incluso se almacenaron en el mismo edificio en caso de que una unidad deba ser reemplazada en el futuro, lo que se puede hacer sin necesidad de una capacitación o certificación especializada.

SELECCIONANDO EL SISTEMA CORRECTO

Los datos analizados por Eneref Institute señalan que, si bien el costo inicial de los sistemas con tecnología inverter tiende a ser más alto que el de las unidades tradicionales de una etapa, el costo del ciclo de vida, que representa el uso de energía durante la vida útil del sistema, permite un rápido rendimiento de la inversión. Con un ahorro de energía anual de $500 por apartamento, el rendimiento de la inversión en el edificio de Atlanta se amortizó en tan solo dos años y medio. Y el costo de las 154 unidades individuales fue aproximadamente un tercio menos por tonelada de aire acondicionado que el de un sistema tradicional.

Según Raymond Kuniansky Jr, director de Desarrollo de Columbia Residential, su equipo consideró varios factores durante la renovación: quién se beneficiaría, cómo

iba a afectar los costos de alquiler y de operación del edificio el sistema elegido, si la eficiencia del sistema sería consistente con las certificaciones ecológicas necesarias y si había una opción más asequible.

“Hablamos mucho sobre la necesidad de ser más agresivos en la búsqueda de la eficiencia energética, pero en una sociedad capitalista, lo más importante es el rendimiento de la inversión”, dice Kuniansky. “Sin embargo, nosotros también pensamos en el bienestar de la sociedad en términos más amplios”.

UN VALIOSO DISEÑO

La compañía J.M. Wilkerson fue contratada como contratista general para construir el edificio de acuerdo con el diseño producido por Surber Barber Choate + Hertlein Architects, quienes, junto con la empresa de ingeniería Safaie Landry, especificaron las unidades de aire acondicionado VRF que finalmente se instalaron.

El arquitecto Tom Little explica: “Lo discutimos con Columbia Residential y con nuestros ingenieros y tomamos la decisión de instalar las unidades VRF desde el comienzo del proceso de diseño”.

El ingeniero Amir Safaie concuerda: “Columbia entendió el valor que estaban obteniendo. No tuvimos que convencerlos. Fue el bienestar térmico, el control de la humedad y la alta eficiencia energética”.

John Mobley, vicepresidente de Ventas y Marketing de Mobley Sales fue quien hizo la venta del sistema. “Hace falta tener un propietario que reconozca que el costo inicial es una oferta reveladora”, explica Mobley. “Pero con 20 SEER, la eficiencia de la unidad es difícil de negar”.

LA NECESIDAD DE AIRE EXTERIOR ACONDICIONADO

Según Amir Safaie, también se eligió el sistema VRF empaquetado debido a la manera en que provee aire fresco al edificio y por cómo controla la humedad. La unidad está diseñada para que introduzca el aire fresco del exterior a través de la bobina del evaporador primario y de los filtros de calidad MERV 8 (Minimum Efficiency Reporting Value, Informe de Eficiencia Mínima). El sistema puede ser una alternativa a distribuir aire exterior en las habitaciones individuales por medio de conductos. Y debido a que acondiciona efectivamente el aire exterior, puede ayudar a cumplir con los estándares ASHRAE 62.1-2013 (Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado) para la calidad del aire interior.

“Nuestro propósito principal no era solo la energía, sino también la comodidad de los residentes. Sin embargo, esto obviamente dará la mejor eficiencia energética para ese sistema y ese tipo de edificio”, dice Safaie. “Podríamos haber optado por una unidad estándar vertical, pero con este sistema íbamos a tener un mejor control sobre la

humedad”.

Una unidad estándar vertical puede introducir aire exterior húmedo en el espacio, lo que podría conllevar al crecimiento de moho y hongos, especialmente con sistemas de velocidad fija que están optimizados para la eficiencia a expensas del control de la humedad.

Los aires acondicionados con tecnología inverter instalados en el edificio utilizan un sistema de sensores de temperatura y humedad para monitorear constantemente las condiciones del espacio.

NO SE REQUIEREN CONDUCTOS

Más allá de resolver los desafíos técnicos de la calefacción y el enfriamiento, el arquitecto Tom Little eligió un diseño vertical porque no había espacio libre en el techo para los conductos.

“Cuando dirigimos la atención de todos hacia esta unidad, pensaron que era un gran sistema. Creo que se dieron cuenta de que combinaba todo lo que necesitábamos en uno. Era una unidad superior”, dice Little.

El ingeniero Safaie coincide: “Hay otros fabricantes que tienen sistemas similares a este, pero no tienen la refrigeración variable. Y esta unidad tiene la capacidad de controlar la entrada de aire fresco”.

CERTIFICACIONES DEL PROGRAMA DE EFICIENCIA

Como parte del programa de la Atlanta Housing Authority, la cual está regulada por el Departamento de Vivienda y Desarrollo Urbano, el edificio tiene una restricción de alquiler fija por 30 años. El estado de Georgia ha estado luchando por edificios más ecológicos a través de su programa de crédito fiscal durante dos décadas. Cada año, a medida que el programa se fortalece y con los comentarios de la comunidad, los requisitos cambian. Columbia Residential trabajó con consultores externos en el diseño del edificio para obtener las certificaciones de los programas de eficiencia.

RESIDENTES A LA VANGUARDIA DEL DISEÑO SOSTENIBLE

El periodo de renovación del edificio fue de un año y durante este tiempo, los inquilinos fueron trasladados a otro lugar. La coraza del edificio, el interior y los sistemas de aire acondicionado, plomería y electricidad se modernizaron. Según entrevistas realizadas por Eneref Institute, regresar a una casa remodelada de manera más eficiente valió la pena para los inquilinos.

“Desde que todos regresamos a casa, la vida se ha vuelto mucho más cómoda”, dice el residente Corey Sanders. “El nuevo aire acondicionado es más rápido, más silencioso y nos ahorra dinero”.

Raymond Kuniansky, de Columbia Residential, comenta: “Estamos proveyendo hogares para personas con ingresos bajos y fijos, por lo que cada dólar marca la diferencia. Tratamos de asegurarnos de que lo que estábamos haciendo mejoraba el bienestar de los residentes y contribuía a una reducción del costo de vida en las unidades”.

Y el arquitecto Tom Little señala: “Lo asombroso del edificio es que ofrece una opción asequible para una población principalmente mayor en el centro del Midtown de Atlanta, un gran recurso que no existe en ningún otro punto de ese lugar”.

El edificio de gran altura se construyó a principios de los años setenta, mucho antes de que el Midtown de Atlanta floreciera. Los aires acondicionados con flujo variable de refrigerante permiten a los residentes del edificio una comodidad de enfriamiento más constante y fueron una inversión inteligente por parte de la Atlanta Housing Authority para reducir el consumo de energía.

MOTORES ELÉCTRICOS

PARA INSTALACIONES.

Se puede definir al motor eléctrico como una máquina capaz de transformar la energía eléctrica en trabajo mecánico. Y, a pesa de que se trata de una máquina térmica se definiría mejor, dicho motor, haciendo uso de la Física Termodinámica, en el sentido de que visto a través de esta, a este motor se le puede definir también como “transformador de energía”. Es decir, que se trata de una máquina que transforma la energía eléctrica en energía mecánica, no sin el consiguiente desprendimiento de calor, éste como energía residual.

Dicho esto siempre con arreglo al siguiente razonamiento que recoge la igualdad que damos a conocer:

Energía eléctrica= Energía mecánica + Energía residual.

O lo que es igual:

Kilowatios= Kilográmetros + Calor temperatura.

Sin embargo, del vasto campo que supone la disciplina eléctrica, creemos haber tocado hasta ahora aquel aspecto de esta, que en mayor o menor medida corresponde a nuestra parcela termo frigorífica, procurando al mismo tiempo orientar no es otra cosa que el objetivo de este capítulo.

En pro de su más adecuado conocimiento, empezaremos por dar a conocer, antes que sus propias características técnicas elementales, algo más panorámico y global sobre los motores en genera, recogido y resumido en el siguiente cuadro de clasificaciones.

Ahora bien, como entidad mecánica, el motor eléctrico se compone, ante todo y primordialmente, de <<dos>> piezas o partes fundamentales (vea tabla). • El estator, como la parte fija del motor. • El rotor, como la parte móvil del mismo.

MOTORES ELÉCTRICOS PARA INSTALACIONES.

Con tal fin, la figura 1 muestra de manera esquemática una conformación estructural del aparato, donde por lo menos se delimitan las ya citadas dos piezas fundamentales de la propia máquina.

PRIMERA CLASIFICACIÓN

Por razones de la naturaleza de la tensión, tenemos: • Motores de corriente continua (C,C). • Motores de corriente alterna (C.A)

SEGUNDA CLASIFICACIÓN

• Motores de transferencia en corto circuito. • Motores de transferencia por inducción.

TERCERA CLASIFICACIÓN

Por razones de sincronía, tenemos: • Motores de naturaleza síncrona. • Motores de naturaleza asíncrona

CUARTA CLASIFICACIÓN

• Motores monofásicos (de fase y neutro) • Motores bifásicos (de dos fases) • Motores trifásicos (de tres fases)

QUINTA CLASIFICACIÓN

Por razones de arranque, de marcha y de velocidad, tenemos: • Motores de arranque temporizado. • Motores de varias marchas. (velocidades) • Motores de dos velocidades.

Posteriormente, la figura 2 muestra también otra estructura del mismo motor, ahora algo más expedida en cuanto al número de elementos constituyentes que lo componen.

Pero, volviendo al terreno constructivo del aspecto mecánico de nuestro motor y más concretamente a sus piezas fundamentales, vamos a describir para cada una de las mismas lo siguiente:

Estator:

Se le considera como la primera de ambas partes, la que representa a la masa inmóvil del motor, por lo que lleva integrada como suyas las siguientes unidades: • Peana o soporte. • Envolvente o carcasa. • Bobinado del inductor. • Caja de bornas. • Placa de características. • Caja de rodamientos (cojinetes). • Anilla de suspensión.

Rotor:

Es otra parte fundamental del motor es la que representa la masa móvil del mismo, razón por la que lleva integradas, también como suyas, las siguientes unidades: • Eje de rotación. • Chaveta y porta chaveta • Delgas • Polea • Aspas del ventilador

Entrehierro

Se da el nombre de <<entrehierro>> al espacio existente entre lo que es el estator, frente a lo que es el rotor. Es decir, la frontera de lo que se supone es el inductor, con respecto al inducido.

Desarrollaremos ahora lo que ya hemos designado en páginas anteriores como modalidades o clasificaciones para los motores eléctricos, no sin hacer hincapié en aquellos tipos de aparatos que más directamente tengan que intervenir y relacionarse con nuestro mundo de las instalaciones.

MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA (C.C)

No hay diferencia esencial entre lo que entendimos motor de corriente continua y lo que es una dinamo.

Este tipo de motores está basado en la reversibilidad de las dinamos. Esto es así, de tal manera que, sí a las escobillas de una dinamo les aplicamos una tensión continua procedente de un tipo cualquiera de generador, por ejemplo, de otra dinamo, o batería de acumuladores, esta máquina que antes era una dinamo, ahora se no pondrá en marcha y funcionará como un verdadero motor eléctrico.

Sabido es que a una dinamo se la define como aquella máquina capaz de transformar el trabajo o energía mecánica, en energía eléctrica en trabajo (energía mecánica)

La figura 3 muestra, aunque de forma esquemática, una visión de conjunto más o menos amplia, de este tipo de máquinas, no en va también llamadas reversibles. Por lo demás, queda por señalar que este tipo de motores no son ni forman parte en los equipos de nuestras instalaciones.

MOTOR DE CORRIENTE ALTERNA (C.A)

Son los motores eléctricos que funcionan a base de consumir corriente alterna (c.a), son, sin lugar a dudas, las máquinas más pródigas en prestaciones y versátiles en utilidad, que podamos encontrar en cualquier tipo de instalación que pertenezca o no a nuestro oficio o parcela termo frigorífica.

Normalmente, esta variedad de motores, de naturales mono-polifásica, son de dureza y resistencia, fácil manejo y escaso coste de mantenimiento.

Como referencia gráfica véase la figura 1, y más explícitamente, la figura 2, ambas en este mismo capítulo. Dichas figuras nos ofrecen como máquina de principio lo más común de este tipo de motores.

Entre las variadas y múltiples características de este tipo de motores, parte ella será tratada más adelante, así como un aspecto constructivo de los mismos, como s el fenómeno de la <<polaridad>> que tan directamente afecta a la velocidad de rotación de los referidos motores.

La velocidad de rotación de un motor es inversamente proporcional al número de pares de polos, en el estator de este tipo de motores, como muestra el siguiente cuadro (figura 4): Rotor Eje Rotor

Estator

Peana

a) Alzado-sección longitudinal

b) Sección c) Perfil con transversal cojinetes Figuras 1 El motor como principio

Estator Polea

Rotor

Aspas

Eje a) Alzado-sección Bobinado del

Bobinado del rotor

Delga estator

Caja de bornas

b) Sección Transversal c) Perfil de alzado

Figuras 2 El motor eléctrico

Estator

Masas polares

Rotor

Colectores

Escobillas

Línea de Corriente

Figura 3 Motor de corriente continua

Figuras 4 Polarización de un estator

Figura 5

Figura 6

En la figura 4 hemos señalado, entre otros, aquellos casos de polaridad más usuales que puede presentar el estator de un motor, siempre en el entorno de la parcela técnica que nos movemos. Tocamos este apartado de la polaridad que concierne a la fabricación de cualquier motor eléctrico, porque la abundancia o no, de <<pares de polos>>, está directamente implicada, en lo que se ha dado en llamar y, que por tanto ya conocemos, como: la velocidad de rotación de un motor, expresada en revoluciones por minuto, es decir, (rpm) Esta circunstancia, que por lo demás siempre forma parte de las características técnicas de un motor, nos llega como consecuencia de la siguiente expresión:

Velocidad de Rotación = Frecuencia multiplicada por sesenta Y dividida por los pares de polos

Donde la <<frecuencia>>es el número de ciclos o período que la corriente de alimentación nos ofrece en cada segundo (50 períodos por segundo en Europa, 60p/s) en EE. UU. Y Enel factor <<sesenta>>, son los segundos de un minuto, tomando éste como unidad de tiempo normalizado básicamente, con lo cual reaparece la expresión de la manera siguiente:

Velocidad de Rotación =

50 X 60 1 par de polos = 3,000 rpm

Operación valedera para el primero de los seis casos representados en la figura 4, posición: a)

Nuevamente presentamos otro caso como, por ejemplo, el de la posición última (sexta), de la misma figura 4

Velocidad de Rotación = 50 X 60 = 500 rpm 6 par de polos

Por lo demás, no estimamos la necesidad de repetir ni de insistir sobre el mismo proceso operativo para las restantes posiciones intermedias.

Señalamos el hecho de que estas velocidades, en la práctica, se ven afectadas de cierta disminución, en el sentido de que, la de 3,000 rpm aparece con solo 2,900 rpm. Y que la de 1,500 rpm aparece con 1,450 rpm. Y así sucesivamente, ocurre lo mismo con todos los casos y tipos de motor.

MOTORES DE CORTO CIRCUITO O CIRCUITO CORTO

A medida que pasa el tiempo, este tipo de motores van en decadencia, provocando su desaparición, como se comprueba en su escasa presencia en cualquiera de las instalaciones. Esto, en cuanto al talante global de su actividad como máquina.

Pero dentro de lo que significa su progresiva desaparición en las instalaciones todavía existentes, no es extraño encontrar algún que otro ejemplar del referido tipo de motores, tal vez, en aquellas instalaciones frigoríficas a las que todavía no ha llegado en turno de la renovación.

Sin embargo, no por esto dejan de estar a la altura de los demás motores eléctricos, y aunque antiguos, también gozan de su correspondiente categoría técnica, a pesar de verse afectados por la dinámica evolutiva del progreso y desarrollo constructivo, que los va desterrando, como suele ocurrir con los otros tipos de máquinas.

La gran diferencia que separa este tipo de motores con respecto a los motores de inducción radica en que los de circuito corto se alimentan de la corriente eléctrica, a través de su propio rotor, como se intenta mostrar con la figura 5 aquí presente, haciéndolo por medio y con ayuda de los <<anillos rozantes>> también corrientemente llamados <<escobillas>>. Y, aunque se dice por anillos rozantes, en realidad son escobillas curvadas, que de la forma más convencional y simple, termina abrazando al rotor como se ha dicho.

Cabe también señalar que en este tipo de motores, es el rotor el que hace de inductor, mientras que el estator hace de inducido. No ocurre igual en los motores de inducción.

Para terminar y como norma para distinguir una clase de motor con respecto a la otra, diremos que son de circuito corto todos los que reciben corriente por el rotor, siendo de inducción los que la reciben por el estator y a través de la caja de bornas.

MOTORES DE INDUCCION

Decir motores de inducción equivale, hoy por hoy, a decir motores eléctricos en general. Sin que con esto queramos hacer definición, lo cierto es que motor de inducción es toda máquina eléctrica que recibe la corriente por el estator, dejando libre de movimiento al rotor. (Fig. 6).

Como ya señalamos al tratar de los motores en corto circuito, en estos motores es inevitable el desgaste mecánico de las <<escobillas>> o piezas de rozamiento.

Por el contrario, los motores de inducción no tienen este problema, por carecer de tales piezas, resultando así mas funcionales y también más económicos, incluso más útiles en cuanto a prestaciones técnicas de trabajo, al hacer la transformación de la energía eléctrica en mecánica.

La inducción, propiamente dicha, no es un patrimonio exclusivo de estos motores; dicha característica como tal, no es sino uno de los muchos fenómenos eléctricos que forman parte de esta disciplina.

Pero ya que nos encontramos en esta zona de la energía, o disciplina eléctrica, digamos que la inducción como fenómeno eléctrico, se presenta en forma de dos aspectos bien diferenciado que fundamentalmente se conocen como: • Inducción dinámica. • Inducción estática. La primera concierne y procede de las dinamos y de los alternadores, en los que las bobinas del inducido se mueven respecto del flujo magnético creado por los propios polos. La segunda, es aquella que procede de los bobinados de un transformador. Tanto el bobinado del inducido, como el del inductor, ambos se encuentran en una posición invariable respecto del campo magnético creado por el flujo de la ya conocida fuerza electromotriz.

MOTORES SINCRONOS

El motor síncrono, como máquina de trabajo, no ha resultado de utilidad sino en casos excepcionales. La denominación de <<síncrono>> le viene a ese motor porque funciona con velocidad de rotación síncrona. Esto quiere decir que su factor o índice de deslizamiento es un valor inexistente, por lo que se le considera igual a cero. (Fig. 7)

Dentro del tema del deslizamiento, digamos que se considera igual al desfase existente entre campo magnético de cualquier motor, con respecto al otro campo magnético que trae consigo la corriente de alimentación generado por el propio alternador. Aquí ocurre que en el síncrono no existe tal desfase, razón por la que el deslizamiento de este motor se califica como valor cero. En la figura se ve esquemáticamente la estructura de esta máquina, donde apreciamos como más sobresalientes los siguientes pormenores: el estator y su bobinado: el motor y su bobinado; el eje, y el entrehierro; los anillos colectores del rotor; la caja de bornas y las respectivas alimentaciones del rotor y del estator.

A este motor no se le puede clasificar ni como de inducción ni como de circuito en corto, a pesar de presentar ambas características como propias. Como se puede apreciar, también en la misma figura, a este motor se le alimenta tanto por el estator, como por el propio rotor. Por el estator se le conecta a la corriente alterna trifásica, y al mismo tiempo se conecta sobre el rotor una línea de corriente continua. Se ve claramente que en este tipo de motores hay que tener disponibles las dos fuentes de alimentación continua y alterna.

Reiteramos lo dicho: este tipo de motores no tiene utilidad práctica en el campo operativo de nuestras instalaciones. Si lo ha de tener en otro terreno, como el de rectificador de desfase entre la tensión y la intensidad, o en el gobierno de sincronización de órdenes y movimientos.

MOTORES ASINCRONOS

Con esta variedad llegamos al motor más comúnmente utilizado para la c.a debido a su sencillez y construcción sólida, de bajo costo y mantenimiento. Se le llama así por el hecho de que el campo magnético giratorio del bobinado estatórico induce igualmente corrientes alternas en el bobinado del rotor.

La construcción del estator de estos motores es casi idéntica a la de los motores síncronos. Sin embargo, sus rotores son notablemente diferentes. Otra particularidad de este tipo de motor radica en la escasísima amplitud dada al entrehierro. La razón es tratar de conseguir así la máxima fuerza y rendimiento de la máquina, debido también al mayor aprovechamiento del correspondiente campo magnético generado entre ambas piezas fundamentales, como son el rotor y el estator.

El campo magnético generado en el estator induce otro campo magnético en el rotor, y al reaccionar ambos campos entre sí, es la razón por la que se produce el movimiento.

Los motores asíncronos de inducción (que así se denominan por llevar ambas características unidas), son por lo general en relevancia notable – por no decir absoluta- en toda la amplitud de la parcela técnica que constituye el amplio espectro termo frigorífico de nuestro oficio. (fig. 8)

La figura contempla uno de los ejemplares que configuran las innumerables marcas y modelos existentes en el mercado.

Figura 7

a) Alzado-perfil posterior

b) Alzado-perfil lado polea

Figura 8

VENTILACIÓN Y EXTRACCIÓN en cocinas industriales y domésticas

Con información de: ASHRAE, S&P Sistemas de Ventilación SLU, Teka Group. Imágenes: 123RF. Figuras: S&P Sistemas de Ventilación SLU.

Día a día en millones de cocinas industriales y domésticas alrrededor del mundo los procesos de cocción generan gases y vapores contaminantes los cuales deben ser eliminados correctamente basados en procesos de adsorción y absorción.

ADSORCIÓN

La adsorción resulta de la atracción electrostática y retención sobre la superficie del adsorbente de la molecula en fase vapor o gas que se desea retirar del aire. Los materiales adsorbentes que se acostumbra usar son el carbón activado, gel de sílice, zeolitas, arcillas porosas o filtros moleculares, entre otros. Durante el proceso de activación del carbón, se produce una enorme cantidad de microporos en la superficie del mismo, dando lugar a una muy elevada relación volumen-superficie, que permite disponer de una gran capacidad de retención de sustancias químicas presentes en el ambiente, dado su carácter no polar el carbón activado tiene especial afinidad por los gases orgánicos. El carbón activo es muy eficiente frente a estos compuestos volátiles orgánicos, y algunos inorgánicos como el dióxido de azufre u ozono, pero es menos eficaz frente a otros contaminantes de menor peso molecular como el formaldehido o el amoniaco. Es muy importante tener en consideración que este tipo de sistemas deben ser sometidos a un mantenimientro muy riguroso, ya que una vez saturada la superficie adsorbente se vuelven completamente ineficaces e incluso pueden dar lugar a fenómenos de desorción en condiciones de temperatura y humedad determinadas, devolviendo al ambiente los contaminantes enteriormente retenidos.

ABSORCIÓN

Por otra parte la absorción de contaminantes, por el contrario lleva aparejada la compartición de electrones

entre las moléculas a retener y el absorbente, dando lugar a un verdadero enlace químico. La reacción química puede prodicirse sobre el substrato del material absorvente o sobre algún producto con el que se impregne el mismo, lo cual permite diseñar absorbentes a medida según el contaminante que se desee retirar. La reacción puede dar lugar a un cambio en la composición del aire, por ejemplo, un substrato de gel de sílice impregnado en permanganato potásico, promovería la reacción de diversos compuestos volátiles orgánicos por oxidación en dióxido de carbono y agua, que se desorve de nuevo en la corriente de aire. O bien, se pueden producir reacciones que fijan los contaminantes directamente en el substrato, lo cual provoca un desgaste del producto quimico impreganado. Actualmente se han desarrollado sistemas filtrantes mixtos que combinan, la capidad adsorbente o absorvente del carbón activo u otros productos químicos con medios filtrantes de fibras, lo cual permite disponer de un único panel con doble funcionalidad.

FUENTES DE COMBUSTIÓN

En las instalaciones de cocinas industriales y comerciales, las mayores fuentes de combustión son los equipos de gas, (generalmente en las cocinas domésticas las emisiones de las estufas, hornos y en los equipos antiguos los pilotos de control ya que en los equipos modernos los pilotos de control han sido sustituidos por bujias de encendido), estos equipos no se ventilan al exterior y pueden contribuir a los niveles interiores de CO, NO, NO 2 y HCHO donde la mayor parte de las emisiones se descargan al exterior. En el caso de las instalaciones de gas natural en cocinas puede ser también una fuente de Rn-222, sin embargo la cantidad de radiación liberada no es por lo regular excesiva. En casos de contaminación del aire mas extremos en cocinas encontramos las antiguas estufas y hornos de leña, los cuales realizan una combustión menos completa y deficiente que los hornos de petróleo o gas, por esta razón las emisiones son mayores, por ello a pesar de que se supone que la mayoría de las emisiones se descargan al exterior, las fugas y la operación inadecuada de los sistemas de conducción de gas podrán producir emisiones internas.

VENTILACIÓN

Respecto a la ventilación de este tipo de espacios una velocidad apropiada de ventilación para la cocina de un restaurante constituye una aplicación que requiere la consideración de las emisiones procedentes de diversos equipos. A pesar de que esta situación es , por lo general, mas severa que para las cocinas domésticas, los procedimientos son esencialmente los mismos en ambas aplicaciones. Entre ellas se incluye un completo inventario de las fuentes de combustión asi como un estimado del uso común.

NORMATIVA

En el terreno de la normativa para estos sistemas e instalaciones se encuentra la NBE-CPI 96 (Norma Básica de Edificación, Condiciones de Protección Contra Incendios), la cual debe cumplir la cocina en lo que respecta a la posible utilización de extractores capaces de soportar temperaturas de 450°C durante 90 minutos. Según dicha norma, los extractores y su acometida eléctrica en todas las instalaciones de Uso Docente, en cocinas con una superficie mayor a 20 m², en Uso Hospitalario, o de más de 50 m² para todo tipo de instalaciones, deben garantizar su funcionamiento durante 90 minutos, al menos, evacuando humos a una temperatura de 450°C. Además, en la misma NBE-CPI 96 se especifica que el sistema de evacuación de los humos será independiente de toda extracción o ventilación y exclusivo para cada local de cocina. La campana, los conductos y los filtros estarán fabricados con materiales M0 (ininflamables).

Por otro lado, en España existe la norma UNE 100-165-92, de aplicación a cocinas de tipo comercial, que establece una serie de puntos de los que entresacamos los siguientes: • El borde de la campana estará a 2 m sobre el nivel del piso (salvando justo la cabeza del cocinero) y sobresaldrá 0.15 m por sus lados accesibles de la planta de cocción. • Los filtros metálicos de retención de grasas y aceites tendrán una eficacia mínimo del 90% en peso. Estarán inclinados de 45° a 60° sobre la horizontal y la velocidad de paso del aire será de 0.8 a 1.2 m/s con pérdidas de carga de 10/40 Pa a filtro limpio/sucio. • Los filtros estarán 1.2 m por encima de fuegos abiertos y más de 0.5 m de otros focos de calor. • La ventilación general de la cocina debe ser de 10 l/sm². • La depresión de la cocina respecto a locales adyacentes no debe ser superior a 5 Pa. • La temperatura del aire exterior a introducir en las cocinas no debe ser inferior a 14°C en invierno y superior a 28°C en verano. • Otros aspectos de la norma contemplan materiales y el diseño de conductos de descarga y la necesaria facilidad de inspección y mantenimiento.

CÁLCULO PRÁCTICO DEL CAUDAL

La norma UNE citada anteriormente da unas fórmulas para proceder al cálculo del caudal necesario para una correcta evacuación de los humos y vapores generados. Sin embargo, de forma genérica se viene utilizando las fórmulas indicadas en la figura 1a para campanas adosadas a la pared

con tres lados abiertos; y en la figura 1b para campanas tipo isla, de cuatro costados abiertos. Para campanas con un sólo lado abierto, el frontal, puede usarse la fórmula de caudal mínimo, Q mín:

Q = 1000 L x H

En todo caso el caudal no será inferior a una velocidad de paso de 0.25 m/s en la superficie tendida entre el borde de la campana y el plano de cocción en todo su perímetro abierto.

FILTROS

Los filtros, que actúan además como paneles de condensación de vapores, deberán ser preferiblemente metálicos, compuestos de varias capas de mallas con densidades crecientes para mejor retener las grasas en suspensión.

La superficie total debe calcularse: S [m²] = Q / 4.000

(Resultando velocidad de aire de aprox. 1 m/s) siendo conveniente repartirla entre dos o más paneles, fácilmente extraíbles y de dimensiones aptas para ser colocados en lavavajillas domésticos y someterles a un lavado cómodo con agua caliente y detergentes normales de cocina.

El borde inferior de los filtros debe entregar en un espacio recogedor de condensaciones y líquidos grasos, que pueda ser fácilmente vaciable o ser conducido a un depósito a propósito. La norma dice que este depósito no debe ser superior a 3 litros de capacidad.

COCINAS INDUSTRIALES

Las cocinas industriales de restaurantes, hoteles, hospitales, fábricas, etc. Mueven grandes masas de aire para poder controlar los contaminantes y por ello tiene mucha

mayor importancia su diseño y cálculo. Si las consideramos simples, o sea, que su caudal sea tomado del interior de la cocina y expulsado al exterior, prescindiendo del ahorro de energía de calefacción, uso frecuente en países de clima benigno con operaciones a ventanas abiertas, el cálculo, según las dimensiones indicadas en los dibujos, se contiene en cada tipo de la Figura 1.

Las posibles campanas de recirculación, para aplicaciones industriales, deben desaconsejarse a ultranza. Las campanas de cocinas industriales de lugares con épocas invernales frías, deben diseñarse siempre con aportación de aire primario exterior en evitación de malversar grandes cantidades de aire calefaccionado.

Por otra parte resultan también intolerables las corrientes de aire frío que inciden por la espalda a los cocineros ocupados en su labor debajo de las campanas. Un esquema muy corriente de campana con aportación de aire primario exterior es el de la Figura 2.

El caudal de aire primario Qp puede ser regulado por medio de compuertas accionables a mano, permitiendo en todo momento decidir la proporción idónea de la mezcla a extraer. Existen muchas variantes de campanas en el mercado que resuelven el problema de forma original, muchas veces protegida por patentes. En grandes cocinas todo el techo del local está tratado como si fuera una campana de extracción contínua. Combinan las entradas de aire primario con los caudales de extracción, el control de las condensaciones y líquidos grasos y los puntos de iluminación. Son sistemas de extracción que permiten cocinar en cualquier punto del local y repartir los fogones, las freidoras, los hornos, etc. sin tener en cuenta su ubicación más que por la logística del trabajo y no por situar los cocinados debajo de las áreas de extracción, ya que todo el techo es aspiración, el dibujo de la Figura 3 ilustra un sistema de este tipo.