Materiales de Construcción

Un material de construcción es una materia prima o con más frecuencia un producto manufacturado, empleado en la construcción de edificios u obras de ingeniería civil.

Orígenes

Desde sus comienzos, el ser humano ha modificado su entorno para adaptarlo a sus necesidades. Para ello ha hecho uso de todo tipo de materiales naturales que, con el paso del tiempo y el desarrollo de la tecnología, se han ido transformando en distintos productos mediante procesos de manufactura de creciente sofisticación. Los materiales naturales sin procesar (arcilla, arena,mármol) se suelen denominar materias primas, mientras que los productos elaborados a partir de ellas (ladrillo, vidrio, baldosa) se denominan materiales de construcción.

No obstante, en los procesos constructivos muchas materias primas se siguen utilizando con poco o ningún tratamiento previo. En estos casos, estas materias primas se consideran también materiales de construcción propiamente dichos.

Por este motivo, es posible encontrar un mismo material englobado en distintas categorías: por ejemplo, la arena puede encontrarse como material de construcción (lechos o camas de arena bajo algunos tipos de pavimento), o como parte integrante de otros materiales de construcción (como los morteros), o como materia prima para la elaboración de un material de construcción distinto (el vidrio, o la fibra de vidrio).

Los primeros materiales empleados por el hombre fueron el barro, la piedra, y fibras vegetales como madera o paja.

Los primeros "materiales manufacturados" por el hombre probablemente hayan sido los ladrillos de barro (adobe), que se remontan hasta el 13.000 a. C,1 mientras que los primeros ladrillos de arcilla cocida que se conocen datan del 4.000 a. C.1

Entre los primeros materiales habría que mencionar también tejidos y pieles, empleados como envolventes en las tiendas, o a modo de puertas y ventanas primitivas.

Características

Los materiales de construcción se emplean en grandes cantidades, por lo que deben provenir de materias primas abundantes y baratas. Por ello, la mayoría de los materiales de construcción se elaboran a partir de materiales de gran disponibilidad como arena, arcilla o piedra.

Además, es conveniente que los procesos de manufactura requeridos consuman poca energía y no sean excesivamente elaborados. Esta es la razón por la que el vidrio es considerablemente más caro que el ladrillo, proviniendo ambos de materias primas tan comunes como la arena y la arcilla, respectivamente.

Los materiales de construcción tienen como característica común el ser duraderos. Dependiendo de su uso, además deberán satisfacer otros requisitos tales como la dureza, la resistencia mecánica, la resistencia al fuego, o la facilidad de limpieza.

Por norma general, ningún material de construcción cumple simultáneamente todas las necesidades requeridas: la disciplina de la construcción es la encargada de combinar los materiales para satisfacer adecuadamente dichas necesidades.

Propiedades de los materiales

Con objeto de utilizar y combinar adecuadamente los materiales de construcción los proyectistas deben conocer sus propiedades. Los fabricantes deben garantizar unos requisitos mínimos en sus productos, que se detallan en hojas de especificaciones. Entre las distintas propiedades de los materiales se encuentran:

1. Densidad: relación entre la masa y el volumen
2. Higroscopicidad: capacidad para absorber el agua
3. Coeficiente de dilatación: variación de tamaño en función de la temperatura
4. Conductividad térmica: facilidad con que un material permite el paso del calor
5. Resistencia mecánica: capacidad de los materiales para soportar esfuerzos
6. Elasticidad: capacidad para recuperar la forma original al desaparecer el esfuerzo
7. Plasticidad: deformación permanente del material ante una carga o esfuerzo
8. Rigidez: la resistencia de un material a la deformación

Regulación

En los países desarrollados, los materiales de construcción están regulados por una serie de códigos y normativas que definen las características que deben cumplir, así como su ámbito de aplicación.

El propósito de esta regulación es doble: por un lado garantiza unos estándares de calidad mínimos en la construcción, y por otro permite a los arquitectos e ingenieros conocer de forma más precisa el comportamiento y características de los materiales empleados.

Las normas internacionales más empleadas para regular los materiales de construcción son las normas ISO.

En España existe la entidad certificadora AENOR con el mismo propósito.

Nomenclatura

Puesto que los productos deben pasar unos controles de calidad antes de poder ser utilizados, la totalidad de los materiales empleados hoy día en la construcción están suministrados por empresas. Para los materiales más comunes existen multitud de fábricas y marcas comerciales, por lo que el nombre genérico del material se respeta (cemento, ladrillo, etc). Sin embargo, cuando el fabricante posee una parte importante del mercado, es común que el nombre genérico sea sustituido por el de la marca dominante. Este es el caso del fibrocemento (Uralita), delcartón yeso (Pladur), o de los suelos laminados (Pergo). Tampoco es inusual que determinados productos, bien sea por ser más específicos, minoritarios, o recientes, sólo sean suministrados por un fabricante. En estos casos, no siempre existe un nombre genérico para el material, que recibe entonces el nombre o marca con el que se comercializa. Esta situación se produce frecuentemente en materiales compuestos (como en algunos paneles sandwich) o en composites muy especializados.

Tipos

Atendiendo a la materia prima utilizada para su fabricación, los materiales de construcción se pueden clasificar en diversos grupos:

Arena

Se emplea arena como parte de morteros y hormigones

Arena

El principal componente de la arena es la sílice o dióxido de silicio (SiO2). De este compuesto químico se obtiene:

Vidrio, material transparente obtenido del fundido de sílice.

Fibra de vidrio, utilizada como aislante térmico o como componente estructural (GRC, GRP)

Vidrio celular, un vidrio con burbujas utilizado como aislante.

Arcilla

La arcilla es químicamente similar a la arena: contiene, además de dióxido de silicio, óxidos de aluminio y agua. Su granulometría es mucho más fina, y cuando está húmeda es de consistencia plástica. La arcilla mezclada con polvo y otros elementos del propio suelo forma el barro, material que se utiliza de diversas formas:

Barro, compactado "in situ" produce tapial

Cob, mezcla de barro, arena y paja que se aplica a mano para construir muros.

Adobe, ladrillos de barro, o barro y paja, secados al sol.

Cuando la arcilla se calienta a elevadas temperaturas (900ºC o más),2 ésta se endurece, creando los materiales cerámicos:

Ladrillo, ortoedro que conforma la mayoría de paredes y muros.

Teja, pieza cerámica destinada a canalizar el agua de lluvia hacia el exterior de los edificios.

Gres, de gran dureza, empleado en pavimentos y revestimientos de paredes. En formato pequeño se denomina gresite

Azulejo, cerámica esmaltada, de múltiples aplicaciones como revestimiento.

De un tipo de arcilla muy fina llamada bentonita se obtiene:

Lodo bentonítico, sustancia muy fluida empleada para contener tierras y zanjas durante las tareas de cimentación

Piedra

La piedra se puede utilizar directamente sin tratar, o como materia prima para crear otros materiales. Entre los tipos de piedra más empleados en construcción destacan:

Granito, tradicionalmente usado en toda clase de muros y edificaciones, actualmente se usa principalmente en suelos (en forma de losas), aplacados y encimeras. De esta piedra suele fabricarse el:

Adoquín, ladrillo de piedra con el que se pavimentan algunas calzadas.

Mármol, piedra muy apreciada por su estética, se emplea en revestimientos. En forma de losa o baldosa.

Pizarra, alternativa a la teja en la edificación tradicional. También usada en suelos.

Caliza, piedra más usada en el pasado que en la actualidad, para paredes y muros.

Arenisca, piedra compuesta de arena cementada, ha sido un popular material de construcción desde la antigüedad.

La piedra en forma de guijarros redondeados se utiliza como acabado protector en algunas cubiertas planas, y como pavimento en exteriores. También es parte constitutiva del hormigón

Grava, normalmente canto rodado.

Mediante la pulverización y tratamiento de distintos tipos de piedra se obtiene la materia prima para fabricar la práctica totalidad de los conglomerantes utilizados en construcción:

Cal, Óxido de calcio (CaO) utilizado como conglomerante en morteros, o como acabado protector.

Yeso, sulfato de calcio semihidratado (CaSO4 · 1/2H2O), forma los guarnecidos y enlucidos.

Escayola, yeso de gran pureza utilizado en falsos techos y molduras.

Cemento, producto de la calcinación de piedra caliza y otros óxidos.

El cemento se usa como conglomerante en diversos tipos de materiales:

Terrazo, normalmente en forma de baldosas, utiliza piedras de mármol como árido.

Piedra artificial, piezas prefabricadas con cemento y diversos tipos de piedra.

Fibrocemento, lámina formada por cemento y fibras prensadas. Antiguamente de amianto, actualmente de fibra de vidrio.

El cemento mezclado con arena forma el mortero: una pasta empleada para fijar todo tipo de materiales (ladrillos, baldosas, etc), y también como material de revestimiento (enfoscado) cuando yeso y cal no son adecuados, como por ejemplo en exteriores, o cuando se precisa una elevada resistencia o dureza.

Mortero

Mortero monocapa, un mortero prefabricado, coloreado en masa mediante aditivos

El cemento mezclado con arena y grava forma:

Hormigón, que puede utilizarse solo o armado.

Hormigón, empleado sólo como relleno.

Hormigón armado, el sistema más utilizado para erigir estructuras

GRC, un hormigón de árido fino armado con fibra de vidrio

Bloque de hormigón, similar a un ladrillo grande, pero fabricado con hormigón.

El yeso también se combina con el cartón para formar un material de construcción de gran popularidad en la construcción actual, frecuentemente utilizado en la elaboración de tabiques:

Cartón yeso, denominado popularmente Pladur por asimilación con su principal empresa distribuidora, es también conocido como Panel Yeso.

Otro material de origen pétreo se consigue al fundir y estirar basalto, generando:

Lana de roca, usado en mantas o planchas rígidas como aislante térmico.

Metálicos

Los más utilizados son el hierro y el aluminio. El primero se alea con carbono 

para formar:

Acero, empleado para estructuras, ya sea por sí solo o con hormigón, formando entonces el hormigón armado.

Perfiles metálicos

Redondos

Acero inoxidable

Acero cortén

Otros metales empleados en construcción:

Aluminio, en carpinterías y paneles sandwich.

Zinc, en cubiertas.

Titanio, revestimiento inoxidable de reciente aparición.

Cobre, esencialmente en instalaciones de electricidad y fontanería.

Plomo, en instalaciones de fontanería antiguas. La ley obliga a su retirada, por ser perjudicial para la salud.

Fuente:Material_de_construccion

Materiales y distribución de una oficina

Instalaciones de recepción y despacho inadecuadas pueden obstruir la producción. La situación de la recepción es un punto clave en cualquier distribución; allí es donde se origina el flujo o circuito de material. 

Definir las actividades de recepción es un requisito previo para la distribución de dicha sección. Es importante conocer del material, como llega, la condición, las cantidades, pesos y tamaños. Si se trata de realizar una redistribución o mejora de disposición, obtenemos la información examinando los registros existentes (informe de recepción, transferencias, devoluciones, etc.). A través de los mismos conocemos los datos necesarios que se pueden modificar de acuerdo con condiciones previstas. El embarque o expedición es otra zona clave. Para determinar el tipo de departamento de embarque es necesario conocer lo que se planea embarcar. En el caso de una redistribución se pueden obtener detalles de los registros presentes y pasados, modificados por los cambios previstos.

 OFICINAS. DIFERENCIAS ENTRE LA DISTRIBUCIÓN DE PLANTA DE UNA OFICINA Y LA DISTRIBUCIÓN DE PLANTA DEL ÁREA DE FABRICACIÓN. 

La oficina difiere de la fabrica en tres puntos principales: El producto. El ámbito físico. El ámbito social. Una fábrica produce artículos. Estos artículos se transportan mediante transportadores y montacargas; los servicios generales de una fábrica incluyen gas, agua, aire comprimido, eliminación de desechos y alto consumo de energía así como redes de teléfono y de computadoras. Un criterio de distribución es reducir al mínimo el costo de transporte. Una oficina produce información subdividida en artículos físicos (papeleos, incluyendo insumos y productos de computadoras), archivos electrónicos e información oral (conversaciones personales y telefónicas); los papeles se transportan a mano o a pie y en ocasiones por correo. Los servicios generales son teléfonos y computadoras y una pequeña cantidad de energía eléctrica y eliminación de desechos. 

La segunda diferencia, el ámbito físico; tienden a ser mejor para la oficina que para la fábrica, la iluminación de la oficina tiende a ser ligeramente mejor que la de la fábrica mejor, porque las tareas en aquellas son más cansadas para la vista. Los problemas de toxicología y ventilación son mínimos dentro de la oficina, ya que en ella rara vez hay fuentes de contaminación. La acústica tiende a ser mejor en la oficina, porque el ruido que interfiere la comunicación oral puede distraer a quien realice el papeleo. El control del clima tiende a ser considerablemente mejor, debido a que no hay grandes fuentes de calor dentro del espacio ni alta densidad de trabajadores por pie cúbico, y por la idea tradicional de que los oficinistas deben recibir mejor trato que los obreros. Ésta es la tercera diferencia entre la oficina y la fábrica: el ámbito social. 

(Articulo enviado por: Tomas Morel, Universidad de Zulia)

Fuente: arqhys

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Cómo construir estantes y cajones de madera deslizables para la cocina

Los estantes y cajones deslizables tienen muchas similitudes en el diseño y la construcción. Incluso el proceso de instalación para ambos es el mismo. Una de las únicas diferencias entre los dos modelos es que los cajones tienen paneles de revestimiento, en lugar de un estante con una superficie plana. La construcción casera de los estantes y gavetas deslizables para tu cocina es una solución barata y eficaz para almacenar artículos más grandes en la cocina sin tener que agacharte y buscar en los estantes del gabinete. En su lugar, estas soluciones simples te permiten ahorrar tiempo y organizarte en la cocina.

Nivel de dificultad: Moderada

Instrucciones

Quita todos los artículos del gabinete donde instalarás los estantes y/o cajones deslizables. El gabinete debe estar completamente vacío, incluyendo los estantes integrados en él. Retira los estantes con la sierra recíproca o mediante la eliminación de los soportes que sujetan la plataforma en su lugar.

Coloca la cinta métrica en el interior del gabinete para obtener el ancho y la longitud total de la estructura del gabinete. La longitud es la distanciahorizontal entre los dos paneles laterales, mientras que la anchura es la distancia entre el panel posterior y la parte frontal del armario. Anota las dimensiones.

Ajusta las dimensiones para que se adapten al gabinete dado. Resta 1 pulgada (2,5 cm) de la medición de la longitud total para hacer espacio para las pistas de deslizamiento y resta por lo menos 1 pulgada (2,5 cm) de la dimensión de anchura, para que el cajón o estante no golpee la parte trasera o la puerta dentro del gabinete.

Pon la hoja de madera contrachapada sobre una superficie plana, y dibuja 2 paneles de fondo con el lápiz y la regla, uno para el cajón y uno para el estante. Ambos deben medir la anchura y la longitud ajustadas. Para el cajón, corta 2 paneles laterales adicionales utilizando la dimensión de anchura ajustada y una altura de 2 pulgadas (5 cm). Dibuja 2 paneles de extremo midiendo 2 pulgadas (5 cm) de altura del ajuste, menos 2 pulgadas (5 cm) para los paneles laterales.

Corta los 6 paneles usando una sierra recíproca. Sigue las líneas de lápiz de manera uniforme para un corte limpio. Lija los bordes y los lados con papel de lija para eliminar todas las astillas y grietas.

Coloca los 2 paneles laterales uno frente a otro en sus lados de 1 pulgada (2,5 cm), para que sean paralelos entre sí. Coloca los paneles extremos entre ellos cerca de los bordes, para crear una caja rectangular. Clava las esquinas juntas con clavos de 2 pulgadas (5 cm) de largos y un martillo. Ubica uno de los paneles de fondo en la parte superior de la estructura para crear un cajón. Clava todo el perímetro, espaciando los clavos por lo menos a 1 pulgada (2,5 cm) de distancia.

Separa las pistas de deslizamiento, para tener una pista base con una superficie plana, y una pista de deslizamiento con orificios de instalación para el estante o cajón. Haz esto para un segundo par de pistas de deslizamiento, para tener un total de 4 pistas de base y 4 pistas de deslizamiento.

Alinea las pistas de deslizamiento hacia arriba a los lados del estante, para que se alinee con el lado ancho. Instala los rieles en el estante con los tornillos de 1/2 pulgada (1 cm) y un destornillador de mano. Repite este paso con el cajón, para que se alinee con el panel inferior del cajón, no con los paneles laterales del cajón. Utiliza el mismo método de instalación.

Utiliza la cinta métrica, un lápiz y un nivel para determinar la ubicación tanto del estante como del cajón deslizante dentro de tu armario de la cocina. Instala uno de los dos cerca de la parte inferior del armario, mientras que otro debe estar cerca de la mitad, con al menos 10 pulgadas (25 cm) de espacio por encima de la superficie. Dibuja, con el lápiz y el nivel, una línea horizontal en el panel lateral del gabinete. Repite el procedimiento en el lado opuesto de la caja con la misma altura, para que el estante y el cajón tengan una línea en cada lado.

Ubica una sola pista base sobre una línea de lápiz e instálala en la pared lateral del gabinete con los tornillos de 1/2 pulgada (1,25 cm) y un destornillador de mano. Repite este paso hasta que las 4 pistas base se hayan instalado en las líneas de lápiz dibujadas. Inserta el estante y el cajón en un conjunto de pistas base, para que ambos estén instalados dentro del armario.

Consejos y advertencias

Los estantes deslizables se utilizan para almacenar artículos de cocina más grandes como: ollas, sartenes y aparatos de mesa. Los cajones deslizables se utilizan para almacenar objetos pequeños, tales como: especias, carretes de madera y cucharas de colada, paquetes de salsa o bolsas de papel de harina de avena, latas de comida o pasta. Las cajas de madera pueden crear aún más organización en el cajón.

Fuentes: ehowenespanol

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Sistema de Refrigeracion (Parte III) Consumo energetico.

Consumo energético

El costo que actualmente representa la energía eléctrica es de vital importancia en una especialidad como el aire acondicionado que requiere un elevado consumo, por lo que su reducción representa una de las premisas básicas en los criterios de diseño.

Para ello, existen numerosas tecnologías y medios de aplicación, que se centran fundamentalmente en el ajuste de las necesidades, la utilización de fuentes de energía no convencionales, el incremento de la eficiencia y la recuperación de la energía residual, independientemente de utilizar equipos de alto rendimiento.

El apropiado uso del aislamiento térmico en el edificio, contribuye un elemento fundamental, dado que ellos implica equipos de aire acondicionado más pequeños con un consumo energético menor durante toda su vida útil del edificio. A su vez la aislación térmica reduce al mínimo las pérdidas de calor en los equipos, unidades de tratamiento de aire y la red de conductos y cañerías de la instalación.

Por otra parte, es indispensable la adopción de soluciones arquitectónicas que tiendan a la reducción de consumo energético teniendo en cuenta el aprovechamiento de la radiación solar, protecciones y una adecuada especificación de aventanamientos para reducir infiltraciones.

Es muy importante analizar la automatización de los circuitos de alumbrado y el empleo de lámparas de alto rendimiento, así también como reguladores que permitan un nivel de iluminación en función de las reales necesidades.

En el transcurso de un año de funcionamiento del sistema de climatización existen períodos de tiempo en los cuales las características del ambiente exterior del edificio son favorables para la climatización mediante el aire exterior, mediante un sistema economizador denominado comúnmente free-cooling, especialmente en la época intermedia.

Otro aspecto a considerar es el incremento de la eficiencia energética, mediante el fraccionamiento de la potencia de los equipos, con objeto de adaptar la producción de aire acondicionado a la demanda del calor del sistema, parcializando las unidades productoras a fin de conseguir en cada instante, el régimen de potencia más cercano al de máximo rendimiento. La utilización del ciclo bomba de calor para calefacción es recomendable en lugar de resistencias eléctricas y el empleo de gas natural para refrigeración con unidades enfriadoras de agua operando con el ciclo de absorción constituye una alternativa a considerar.

Otras formas de ahorrar energía consiste en la recuperación de calor de condensación aprovechando que los equipos frigoríficos desprenden en su funcionamiento gran cantidad de calor que convenientemente recuperada puede ser empleada para otros servicios o zonas frías del edificio o también el almacenamiento de energía enfriando agua o produciendo hielo en las horas de la noche cuando la tarifa energética es más económica, el que está destinado a recortar los picos térmicos diarios, permitiendo reducir de esa manera, el tamaño de los equipos acondicionadores.

Control automático

El automatismo se realiza básicamente mediante un termostato que comanda el funcionamiento de los equipos y un humidistato para el control de la humedad. Esto constituye uno de los aspectos primordiales, dado que si bien el diseño de la instalación se efectúa en función de las condiciones más desfavorables o críticas, el sistema debe efectuar correctamente adaptándose a todas las variables climáticas y de utilización que se requieren por lo que se debe contar con los controles automáticos adecuados, especialmente en el caso de necesidades reducidas o parciales.

Adicionalmente a la optimización del consumo en cada una de las instalaciones en grandes edificios, es conveniente adoptar un sistema de gestión integral que posibilite la operación y regulación de toda la instalación del consumo energético, así como una disminución de los costos de mantenimiento.

De esa manera, se obtiene el control directo de cada uno de los parámetros de la instalación, proporcionando en tiempo real la información de lo que está pasando en el edificio, pudiéndose tomar decisiones sobre elementos de ahorro energético, tales como selección de las condiciones interiores de confort, fijación de set-pint o parámetros de funcionamiento regulación de la iluminación, bombas de agua, etc.

Acondicionamiento de aire

En 1902 Willis Carrier sentó las bases de la maquinaria de refrigeración moderna y al intentar aplicarla a los espacios habitados, se encontró con el problema del aumento de la humedad relativa del aire enfriado, y al estudiar cómo evitarlo, desarrolló el concepto de climatización de verano.

Por aquella época un impresor neoyorquino tenía serias dificultades durante el proceso de impresión, que impedían el comportamiento normal del papel, obteniendo una calidad muy pobre debido a las variaciones de temperatura, calor y humedad. Carrier se puso a investigar con tenacidad para resolver el problema: diseñó una máquina específica que controlaba la humedad por medio de tubos enfriados, dando lugar a la primera unidad de refrigeración de la historia.

Durante aquellos años, el objetivo principal de Carrier era mejorar el desarrollo del proceso industrial con máquinas que permitieran el control de la temperatura y la humedad. Los primeros en usar el sistema de aire acondicionado Carrier fueron las industrias textiles del sur de Estados Unidos. Un claro ejemplo, fue la fábrica de algodón Chronicle en Belmont. Esta fábrica tenía un gran problema. Debido a la ausencia de humedad, se creaba un exceso de electricidad estática haciendo que las fibras de algodón se convirtiesen en pelusa. Gracias a Carrier, el nivel de humedad se estabilizó y la pelusilla quedó eliminada.

Debido a la calidad de sus productos, un gran número de industrias, tanto nacionales como internacionales, se decantaron por la marca Carrier. La primera venta que se realizó al extranjero fue a la industria de la seda de Yokohama en Japón en 1907.

En 1915, empujados por el éxito, Carrier y seis amigos reunieron 32.600 dólares y fundaron “La Compañía de Ingeniería Carrier”, cuyo gran objetivo era garantizar al cliente el control de la temperatura y humedad a través de la innovación tecnológica y el servicio al cliente. En 1922 Carrier lleva a cabo uno de los logros de mayor impacto en la historia de la industria: “la enfriadora centrífuga”. Este nuevo sistema de refrigeración se estrenó en 1924 en los grandes almacenes Hudson de Detroit, en los cuales se instalaron tres enfriadoras centrífugas para enfriar el sótano y posteriormente el resto de tienda. Tal fue el éxito, que inmediatamente se instalaron este tipo de máquinas en hospitales, oficinas, aeropuertos, fábricas, hoteles y grandes almacenes. La prueba de fuego llegó en 1925, cuando a la compañía Carrier se le encarga la climatización de un cine de Nueva York. Se realiza una gran campaña de publicidad que llega rápidamente a los ciudadanos formándose largas colas en la puerta del cine. La película que se proyectó aquella noche fue rápidamente olvidada, pero no lo fue la aparición del aire acondicionado.

En 1930, alrededor de 300 cines tenían instalado ya el sistema de aire acondicionado. A finales de 1920 propietarios de pequeñas empresas quisieron competir con las grandes distribuidoras, por lo que Carrier empezó a desarrollar máquinas pequeñas. En 1928 se fabricó un equipo de climatización doméstico que enfriaba, calentaba, limpiaba y hacía circular el aire y cuya principal aplicación era la doméstica, pero la Gran Depresión en los Estados Unidos puso punto final al aire acondicionado en los hogares. Hasta después de la Segunda Guerra Mundial las ventas de equipos domésticos no empezaron a tener importancia en empresas y hogares.

Fuente: Acondicionamiento de aire

Sistema de Refrigeración. Clasificación (Parte II)

Expansión Directa

Se caracterizan por que dentro del serpentín de los equipos, se expande el refrigerante enfriando el aire que circula en contacto directo con él.

 Dependiendo de su diseño, se distinguen varios tipos de aparatos:

Compactos autocontenidos: son aquellos que reúnen en un solo mueble o carcasa todas las funciones requeridas para el funcionamiento del aire acondicionado, como los individuales de ventana o, en caso de mayores capacidades, los del tipo roof-top que permiten la distribución del aire mediante conductos.

Sistemas separados o split system: se diferencian de los autocontenidos porque están repartidos o divididos en dos muebles, uno exterior y otro interior, con la idea de separar en el circuito de refrigeración la zona de evaporación en el interior de la zona de condensación en el exterior. Ambas unidades van unidas por medio de tuberías de cobre para la conducción del gas refrigerante.

Sistemas multi split: consisten en una unidad condensadora exterior, que se puede vincular con dos o más unidades interiores. Se han desarrollado equipamientos que permiten colocar gran cantidad de secciones evaporadoras con solo una unidad condensadora exterior mediante la regulación del flujo refrigerante, denominado VRV. Todas estas unidades son enfriadas por aire mediante un condensador y aire exterior circulando mediante un ventilador. También existen sistemas enfriados por agua que se diferencian de aquellos, en que la condensación del refrigerante es producida por medio de agua circulada mediante cañerías y bomba, empleando una torre de enfriamiento.

Unidades portátiles: dotadas de ruedas, pueden ser fácilmente incorporadas al interior de una vivienda o una oficina. Pueden incorporar una segunda unidad que se coloca en el exterior, o simplemente expulsar el aire caliente al exterior a través de un tubo.

Bombas de calor: su característica principal es que su ciclo de refrigeración es reversible, lo que le dota de una doble funcionalidad que le permite tanto aportar calor como frío a la estancia. Es destacable también su mayor eficiencia energética en comparación con una resistencia eléctrica. Su principio de funcionamiento hace a las bombas de calor principalmente apropiadas en regiones con climas templados, dado que con temperaturas exteriores extremas su eficiencia se reduce de manera notable.

Expansión Indirecta

Utilizan una unidad enfriadora de agua, la cual es distribuida a equipos de tratamiento de aire donde el serpentín trabaja con agua fría, denominados fan-coil; (ventilador-serpentín), que puede ser del tipo central constituido por un gabinete que distribuye el aire ambiente por medio de conductos o individuales verticales que se ubican sobre pared o bajo ventana u horizontales para colgar bajo el cielorraso.

Funciones que deben cumplir los equipos de climatización

Las funciones que deben cumplir los equipos de aires acondicionados consisten en:

En verano: enfriamiento y deshumectación.

En invierno: calentamiento y humectación.

Comunes en invierno y verano: ventilación, filtrado y circulación.

Estos procesos deben realizarse:

1. Automáticamente.
2. Sin ruidos molestos.
3. Con el menor consumo energético.

Ventilación

La función de ventilación, consiste en la entrada de aire exterior, para renovar permanentemente el aire de recirculación del sistema en las proporciones necesarias a fin de lograr un adecuado nivel de pureza, dado que como el resultado del proceso respiratorio, se consume oxígeno y se exhala anhídrido carbónico, por lo que debe suministrarse siempre aire nuevo a los locales para evitar que se produzcan viciamientos y olores.

El aire nuevo del edificio o aire de ventilación penetra a través de una reja de toma de aire, en un recinto llamado pleno de mezcla, en él se mezcla el aire nuevo con el aire de retorno de los locales, regulándose a voluntad mediante persianas de accionamiento manualmente o eventualmente automáticas.

Ideal para mover grandes volúmenes de aire a bajas velocidades en naves industriales, almacenes, polideportivos y en general, todos los ambientes en los cuales el nivel sonoro sea un factor importante. CPS

Recomendado para tiros inducidos y forzados, aire de combustión, enfriamiento de vidrio, acereras, industria química, industria minera.

Filtrado

La función de filtrado se cumple en la batería de filtros. Consiste en tratar el aire mediante filtros adecuados a fin de quitarle polvo, impurezas y partículas en suspensión. El grado de filtrado necesario dependerá del tipo de instalación de acondicionamientos a efectuar. Para la limpieza del aire se emplea filtros que normalmente son del tipo mecánico, compuestos por substancias porosas que obligan al aire al pasar por ellas, a dejar las partículas de polvo que lleva en suspensión. En las instalaciones comunes de confort se usan filtros de poliuretano, lana de vidrio, microfibras sintética o de metálicos de alambre con tejido de distinta malla de acero o aluminio embebidos en aceite. En las instalaciones industriales o en casos particulares se suelen emplear filtros especiales que son muchos más eficientes.

El filtro es el primer elemento a instalar en la circulación del aire porque no solo protege a los locales acondicionados sino también al mismo equipo de acondicionamiento.

Enfriamiento y deshumectación

La función de refrigeración y deshumectación, se realiza en verano en forma simultánea en la batería de refrigeración, dado que si no se realiza, el porcentaje de humedad relativa aumenta en forma considerable, provocando una sensación de molestia y pesadez. La humedad contenida en el aire que circula se elimina por condensación, porque se hace trabajar la batería a una temperatura inferior a la del punto de rocío.

En instalaciones industriales que se requiere gran posición puede aplicarse un sistema separado empleando para la deshumectación agentes absorbentes como la silica-gel.

Calentamiento

El calentamiento del aire se efectúa en invierno en la batería de calefacción, por medio de una batería de agua caliente o vapor vinculadas con cañerías a una planta de calderas o intercambiadores a gas o eléctricos. Para aplicaciones de confort en instalaciones de agua fría se suele emplear la misma batería que se usa para refrigerar para calefactar haciendo circular agua caliente por la misma, en la época de invierno. En el sistema de expansión directa también se puede emplear la misma batería haciendo funcionar el sistema en el ciclo de bomba de calor.

Humidificación

En invierno, si se calienta el aire sin entregarle humedad, la humedad relativa disminuye provocando resecamiento de las mucosas respiratorias, con las consiguientes molestias fisiológicas.

La función de humectación, que se ejecuta en invierno en el humectador, debe colocarse después de la batería de calefacción dado que el aire más caliente tiene la propiedad de absorber más humedad.

Existen aparatos que evaporan el agua contenida en una bandeja, por medio de una resistencia eléctrica del tipo blindado, la cual es controlada por medio de un humidostato de ambiente o de conducto. En los casos de grandes instalaciones, se recurre a baterías humidificadoras que incorporan al aire agua finamente pulverizada y, como cumplen además una función, suelen llamarse también lavadores de aire.

Para instalaciones de confort, salvo casos de climas exteriores muy secos, la experiencia demuestra que no es necesario cumplir la función de humectación, teniendo en cuenta que las personas aportan una cierta cantidad de humedad en el ambiente. De hecho, los equipos estándar de confort, no vienen provistos de dispositivos de humectación incorporados.

Circulación

La función de circulación la realiza el ventilador dado que es necesario un cierto movimiento de aire en la zona de permanencia con el fin de evitar su estancamiento, sin que se produzca corrientes enérgicas que son perjudiciales. Se emplean ventiladores del tipo centrífugo, capaces de hacer circular los caudales de aires necesarios, venciendo las resistencias de frotamiento ocasionadas en el sistema con bajo nivel de ruidos.

En los equipos destinados a pequeños locales como el acondicionador de ventana o el fan-coil individual, el aire se distribuye directamente mediante rejillas de distribución y retornos incorporados en los mismos. Pero en equipos de cierta envergadura que abastece varios ambientes o recintos amplios debe canalizárselos por medio de conductos, generalmente construido enchapa de hierro galvanizado, convenientemente aislados, retornando mediante rejillas y conductos a las unidades.

En los ambientes, la inyección de aire se realiza por medio de rejillas sobre paredes o difusores sobre los cielorrasos y el retorno se efectúa por rejillas colocada en la parte inferior de los locales, con el objetivo de conseguir un adecuado movimiento de aire en la zona de vida del local en cuestión, que se encuentra en un plano ubicado a 1.50 m sobre el nivel del piso.

Proximamente Parte III

Fuente: Acondicionamiento de aire