Durante décadas, las cortinas de aire de grado industrial se han utilizado con éxito en las puertas de embarque y en aplicaciones interiores en las que los entornos de temperatura media y baja requerían separación para ahorrar energía, controlar la calidad de la fabricación o mejorar la comodidad de los empleados. En la última década han aparecido varios modelos para otros tipos de edificios debido a las innumerables innovaciones de los fabricantes. Estos nuevos tipos de cortinas de aire son una respuesta directa a las solicitudes de nuevas aplicaciones, que van desde:

• ventanillas drive-thru para restaurantes de servicio rápido;
• Unidades estéticas de montaje en techo para vestíbulos de edificios comerciales;
• Versiones a prueba de chispas para ubicaciones industriales peligrosas;
• puertas de refrigeradores en servicios de comida; y
• Entradas a lavaderos de vehículos.

Lavado de coches
En los últimos 20 años, las cortinas de aire han ido evolucionando de forma constante más allá de las aplicaciones industriales básicas para ayudar a los propietarios de edificios a luchar contra diversas batallas relacionadas con la calidad del aire interior (IAQ) y la energía. Un ejemplo de ello es un lavadero de coches de Québec que, durante el invierno, lucha diariamente contra la sal, la suciedad y la mugre de las carreteras canadienses en los vehículos. Le Groupe Harnois, con 80 plantas y sede en Saint Thomas, y su organización de comercialización de petróleo descubrieron que las cortinas de aire eran especialmente eficaces para reducir las acumulaciones de hielo, que requieren mucha energía y mantenimiento, en su lavadero automático de coches de Saint Charles-Borromee.

Las temperaturas bajo cero normalmente exigían un mantenimiento diario continuo para eliminar el hielo de los equipos mecánicos debido al aluvión de rociadores y enjuagues. En consecuencia, los rieles y rodillos de la puerta basculante, además del equipo mecánico de lavado de automóviles, tenían acumulaciones de hielo con regularidad que requerían una eliminación y un mantenimiento de rutina. La instalación se construyó con calentadores de ambiente a gas, pero con una puerta de 3 x 3 m (10 x 10 pies) permanentemente abierta, las pérdidas de energía eran costosas y la calefacción hacía poco para compensar la acumulación de hielo.

Las cortinas de aire convencionales típicas no están diseñadas para este tipo de ambientes húmedos; en este caso, el propietario trabajó directamente con un representante del fabricante con sede en Montreal para diseñar a medida el producto para las condiciones de lavado de autos. La empresa especificó opciones de un gabinete de acero inoxidable y tres motores especiales herméticamente sellados e impermeables de 1/2 hp para los tres ventiladores de la unidad de 3,4 m (132 pulgadas) de largo. Se utilizó un serpentín de agua caliente incorporado que complementa la calefacción del espacio de 46,5 m ² (500 pies cuadrados). Las calderas existentes del lavadero de autos, que suministran agua caliente para las secuencias de lavado, también alimentan el serpentín de agua caliente incorporado de 173 MBtu/h de la cortina de aire.

La cortina de aire fue instalada por Claude Bédard, de la empresa de refrigeración y climatización de Joliette, Quebec. Está montada encima y dentro de la abertura de la puerta y calibrada manualmente para descargar aire unos centímetros fuera del umbral de la puerta para crear un "sello" que retiene hasta el 80 por ciento del aire acondicionado interior, al mismo tiempo que evita la infiltración de aire exterior a temperaturas bajo cero y ráfagas de viento de 8 km/h (5 mph) o menos. Un termostato en la sala de máquinas de la instalación con un sensor exterior activa la cortina de aire cuando las temperaturas exteriores se acercan a los niveles de congelación.

Cortinas más largas para vacas
Hasta hace poco, las cortinas de aire de 3,7 m (12 pies) de largo eran la longitud máxima para una unidad de construcción individual catalogada. Las puertas más anchas requerían cortinas de aire fabricadas a medida. Algunos fabricantes simplemente atornillaban varias unidades modulares para cubrir un espacio amplio. Sin embargo, las cortinas de aire de hasta 4,9 m (16 pies) de largo son ahora artículos de catálogo general para algunos fabricantes, lo que reduce enormemente el costo.

A diferencia de las unidades múltiples atornilladas entre sí, estas unidades individuales normalmente no necesitan un soporte intermedio, lo que puede reducir drásticamente el tiempo de instalación. Además, si bien el espacio entre las unidades atornilladas a menudo crea huecos de aire, los productos de construcción única pueden emplear anchos de corriente de aire de soplador y boquilla que cubran todo el espacio sin interrupciones ni turbulencias. El volumen, la velocidad y la uniformidad (VVU) adecuados de la corriente de aire son fundamentales para el rendimiento y la eficacia de la cortina de aire.

Por ejemplo, la sede de Calgary de una empresa de transporte por carretera, Coastal Pacific Xpress, necesitaba cortinas de aire de 4,9 m de largo en un puesto de lavado de tractores y remolques para evitar que el equipo se congelara en invierno. De lo contrario, los costos adicionales asociados con las unidades en tándem habrían sido prohibitivos.

Las cortinas de aire más largas también han despertado el interés de los ganaderos comerciales. La granja lechera familiar Griesen's, ubicada en Prairie du Sac, Wisconsin, instaló recientemente cortinas de aire para frenar las pérdidas de producción. La granja de tamaño mediano con 680 vacas sufrió retrasos en la producción invernal debido a que se congelaban los equipos de ordeño automático ubicados cerca de las entradas de la sala de ordeño, y a posibles problemas de lesiones debido a los pisos resbaladizos y a la falta de aire acondicionado en el interior para los empleados y los animales.

En los días en que la temperatura ambiente supera los 0 °C (32 °F), el sistema radiante del suelo, alimentado por una caldera de acero inoxidable de 400 000 Btu con una eficiencia del 95,1 %, combinado con la producción de calor inherente de 4000 Btu/h de cada vaca, mantiene adecuadamente el rango de temperatura objetivo de la sala de ordeño de 3,3 a 4,4 °C (38 a 40 °F). El sistema de calefacción era adecuado a pesar de que el copropietario Hans Griesen prefiere que las dos entradas de 4,9 x 2,4 m (16 x 8 pies) permanezcan abiertas durante tres turnos diarios para lograr una productividad óptima de la sala de ordeño de 24 puestos en forma de espiga y la entrada y salida de los animales. Sin embargo, en días con temperaturas bajo cero, el sistema de calefacción no podía mantener las temperaturas establecidas cerca de las entradas.

Griesen probó primero con calentadores portátiles de aire forzado. Si bien las entradas eran más cálidas, el costo de combustible de 100 dólares por día, los olores de las emisiones de combustión y el potencial riesgo de incendio eran indeseables. Además, se consideró que un empleado dedicado a operar las dos puertas todo el día era prohibitivo.

Griesen también consideró la posibilidad de instalar cortinas de tiras y cortinas de aire para que las puertas de entrada pudieran permanecer abiertas. Las cortinas de tiras son tiras de polivinilo transparente que cuelgan sueltas en la entrada para bloquear la entrada de aire y permitir el paso de peatones. Se consideró que eran demasiado obstructivas para los animales; además, su primera revisión de una cortina de aire en una granja cercana no fue positiva.

En esa otra instalación, se utilizó una cortina de aire barata, con tramos cortos atornillados en tándem para abarcar la amplia entrada. La cortina de aire era ruidosa, su construcción modular vibraba y no lograba proporcionar el equilibrio VVU adecuado de la corriente de aire para evitar la infiltración de aire exterior, según Griesen.

Clyde Conger, gerente general de Bernie's Equipment Co. (Holmen, Wisconsin), distribuidor de equipos de manipulación de materiales, recomendó la instalación de cortinas de aire para retener el calor en la sala de ordeño. Conger trabajó con los ingenieros de un fabricante para especificar dos cortinas de aire de una sola pieza de 4,9 m (16 pies) de largo, que luego se montaron sobre las puertas abiertas del espacio. El resultado fue que se retuvo hasta el 80 por ciento de la energía de la instalación incluso con cargas de viento de hasta 8 km/h (5 mph). Las cortinas de aire tenían:

• Acabado con recubrimiento en polvo resistente a la corrosión;
• cinco motores de 1⁄2 hp de alta eficiencia; y
• Marco de acero aluminizado soldado que conserva una fuerte integridad estructural al abarcar toda la amplia abertura.

En consecuencia, no hay espacios en la corriente de aire de 216 m3/min (7631 cfm) y 498 m3/min (1635 fpm) generada a través de las entradas de 4,9 m de ancho, y el equipo de la sala de ordeño ya no se congela. ¹

Seguridad industrial
Durante años, las puertas de los entornos industriales peligrosos necesitaban cortinas de aire diseñadas a medida o quedaban desprotegidas de la exposición a pérdidas de energía. La primera opción es cara y puede superar muchos presupuestos de mantenimiento industrial, pero ahora algunos fabricantes de cortinas de aire han catalogado equipos para áreas peligrosas (HL), lo que reduce el precio y también permite una disponibilidad más rápida.

En las industrias de procesamiento de alimentos o de fabricación de productos farmacéuticos, las puertas de envío sin protección no son una opción porque los insectos voladores generan problemas de higiene. Mientras tanto, las instalaciones químicas y los garajes de autobuses que funcionan con gas natural (GNC) tienen consideraciones de HL, como humos o polvo inflamable en el aire que pueden encenderse fácilmente debido a un arco eléctrico.

Por lo tanto, las cortinas de aire HL están construidas con motores a prueba de explosiones y ventiladores, componentes eléctricos y materiales resistentes a las chispas. Las cortinas de aire también cumplen con los códigos eléctricos que dictan requisitos especiales para los sitios HL.

Dado que las puertas industriales pueden ser muy amplias, las unidades HL modulares o de construcción única deben poder cubrir la puerta estándar de 4,9 m (16 pies) de ancho y ofrecer una gama de motores de 1/2 a 15 hp, lo que es importante para cubrir alturas de puerta de hasta 6,1 m (20 pies). También se pueden agregar serpentines opcionales de vapor y agua caliente para calentar entre 54 y 82 C (130 y 180 F) para proporcionar aumentos de temperatura que varían entre 17 y 25 C (30 y 45 F), según el modelo.

Los metales utilizados en la construcción de cortinas de aire son tan importantes como los componentes. Por ejemplo, no debe haber contacto entre metales ferrosos para evitar chispas.

Además de separar los ambientes en las puertas, la entrada continua de aire a través de una cortina de aire puede agregar un beneficio de ventilación al ayudar a minimizar la formación de bolsas de aire de vapor.

Mejorar la estética con montajes en el techo
En los vestíbulos de hoteles, hospitales y otros espacios comerciales donde la estética es primordial, una caja de metal visible sobre una puerta, incluso cuando está equipada con un revestimiento en polvo de alta tecnología y rejillas atractivas, ha disuadido a algunos arquitectos e ingenieros de especificarlas. Por lo tanto, las nuevas cortinas de aire de montaje en el techo con componentes empotrados en el techo y un marco de montaje empotrado con revestimiento en polvo se han vuelto populares.

En la Sala André Mathieu del Teatro de Laval, Quebec, las populares producciones teatrales del College of Montorency atraen a multitudes que llenan el vestíbulo y crean colas de espera frente a las puertas de entrada mucho antes de que comiencen las representaciones. Los espectadores que esperaban mantenían abiertas las puertas de entrada, lo que permitía que los vientos invernales se infiltraran y enfriaran el área del vestíbulo y la zona de asientos del teatro. Los calentadores eléctricos empotrados en el techo del vestíbulo no podían mantener temperaturas agradables en esas condiciones adversas.

Para resolver los problemas de pérdida de energía y confort del aire interior, el ingeniero consultor Marcel A. Provost, P.Eng. (director de MLC Associés Experts Conseils) especificó cortinas de aire de 1829 mm (72 pulgadas) de largo para cada una de las cuatro puertas de entrada de 2,4 x 1,8 m (8 x 6 pies). La entrada del vestíbulo al vestíbulo y la entrada de asientos del teatro tienen un par de cortinas de aire cada una. Provost especificó un diseño montado en el techo más estético que está al ras del techo y aparece solo como una rejilla de suministro de aire común.

Las cortinas de aire se activan cuando se abren sus respectivas puertas y se apagan automáticamente con un retraso de 60 segundos después de que se cierra la puerta, lo que permite una separación ambiental que ahorra energía y le permite al colegio ahorrar miles de dólares en costos anuales de calefacción. También cuentan con serpentines de calefacción de 20 kW controlados por termostato con dispositivos de modulación que solo utilizan su capacidad cuando la temperatura del vestíbulo desciende 1,1 °C (2 °F) por debajo del punto de ajuste.

Las caídas de temperatura de menos de 1,1 °C reducirán la velocidad del serpentín de calentamiento al encenderse y apagarse a plena capacidad cada 15 segundos, según las temperaturas exteriores. Además, el ventilador está diseñado para funcionar durante más tiempo después de apagar el serpentín de calentamiento para aprovechar el calor disponible mientras se enfría. Esta estrategia de supervisión y control es un cambio sofisticado con respecto a las cortinas de aire industriales, muchas de las cuales solo tienen interruptores de encendido y apagado manuales simples.

Para garantizar que el rendimiento de las cortinas de aire sea preciso, el personal de mantenimiento de la universidad también recibió capacitación del fabricante para controlar el rendimiento del flujo de aire, los ángulos de las boquillas y las paletas y los ajustes de tres velocidades del ventilador. Las cortinas de aire, que fueron instaladas por Serge Chabot & Fils (Marieville, Quebec), han logrado ahorrarle a la universidad aproximadamente un 30 por ciento anual con una amortización de aproximadamente tres años.

Innovaciones en el servicio de alimentos
Uno de los segmentos de la industria de las cortinas de aire que crece más rápidamente es el de las numerosas innovaciones para las operaciones de restauración y servicios de comida. Durante décadas, estos productos se utilizaban normalmente solo en las entradas traseras para eliminar los insectos voladores y mejorar la higiene general cerca de las zonas de envío y la cocina. Hoy en día, los modelos se encargan de tareas específicas en zonas como las entradas de los frigoríficos, las ventanillas de autoservicio y la entrada principal. Los tres escenarios son ahorradores de energía, pero los dos últimos son fundamentales para minimizar la infiltración de moscas que puede afectar a la higiene.

“Hemos tenido un mercado en crecimiento de cortinas de aire para ventanillas de autoservicio y cámaras frigoríficas, principalmente para el usuario final del servicio de comidas”, dijo Bill Myles, presidente de una firma representante de fabricantes con sede en Richmond Hill, Ontario, para varios productos relacionados con la calidad del aire interior. “Ahora, estamos viendo que los ingenieros consultores especifican estos dos productos porque se están dando cuenta de sus beneficios. Aunque las ventanillas de autoservicio y las cámaras frigoríficas son una pequeña parte del ahorro total de energía para un restaurante, esas pequeñas cosas realmente suman cuando las combinas”.

Se ha demostrado que las cortinas de aire de los enfriadores de paso superan el potencial de ahorro de energía de las puertas batientes con bisagras y las cortinas de tiras; además, producen una rápida recuperación de la inversión de menos de dos años, dependiendo de la cantidad de ciclos de la puerta.

Donoghue & Pivirotto Enterprises, una franquicia de restaurantes de comida rápida de Pensilvania que opera cuatro tiendas Arby's, realizó sus propias pruebas para determinar el potencial de reducción del consumo de energía de las cámaras frigoríficas. La franquicia llevó a cabo una prueba auditada de dos semanas en una cámara frigorífica de 3 x 3,7 m (10 x 12 pies) en un restaurante de 307 ^m2 (3300 pies cuadrados). Con la ayuda de su contratista de HVAC/R, ICA Mechanical, la empresa supervisó el equipamiento y la comparación de la entrada de la cámara frigorífica con una cortina de aire durante una semana y una semana sin ella.

Los resultados demostraron que el compresor del circuito de refrigeración funcionó 1,75 horas menos durante una semana de funcionamiento, lo que supone una reducción del 27 por ciento en el tiempo de funcionamiento del compresor y en el desgaste del equipo. La mejora se tradujo en casi 100 horas de funcionamiento menos al año, lo que supone un ahorro anual estimado de 447 dólares y una amortización de 1,6 años. Los restaurantes con cámaras frigoríficas de mayor tamaño y más ciclos de apertura de puertas y tráfico peatonal obtendrán mayores ahorros y amortizaciones más breves.

Si bien ahora aparecen predominantemente como opciones en los nuevos modelos de los fabricantes de cámaras frigoríficas, varios proveedores facilitan la modernización con un kit que incluye una cortina de aire diseñada específicamente para el tamaño y la configuración únicos de las cámaras frigoríficas. Algunos kits incluyen un centro de control/carga de 24 V precableado en un gabinete pequeño y un interruptor magnético de encendido/apagado de láminas en la puerta. Una vez que se extiende la energía de 120 V al área, el kit precableado se puede instalar en tan solo 15 minutos con herramientas convencionales y conocimientos básicos de electricidad.

Además de los refrigeradores portátiles, otra tendencia en las industrias de servicios de comida y restaurantes son las nuevas cortinas de aire para ventanas con sistema de ventanilla para autoservicio, que se están utilizando para diversos fines en algunos establecimientos de cadenas de restaurantes, como algunos Tim Hortons y McDonald's de Ontario, y algunos establecimientos de Harvey's en Alberta. Minimizan la infiltración de insectos voladores y de aire exterior, y protegen a los empleados que trabajan en el interior de los humos de los vehículos en ralentí y del aire frío del invierno.

Conclusión
A medida que el consumo y los costos de energía se vuelven más importantes y aumenta el enfoque en la calidad y el confort ambiental interior, los fabricantes de cortinas de aire continúan desarrollando nuevos productos que pueden especificarse para adaptarse a muchas más industrias.

Por Stephen Benes