Subido por Diego Quintela

Trabajo de Grado Regueira, Alfonso

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Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Mecánica
DISEÑO DE UN SISTEMA DE VENTILACIÓN PARA EL TALLER AUTOMOTRIZ
RESTAURACIONES MONAGAS C.A.
Alfonso Regueira
Tutor Académico: Jonnathan Sandoval
Tutor Industrial: Alexander Sánchez
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Mecánica
Desarrollo de un sistema de ventilación para el taller automotriz
Restauraciones Monagas C.A.
Por: Alfonso Regueira
Cédula Nº: 27.773.679
Tutor: Jonnathan Sandoval
Objetivo (s) del Desarrollo Sustentable (ODS) al cual se orienta el trabajo de investigación
ODS
Descripción
Poner fin a la pobreza en todas sus
formas en todo el mundo.
Poner fin al hambre, lograr la
seguridad alimentaria y la mejora de
la nutrición y promover la agricultura
sostenible.
Garantizar una vida sana y promover
el bienestar para todos en todas las
edades.
Garantizar una educación inclusiva,
equitativa y de calidad y promover
oportunidades de aprendizaje durante
toda la vida para todos.
Lograr la igualdad entre los géneros y
empoderar a todas las mujeres y las
niñas.
Garantizar la disponibilidad de agua y
su gestión sostenible y el
saneamiento para todos.
Relación con los Objetivos de la
Investigación
Directo
Indirecto
Garantizar el acceso a una energía
asequible, segura, sostenible y
moderna para todos.
Promover el crecimiento económico
sostenido, inclusivo y sostenible, el
empleo pleno y productivo y el trabajo
decente para todos.
Construir infraestructura resistente,
promover la industrialización inclusiva
y sostenible y fomentar la innovación.
Reducir la desigualdad en y entre los
países.
Lograr que las ciudades y los
asentamientos humanos sean
inclusivos, seguros, resilientes y
sostenibles.
Garantizar modalidades de consumo
y producción sostenibles.
Adoptar medidas urgentes para
combatir el cambio climático y sus
efectos.
Conservar y utilizar en forma
sostenible los océanos, los mares y
los recursos marinos para el
desarrollo sostenible.
Gestionar sosteniblemente los
bosques, luchar contra la
desertificación, detener e invertir la
degradación de las tierras y detener la
pérdida de biodiversidad.
Promover sociedades, justas,
pacíficas e inclusivas.
Revitalizar la Alianza Mundial para el
Desarrollo Sostenible.
Con la propuesta y construcción del
sistema de ventilación, se busca una
mejora de las condiciones de trabajo
del personal de Restauraciones
Monagas C.A.
x
DERECHO DE AUTOR
Quien suscribe, en condición de autor del trabajo titulado ‘’DISEÑO DE
UN SISTEMA DE VENTILACIÓN PARA EL TALLER AUTOMOTRIZ
RESTAURACIONES MONAGAS C.A.’’, declaro que: Cedo a título gratuito, y
en forma pura y simple, ilimitada e irrevocable a la Universidad Metropolitana,
los derechos de autor de contenido patrimonial que me corresponden sobre el
presente trabajo. Conforme a lo anterior, esta cesión patrimonial sólo
comprenderá el derecho para la Universidad de comunicar públicamente la
obra, divulgarla, publicarla o reproducirla en la oportunidad que ella así lo
estime conveniente, así como, la de salvaguardar mis intereses y derechos
que me corresponden como autor de la obra antes señalada. La Universidad
en todo momento deberá indicar que la autoría o creación del trabajo
corresponde a mi persona, salvo los créditos que se deban hacer a los tutores
o cualquier tercero que haya colaborado o fuere hecho posible la realización
de la presente obra.
Autor Alfonso Regueira
C.I. 27.773.679
En la ciudad de Caracas, a los 27 días del mes de septiembre del año 2022.
II
APROBACIÓN
Considero (amos) que el Trabajo Final titulado:
DISEÑO DE UN SISTEMA DE VENTILACIÓN PARA EL TALLER
AUTOMOTRIZ RESTAURACIONES MONAGAS C.A.
Elaborado por el ciudadano:
Alfonso Regueira
Para optar por el título de:
Ingeniería Mecánica
Reúne los requisitos exigidos por la Escuela de Ingeniería Mecánica de
la Universidad Metropolitana, y tiene méritos suficientes como para ser
sometido a la presentación y evaluación exhaustiva por parte del jurado
examinador que se designe.
En la ciudad de Caracas, a los 27 días del mes de septiembre del año 2022
______________________
______________________
Ing. Jonnathan Sandoval, MSc.
Lic. Alexander Sánchez
III
IV
CONTENIDO
Introducción .................................................................................................. 9
Capítulo I 11
I.1 Planteamiento del Problema ................................................................. 11
I.2 Delimitación .......................................................................................... 13
I.3 Justificación .......................................................................................... 13
I.4 Objetivos ............................................................................................... 14
I.4.1 Objetivo General ............................................................................. 14
I.4.2 Objetivos Específicos ..................................................................... 14
Capítulo II: Marco Teórico .......................................................................... 15
II.1 Ventilación ........................................................................................... 15
II.1.1 Ventilación Natural ............................................................................ 15
II.1.2 Ventilación Mecánica ........................................................................ 15
II.2 Turbomáquinas .................................................................................... 16
II.3 Ventiladores ......................................................................................... 17
II.3.1 Clasificación de los ventiladores según la presión total desarrollada
............................................................................................................... 17
II.3.2 Clasificación de los Ventiladores Según la dirección del flujo ....... 17
II.3.3 Clasificación de los ventiladores según la presión del ventilador .. 18
II.4 Selección de ventiladores .................................................................... 18
II.5 Diseño de ductos ................................................................................. 21
II.6 Perdida de carga.................................................................................. 22
Capítulo III: Marco Metodológico ............................................................... 23
Fase 1: Revisión de la bibliografía. ............................................................ 23
Fase 2: Formulación de variables. ............................................................. 24
Fase 3: Recolección de datos y elaboración de los cálculos preliminares. 24
Fase 4: Diseño del sistema y prueba teórica del mismo. ........................... 24
Capítulo IV: Discusión de resultados ........................................................ 25
IV.1 Sistemas de ventilación general: inyección y extracción de aire ........ 25
IV.1.1 Cálculo del caudal requerido ........................................................ 26
IV.1.2 Diseño de la red de ductos ........................................................... 27
V
IV.1.3 Selección de equipos ................................................................... 34
Conclusiones............................................................................................... 36
Recomendaciones ...................................................................................... 38
LISTA DE TABLAS
Tabla 4.1: Estudio de área libre de ventilación en las instalaciones del
taller.
25
Tabla 4.2: Extracto de la norma DIN 1946 correspondiente al número de
cambios de aire por hora recomendados según el uso dado al
establecimiento. .......................................................................................... 26
Tabla 4.3: Caudal requerido por el taller. ................................................ 27
Tabla 4.4: Extracto de las velocidades de aire recomendadas para
distintos espacios teniendo en cuenta los niveles de ruido. .................. 27
Tabla 4.5: Características de las rejillas de suministro seleccionadas.
29
Tabla 4.6: Características de las rejillas de retorno seleccionadas. .... 30
Tabla 4.7: Dimensionado del ducto de inyección. ................................. 32
Tabla 4.8: Dimensionado del ducto de extracción. ................................ 32
Tabla 4.9: Perdidas por accesorios. ........................................................ 33
Tabla 4.10: Datos para la selección del ventilador de inyección. ........... 34
Tabla 4.11: Datos para la selección del ventilador de extracción. ......... 34
LISTA DE ILUSTRACIONES
Figura 1:
Variación de los parámetros de los ventiladores ................. 20
Figura 2: Diagrama presentado en el catálogo de Rejillas Nacionales
C.A. de las rejillas de suministro con control de caudal. ........................ 29
Figura 3: Diagrama presentado en el catálogo de Rejillas Nacionales
C.A. de las rejillas de retorno. .................................................................... 30
Figura 4:
Vista isométrica del sistema de ventilación ya instalado. ... 35
VI
ANEXOS
Anexo 1:
Valor del coeficiente ‘’n’’ para diversos accesorios............. 41
Anexo 2:
Esquema unifilar del sistema propuesto. .............................. 42
Anexo 3: Catálogo de rejillas de suministro de la marca Rejillas
Nacionales con elemento seleccionado. .................................................. 43
Anexo 4: Catálogo de rejillas de retorno de la marca Rejillas Nacionales
con selección de elemento. ....................................................................... 44
Anexo 5: Datos de catálogo de los filtros Alumfil 2” de la marca
Alumfiltros Nacionales. .............................................................................. 45
Anexo 6:
Pautas para la utilización de filtros según la ASHRAE. ....... 46
Anexo 7: Ficha técnica y curva característica del ventilador de
inyección seleccionado. ............................................................................. 47
Anexo 8: Ficha técnica y curva característica del ventilador de
extracción seleccionado. ........................................................................... 48
Anexo 9:
Estudio de Factibilidad económica........................................ 49
Anexo 10: Partida sobre el suministro e instalación de los ductos de
ventilación 50
Anexo 11: Partida para suministro, transporte e instalación del
ventilador de inyección. ............................................................................. 51
Anexo 12: Partida para suministro, transporte e instalación del
ventilador de extracción. ............................................................................ 52
Anexo 13: Partida para el suministro, transporte e instalación de las
rejillas de suministro. ................................................................................. 53
Anexo 14: Partida para el suministro, transporte e instalación de las
rejillas de extracción. .................................................................................. 54
Anexo 15: Partida para la realización de la acometida eléctrica. .......... 55
Anexo 16: Representación 3D del sistema de ventilación utilizando
Autodesk Inventor. ...................................................................................... 56
Anexo 17: Plano de vista de planta del sistema de ventilación ya
instalado realizado con Autodesk AutoCAD. ........................................... 57
VII
RESUMEN
DESARROLLO DE UN SISTEMA DE VENTILACIÓN PARA EL TALLER
AUTOMOTRIZ RECONSTRUCCIONES MONAGAS C.A.
Autor: Alfonso Regueira
Tutor Académico: Jonnathan Sandoval
Tutor Industrial: Alexander Sánchez
Caracas, noviembre 2022
Se propone el diseño de un sistema de ventilación forzada para el taller
automotriz Restauraciones Monagas C.A., con el fin de asegurar la eliminación
de vapores de pintura y residuos gaseosos producto de la combustión de
gasolina presente en las instalaciones del taller. El diseño se elaboró partiendo
del cálculo del caudal de aire con el que se trabaja, la velocidad del aire y la
perdida de carga estática que deben vencer los ventiladores, como también la
implementación de los cambios de aire por hora en el recinto según la norma
DIN 1946, así como también otras normativas como: la norma COVENIN 2250,
los estándares de construcción de ductos según la SMACNA. A partir de
dichos datos se diseña el sistema de ventilación haciendo uso de software
especializado que facilita la selección de los ventiladores para cumplir a
cabalidad los requerimientos reflejados en el proceso de cálculo. Se obtiene
como resultado un sistema de ventilación el cual cumple con las normativas
que permiten garantizar condiciones de trabajo óptimas en ambientes de
trabajo cerrados, a la vez que el retorno del aire al ambiente se realiza de
manera limpia debido a la implementación de filtros de aire de eficiencia MERV
7, según la normativa de la ASHRAE para la selección de filtros. Finalmente
se realizó un estudio de factibilidad económica por medio de un análisis de
costos unitarios para la construcción del sistema, basado en las partidas del
visor de costos del Colegio de Ingenieros de Venezuela.
Palabras claves: ventilación forzada, residuos gaseosos, perdida de carga
estática, normativas, ventiladores.
VIII
Introducción
En los talleres automotrices en los que se realizan trabajos de pintura y
pruebas de encendido de los vehículos, existe la presencia de agentes
gaseosos contaminantes como lo son los vapores de pintura y los gases
producto de la combustión interna en los motores de los autos como el CO2.
Para evitar efectos adversos a la salud de los trabajadores tales como:
hemorragias nasales, irritación de tracto respiratorio o leucemia, es necesario
que las instalaciones de los talleres estén dotadas con un sistema de
ventilación que garantice la extracción de los posibles gases contaminantes.
Tanto en la literatura como en normativas oficiales venezolanas se
puede encontrar material referente al diseño y características a cumplir para
la realización de sistemas de ventilación. Por otra parte, con anterioridad en la
Universidad Metropolitana se han realizado tanto tesis de grado como
proyectos industriales sobre el tema de sistemas de ventilación como: “Diseño
de un Sistema de Ventilación Forzada para Edificios con Talleres Mecánicos”
(Rivero y Ferreira, 2021) así como también “Propuesta de Diseño del Sistema
de Extracción de Partículas Volátiles y Reducción de Estrés Térmico en Líneas
de Producción de Pañales en Planta Guatire de P&G” (Racho, 2012).
El presente trabajo, realiza la propuesta para el mejoramiento en la
calidad del aire presente en el taller mecánico de la empresa Restauraciones
Monagas C.A., mediante el diseño de un sistema de ventilación forzada para
garantizar mayor comodidad y seguridad a los empleados que trabajan en las
instalaciones de la empresa.
Para la realización de este trabajo se utilizó una investigación de
naturaleza cuantitativa, experimental y con un alcance descriptivo, siempre
partiendo de lo establecido en la literatura referente al diseño de sistemas de
ventilación, así como también en los estatutos venezolanos para el trabajo en
recintos cerrados.
9
10
Capítulo I
I.1 Planteamiento del Problema
El taller automotriz Restauraciones Monagas C.A. se especializa en
trabajos de restauración, latonería y pintura, así como también trabajos de
mecánica que puedan necesitar los vehículos que son atendidos (Regueira
Vargas, 2022).
En la actualidad, Restauraciones Monagas C.A. posee instalaciones
físicas con un área de trabajo aproximada de 204 m , en la cual, se realizan
2
las principales actividades del taller como: evaluación, revisión, desarmado,
actividades de chapistería, preparado para aplicación de acabados de pintura,
aplicación de acabados de pintura, reensamblado y pruebas estacionarias de
funcionamiento (Regueira Vargas, 2022). Sin embargo, dicha área presenta
una ventilación ineficiente, ya que, el diseño original que presenta la planta
física no es el más acorde con las actividades que se desempeñan
actualmente. Las entradas de aire fresco de manera natural no son lo
suficientemente grandes como para garantizar un flujo óptimo de aire dentro
del recinto, aunado a ello, el portón principal del taller con salida al exterior
debe mantenerse cerrado para evitar exponer a los trabajadores a situaciones
de inseguridad, factor que propicia la acumulación de vapores de pintura y
gases de combustión de gasolina en las instalaciones del taller.
Las pinturas automotrices y sus solventes son considerados
compuestos orgánicos volátiles; en ese sentido, la exposición prolongada y no
controlada a los vapores expedidos durante el uso de estos químicos, puede
ocasionar riesgos a la salud como: hemorragia nasal, erupciones en la piel o
irritación de los ojos y el tracto respiratorio (Agencia de Protección Ambiental
de los EEUU, 2021), de igual forma, la exposición prolongada a solventes que
contienen benceno puede causar síntomas como dolores de cabeza o
zumbidos en los oídos, además de envenenamiento de la sangre, que puede
convertirse en cáncer debido a la exposición prolongada (Pacheco Coello &
11
Rodríguez , 2020) Por otro lado, la exposición a largo plazo al monóxido de
carbono, el cual, es uno de los residuos generados en la combustión de la
gasolina, utilizada por los motores de los vehículos, puede ocasionar
complicaciones respiratorias, pérdida de la memoria, afecciones cardiacas
como la taquicardia e incluso la muerte (Vargas-Martínez, Et Al, 2013).
Por tal motivo, se propone el diseño de un sistema de ventilación para
propiciar la remoción de los agentes contaminantes previamente mencionados
y al mismo tiempo inyectar aire fresco al recinto para garantizar condiciones
de trabajo óptimas para los empleados y a su vez minimizar posibles riesgos
a la salud de estos.
12
I.2 Delimitación
El taller automotriz Restauraciones Monagas C.A., con sede en la
localidad de Las Cocuizas, en la ciudad de Maturín, estado Monagas, cumple
con el objetivo de ofrecer servicios de restauración, latonería y pintura, así
como también trabajos de mecánica que puedan necesitar los vehículos que
son atendidos, garantizando siempre la mayor calidad en sus proyectos
(Regueira Vargas, 2022); para lograr esto es necesario que las condiciones de
trabajo en el taller también sean las mejores, por ello, el presente proyecto
cumple con la finalidad de desarrollar un sistema de ventilación mediante el
cual se realice la extracción de agentes contaminantes, como son los vapores
de pinturas y gases de combustión automotriz de la zona de trabajo del taller.
De este modo, se contó con un periodo de doce (12) semanas para la
realización de un diagnóstico de las instalaciones del taller, el cálculo del flujo
de aire requerido, los cambios de aire por hora, determinación de las
características, localización en el periodo de tiempo comprendido entre la
semana del 30 de mayo del 2022 hasta la semana del 15 de agosto de 2022.
I.3 Justificación
Se plantea el desarrollo de un sistema de ventilación mediante el cual se
prevengan impactos negativos a la salud de los trabajadores de
Restauraciones Monagas C.A. que pueden ocasionar la muerte de estos, así
se indica en el artículo 124 del Reglamento de las Condiciones de Higiene y
Seguridad en el Trabajo (1973):
“En los locales o sitios de trabajo donde se ejecuten operaciones o
procedimientos que den origen a vapores, gases, humos, polvos o
emanaciones tóxicas, se les eliminará en su lugar de origen por
medio de campanas de aspiración o por cualquier otro sistema
aprobado por las autoridades competentes, para evitar que dichas
substancias constituyan un peligro para los trabajadores, siempre
13
que sea posible se sustituirán las substancias tóxicas utilizadas, o
se modificarán los procesos nocivos, por otros inocuos o menos
perjudiciales…” (p. 21)
El beneficio que percibe la empresa mediante la implementación del
presente proyecto es la garantía de condiciones de trabajo óptimas a sus
trabajadores, de modo que la salud de estos no sea vea comprometida y por
ende se puedan evitar accidentes laborales que repercutan negativamente
para la empresa en términos legales y/o económicos.
I.4 Objetivos
I.4.1 Objetivo General
Diseñar un sistema de ventilación forzada para el taller automotriz
Restauraciones Monagas C.A., con el fin de asegurar la eliminación de
vapores de pintura y residuos gaseosos producto de la combustión de
gasolina.
I.4.2 Objetivos Específicos
1.
Determinar el caudal de aire que se debe extraer de las instalaciones
para asegurar la eliminación de los vapores de pintura y los residuos gaseosos
producto de la combustión de gasolina.
2.
Diseñar un sistema de ventilación que garantice condiciones de trabajo
óptimas en las instalaciones.
3.
Seleccionar los ventiladores necesarios para la inyección y extracción
del aire, basado en los requerimientos de potencia y caudal a manejar.
4.
Diseñar los ductos necesarios para la correcta implementación del
sistema de ventilación.
14
Capítulo II: Marco Teórico
II.1 Ventilación
Se define como el proceso de suministro de aire exterior o extracción
de aire interior de un recinto por medios naturales o mecánicos. Tal aire puede
o no haber sido acondicionado. Esto implica que puede haber ventilación
mecánica que no sea ventilación. (ASHRAE, 2017)
II.1.1 Ventilación Natural
Ventilación que ocurre como resultado únicamente de fuerzas
naturales, tal como la presión del viento o diferencias en la densidad del aire,
a través de aperturas intencionales como ventanas abiertas y puertas.
(ASHRAE, 2017)
II.1.2 Ventilación Mecánica
Es el proceso activo de suministro de aire o eliminación de aire de un
espacio interior por equipos motorizados, como ventiladores y sopladores
accionados por motor, pero no por dispositivos como ventiladores de turbina
impulsados por viento y ventanas operadas mecánicamente. (ASHRAE, 2017)
Los sistemas de ventilación mecánica se pueden dividir en los siguientes
tipos:

Sistemas de impulsión: Su propósito es inyectar aire dentro del
espacio que se desea ventilar. Este aire puede ser únicamente
filtrado, pero también calentado, enfriado, humidificado o secado
(Awbi, 2008, p.301).

Sistemas de extracción: Se utiliza para extraer el aire desde un
espacio mediante ductos y ventiladores. Su propósito es extraer,
tanto como sea posible, los contaminantes en un ambiente
determinado (Awbi, 2008, p.301). Los sistemas de ventilación por
extracción se clasifican en dos grupos genéricos: los sistemas de
15
extracción general y los sistemas de extracción localizada (Goberna
et al., 1992).

Sistemas de extracción general: Se emplean para el control
del ambiente térmico y/o para la eliminación de los
contaminantes generados en un área, mediante el barrido de
un espacio dado con grandes cantidades de aire (Goberna et
al., 1992).

Sistemas de extracción localizada: Se basan en el principio
de capturar el contaminante en, o muy cerca de, su origen.
Esta es la mejor alternativa para solucionar retirar los
contaminantes, bien sea gases o polvo, en el mismo punto
donde se producen mediante la captación de estos, lo más
cerca posible de su fuente de emisión, antes de que se
dispersen por la atmósfera del recinto y sea respirado por los
operarios.

Sistemas de extracción e inyección: Este sistema usa dos
ventiladores, uno para suministrar aire y otro para extraer el aire
ventilado. Esto permite un apropiado balance de presión y un mejor
control del patrón de flujo de aire (Awbi, 2008, p.302).
II.2 Turbomáquinas
Las maquinas absorben energía de un tipo y la reponen como energía
de otra clase. Existe un tipo de maquina denominado como maquinas
hidráulicas la cual se defino como: “aquella en que el fluido que intercambia su
energía no varía sensiblemente de densidad en su paso a través de la
máquina” (Mataix, 1986, p. 356). Al hablar de máquinas hidráulicas también se
habla de turbomáquinas, las cuales se definen como máquinas cuyo elemento
principal es un rotor por el cual pasa un fluido de forma continua para
aprovechar así el cambio en la cantidad de movimiento para la producción de
un trabajo o el aumento de presión del fluido.
16
II.3 Ventiladores
Es la turbomáquina que absorbe energía mecánica y restituye energía
a un gas, comunicándole un incremento de presión tal que el flujo de
compresibilidad puede despreciarse. (Mataix, 1986, p. 424).
II.3.1 Clasificación de los ventiladores según la presión total desarrollada

Ventiladores de baja presión: presión total desarrollada menor a 10
mbar.

Ventiladores de media presión: presión total superior a 10 y menor a
30 mbar.

Ventiladores de alta presión: presión total desarrollada superior a 30
y menor a 100 mbar.
II.3.2 Clasificación de los Ventiladores Según la dirección del flujo

Ventiladores centrífugos: Son aquellos en los que el aire entra en el
rodete con una trayectoria axial y sale en dirección perpendicular. Los
rodetes de ventiladores centrífugos pueden ser de tres tipos: rodete de
álabes inclinados hacia adelante, rodete radial y rodete de álabes
curvados hacia atrás.

Ventiladores axiales: Son aquellos en los cuales el aire entra y sale
de la hélice con trayectorias a lo largo de superficies cilíndricas
coaxiales al ventilador. Las hélices de los ventiladores axiales pueden
ser de dos tipos: hélice axial de perfil delgado y hélice axial de perfil
sustentador.

Ventiladores helicocentrífugos: Son aquellos en los cuales la
trayectoria del aire en el rodete es intermedia entre las del ventilador
centrífugo y axial.

Ventiladores tangenciales: Son aquellos en los cuales la trayectoria
del aire en el rodete es sensiblemente normal al eje, tanto a la entrada
como a la salida de este, en la zona periférica.
17
II.3.3 Clasificación de los ventiladores según la presión del ventilador

Ventiladores de baja presión: Cuando la presión del ventilador es
inferior a 72 mm c.d.a.

Ventiladores de media presión: Cuando la presión del ventilador está
comprendida entre 72 y 360 mm c.d.a.

Ventiladores de alta presión: Cuando la presión del ventilador es
superior a 360 mm c.d.a.
II.4 Selección de ventiladores
Para seleccionar un ventilador se deben considerar los siguientes
parámetros:

Caudal: Magnitud señalizada con la letra Q, que mide la cantidad de
aire que circula a través del conducto por unidad de tiempo. Viene dada
por las necesidades del sistema.

Presión: Es la fuerza de empuje, que necesita el aire para circular, por
unidad de superficie. Existen 3 tipos de presión:
o Presión estática: Es la que se ejerce en todas las direcciones
dentro del conducto, es decir, en la misma dirección del aire, en
la dirección contraria y en dirección perpendicular. La presión
estática es positiva si es superior a la presión atmosférica y si
está por debajo es negativa.
o Presión dinámica: Es la presión que acelera el aire desde cero
a la velocidad de régimen. Se manifiesta solo en la dirección del
aire y viene relacionada con la dirección de este. La presión
dinámica siempre es positiva.
o Presión total: Es la presión que ejerce el aire sobre un cuerpo
que se opone a su movimiento. Esta presión es la suma de la
presión estática y dinámica.
18

Características de la corriente de aire: Las características del aire
vehiculado es un factor importante al momento de seleccionar el
ventilador. Según Goberna et al. (1992), si el aire contiene pequeñas
cantidades de polvo o humo se puede utilizar un ventilador axial o
centrífugo de palas curvadas hacia atrás. Si la cantidad de polvo o humo
es importante, el ventilador debe ser centrífugo de palas rectas o
curvadas hacia atrás. Si la cantidad de partículas es alta, la elección
normal es un ventilador centrífugo de palas rectas.

Disposiciones de la transmisión: Según Goberna et al. (1992), en
ventiladores pequeños el motor está integrado o es montado por el
fabricante y suministrados juntos. En unidades de mayor tamaño el
motor se suministra por separado y se conecta mediante un
acoplamiento directo o una transmisión por correas.

Tablas características: El tamaño, la velocidad de giro y la potencia
consumida por un ventilador generalmente se obtienen a partir de tablas
características en las que los datos de entrada son el caudal y la presión
requeridas por el sistema.

Punto de operación: El punto de operación hace referencia a las
condiciones definidas bajo las cuales trabaja el ventilador. Según
Goberna et al. (1992), tanto el ventilador como el sistema tienen unas
características
de
funcionamiento
variables
que
pueden
ser
representadas gráficamente por una curva. El punto de operación será
el punto de intersección entre la curva del sistema y la curva del
ventilador.
o Curva característica del ventilador: La curva característica de
un ventilador indica el comportamiento de las distintas variables
en función al caudal que está manejando. Según Goberna et al.
(1992), la representación típica es aquella en la que la presión y
19
el consumo de potencia se han representado frente al caudal,
donde la presión puede ser tanto la presión total del ventilador
(PTV) como la presión estática del ventilador (PEV). De igual
forma, también se representa la curva de rendimiento del
ventilador, la cual se observa en la gráfica que depende del
caudal que está vehiculando el equipo.
o Curva característica del sistema: Esta curva indica el
comportamiento del sistema mediante la representación de la
pérdida de presión frente al caudal manejado por el mismo.

Leyes de los ventiladores: Las curvas características de los
ventiladores siguen ciertas leyes, las cuales permiten determinar la
variación de caudal, presión y potencia absorbida por el ventilador al
variar los parámetros de funcionamiento. Según Goberna et al. (1992).
Estas leyes se aplican a ventiladores pertenecientes a una serie
homóloga, es decir, un conjunto de ventiladores de tamaños distintos
en los que las dimensiones son proporcionales. Es importante señalar
que, en el mismo punto de operación de ventiladores de una misma
serie homóloga, el rendimiento es el mismo. Las leyes son las
siguientes:
Figura 1:
Variación de los parámetros de los ventiladores
Fuente: Salvador Escoda S.A. (1998)
20
II.5 Diseño de ductos
Un ducto es una tubería que por sus características suele emplearse
para el transporte de fluidos, en algunos casos puede servir para conducir otra
clase de productos, como cereales o cemento. Se pueden clasificar según el
fluido que transportan en: gaseoducto, oleoducto, acueducto y ducto barra.
La misión de un sistema de conductos de aire es transportar dicho fluido
hasta el recinto que se desea ventilar, y suele comprender los conductos de
impulsión y los de extracción. Dentro de los elementos que constituyen el
sistema se puede distinguir los conductos y los elementos terminales.
Estos sistemas se clasifican en función de la velocidad y de la presión
de los conductos. En función de la velocidad del aire se tienen:


Conductos de baja velocidad (<12 m/s, entre 6 y 12 m/s)
Conductos de alta velocidad (>12 m/s)
En función de la presión del aire en el conducto, se clasifican en baja, media y
alta presión. Esta clasificación corresponde a la misma que utilizan los
ventiladores:

Baja presión (clase I): Hasta 90 mm c.d.a.

Presión media (clase II): Entre 90 y 180 mm c.d.a.

Alta presión (clase III): Más de 180 mm c.d.a.
Existen varios métodos que permiten diseñar redes de conductos de aire.
Entre ellos se encuentran:

Método de reducción de velocidad

Método de perdida de carga constante

Método de recuperación estática

Método T
21
Los métodos más empleados son el método de pérdida de carga
constante (para conductos de impulsión baja velocidad, retorno y ventilación)
y el método de recuperación estática (para conductos de impulsión de baja y
alta velocidad). El método de reducción de velocidad no se suele utilizar
porque para resolver el problema con una precisión razonable se necesita
mucha experiencia y conocer perfectamente el cálculo de conductos. El
método T permite una optimización del diseño que no permiten los otros
métodos. Sin embargo, no es tan común como los anteriores.
II.6 Perdida de carga
Según Soler & Palau (2017), se llama pérdida de carga a la presión de
aire que es necesaria aplicar en un sistema de ventilación para contrarrestar
el efecto de la fricción de las tuberías y conductos. Para el cálculo de dicha
pérdida de carga esta se realiza tanto para los tramos rectos de la ductería del
sistema de ventilación, así como para los diferentes accesorios presentes en
este.
En el manual práctico de Salvador Scoda (Anexo 1) se presenta la siguiente
ecuación para el cálculo de la perdida de presión por accesorios en base a un
coeficiente “n” tabulado que depende del tipo de accesorio:
Pt = n x Pd
(Ecuación 1)
Donde en la ecuación antes mostrada el término de “Pd” corresponde a la
presión dinámica, la cual al igual que la presión total tiene unidades de mm de
columna de agua. La ecuación para calcular la presión dinámica viene dada
como:
Pd = (v^2) / 16.3
(Ecuación 2)
Donde v es la velocidad del aire al momento de circular por el área transversal
del accesorio.
22
Capítulo III: Marco Metodológico
La presente investigación es de naturaleza cuantitativa, ya que se
realizará una serie de cálculos mediante el uso de fórmulas, los cuales serán
utilizados como punto de partida para el sistema a desarrollar. El alcance del
estudio es del tipo descriptivo, ya que, se medirá la influencia de ciertas
variables sobre el sistema como lo son: la cantidad de CO2 en el ambiente de
trabajo, la presencia de vapores de pintura, el caudal de aire a mover, la
cantidad de cambios de aire por hora al igual que la velocidad de los
ventiladores a emplear. Adicionalmente el diseño de investigación es
experimental ya que se va a establecer una relación de causa y efecto entre
la variable dependiente y la variable independiente, es decir, la calidad del aire
de la zona de trabajo de taller de Restauraciones Monagas C.A. y la
manipulación de los parámetros de diseño del sistema de ventilación a
desarrollar (Arias Odón, 2012).
A continuación, se presenta el método de estudio:
Fase 1: Revisión de la bibliografía.
Se realizará una revisión de la literatura que esté relacionada con el
tema de este estudio, por lo tanto, se revisarán diversas fuentes como: el libro
Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas (Mataix, 1986) así como también
los reglamentos y normas venezolanas relacionadas al tema como: la norma
COVENIN 2250-00 y el Reglamento de las Condiciones de Higiene y
Seguridad en el Trabajo de 1973, que permitirán un desarrollo óptimo del
proyecto.
23
Fase 2: Formulación de variables.
Al ser este un estudio de carácter cuantitativo es evidente el hecho de
que se ha de trabajar con variables esenciales que permitirán medir la
contaminación del aire del área de trabajo. Por otro lado, debido a la presencia
de los empleados y la realización de actividades de pintado de los vehículos,
se deben establecer las variables físicas como: la velocidad a la cual los
ventiladores inyectan aire al recinto y la cantidad de cambios de aire por hora.
Fase 3: Recolección de datos y elaboración de los cálculos preliminares.
Una vez consultada la teoría y conocidas las variables con las cuales
se trabajará en el proyecto, se procederá a tomar las mediciones en el lugar
de trabajo; también, se deben estimar los niveles de contaminación en el aire
debido al encendido de los vehículos en el recinto y por la realización de los
trabajos de pintura. Por otro lado, se deben tomar en cuenta para el diseño
factores como: la velocidad a la cual las pistolas de pintura trabajan, para así
poder regular la velocidad de los ventiladores a utilizar. Ya conocidos los datos
previamente mencionados se procederá a realizar los primeros cálculos, con
los que posteriormente se diseñará el sistema de ventilación; dichos valores
serán usados para conocer el caudal de aire, la potencia requerida y la
velocidad a la que girarán los ventiladores.
Fase 4: Diseño del sistema y prueba teórica del mismo.
Esta etapa consistirá en hacer uso de software de simulación y diseño
especializado para desarrollar el sistema de ventilación propuesto, dicho
programa permitirá llegar a una propuesta de proyecto lo más óptima posible
mediante la realización de pruebas.
24
Capítulo IV: Discusión de resultados
IV.1 Sistemas de ventilación general: inyección y extracción de aire
Inicialmente se comprobó la necesidad de un sistema de ventilación
forzada evaluando el área libre de ventilación tal y como lo indica el artículo 39
de la gaceta oficial N° 4.044, la cual establece que el área libre de ventilación
deberá ser mayor al 10% del área del piso. Los datos necesarios para dicha
comparación se ilustran en la siguiente tabla.
Tabla 4.1:
Estudio de área libre de ventilación en las instalaciones del taller.
Área de la santa
maría (área libre de
ventilación)
Área del piso del
taller
10% del área del
piso
10.5
m^2
144.23
m^2
14.4
m^2
Altura del taller
3
m
Cambios de aire por
hora
20
-
Fuente: Elaboración propia
Como se puede apreciar en la tabla 4.1, el área libre de ventilación es
menor al 10% del área del piso, confirmando así la necesidad de la
implementación de un sistema de ventilación forzada que permita la correcta
circulación y renovación de aire en el recinto.
Para ello se estableció el siguiente plan de acción para la elaboración
de la propuesta de diseño:
1. Calcular el caudal de aire requerido en base al tipo de recinto
con el que se está tratando.
2. Diseñar los ductos.
3. Seleccionar
los
equipos
funcionamiento del sistema.
25
necesarios
para
el
correcto
IV.1.1 Cálculo del caudal requerido
El cálculo del caudal requerido en el recinto se realizó por medio de la
siguiente fórmula:
𝑄 (𝑚3/𝑠) = 𝐴 (𝑚2) × 𝐻 (𝑚) × 𝑟𝑒𝑛𝑜𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 ℎ𝑜𝑟𝑎
(Ecuación 3)
Donde:
A: Área del lugar a ventilar
H: Altura del lugar a ventilar
En cuanto al número de renovaciones de aire por hora estas se definen
según la norma DIN 1946. En la tabla 4.2 se muestra un extracto de dicha
norma con rangos para algunos establecimientos.
Tabla 4.2:
Extracto de la norma DIN 1946 correspondiente al número de
cambios de aire por hora recomendados según el uso dado al
establecimiento.
Sector Industrial
Renovaciones de
Tipo de local
aire por hora
Salas de máquinas
10 - 15
Talleres con gran
10 - 20
alteración de aire
Talleres de montaje
4-8
Talleres de poca
3-6
alteración de aire
Talleres de soldadura
20 - 30
Fuente: Norma DIN 1946 (1994).
Para el diseño del sistema propuesto en este proyecto se tomó un
número de cambios de aire por hora de 20, correspondientes a los talleres con
gran alteración de aire.
Haciendo uso de la ecuación 1, y los datos de las tablas 4.1 y 4.2 se
realizó el cálculo del caudal de aire requerido por el local:
26
Tabla 4.3:
Caudal requerido por el taller.
12115.32
m^3/h
7130
CFM
Caudal Requerido
Fuente: Elaboración propia.
Debido a las características del ventilador seleccionado que se
mostrarán más adelante, el valor de caudal con el que se va a trabar
corresponde a 7880 pies cúbicos por minuto, en base a ello, es que se
realizará el diseño del sistema.
IV.1.2 Diseño de la red de ductos
IV.1.2.1 Esquema unifilar
Antes de proceder con el proceso de cálculo de la red de ductos del
sistema, se realizó un esquema unifilar a manera de boceto, el cual puede ser
apreciado en el anexo 2.
IV.1.2.2 Velocidad del aire
La velocidad del aire en los ductos influye de manera directa en la
cantidad de ruido generada por el funcionamiento del sistema. Por lo tanto, se
presenta un extracto del Manual de Ventilación (Goberna et al, 1992) donde
se muestran los rangos de velocidad de aire recomendados según el tipo de
espacio con el que se esté trabajando:
Tabla 4.4:
Extracto de las velocidades de aire recomendadas para distintos
espacios teniendo en cuenta los niveles de ruido.
Fuente: Goberna et al. (1992).
27
Tomando en cuenta la información mostrada en la tabla anterior, se
determinó que la velocidad desarrollada por el aire en los ductos del sistema
debe situarse en el rango recomendado de 10 a 12.5 m/s.
IV.1.2.3 Selección de elementos terminales
Los elementos terminales para la extracción (rejillas de extracción) y
para la inyección (rejillas de suministro) fueron seleccionados del catálogo de
la empresa Rejillas Nacionales C.A. (anexos 3 y 4)
IV.1.2.3.1 Rejillas de suministro
Para la selección de los difusores el proceso de selección fue el
siguiente:
1. Determinar la cantidad de difusores requeridos según las necesidades.
2. Calcular el caudal que maneja cada difusor dividiendo el caudal total
por la cantidad de difusores a utilizar.
𝑄𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜 =
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
# 𝑑𝑒 𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑎 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑟
(Ecuación 4)
3. Una vez conocido el caudal que maneja cada elemento y tomando en
cuenta el número de vías, el tiro y la velocidad terminal, se seleccionan
del catálogo los elementos necesarios.
En la tabla 4.5 se muestran las características de las rejillas de
suministro seleccionados:
28
Tabla 4.5:
Características de las rejillas de suministro seleccionadas.
Ubicación
Área principal de trabajo
Cantidad
4
Tipo
Cuadrado de 3 vías
Caudal a manejar
1970
CFM
Tamaño
32x10
in
Tiro
48 - 65
ft
Fuente: Elaboración propia
El valor mínimo del tiro corresponde a una velocidad terminal cercana
a los 50 pies por minuto, mientras que el valor máximo corresponde a una
velocidad terminal de aproximadamente 150 pies por minuto.
Figura 2:
Diagrama presentado en el catálogo de Rejillas Nacionales C.A. de
las rejillas de suministro con control de caudal.
Fuente: Catálogo de Rejillas Nacionales C.A.
29
IV.1.2.3.2 Rejillas de retorno
Para seleccionar las rejillas de retorno, se realizó el mismo
procedimiento utilizado para las rejillas de suministro. Se dividió el caudal entre
el número de rejillas necesario y se obtuvo el caudal manejado por cada
elemento. Las características de las rejillas seleccionadas se presentan en la
tabla 4.6.
Tabla 4.6:
Características de las rejillas de retorno seleccionadas.
Área principal de
trabajo
4
Ubicación
Cantidad
Caudal a manejar
1970
CFM
Tamaño
30x12
in
Fuente: Elaboración propia.
Figura 3:
Diagrama presentado en el catálogo de Rejillas Nacionales C.A. de
las rejillas de retorno.
Fuente: Catálogo de Rejillas Nacionales C.A.
30
IV.1.2.4 Selección de filtros
Para la selección de los filtros estos se escogen de catálogo, según los
requerimientos de caudal (CFM) y velocidad del aire (FPM). Por lo tanto, para
la extracción se decidió usar los filtros modelo Alumfil 2”, producidos por
Alumfiltros Nacionales, de dimensiones 30x12x2 in (anexo 5), ubicada en la
Av. Francisco de Miranda con 2da avenida Buena Vista, Galpón #5, vía Petare.
En términos de las características que debe cumplir el filtro, se especifica en
la guía de bolsillo de la ASHRAE (anexo 6) que el valor de la arrestancia debe
ser mayor al 90%, con un rango para el tamaño de las partículas entre 3 y 10
𝜇𝑚, para su utilización en ambientes industriales o en cabinas de pintura.
IV.1.2.5 Dimensionado de los ductos
IV.1.2.5.1 Material y forma
Para la construcción de los ductos se debe elegir un material que
cumpla con las regulaciones de la norma ASTM A653, y de acuerdo con los
estándares para la construcción de conductos HVAC: Metálicos y Flexibles
(SMACNA, 1995). Es por ello, que el material seleccionado fue el acero
galvanizado.
En cuanto a la forma de los ductos, se optó por que esta fuese circular;
ya que, en comparación con la forma rectangular, la forma circular presenta
una menor pérdida de carga y mayor resistencia estructural (Goberna, 1992).
IV.1.2.5.2 Método de cálculo
Haciendo uso de los datos reflejados en las tablas 4.4, 4.5, 4.6 y el
método de fricción constante, se procedió a hacer uso del ductulador de la
empresa York de Venezuela para el cálculo de los ductos del sistema de
ventilación.
A continuación, se muestran las tablas con los resultados obtenidos del
proceso de cálculo:
31
Tabla 4.7:
Dimensionado del ducto de inyección.
Único
Tramo del ducto
Diámetro del ducto
25
in
Área del ducto
490.87
in^2
Velocidad
2168
FPM
Factor de fricción
0.3
-
Longitud total
39.37
ft
Pérdida total
0.118
"H2O
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 4.8:
Dimensionado del ducto de extracción.
Único
Tramo del ducto
Diámetro del ducto
25
in
Área del ducto
490.87
in^2
Velocidad
2168
FPM
Factor de fricción
0.3
-
Longitud total
39.37
ft
Pérdida total
0.118
“H2O
Fuente: Elaboración propia.
Por otra parte, se presentan las tablas con el cálculo de la perdida de
carga estática generada por los distintos accesorios que componen al sistema
de ventilación.
32
Tabla 4.9:
Perdidas por accesorios.
Accesorio
Perdidas por accesorios
Ducto de Inyección
Presión
Velocidad
Coeficiente Perdida
Dinámica
mm
m/s
mm H2O
n
H2O
Perdida
"H2O
Contracción 1
8.90
4.86
0.13
0.63
0.025
Contracción 2
9.28
5.29
0.13
0.69
0.027
Contracción 3
9.42
5.45
0.17
0.90
0.036
15.06
13.92
0.15
2.09
0.082
Unión al
ventilador
Difusores
Accesorio
Dato de catálogo
0.66
Total incluyendo tramos rectos
0.948
Ducto de Extracción
Presión
Velocidad
Coeficiente Perdida
Dinámica
mm
m/s
mm H2O
n
H2O
Perdida
"H2O
Expansión 1
8.9
4.86
0.13
0.63
0.025
Expansión 2
9.28
5.29
0.13
0.69
0.027
Expansión 3
9.42
5.45
0.17
0.90
0.036
Cuello 1
0.2158
2.86
0.92
2.63
0.105
Cuello 2
0.2158
2.86
0.47
1.34
0.054
Cuellos 3 y 4
0.2158
2.86
0.10
0.57
0.023
Unión al
ventilador
10.63
6.93
0.15
1.04
0.041
Filtros
Dato de catálogo (1 filtro)
0.025
Rejillas
Dato de catálogo
0.188
Total incluyendo tramos rectos
0.641
Fuente: Elaboración Propia.
33
IV.1.3 Selección de equipos
Para la selección de los ventiladores a utilizar se tomaron en cuenta los
siguientes parámetros:
Tabla 4.10: Datos para la selección del ventilador de inyección.
Caudal
7880
CFM
Presión Estática
0.948
"H2O
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 4.11: Datos para la selección del ventilador de extracción.
Caudal
7880
CFM
Presión Estática
0.641
"H2O
Fuente: Elaboración propia.
Con los datos de las tablas anteriores, se seleccionaron los equipos del
catálogo de la empresa Fredive. Los ventiladores seleccionados fueron el
ventilador veneaxial VXF, con un tamaño de 21’’ para 1” de H20 de pérdida
estática, para la inyección (anexo 7), y el ventilador veneaxial VXF, con un
tamaño de 21’’ para 3/4” de H2O de pérdida estática, para la extracción (anexo
8).
Una vez denotados los accesorios y las pérdidas de carga que deben
vencer los ventiladores previamente seleccionados tanto para la inyección
como extracción, se muestra la propuesta del diseño acorde al espacio físico
disponible en las instalaciones del taller:
34
Figura 4:
Vista isométrica del sistema de ventilación ya instalado.
Fuente: Elaboración propia.
35
Conclusiones
El presente proyecto se realizó con la finalidad de diseñar un sistema
de ventilación mecánica, con la finalidad presentar una solución a los
problemas de circulación de aire fresco y calidad de trabajo en el taller
automotriz Restauraciones Monagas C.A., ubicado en la localidad de Las
Cocuizas, en la ciudad de Maturín, estado Monagas.
Para la realización de este proyecto se plantearon los siguientes
objetivos:

Diseño de un sistema de ventilación que garantice condiciones de
trabajo óptimas en las instalaciones de la empresa.

Determinación del caudal requerido para asegurar la eliminación de
vapores de pintura y residuos gaseosos producto de la combustión de
gasolina.

Selección adecuada de los ventiladores a emplear en el sistema de
ventilación.

Diseño de la red de ductos para la implementación del sistema.
Con respecto al cumplimiento de los primeros dos objetivos
seleccionados estos se consiguieron a cabalidad al seguir los estatutos
nacionales como: el Reglamento de las Condiciones de Higiene y
Seguridad en el Trabajo, la Norma COVENIN 2250-00, la norma sanitaria
4044-88 así como también reglamentos internacionales como la norma
DIN 1946. Mediante la aplicación de las normativas antes mencionadas se
consiguió un sistema de ventilación con una circulación de 7880 pies
cúbicos por minuto a una velocidad de 2168 pies por minuto a la inyección
y extracción, y ésta última a su vez cuenta con un filtro Alumfil 2” Merv 7
para garantizar que el aire que se expulsa al ambiente se encuentre limpio.
De este modo se consigue garantizar una correcta renovación del aire en
36
el recinto, a la vez que se garantizan condiciones de trabajo confortables
y con niveles de ruido controlados.
Para la selección de los ventiladores a utilizar para la propuesta del
diseño, se consultaron diversos catálogos de fabricantes y proveedores en
el mercado nacional e internacional, luego de ello, se seleccionaron los
equipos que pudiesen cumplir con las especificaciones requeridas por el
diseño; por lo tanto, se optó por la selección de los ventiladores haciendo
uso del catálogo de la empresa nacional Fredive; de tal manera, luego de
seleccionado el ventilador, y conocidas las características ofrecidas por el
mismo se procedió con el cálculo del sistema en base a dichas
prestaciones.
El diseño de la red de ductos para el sistema se realizó mediante el uso
del métodos de fricción constante y la implementación de un ductulador
elaborado por la empresa York de Venezuela. La utilización del ductulador
resultó extremadamente útil ya que facilitó el proceso de selección del
diámetro de los ductos y conocimiento de la velocidad de desarrollada por
el aire. También mediante esta herramienta se facilitó el cálculo de las
reducciones en el área transversal que obligatoriamente deben llevar los
ductos para que las premisas del método de fricción constante se
cumplan. Por otra parte, para la elaboración de los ductos se propone el
uso de láminas de acero galvanizado en concordancia con la norma ASTM
A653, ofreciendo así un material duradero en el tiempo y resistente a las
condiciones presentes en el taller.
37
Recomendaciones

De ejecutarse la construcción del sistema propuesto por este proyecto,
se recomienda realizar un correcto calibrado del mismo, de modo que
se cumplan los valores de: caudal y velocidad del aire calculados en
este trabajo. La realización de esta comprobación es importante ya que
no solo se garantiza el correcto funcionamiento del sistema, sino que
también se vela por la seguridad de los trabajadores presentes en el
recinto. Del mismo modo, por medio de la correcta instalación y puesta
a punto del sistema se facilitan las actividades de mantenimiento
preventivo que se deben de realizar a posteriori.

Debido a las características requeridas por el local, el sistema de
ventilación planteado debe ser capaz de cumplir con el valor de caudal
necesario, con el cual se pretende abarcar mediante un sistema de
ventilación forzada general, la dilución de muchos contaminantes
gaseosos por diversas actividades. En ese sentido la recomendación
se enfoca a seccionar el área del taller en función de las actividades
realizadas en el mismo, a la vez que cada una tenga su sistema de
ventilación dedicado, todo esto para reducir los costos de construcción
del sistema de ventilación y aumentar la eficiencia en la remoción de
los contaminantes.

En lo que respecta a la realización del estudio de factibilidad económica,
se recomienda que si bien el basarse en un estudio de costo unitario es
una buena forma de dar un estimado de cuanto podría costar la
construcción del proyecto; el hecho de que el visor de costos ofrecido
por
el
Colegio
de
Ingenieros
de
Venezuela
se
encuentre
desactualizada, imposibilita la elaboración de un presupuesto real. Por
38
lo tanto, la manera recomendada de proceder sería el tomar la
estructura ofrecida por las partidas presentes en el visor y realizar una
investigación de costos y proveedores presentes en el mercado.

Puesto que los ventiladores son del tipo helicoidal y se propone que la
instalación de estos sea de manera empotrada en una pared, también
se recomienda que en la zona donde se instalen dichos ventiladores se
les coloque una pequeña estructura a manera de techo, con la finalidad
de proteger a los equipos para que no se mojen o los rayos del sol
incidan directamente sobre éstos.
39
ANEXOS
Anexo 1: Valor del coeficiente ‘’n’’ para diversos accesorios.
Fuente: Salvador Scoda S.A. (1998).
41
Anexo 2: Esquema unifilar del sistema propuesto.
Fuente: Elaboración propia.
42
Anexo 3: Catálogo de rejillas de suministro de la marca Rejillas
Nacionales con elemento seleccionado.
Fuente: Catálogo Rejillas Nacionales C.A.
43
Anexo 4: Catálogo de rejillas de retorno de la marca Rejillas
Nacionales con selección de elemento.
Fuente: Catálogo Rejillas Nacionales C.A.
44
Anexo 5: Datos de catálogo de los filtros Alumfil 2” de la marca
Alumfiltros Nacionales.
Modelo
Ancho
(in)
Alto
(in)
Espesor
(in)
Perdida Estática
(“H2O)
Alumfil 2”
30
12
2
0.025
Fuente: Catálogo de Alumfiltros Nacionales.
45
Anexo 6: Pautas para la utilización de filtros según la ASHRAE.
Fuente: Manual de bolsillo de la ASHRAE (2017).
46
Anexo 7: Ficha técnica y curva característica del ventilador de
inyección seleccionado.
Fuente: Fredive.
47
Anexo 8: Ficha técnica y curva característica del ventilador de
extracción seleccionado.
Fuente: Fredive.
48
Anexo 9: Estudio de Factibilidad económica
FECHA:
27/9/2022
HOJA:
1/1
OBRA: Diseño del sistema de ventilación para el taller automotriz Reconstrucciones Monagas C.A.
UBICACIÓN:
Sector Las Cocuizas, Maturín, Estado Monagas
CODIGO DE
PRECIO
PRECIO TOTAL
DESCRIPCIÓN
UND.
CANTIDAD
PARTIDA PATRÓN
UNITARIO
SUMINISTRO E
INSTALACIÓN DE
DUCTOS DE
VENTILACIÓN FORZADA,
E-719.110.180
ELABORADOS EN
kgf
370
$12.96
$4,795.20
LAMINAS DE ACERO
GALVANIZADO, CALIBRE
22 A 26. INCLUYE
TRANSPORTE
SUMINISTRO,
TRANSPORTE E
INSTALACIÓN DE
E-718.111.151
VENTILADOR DE AIRE
equipo
1
$2,593.03
$2,593.03
VENEAXIAL EN PARED
CON TOMA AL AMBIENTE,
ASPA DE 21", 1624 rmp.
SUMINISTRO,
TRANSPORTE E
INSTALACIÓN DE
VENTILADOR DE AIRE
$2,758.03
E-718.111.151
equipo
1
$2,758.03
VENEAXIAL EN PARED
CON DESCARGA AL
AMBIENTE, ASPA DE 21",
1764 rpm.
SUMINISTRO,
TRANSPORTE E
INSTALACIÓN DE REJILLA
$423.44
E-712.131.212
pieza
4
$105.86
DE SUMINISTRO DE AIRE
DE 32''x10", CON
CONTROL DE VOLUMEN
PRESUPUESTO
E-713.521.412
E-711.133.025
SUMINISTRO,
TRANSPORTE E
INSTALACIÓN DE REJILLA
DE RETORNO O
EXTRACCIÓN DE AIRE DE
30''x12", CON CONTROL
DE VOLUMEN
ACOMETIDA DE
ELECTRICIDAD TUBO
CONDUIT GALVANIZADO
SIN ROSCA DIAMETRO 1''
pieza
4
$118.99
$475.96
m
25
$7.67
$191.75
TOTAL ACUMULADO
Fuente: Elaboración propia.
49
$11,237.41
Anexo 10:
Partida sobre el suministro e instalación de los ductos
de ventilación
Codigo de Partida
Patrón
Unidad
Cantidad del análisis
Rendimiento
E-719.110.180
kgf
1 kgf
350
Precio Unitario
$
12.96
Descripción de la partida:
SUMINISTRO E INSTALACIÓN DE DUCTOS DE VENTILACIÓN FORZADA, ELABORADOS EN LAMINAS DE ACERO
GALVANIZADO, CALIBRE 22 A 26. INCLUYE TRANSPORTE
MATERIALES
TRANSPORTE DE MATERIALES (5%)
PLETINA DE ACERO 3/4" x 1/8" L=6m (0.75
Kgf/m)
CLAVOS D/ACERO P/PISTOLA D/FIJACIÓN L=1"
Caja:100 Und
DUCTO FAB.EN ACERO GALV. INCL JUNT,
CAL.18 AL 26
TORNILLO TIRAFONDO 8mmx1" (RAMPLUG
VERDE)
EQUIPOS
WINCHE CABESTRANTE CAP=2.0 TON
(ELECTRICO)
ANDAMIO TUBULAR 2x1x1.8 m
PISTOLA DE FIJACION HILTI DX460
CIZALLA TIPO TIJERA (MANUAL) 24" RIGID
MARTILLO BELLOTA DE 170 gr
MARTILLO DE GOMA 20 oz
CIZALLA PARA LAMINAS HASTA 6mm
MANO DE OBRA
AYUDANTE
GÜINCHERO
MAESTRO MECÁNICO
LATONERO DE 1era
UNIDAD CANTIDAD
%
0.05
COSTO ($)
10.3
TOTAL ($)
0.515
kgf
0.3
3
0.9
pieza
2
0.5
1
kgf
1
8
8
pieza
4
0.1
0.4
Total Materiales $:
$
Unitario de Materiales $: $
COSTO ($)
10.82
10.82
CANTIDAD
COP
0.25
0.0025
96.3
0.0601875
4
1
1
2
2
0.5
0.0035
0.005
0.01
0.01
0.01
1
19.26
1120
13.76
4.8
18.71
5.5
0.26964
5.6
0.1376
0.096
0.3742
2.75
CANTIDAD
2
0.25
0.5
2
Total Materiales $:
$
Unitario de Materiales $: $
JORNAL
0.5
0.5
0.5
0.5
Sub Total :
Prestaciones Sociales:
Total Mano de Obra:
Unitario Mano de Obra :
Fuente: Elaboración propia.
50
TOTAL ($)
9.29
0.37
TOTAL ($)
1
0.125
0.25
1
$
$
$
$
2.38
33.18
35.55
1.78
PRECIO UNITARIO: $
12.96
Anexo 11:
Partida para suministro, transporte e instalación del
ventilador de inyección.
Codigo de Partida
Patrón
Unidad
Cantidad del análisis
Rendimiento
E-718.111.151
equipo
1 equip
2
Precio Unitario
$
2,593.03
Descripción de la partida:
SUMINISTRO, TRANSPORTE E INSTALACIÓN DE VENTILADOR DE AIRE VENEAXIAL EN PARED CON TOMA AL AMBIENTE,
ASPA DE 21", 1624 rmp.
MATERIALES
TRANSPORTE DE MATERIALES (10%)
ROLLO DE TEIPE NEGRO #33 (COBRA)
INTERRUPTOR TQC 1P 20A 120/240V 10 KA
(ATORNILLABLE)
CABLE SPT 2x12 25 A
VENTILADOR FREDIVE VENEAXIAL VXF ASPA
21", 1624 RPM
EQUIPOS
EQUIPO PARA INSTALACIÓN ELÉCTRICA
MANO DE OBRA
AYUDANTE
ELECTRICISTA DE 1era
MAESTRO OBRAS ELECTROMECÁNICAS
UNIDAD
%
rolllo
CANTIDAD
0.1
0.2
COSTO ($)
2356.5
0.8
TOTAL ($)
235.65
0.16
pieza
1
3.54
3.54
m
4
0.7
2.8
equip
1
2350
2350
$
$
COP
0.00623
Total Materiales $:
Unitario de Materiales $:
COSTO ($)
140
2,592.15
2,592.15
TOTAL ($)
0.8722
Total Materiales $:
Unitario de Materiales $:
JORNAL
0.5
0.5
0.5
$
$
0.87
0.03
Sub Total Mano de Obra:
Prestaciones Sociales:
Total Mano de Obra:
Unitario Mano de Obra :
$
$
$
$
1.13
15.72
16.84
0.84
PRECIO UNITARIO:
$
2,593.03
CANTIDAD
1
CANTIDAD
1
1
0.25
Fuente: Elaboración propia.
51
TOTAL ($)
0.5
0.5
0.125
Anexo 12:
Partida para suministro, transporte e instalación del
ventilador de extracción.
Codigo de Partida
Patrón
Unidad
Cantidad del análisis
Rendimiento
E-718.111.151
equipo
1 equip
2
Precio Unitario
$
2,758.03
Descripción de la partida:
SUMINISTRO, TRANSPORTE E INSTALACIÓN DE VENTILADOR DE AIRE VENEAXIAL EN PARED CON DESCARGA AL
AMBIENTE, ASPA DE 21", 1764 rpm.
MATERIALES
TRANSPORTE DE MATERIALES (10%)
ROLLO DE TEIPE NEGRO #33 (COBRA)
INTERRUPTOR TQC 1P 20A 120/240V 10 KA
(ATORNILLABLE)
CABLE SPT 2x12 25 A
VENTILADOR SODECA HCRE/EC-45-T ASPA
21", 1790 RPM 50 hz, 3 FASE
EQUIPOS
EQUIPO PARA INSTALACIÓN ELÉCTRICA
MANO DE OBRA
AYUDANTE
ELECTRICISTA DE 1era
MAESTRO OBRAS ELECTROMECÁNICAS
UNIDAD
%
rolllo
CANTIDAD
0.1
0.2
COSTO ($)
2506.5
0.8
TOTAL ($)
250.65
0.16
pieza
1
3.54
3.54
m
4
0.7
2.8
equip
1
2500
2500
$
$
COP
0.00623
Total Materiales $:
Unitario de Materiales $:
COSTO ($)
140
2,757.15
2,757.15
TOTAL ($)
0.8722
Total Materiales $:
Unitario de Materiales $:
JORNAL
0.5
0.5
0.5
$
$
0.87
0.03
Sub Total Mano de Obra:
Prestaciones Sociales:
Total Mano de Obra:
Unitario Mano de Obra :
$
$
$
$
1.13
15.72
16.84
0.84
PRECIO UNITARIO:
$
2,758.03
CANTIDAD
1
CANTIDAD
1
1
0.25
Fuente: Elaboración propia.
52
TOTAL ($)
0.5
0.5
0.125
Anexo 13:
Partida para el suministro, transporte e instalación de
las rejillas de suministro.
Codigo de Partida
Patrón
Unidad
Cantidad del análisis
Rendimiento
E-712.131.212
pza
1
30
Precio Unitario
$
105.86
Descripción de la partida:
SUMINISTRO, TRANSPORTE E INSTALACIÓN DE REJILLA DE SUMINISTRO DE AIRE DE 32''x10", CON CONTROL DE
VOLUMEN
MATERIALES
TRANSPORTE DE MATERIALES (1%)
REJILLA DE SUMINISTRO CON CONTROL DE
VOLUMEN 32''x10" REJILLAS NACIONALES
EQUIPOS
WINCHE CABRESTANTE CAP=2 TON
(ELECTRICO)
ANDAMIO TUBULAR 2x1.2x1.8 m
MARTILLO DE GOMA 20 oz
JUEGO DE ATORNILLADORES 15 PZAS
STANLEY
MANO DE OBRA
AYUDANTE
GÜINCHERO
MAESTRO MECÁNICO
INSTALADOR ELECTROMECÁNICO DE 2da
UNIDAD CANTIDAD
%
0.01
COSTO ($)
104
TOTAL ($)
1.04
1
104
104
CANTIDAD
COP
Total Materiales $:
Unitario de Materiales $:
COSTO ($)
0.04
0.0025
96.3
0.00963
2
2
0.0035
0.01
16.26
18.71
0.11382
0.3742
1
0.01
6
0.06
pieza
CANTIDAD
1
0.04
0.1
1
Fuente: Elaboración propia.
53
$
$
105.04
105.04
TOTAL ($)
Total Materiales $:
Unitario de Materiales $:
JORNAL
0.5
0.5
0.5
0.5
$
$
0.56
0.02
Sub Total Mano de Obra:
Prestaciones Sociales:
Total Mano de Obra:
Unitario Mano de Obra :
$
$
$
$
1.07
14.95
16.02
0.80
PRECIO UNITARIO:
$
105.86
TOTAL ($)
0.5
0.02
0.05
0.5
Anexo 14:
Partida para el suministro, transporte e instalación de
las rejillas de extracción.
Codigo de Partida
Patrón
Unidad
Cantidad del análisis
Rendimiento
E-713.521.412
pza
1
25
Precio Unitario
$
118.99
Descripción de la partida:
SUMINISTRO, TRANSPORTE E INSTALACIÓN DE REJILLA DE RETORNO O EXTRACCIÓN DE AIRE DE 30''x12", CON
CONTROL DE VOLUMEN
MATERIALES
TRANSPORTE DE MATERIALES (1%)
REJILLA RETOR/EXTRACC 30x12" REJILLAS
NACIONALES
FILTRO DE AIRE MERV 7 30x12 ALUM FILTROS
EQUIPOS
WINCHE CABRESTANTE CAP=2 TON
(ELECTRICO)
ANDAMIO TUBULAR 2x1.2x1.8 m
MARTILLO DE GOMA 20 oz
JUEGO DE ATORNILLADORES 15 PZAS
STANLEY
MANO DE OBRA
AYUDANTE
GÜINCHERO
MAESTRO MECÁNICO
INSTALADOR ELECTROMECÁNICO DE 2da
UNIDAD CANTIDAD
%
0.01
COSTO ($)
117
TOTAL ($)
1.17
pieza
1
57
57
unidad
4
60
60
Total Materiales $:
$
Unitario de Materiales $: $
COSTO ($)
118.17
118.17
TOTAL ($)
CANTIDAD
COP
0.04
0.0025
96.3
0.00963
2
2
0.0035
0.01
16.26
18.71
0.11382
0.3742
1
0.01
6
0.06
CANTIDAD
1
0.04
0.1
1
Total Materiales $:
$
Unitario de Materiales $: $
JORNAL
0.5
0.5
0.5
0.5
Sub Total Mano de Obra:
Prestaciones Sociales:
Total Mano de Obra:
Unitario Mano de Obra :
Fuente: Elaboración propia.
54
0.56
0.02
TOTAL ($)
0.5
0.02
0.05
0.5
$
$
$
$
1.07
14.95
16.02
0.80
PRECIO UNITARIO: $
118.99
Anexo 15:
Partida para la realización de la acometida eléctrica.
Codigo de Partida
Patrón
Unidad
Cantidad del análisis
Rendimiento
E-711.133.025
m
1
70
Precio Unitario
$
7.67
Descripción de la partida:
ACOMETIDA DE ELECTRICIDAD TUBO CONDUIT GALVANIZADO SIN ROSCA DIAMETRO 1''
MATERIALES
CABLE SPT 2x12 25 A
TUBERIA E.M.T. D=1''
CONECTOR E.M.T. D=1'' L=3 m
ANILLO E.M.T. D=1''
CURVA E.M.T. D=1''
CAJETIN RECTAN. 4x2" HUECOS 1/2'' o 3/4''
CAJETIN CUADRADO DE 5x5'' (HUECO 1'')
TRANSPORTE DE MATERIALES (10%)
EQUIPOS
CORTADORA DE TUBOS MANUAL DE 1/8''-1''
LLAVE DE TUBO #14 RIDGID
CINTA METRICA DE ACERO DE 5 m STANLEY
SEGUETA AJUSTABLE
DOBLADORA DE TUBO E.M.T. HASTA 3/4'' /B1678 RIGID
MANO DE OBRA
OBRERO DE 1era
AYUDANTE
ELECTRICISTA DE 1era
MAESTRO ELECTRICISTA
UNIDAD CANTIDAD
m
2
m
1
pieza
1
pieza
0.33
pieza
0.33
pieza
0.4
pieza
0.1
%
0.1
CANTIDAD
1
2
2
1
COP
0.01
0.01
0.01
0.01
1
0.006
CANTIDAD
1
1
1
0.5
COSTO ($)
0.7
2.82
0.5
0.8
1.6
0.5
0.5
5.762
Total Materiales $:
$
Unitario de Materiales $: $
COSTO ($)
8
5
8
10
10
55
6.34
6.34
TOTAL ($)
0.08
0.1
0.16
0.1
0.06
Total Materiales $:
$
Unitario de Materiales $: $
JORNAL
0.5
0.5
0.5
0.5
Sub Total Mano de Obra:
Prestaciones Sociales:
Total Mano de Obra:
Unitario Mano de Obra :
Fuente: Elaboración propia.
TOTAL ($)
1.4
2.82
0.5
0.264
0.528
0.2
0.05
0.5762
0.50
0.02
TOTAL ($)
0.5
0.5
0.5
0.25
$
$
$
$
1.75
24.45
26.20
1.31
PRECIO UNITARIO: $
7.67
Anexo 16:
Representación 3D
utilizando Autodesk Inventor.
Fuente: Elaboración propia.
Fuente: Elaboración propia.
56
del
sistema
de
ventilación
Anexo 17:
Plano de vista de planta del sistema de ventilación ya
instalado realizado con Autodesk AutoCAD.
Fuente: Elaboración propia.
57
Referencias
Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. (2021). United States
Environmental
Protection
Agency.
Obtenido
de
https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/volatile-organic-compoundsimpact-indoor-air-quality#Health_Effects
Arias Odón, F. (2012). El Proyecto de Investigación. Caracas: Epístide.
Awbi, H. (2008). Ventilation Systems: design and performance. (Primera ed.).
New York, Estados Unidos: Taylor & Francis.
Comisión Venezolana de Normas Industriales [COVENIN]. Norma 2250:2000.
26 de julio del 2000. Venezuela
Decreto 1564 de 1973 [presidente de la República de Venezuela]. Por el cual
se establece el Reglamento de las Condiciones de Higiene y Seguridad
en el Trabajo. 31 de diciembre de 1973.
Goberna, R., Hughes, R., Riveira, V., Bernal, F., Catejón, E., Beltrán, J.,
Ramos,
H.
et
al.
(1992).
Ventilación
Industrial.
Manual
de
recomendaciones prácticas para la prevención de riesgos profesionales
(Primera ed.). Valencia, España: Artes Gráficas Soler S.A.
Mataix, C. (1986). Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Madrid:
Ediciones del Castillo S.A.
Pacheco Coello, J., & Rodríguez, D. (2020). Exposición a benceno y
manifestaciones clínicas en trabajadores de talleres de latonería y
pintura automotriz, Venezuela 2019. Revista Cubana de Salud y
Trabajo, 21(1):8-12.
Regueira Vargas, J. M. (2022). Información sobre Restauraciones Monagas
C.A. (A. Regueira Mori, Entrevistador)
Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire
Acondicionado [ASHRAE]. INTERPRETATION IC 62.2-2016-1 OF
ANSI/ASHRAE STANDARD 62.2-2016 Ventilation and Acceptable
Indoor Air Quality in Residential Buildings. (Julio 2017).
58
Soler & Palau (2017). Pérdidas de carga en tuberías: ¿cómo afecta a un
sistema de ventilación?. Obtenido de: https://www.solerpalau.com/eses/blog/perdidas-carga-tuberias-afecta-sistemaventilacion/#:~:text=Se%20llama%20p%C3%A9rdida%20de%20carga
,de%20las%20tuber%C3%ADas%20y%20conductos.
Vargas Martínez, A., Reyna López, V., & Rodríguez Ortega, F. (2013).
Intoxicación ocupacional por monóxido de carbono. Trastornos
otoneurológicos y. Revista Médica del Instituto Mexicano del Seguro
Social, 52(1), 44-49.
59
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