Propósito y objetivos de aprendizaje

Propósito: Una cortina de aire, también conocida como puerta de aire, emplea una corriente controlada de aire dirigida a través de una abertura para crear un sello hermético. Este sello separa diferentes ambientes al tiempo que permite un flujo de tráfico fluido y sin obstáculos y una visión sin obstáculos a través de la abertura. Este curso analiza cómo funcionan las cortinas de aire y por qué pueden contribuir a la comodidad de los ocupantes, la eficiencia energética y la calidad del aire interior cuando la puerta está abierta. También analiza cómo las cortinas de aire mejoran la eficiencia energética de todo el edificio en comparación con los métodos convencionales.

Objetivos de aprendizaje: Al finalizar este programa, los participantes podrán:

• Describir las cortinas de aire en términos de sus componentes, función y operación.
• Analice cómo las cortinas de aire mejoran la seguridad de una entrada o abertura evaluando los criterios de diseño de cortinas de aire para determinar el tamaño y la ubicación correctos de una cortina de aire para una aplicación específica.
• Explorar los beneficios de las cortinas de aire para determinar cómo mejoran los niveles de confort térmico de los ocupantes y reducen el consumo de energía en todo el edificio.
• Reconocer por qué es necesario especificar la cortina de aire y los controles adecuados para lograr efectos óptimos de la cortina de aire para la separación ambiental, para reducir la infiltración de polvo, humo e insectos y para mantener el control del movimiento del aire.
• Identificar los códigos de construcción de la industria y los estándares de prueba relevantes para las cortinas de aire, y
• Consulte estudios de casos para ilustrar la eficiencia de las cortinas de aire para el ahorro de energía, la separación climática y la temperatura del aire confortable.

Introducción

¿Qué es una cortina de aire?

Una cortina de aire, también conocida como puerta de aire, genera una corriente de aire diseñada que se dirige a través de una abertura para crear un sello de aire. Este sello separa dos ambientes diferentes (exterior/interior, sala caliente/sala fría) y mantiene la separación de temperatura al tiempo que permite un flujo de tráfico fluido y sin obstáculos (personas o vehículos) y una visión sin obstáculos a través de la abertura.

Dado que las cortinas de aire ayudan a contener el aire caliente o acondicionado cuando la puerta está abierta, brindan un ahorro de energía considerable y, al mismo tiempo, protegen la comodidad del aire interior. Además de proteger la temperatura del aire interior, las cortinas de aire también se utilizan para mantener alejados los insectos voladores, los humos (como el humo del tabaco y los gases de escape de los vehículos) y el polvo.

¿Cómo funciona una cortina de aire?

Por lo general, la tecnología de cortina de aire utiliza un gabinete para alojar un sistema de ventilador, cámara y boquillas para producir una corriente de aire diseñada estratégicamente para golpear el piso con un equilibrio particular de velocidad, volumen y uniformidad. La corriente de aire debe alcanzar el umbral para crear la barrera.

Una vez que se activa la unidad, el aire ingresa a la cortina de aire a través de la entrada, ingresa a la carcasa del ventilador y es acelerado por el ventilador. Este aire de rápido movimiento ingresa al plenum, lo que permite una distribución uniforme del aire a lo largo de toda la longitud de la boquilla de descarga. Las paletas direccionales con forma de perfil aerodinámico en la boquilla ayudan a crear y dirigir una corriente de aire uniforme con una turbulencia mínima.

¿Cómo funciona una cortina de aire?

Temperatura                                                           Velocidad

Importancia de la velocidad, el volumen y la uniformidad

La velocidad, el volumen y la uniformidad trabajan juntos para proporcionar una corriente de aire controlada que crea una barrera de aire a través de una abertura; por lo tanto, confiar en solo una o dos de estas fuerzas podría sesgar los resultados de rendimiento.

Velocidad (velocidad a la que se mueve el aire)

La corriente de aire debe golpear el piso con suficiente velocidad para crear una división, pero no tanta como para crear turbulencia y no poder formar la división. La división, que crea estabilidad, fuerza y ​​dirección para el aire arrastrado a cada lado de la corriente de aire, debe ocurrir justo en el umbral de la puerta. Una vez que una cortina de aire se activa y crea una división, crea una "piel" sobre el volumen de aire interior del edificio y usa esta presión interna para resistir el viento. Luego, la división hace rodar el aire arrastrado acondicionado y no acondicionado de regreso a sus respectivas áreas.

Volumen (cuánto aire se mueve)

El volumen es el elemento fundamental que permite que una cámara de descarga presurizada y diseñada adecuadamente genere una corriente en chorro laminar de alta velocidad. Cuanto más alta sea la abertura, mayor será el volumen necesario para generar una corriente de aire más espesa y de mayor velocidad para resistir cargas de viento de hasta 16 km/h. Una cortina de aire para la ventanilla de autoservicio de un restaurante de comida rápida no necesita un volumen tan grande como una puerta de 5 metros de alto en un área de envíos.

Importancia de la velocidad, el volumen y la uniformidad

Uniformidad (la “uniformidad” del espesor de la corriente de aire)

La uniformidad comienza a afectar la efectividad de la corriente de aire cuando cae por debajo del 60 por ciento. Una cortina de aire que concentra demasiada energía en generar una uniformidad alta pierde velocidad, lo que reduce su resistencia efectiva al viento.

En resumen…

Para crear la barrera, la corriente de aire debe llegar al umbral, es decir, el suelo.

La combinación de velocidad, volumen y uniformidad del aire que sale de la cortina de aire debe ser suficiente para resistir la penetración de aire y otros contaminantes que intentan ingresar al espacio desde el otro lado.

¿Por qué utilizar una cortina de aire?

• Ahorro de energía
• Control de climatización/confort de los ocupantes
• Control de insectos sin químicos
• Control de olores, humos y polvo

Las cortinas de aire funcionan para controlar la transferencia de aire a través de dos zonas de temperatura independientes cuando no hay una barrera física, como una puerta, entre las dos. Al ayudar a contener el aire calentado o acondicionado cuando la puerta está abierta, las cortinas de aire:

• Proporcionar ahorros de energía
• Ayudar a reducir el consumo de energía del edificio debido a tiempos de funcionamiento más cortos y/o menos frecuentes del manipulador de aire o del compresor del edificio, y
• Mantenga a la gente más cómoda

Ya sea que se trate de aire caliente o frío que se debe mantener adentro cuando la puerta está abierta, una cortina de aire está diseñada para proporcionar una separación eficiente y efectiva con un bajo consumo de energía.

¿Por qué utilizar una cortina de aire?

Las cortinas de aire también tienen otros usos:

• Proporcionar protección contra insectos voladores, especialmente en el mercado de servicios de alimentos.
• Muchos códigos de salud requieren una cortina de aire sobre la puerta trasera de las cocinas como parte del control de insectos.
• La FDA reconoce que las cortinas de aire ayudan a proteger contra la intrusión de insectos voladores en plantas de procesamiento de alimentos y otras instalaciones.
• Reducir la infiltración de polvo en el aire, humos de vehículos en ralentí, humo de tabaco y olores desagradables.
• Reducir la niebla y la acumulación de hielo en las zonas de almacenamiento frigorífico

Tipos de cortinas de aire

Las cortinas de aire se pueden clasificar en dos tipos: recirculantes y no recirculantes. Ambas están disponibles con calefacción adicional. Este curso se centra en las cortinas de aire no recirculantes, ya que la mayoría de las personas piensan en ellas cuando piensan en una cortina de aire.

Cortina de aire recirculante

Una cortina de aire recirculante (también conocida como sistema de entrada de aire) genera y descarga una corriente de aire espesa, de baja velocidad y gran volumen que se envía desde una rejilla de descarga a través de la abertura hacia una rejilla receptora y luego se recircula mediante un manipulador de aire. Funciona arrastrando grandes volúmenes de aire hacia una barrera para contrarrestar el intercambio térmico y la carga del viento.

Las cortinas de aire con recirculación se utilizan principalmente en lugares con tráfico peatonal continuo (es decir, la puerta nunca se cierra), como las entradas de supermercados o comercios minoristas, para brindar comodidad en el aire interior y ahorro de energía, al tiempo que permiten el flujo sin obstáculos de personas. Debido a que este tipo de cortina de aire está incorporada en la entrada, generalmente se selecciona para construcciones nuevas o renovaciones importantes. La corriente amplia y discreta de aire de baja velocidad creada por las cortinas de aire con recirculación es menos perceptible que el movimiento de aire de mayor velocidad de las que no tienen recirculación y, por lo tanto, suele ser más deseable para separar ambientes en entradas principales clave.

Cortina de aire sin recirculación

Una cortina de aire sin recirculación se define como un dispositivo que genera y descarga una corriente de aire delgada, de bajo volumen y alta velocidad que se divide en el umbral (es decir, el piso) y no se recircula hacia la entrada. Esta corriente de aire delgada y de alta velocidad funciona arrastrando aire hacia una barrera para contrarrestar el intercambio térmico y la carga del viento.

La cortina de aire sin recirculación es lo que la mayoría de la gente viene a la mente cuando piensa en una cortina de aire.

Las cortinas de aire sin recirculación se utilizan tanto en construcciones nuevas como en edificios existentes. Se utilizan con todo tipo de tamaños de puertas (aberturas), desde ventanas con acceso vehicular hasta puertas corredizas, con todo tipo de tráfico de puertas. Se montan en la pared o desde el techo.

Minorista

Los minoristas de todos los tamaños utilizan cortinas de aire para contribuir a un entorno de compra y venta cómodo y, al mismo tiempo, ahorrar energía. Cuando se tiene en cuenta tanto la estética como la protección del espacio interior, se puede diseñar una cortina de aire para que se integre en el diseño arquitectónico del espacio y para satisfacer las necesidades funcionales de la aplicación en:

• Entradas de clientes
• Entradas de servicio/empleados
• Puertas de envío y recepción
• Áreas de almacenamiento de carritos de compras
• Refrigeradores de paso

Las cortinas de aire también pueden reemplazar los vestíbulos para ahorrar energía y mantener interiores confortables.

Las cortinas de aire están incluidas en el Código Internacional de Conservación de Energía (IECC), el Código Internacional de Construcción Verde (IgCC) y la Norma ASHRAE 90.1-2019 como alternativas a los vestíbulos; sin embargo, los estudios muestran que la combinación más efectiva para la comodidad interior es tener tanto una cortina de aire como un vestíbulo.

Minorista

Instituciones y facilidades

Las escuelas, universidades, hospitales y clínicas, hoteles, centros de atención a personas mayores, etc. utilizan cortinas de aire para crear entornos confortables para estudiantes, pacientes, huéspedes y residentes. Las cortinas de aire crean una barrera eficaz entre las condiciones de temperatura interior y exterior, al tiempo que mejoran la seguridad y permiten que las personas entren libremente o brindan acceso abierto a través de:

• Entradas principales
• Ventanillas de concesión
• Puertas de cocina
• Entradas de servicio
• Puertas de envío y recepción

Instituciones y facilidades

Restaurantes

Los propietarios de restaurantes y los diseñadores de cocinas eligen las cortinas de aire para cumplir con los estándares de servicio de alimentos y los códigos del departamento de salud, como NSF 37 para el control de insectos. Las cortinas de aire con certificación sanitaria están diseñadas para satisfacer las necesidades funcionales de la aplicación, integrarse en el espacio y mantener los costos de instalación al mínimo. Las cortinas de aire también se utilizan sobre las entradas de los clientes para mantener cómodas las áreas de espera y de asientos. Ya sean de servicio rápido, de comida rápida informal, de cafetería, centradas en el bar o con manteles blancos, los restaurantes utilizan cortinas de aire en la parte delantera o trasera del local en:

• Entradas de clientes
• Ventanillas de autoservicio
• Aperturas de bares interiores y exteriores
• Puertas de patio
• Entradas de servicio de cocina
• Puertas de envío y recepción
• Refrigeradores de paso

Fabricación y almacén

Las cortinas de aire se utilizan para proteger aberturas en plantas automotrices, almacenes, centros de distribución, plantas de procesamiento de alimentos, almacenes frigoríficos, instalaciones farmacéuticas y otros tipos de instalaciones de fabricación.

Diseñadas para mantener estables las temperaturas interiores y evitar que los insectos vuelen cuando las puertas están abiertas, las cortinas de aire crean una barrera eficaz para:

• Puertas de envío y recepción
• Entradas de servicio
• Cámaras frigoríficas
• Puertas transportadoras
• Bahías de trenes

Las cortinas de aire también pueden diseñarse para funcionar en entornos peligrosos (según lo define el Código Eléctrico Nacional (NEC) ANSI/NFPA-70 para equipos eléctricos) en plantas de fabricación y farmacéuticas, y en entornos corrosivos como plantas de tratamiento de aguas residuales (control de olores).

Fabricación y almacén

Transporte

Los aeropuertos, estaciones de tren, estaciones de autobuses y garajes de autobuses y camiones utilizan cortinas de aire para crear entornos cómodos para los viajeros, manipuladores de equipaje, mecánicos y otras personas que trabajan cerca de la puerta. Las cortinas de aire crean una barrera eficaz entre las condiciones de temperatura interior y exterior, al tiempo que mejoran la seguridad y permiten que las personas y los vehículos entren libremente a través de:

• Puertas de subida y bajada de pasajeros
• Puertas que dan a las vías, al asfalto o a la parada de autobús.
• Puertas de carga y descarga de equipaje
• Garajes

Las cortinas de aire también se pueden diseñar y construir para su instalación en diversos lugares peligrosos, según lo define el Código Eléctrico Nacional (NEC) ANSI/NFPA-70 para equipos eléctricos, como los garajes de autobuses a gas natural comprimido (GNC). Consulte con el fabricante para conocer las limitaciones.

Transporte

Las cortinas de aire son efectivas y eficientes

Con el creciente enfoque en la comodidad de los ocupantes y la conservación de la energía, los fabricantes de cortinas de aire continúan desarrollando productos arquitectónicos, comerciales e industriales que se pueden especificar para adaptarse a una amplia variedad de industrias y aplicaciones. Las cortinas de aire se especifican tanto como parte de nuevas construcciones como de renovaciones importantes y como complementos a las puertas de los edificios existentes.

El resto de este curso proporciona una descripción general de:

• Consideraciones para la selección de productos de cortina de aire, incluidos los criterios de diseño y las opciones de control
• Códigos y estándares industriales relevantes que han llevado a que las cortinas de aire se incluyan como alternativas a los vestíbulos.

Criterios de diseño

Consideraciones para la selección de cortinas de aire

Para seleccionar una cortina de aire que cumpla con los requisitos de diseño de una aplicación específica es necesario tener en cuenta lo siguiente:

• Tipo de aplicación
• Ubicación de la inauguración
• Flujo de aire a través de una abertura
• Altura y espacio de montaje
• Características de la puerta
• Tráfico de puertas
• Clima
• Requisitos de calor suplementario
• Materiales
• Ventiladores y tipo de motor
• Fuerza
• Tipo de montaje
• Instalación
• Controles
• Secuencia de operaciones
• Mantenimiento y servicio

Tipo de aplicación

Las cortinas de aire actuales están diseñadas para cumplir con los requisitos de rendimiento de una aplicación específica: industrial, industrial ligera, comercial, minorista, servicio de alimentos, saneamiento, almacenamiento en frío, etc. Una cortina de aire instalada sobre la entrada de un comercio minorista de alto tráfico tiene diferentes requisitos operativos y estéticos que una instalada sobre una gran abertura en un almacén industrial o la puerta trasera de una cocina comercial.

Las cortinas de aire están diseñadas para un uso particular, por lo que es necesario determinar el propósito de la cortina de aire. Las cortinas de aire pueden tener un propósito principal, por ejemplo, control de insectos, y uno o más propósitos secundarios, por ejemplo, ahorro de energía y protección del aire interior.

Lugar de la inauguración

Al seleccionar una cortina de aire también se debe tener en cuenta la finalidad y la frecuencia de uso de la abertura en relación con el espacio interior y otras puertas.

• ¿Qué tipo de apertura es?
• ¿Una entrada principal, una puerta de cocina/servicio o un muelle de carga?
• ¿Cuál es el propósito principal?
• ¿Separación de ambientes interiores y ahorro energético?
• ¿Control de insectos voladores?
• ¿Control de humos?
• ¿Cuales son las dimensiones de la abertura?
• ¿Cuál es el espacio de montaje (espacio libre) por encima de la abertura?
• ¿Cuándo está abierta la puerta física?
• ¿Con qué frecuencia?
• ¿Qué tipo de tráfico utilizará la puerta?
• ¿Clientes, empleados, carretillas elevadoras, carros, etc.?
• ¿El espacio está bajo presión negativa?

Flujo de aire a través de una abertura: conceptos básicos

El aire puede fluir hacia adentro, hacia afuera o dentro de un edificio a través de una abertura de cualquier tamaño si existe una fuerza impulsora (presión). La cantidad de flujo de aire está determinada por el tamaño de la abertura, el grado de presión (fuerza) y el tiempo durante el cual existe una diferencia de presión (diferencia de presión entre dos ambientes).

Los diferenciales de presión están influenciados por:

1. Diferencias de temperatura
   • El aire caliente es menos denso y más ligero que el aire frío; por lo tanto, se eleva y escapa a través de la parte superior de una abertura mientras el aire frío es aspirado hacia adentro y a través de la parte inferior de la abertura.
2. Diferencias de presión
   • Para igualar las diferencias de presión del aire entre dos entornos, el aire fluirá desde un área de alta presión a un área de baja presión y siempre elegirá el camino de menor resistencia (el agujero más grande).
3. Viento o corrientes de aire
   • La velocidad y la dirección del viento que corre a lo largo de un edificio o las corrientes de aire en un edificio alto con escaleras abiertas provocarán una presión negativa en un lado de una abertura o un costado de un edificio.
4. Sistemas de ventilación mal equilibrados y fugas de aire
   • Los espacios interiores experimentarán presión negativa si el suministro y el retorno de aire no están equilibrados o si el sistema de conductos pierde aire hacia el interior o el exterior.

Flujo de aire a través de una abertura

Una cortina de aire no puede funcionar bien si el edificio está bajo presión negativa. Por lo tanto, a la hora de seleccionar una cortina de aire también se deben tener en cuenta las condiciones exteriores, las configuraciones del espacio interior y la ubicación de la puerta de la cortina de aire en relación con otras aberturas dentro de una instalación.

Aspectos a tener en cuenta al comprobar posibles situaciones de presión negativa:

• ¿Existe la posibilidad de que se produzca un efecto túnel de viento?
• Un efecto de túnel de viento se produce cuando dos puertas exteriores en lados opuestos de un espacio se abren al mismo tiempo.
• ¿Hay algún extractor de aire que provoque presión negativa dentro del edificio? • Efecto chimenea
• ¿Hay escaleras mecánicas o escaleras cerca? ¿Qué altura tiene el edificio?
• ¿Es un espacio abierto?

Altura y espacio de montaje

Al seleccionar una cortina de aire, es necesario conocer el ancho de la abertura, la altura de montaje y el espacio libre (espacio de montaje) sobre la abertura.

Para que una cortina de aire funcione correctamente, está diseñada para descargar aire en todo el ancho y la altura de la abertura.

Para un correcto funcionamiento, la corriente de aire debe ser lo suficientemente fuerte como para alcanzar la superficie objetivo (suelo) y dividirse en el suelo, pero no tan fuerte como para crear turbulencia y no poder formar la división.

El espacio libre mínimo necesario para montar una cortina de aire varía según el modelo seleccionado.

Características de la Puerta

Se deben tener en cuenta las características físicas de la puerta o ventana real, así como la configuración de múltiples puertas o ventanas.

• ¿Qué tipo de puerta se está instalando? ¿Es automática o manual?
• Enrollarse
• Enrollado de alta velocidad
• Balanceo (simple o doble)
• Corredera automatizada
• Giratorio
• ¿Puertas individuales una al lado de la otra?
• ¿Puerta giratoria al lado de una puerta individual?
• ¿Entrada peatonal junto a una amplia puerta enrollable?

Tráfico de puertas

Al seleccionar dispositivos y controles de activación, es importante tener en cuenta:

• ¿Con qué frecuencia se abre la puerta? ¿Por cuánto tiempo?
• ¿La cortina de aire proporciona calor suplementario al espacio?
• ¿Deberían los empleados tener una capacidad limitada para ajustar el funcionamiento de la cortina de aire?

Clima

La ubicación y orientación de un edificio y sus condiciones climáticas externas e internas son consideraciones importantes, junto con las dimensiones de la puerta.

En aplicaciones donde las aberturas están expuestas a condiciones climáticas estacionales, vientos y diferenciales de presión fluctuantes, a menudo se agrega calor suplementario a la cortina de aire para mayor comodidad de los ocupantes.

En espacios cerrados más pequeños, como vestíbulos, las cortinas de aire calefaccionadas pueden proporcionar el mismo calor complementario que un calentador de gabinete y, al mismo tiempo, proteger contra la pérdida de aire acondicionado.

Las cortinas de aire calefaccionadas están diseñadas para funcionar con los sistemas de calefacción unitarios del edificio para minimizar el tiempo de funcionamiento que normalmente ocurriría con las corrientes de aire y, por lo tanto, reducir el consumo de energía de todo el edificio.

El calor está dimensionado únicamente para ser complementario y para templar el aire extraído del espacio interior para que la corriente de aire sea cómoda para las personas que pasan a través de él, no para templar el aire frío que se infiltra en condiciones climáticas extremas.

Requisitos de calor suplementario

Los tipos de calefacción complementaria más comunes para una cortina de aire son:

• Calor eléctrico
• El más común, adecuado para la mayoría de aplicaciones comerciales y disponible en una variedad de potencias/voltajes.
• Calor de vapor
• Limpio y eficaz, pero no disponible en la mayoría de las aplicaciones.
• Calentamiento de agua caliente
• Limpio y asequible, pero no se pueden generar altas temperaturas.
• Calor directo a gas
• Utiliza un quemador que enciende directamente la corriente de aire; su uso puede requerir un permiso; consulte siempre el código local
• aplicaciones industriales
• Calor indirecto a gas
• Utiliza un quemador que calienta indirectamente la corriente de aire; se requiere ventilación especial para los gases de escape.
• Aplicaciones industriales y comerciales pesadas.

Materiales

La carcasa de una cortina de aire puede ser una sola unidad o una construcción de varias piezas y estar fabricada de plástico o metales como aluminio, acero inoxidable o acero. La carcasa puede estar pintada o recubierta de pintura en polvo.

Es posible que se requieran recubrimientos especiales de la carcasa para brindar resistencia a la corrosión o a las chispas o, más comúnmente, para cumplir con los requisitos de diseño arquitectónico o de color.

Los materiales utilizados en la construcción de las cortinas de aire son tan importantes como los componentes. Por ejemplo, una cortina de aire instalada en un lugar peligroso debe ser resistente a las chispas; una cortina de aire que se instale en un entorno húmedo necesitaría motores resistentes al lavado.

Ventiladores y motores

El ventilador de una cortina de aire es responsable de presurizar, acelerar y mover el aire hacia la cámara de descarga y la boquilla. El tamaño y la potencia adecuados del ventilador y del motor dependerán de las consideraciones de selección analizadas anteriormente, la dimensión de la abertura, la ubicación de la cortina de aire, las condiciones ambientales, etc. Los ventiladores pueden ser de accionamiento directo o por correa: centrífugos, axiales y de flujo cruzado.

Una cortina de aire puede utilizar uno o más motores. Los motores de velocidad variable o de múltiples velocidades son preferibles, ya que permiten al propietario del edificio ajustar el rendimiento de la cortina de aire para compensar las condiciones ambientales.

Las cortinas de aire para áreas peligrosas (HL) deben construirse con motores a prueba de explosiones y ventiladores, componentes eléctricos y materiales resistentes a las chispas. La cortina de aire también debe cumplir con los códigos eléctricos que dictan requisitos especiales para sitios HL, según lo define el Código Eléctrico Nacional (NEC) ANSI/NFPA-70 para Equipos Eléctricos.

Fuerza

Una vez seleccionado el modelo, la longitud y el tipo de calor de la cortina de aire, lo siguiente que hay que decidir es el tipo de potencia. Esto incluye tener en cuenta:

• Potencia nominal de la cortina de aire seleccionada
• Cantidad de circuitos eléctricos necesarios para alimentar la cortina de aire (motores y cualquier calentador eléctrico u otro dispositivo eléctrico alimentado por el circuito eléctrico)
• Amperios por circuito eléctrico para alimentar la cortina de aire
• Clasificación del disyuntor por circuito para alimentar la cortina de aire

Los voltajes varían desde 120 V monofásicos hasta 600 V trifásicos. Consulte la hoja de datos del fabricante para conocer las opciones de energía.

Montaje horizontal

• El montaje horizontal es el más eficiente y se recomienda para la mayoría de las aplicaciones. Reduce las posibilidades de que se dañe y disminuye las preocupaciones de que la puerta física y los elementos colocados junto a ella bloqueen la corriente de aire. Para un rendimiento óptimo, la cortina de aire debe instalarse directamente en la pared, en la parte superior, al ras y al nivel de la abertura.

Montaje vertical

• El montaje vertical de una cortina de aire en uno o ambos lados de una abertura se utiliza normalmente en aplicaciones industriales cuando no es posible el montaje horizontal de la cortina de aire.

Generalmente no se recomienda el montaje vertical para aplicaciones comerciales.

Montaje en el interior, sobre la abertura : proporciona separación ambiental y comodidad a los ocupantes: se recomienda utilizar el aire acondicionado interior para crear un control de insectos en la corriente de aire.

Instalación: Boquilla de descarga

La boquilla de descarga de una cortina de aire es responsable de proporcionar el volumen requerido y la velocidad uniforme del aire a lo largo del ancho de la cortina. La longitud, el ancho y el ángulo de la boquilla de descarga afectarán la eficacia de la cortina de aire.

Según el modelo, la descarga de una cortina de aire se puede ajustar mediante una boquilla ajustable que se puede girar dentro de la unidad o mediante paletas direccionales ajustables dentro de la boquilla. La boquilla debe poder ajustarse para apuntar hacia adentro o hacia afuera hasta 20 grados desde la abertura.

Instalación: Boquilla de descarga

                    Perfil de cortina de aire para montaje exterior Perfil de cortina de aire para montaje interior

Algunas cortinas de aire vienen con interruptores incorporados, otras no. Algunas requieren paneles de control, otras no. Dependiendo de la aplicación, se necesitarán diferentes controles.

Al seleccionar controles, es importante tener en cuenta lo siguiente:

• Secuencia de operaciones deseada
• Modelo de cortina de aire seleccionado
• Potencia disponible y potencia necesaria
• Ubicación de los interruptores
• Tipo de puerta

A continuación se muestran algunas de las secuencias operativas más comunes y cómo funcionan:

Para cuando la puerta permanece abierta durante un período prolongado de tiempo o no tiene mucho tráfico

• La puerta se abre y la cortina de aire se activa. La puerta se cierra y la cortina de aire se desactiva. Para ello, se instala un interruptor de puerta como dispositivo de activación de la cortina de aire.

Para aperturas de alto tráfico

• La puerta se abre y la cortina de aire se activa. La puerta se cierra y la cortina de aire sigue funcionando durante 60 segundos. Si la puerta se abre de nuevo antes de que transcurran los 60 segundos, la cortina de aire sigue funcionando y se apaga cuando la puerta permanece cerrada durante más de 60 segundos. Para ello, se instala un interruptor de puerta y un temporizador.

Para aberturas de mucho tráfico, cortina de aire con calentador

• La puerta se abre, la cortina de aire se enciende. El termostato solicita calor, por lo que la calefacción también se enciende. La puerta se cierra, la cortina de aire y la calefacción continúan funcionando hasta que finaliza el tiempo de retardo. Una vez que finaliza el tiempo de retardo, tanto la cortina de aire como la calefacción se apagan. Para ello, se instalan un interruptor de puerta, un termostato y un temporizador.

Para aberturas de mucho tráfico que requieren calor suplementario cuando la puerta está cerrada

• La puerta se abre, la cortina de aire se enciende. El termostato solicita calor, por lo que la calefacción también se enciende. La puerta se cierra, la cortina de aire cambia a una configuración más baja y tanto la calefacción como la cortina de aire continúan funcionando hasta que el termostato esté satisfecho. Si la puerta no se abre, pero el termostato solicita calor, la cortina de aire y la calefacción se encenderán nuevamente y la cortina de aire funcionará en la configuración más baja. Para hacer esto, se requiere un interruptor de puerta, un temporizador y un termostato.

Controles digitales

• Con controles digitales (electrónicos), la cortina de aire se puede programar para seguir varias secuencias operativas según el día de la semana y la hora del día. Para ello, se instala un dispositivo de activación, como un interruptor de puerta, junto con el controlador digital.

Sistemas de gestión de edificios

• Una cortina de aire también puede estar conectada al sistema de gestión del edificio mediante un circuito de bajo voltaje.

Controles: Dispositivos de activación

Interruptor de puerta con brazo de rodillo

Controles: Accesorios eléctricos

Mantenimiento y servicio

Dependiendo del entorno en el que se encuentre la cortina de aire, es posible que sea necesario realizar un mantenimiento y una limpieza mensual, pero si el entorno está bastante libre de polvo y grasa, una buena regla general es hacerlo cada seis meses. Se recomienda realizar una limpieza al comienzo de la temporada de calefacción.

Muchas cortinas de aire tienen paneles de acceso extraíbles para facilitar el acceso a los ventiladores y motores. Para entornos polvorientos, sucios o grasosos, puede haber filtros disponibles según el modelo seleccionado.

 

Rendimiento energético

Por definición, un vestíbulo es un elemento fijo dentro de la estructura de un edificio. La cortina de aire típica es un elemento extraíble o adicional que no modifica la estructura existente y se puede actualizar fácilmente, si es necesario. Las cortinas de aire se pueden instalar junto con cualquier estilo de puerta (de cierre automático, giratoria, enrollable, etc.) y eliminan la necesidad de dos juegos de puertas, iluminación adicional y el espacio que se consume para crear el vestíbulo.

Cuando se utilizan para evitar fugas de aire, las cortinas de aire logran el mismo objetivo que los vestíbulos. Sin embargo, dado que las cortinas de aire proporcionan una barrera ambiental continua, evitan la entrada de aire exterior no acondicionado de manera más efectiva que los vestíbulos.

Como el espacio en el piso es muy valioso en los edificios comerciales, los vestíbulos suelen estar diseñados para ser tan estrechos que incluso el tráfico de una sola persona hace que las puertas internas y externas estén abiertas simultáneamente. Por este motivo, los vestíbulos permiten que el aire no acondicionado ingrese al edificio sin obstáculos, aunque sea por un breve período de tiempo. A medida que se abren las puertas interiores, el aire no acondicionado ingresa a las instalaciones.

Eliminar un vestíbulo ahorra costes de construcción.

• El costo estimado de un vestíbulo es de entre $20,000 y $60,000, mientras que una cortina de aire para una sola abertura de entrada/salida de seis pies de ancho más la mano de obra de instalación cuesta menos de $6,000.
• Un vestíbulo ocupa desde 50 pies cuadrados en una pequeña tienda minorista hasta 2000 pies cuadrados en un gran centro minorista para el hogar.
• Un cálculo conservador de los costos de construcción actuales por pie cuadrado es de $125. Si se multiplica ese valor por 50 y 2000 pies cuadrados, el ahorro en costos por eliminar un vestíbulo puede ascender a $6250 para una pequeña tienda minorista y a $250 000 por proyecto en un gran centro de mejoras para el hogar.

Un estudio de investigación de 2008, “Cortinas de aire: una alternativa probada al diseño de vestíbulos”, confirmó que las cortinas de aire (puertas de aire) proporcionan una mejor separación ambiental y ahorran más energía que los vestíbulos. Antes del estudio, los arquitectos e ingenieros nunca supieron con certeza si las cortinas de aire eran un sustituto viable para ahorrar energía de los vestíbulos, porque no había ninguna investigación organizada que comparara las dos metodologías de entrada. El hecho de que las cortinas de aire no figuraran en ese momento en algunos códigos como alternativas viables para los vestíbulos también las limitaba como opciones de especificación de edificios comerciales por parte de los ingenieros y arquitectos consultores.

Un estudio de tres meses de duración realizado mediante análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD), verificado por Blue Ridge Numerics y validado mediante una prueba de laboratorio a gran escala, concluyó que las cortinas de aire:

• Superó claramente a los vestíbulos en ahorro de energía en un 10 por ciento
• Son una solución eficaz a las fugas de aire en la envolvente del edificio.
• Son más eficaces que los vestíbulos para proporcionar separación ambiental.
• Cuando se utiliza junto con un vestíbulo, aumenta la eficiencia del vestíbulo al agregar protección adicional contra la pérdida de clima y la infiltración de insectos voladores.
• Proporcionar protección cuando una o más de las puertas del vestíbulo están abiertas.
• Proporcionar protección con acceso sin obstáculos, tanto físicos como visuales, al espacio de la envolvente del edificio.
• Cuesta hasta un 75 por ciento menos en mano de obra y materiales en comparación con los costos de instalación del vestíbulo.
• Conserve entre 50 y 2000 pies cuadrados del espacio de entrada que normalmente ocupan los diseños de vestíbulo

Fuente: Johnson, David, Philip Thomas y Leah Kordecki. “Cortinas de aire: una alternativa probada al diseño de vestíbulos”. Berner International, 2008. Web. Consultado en enero de 2016.

Los investigadores del estudio utilizaron como modelo las dimensiones de construcción del vestíbulo y las estadísticas de tres importantes cadenas de farmacias. Utilizando una entrada típica de una cadena de farmacias, el estudio modeló mediante CFD tres escenarios: 1) cortina de aire con puerta automática; 2) vestíbulo; y 3) cortina de aire con vestíbulo. Cada escenario estuvo sujeto a cargas de viento de hasta cuatro mph y diferentes frecuencias de tráfico. Bajo las mismas cargas y condiciones de tiempo, la cortina de aire en la figura de la izquierda mantuvo una temperatura interior más alta (representada por amarillo, naranja y rojo) que el vestíbulo en la figura de la derecha.

Impacto en el consumo de energía en todo el edificio

Un estudio de 2013, “Investigación del impacto de la cortina de aire en la entrada de edificios en el uso de energía de todo el edificio”, realizado por Liangzhu (Leon) Wang, Ph.D., profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Civil, Ambiental y de Construcción de la Universidad Concordia, Montreal, Canadá, y publicado por la Asociación de Control y Movimiento del Aire (AMCA), utilizó una integración de tres tipos de software de modelado para comparar el rendimiento energético de una cortina de aire montada sobre una puerta de entrada única con el de un vestíbulo.

El estudio utilizó un software de dinámica de fluidos computacional (CFD) y un modelo de simulación de edificios para examinar el uso de energía de todo el edificio a intervalos de una hora durante un año entero para múltiples zonas climáticas para los siguientes tipos de configuraciones de puertas:

• Puerta simple sin vestíbulo ni cortina de aire
• Puerta simple equipada con cortina de aire
• Un vestíbulo con dos juegos de puertas.

Fuente: Wang, Liangzhu (Leon), Ph.D. “Investigación del impacto de las cortinas de aire en la entrada de edificios en el consumo de energía de todo el edificio”. AMCA International, 2013. Web. Consultado en enero de 2016.

Impacto en el consumo de energía en todo el edificio

El estudio encontró:

• Una cortina de aire permitía una menor infiltración que un vestíbulo para un edificio determinado.
• Una cortina de aire redujo significativamente la infiltración de aire a través de la puerta de entrada de un edificio en diversas condiciones de presión.
• El consumo anual de energía en todo el edificio en todas las zonas climáticas fue menor cuando se instaló una cortina de aire
• La eficiencia de calefacción representó el mayor ahorro de la puerta con cortina de aire.
• En todas las zonas climáticas donde el IECC requirió vestíbulos, una cortina de aire fue igualmente efectiva o mejor en el ahorro de energía.

El estudio también determinó que la orientación de la entrada del edificio, la presión en el edificio y la frecuencia de uso de la puerta afectan la infiltración/exfiltración de aire y el rendimiento energético resultante de la puerta con cortina de aire. En particular, se demostró que los efectos de la orientación de la entrada del edificio y el equilibrio del sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado eran tan importantes como la frecuencia de uso de la puerta.

La investigación conduce a cambios en el código

Códigos y normas de la industria

Certificación de la Asociación de Control y Movimiento Aéreo

En un mundo perfecto, todas las cortinas de aire funcionarían según las especificaciones de su fabricante, pero no siempre es así. La Asociación Internacional de Control y Movimiento del Aire (AMCA) prueba las cortinas de aire en cuanto a potencia (consumo), volumen de aire, proyección de la velocidad del aire y uniformidad. En virtud de su Programa de Calificaciones Certificadas (CRP), la AMCA prueba los productos y las líneas de productos para obtener datos de rendimiento. El programa tiene estándares de prueba y requisitos de calificación para probar los productos de manera consistente y precisa. Los datos de rendimiento se confirman mediante estas pruebas.

Una cortina de aire no certificada puede dar como resultado un producto que no funcione de acuerdo con las expectativas. En consecuencia, esto empaña la reputación de la tecnología de las cortinas de aire, por no hablar del ingeniero o arquitecto que la especificó. La tecnología de las cortinas de aire funciona, pero el tamaño adecuado es fundamental. La certificación AMCA también es invaluable porque los fabricantes de cortinas de aire deben realizar pruebas de verificación bianuales de cada modelo certificado, lo que garantiza que también se actualicen las modificaciones o los rediseños.

El sello AMCA garantiza a los consumidores que un producto o una línea de productos se ha probado y calificado de conformidad con los estándares de prueba y los requisitos de calificación de AMCA. El sello AMCA CRP Air Performance debe estar presente en la hoja de datos.

Norma ASHRAE 90.1-2019

A partir del otoño de 2019, la Norma 90.1 de ASHRAE, “Estándar energético para edificios excepto edificios residenciales de poca altura”, permite las cortinas de aire certificadas por AMCA como excepciones para los vestíbulos.

La Sección 5.4.3.3 Vestíbulos y Puertas Giratorias establece:

• Los vestíbulos y las puertas giratorias se instalarán de acuerdo con esta sección. La nueva lista de excepciones incluye las cortinas de aire que cumplen con las disposiciones obligatorias y se puede encontrar en la Sección 10.4.5:
• “Las unidades de cortina de aire se deben probar de acuerdo con la norma ANSI/AMCA 220 o ISO 27327-1 y se deben instalar y poner en funcionamiento de acuerdo con las instrucciones del fabricante para garantizar un funcionamiento adecuado, y deben tener una velocidad de chorro no inferior a 6,6 pies por segundo (2,0 m/s) a 6,0 pulgadas (15 cm) por encima del suelo y una dirección no inferior a 20 grados hacia la abertura. Se deben proporcionar controles automáticos que operen la cortina de aire con la apertura y el cierre de la puerta”.

Código Internacional de Conservación de Energía (IECC)

La norma IECC 2015 incluye las cortinas de aire certificadas por AMCA como una excepción para un vestíbulo.

La Sección C402 Envolvente del edificio, Subsección 402.4 Fugas de aire, artículo C402.4.7 del código de vestíbulos dice:

• Excepciones: No se requieren vestíbulos para lo siguiente:
• Artículo 6. Las puertas que tienen una cortina de aire con una velocidad mínima de 2 m/s en el piso han sido probadas de acuerdo con la norma ANSI/AMCA 220 y se han instalado de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Se deben proporcionar controles manuales o automáticos que operen la cortina de aire con la apertura y el cierre de la puerta. Las cortinas de aire y sus controles deben cumplir con la Sección C408.2.3.

Código Internacional de Construcción Verde (IgCC)

Las cortinas de aire certificadas por AMCA fueron aprobadas como alternativa a los vestíbulos en el IgCC 2012.

• “Cuando se requiere proteger la entrada de un edificio con un vestíbulo de acuerdo con el Código Internacional de Conservación de Energía, se permite utilizar una cortina de aire probada de acuerdo con ANSI/AMCA 220 como alternativa para separar el espacio acondicionado del exterior”.

El IgCC 2015 se ha modificado para incluir el requisito de rendimiento del IECC 2015 y ahora permite el uso de cortinas de aire junto con vestíbulos. Como es un código superpuesto, ahora está armonizado con el IECC.

• 1.2.3 Cuando se instalen cortinas de aire en las entradas o vestíbulos de los edificios, la cortina deberá tener una velocidad mínima de 2 m/s en el piso, deberá probarse de acuerdo con la norma ANSI/AMCA 220 y deberá instalarse de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Se deberán proporcionar controles manuales o automáticos que operen la cortina de aire con la apertura y el cierre de la puerta. Las cortinas de aire y sus controles deberán cumplir con la Sección C408.2.3 del IECC.

Establecimientos de comida y servicio de comidas

NSF International es una organización independiente sin fines de lucro dedicada a la seguridad de la salud pública y la protección del medio ambiente.

• La norma ANSI/NSF 37, “Cortinas de aire para entradas en establecimientos de alimentos y servicios de comidas”, es la certificación para cortinas de aire para entradas en establecimientos de alimentos y servicios de comidas, por ejemplo, entradas de servicio y de clientes, ventanas de servicio y entradas de refrigeradores y cámaras frigoríficas, para controlar insectos voladores en puertas de entrada de clientes, ventanas de servicio y puertas de entrega.

La misión de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) es promover y proteger la salud pública ayudando a que productos seguros y efectivos lleguen al mercado de manera oportuna, monitorear los productos para garantizar su seguridad continua después de su uso y ayudar al público a obtener la información precisa y basada en la ciencia necesaria para mejorar la salud.

• La Guía de revisión del plan de establecimientos de alimentos del año 2000 recomienda corrientes de aire controladas para el control de insectos en todas las aberturas y recomienda específicamente cortinas de aire para muelles de carga y puertas de entrega.
• El Código de Alimentos de 2001, Capítulo 6, Sección 6-202.15 Aberturas exteriores Las cortinas de aire protegidas, diseñadas e instaladas adecuadamente, se especifican como un método para proteger las aberturas de los establecimientos de alimentos contra la entrada de insectos voladores.

Descripción general: Certificación LEED ^®

El Consejo de Construcción Ecológica de Estados Unidos (USGBC) desarrolló el programa LEED (Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental). LEED ^® es el programa por excelencia para el diseño, construcción, mantenimiento y operaciones de edificios ecológicos de alto rendimiento.

Los requisitos de crédito LEED cubren el desempeño de los materiales en conjunto, no el desempeño de productos o marcas individuales. Por lo tanto, los productos que cumplen con los criterios de desempeño LEED solo pueden contribuir a obtener los puntos necesarios para la certificación LEED; no pueden obtener puntos individualmente para la certificación LEED.

Cortinas de aire y LEED ^®

Las contribuciones de las cortinas de aire no se capturan tan fácilmente en proyectos que requieren puesta en servicio y modelado energético (es decir, construcciones nuevas y renovaciones importantes). Esto se debe a que la puesta en servicio y el modelado energético se realizan con las puertas y ventanas del edificio cerradas.

Los proyectos LEED v4 para operaciones y mantenimiento de edificios son donde las cortinas de aire pueden contribuir a obtener crédito LEED, ya que el desempeño energético general del edificio se mide durante un año.

Si bien ningún producto puede ganar puntos o cumplir con todos los requisitos previos, las cortinas de aire pueden ser parte de una estrategia general para reducir el consumo de energía, proteger la comodidad de los ocupantes y mejorar la calidad del aire, independientemente de la certificación LEED que aspire a obtener un proyecto.

Cortinas de aire y LEED ^®

LEED v4 para operaciones y mantenimiento de edificios Posibles prerrequisitos y créditos aplicables	Intención
Energía y Atmósfera Prerrequisito: Rendimiento energético mínimo	Reducir los daños ambientales y económicos del uso excesivo de energía logrando un nivel mínimo de eficiencia energética para el edificio y sus sistemas.
Energía y Atmósfera Crédito EA: Optimice el rendimiento energético	Lograr niveles crecientes de desempeño energético más allá del estándar requerido para reducir los daños ambientales y económicos asociados con el uso excesivo de energía.
Calidad ambiental interior Crédito EQ: Confort térmico	Promover la productividad, la comodidad y el bienestar de los ocupantes proporcionando un confort térmico de calidad.
Innovación EN Crédito: Innovación	Fomentar que los proyectos logren un rendimiento excepcional o innovador

ASHRAE

Las cortinas de aire se pueden encontrar en los siguientes manuales de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE):

• “Aplicaciones de HVAC”
• “Sistemas y equipos de climatización”
• “Fundamentos”

Estudios de casos

Mercado de elección

Ubicación: Market of Choice, Eugene, Oregón

La estrategia operativa de esta cadena de supermercados de ocho tiendas es un modelo de supermercado a seguir en materia de conservación del medio ambiente y la energía. Utiliza cortinas de aire de bajo consumo en las puertas delanteras y traseras, vende energía generada por su propio sistema eléctrico solar fotovoltaico (PV) de 130,0 kW en el tejado e incluso composta sus propios residuos alimentarios. La cadena familiar, de 32 años de antigüedad, también se encuentra en medio de un ambicioso programa de cambio de bombillas de bajo consumo, de las bombillas fluorescentes de descarga de alta intensidad (HID) y de los frigoríficos/congeladores de acceso directo a la iluminación LED.

Desde 2008, cuando tanto los empleados de caja como los clientes sentían frío por las corrientes de aire del oeste que entraban por la puerta principal de una tienda de Market of Choice, se han instalado cortinas de aire en la entrada y las puertas de embarque de siete de las ocho tiendas. En un principio, el objetivo era mejorar la comodidad del aire interior, pero desde entonces las tiendas han experimentado beneficios adicionales de las cortinas de aire, como un mayor ahorro de energía y una reducción de la infiltración de insectos voladores.

Mercado de elección

La mayoría de las tiendas utilizan una estética cortina de aire de acero inoxidable que combina con las modernas puertas automáticas de entrada al interior. Las cortinas de aire se activan mediante un interruptor de límite que se activa cuando se abre la puerta y se desactivan con un retardo de cinco segundos mediante un controlador digital programable. Los gerentes de las tiendas reciben capacitación del ingeniero eléctrico instalador para limpiar los filtros reutilizables y ajustar el ventilador de 10 velocidades de la cortina de aire para adaptarse a los clientes y las condiciones climáticas.

Estación de tren de Boston

Ubicación: Estación de tren TD Garden North, Boston, Massachusetts Firma de arquitectura: Sasaki Associates, Inc.

Empresa de ingeniería: Cosentini Associates, Cambridge, Massachusetts

La ampliación del área de tránsito peatonal de la Estación Norte en 100 pies hasta el cobertizo de trenes adyacente alivió la congestión; sin embargo, se necesitó ingeniería y arquitectura de HVAC innovadoras para hacer de la modernización una solución estética y de ahorro de energía.

Anteriormente, el tráfico de la estrecha zona del vestíbulo/pasillo de 30 pies de ancho se desbordaba hacia las zonas de sensores de las puertas de entrada automáticas. Por lo tanto, las puertas corredizas dobles exteriores permanecían abiertas continuamente durante las horas pico, lo que provocaba importantes pérdidas de energía en el cobertizo de trenes abierto.

Si bien el objetivo principal de la renovación era mejorar el flujo de tráfico y lograr una sala de espera más amplia, controlar las pérdidas de energía mediante puertas más eficientes también fue una preocupación importante. En el rediseño, las 12 puertas corredizas para pasajeros existentes se desplazaron 30 metros y se incorporaron a un nuevo muro cortina.

Estación de tren de Boston

Los plafones del muro cortina se convirtieron en receptáculos perfectos para alojar 12 cortinas de aire de alta eficiencia montadas en el techo. Las cortinas de aire están completamente empotradas en la parte inferior del plafón y aparecen solo como rejillas decorativas de aluminio blanco. Cada compuerta de aire de 3624 cfm distribuye una corriente de aire máxima de 3500 f/min. en ángulo directo hacia el piso; de esta manera, el aire y los humos fríos (o calientes en verano) del cobertizo de trenes no pueden infiltrarse en el área de recepción.

Todas las unidades de montaje en el techo tienen serpentines que se conectan al circuito de suministro de calefacción del plafón. Los serpentines de 95 600 Btu/h complementan el sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado principal de la nueva zona de entrada al proporcionar calefacción controlada por termostato cerca de las zonas de las puertas, cuando es necesario.

Excelente recurso/documento técnico que cubre "todo lo relacionado con las CORTINAS DE AIRE", elaborado por Berner International

Fuente: https://1j77pj1j7ug6c77o93sbrqz1-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2020/05/Berner-Air-Curtains-Energy-Savings-Occupant-Comfort-FCSI-Course.pdf