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GUÍA PARA LA EVALUACIÓN CUANTITATIVA DE SISTEMAS DE VENTILACIÓN LOCALIZADA

La presente versión actualizada ha sido oficializada mediante Resolución exenta 243 del 18/02/2021, que remplaza al documento oficializado mediante la Resolución Exenta 68 del 17.01.2014, del Instituto de Salud Pública de Chile.

2021, 2° VERSIÓN

EDITOR RESPONSABLE:Pablo Zúñiga MorenoSección Seguridad en el Trabajo

REVISOR:José Espinosa Robles.Jefe Subdepartamento Seguridad y Tecnologías en el Trabajo

COMITÉ DE EXPERTOSLidia Arenas, Dirección del TrabajoDavid González, Cámara Chilena de la Construcción Diego Hidalgo, Instituto de Seguridad LaboralJuan Carlos Lizama, Experto en VentilaciónFlorín Moreno, Experto en VentilaciónRómulo Zúñiga, Asociación Chilena de Seguridad

GUÍA PARA LA EVALUACIÓN CUANTITATIVADE SISTEMAS DE VENTILACIÓN LOCALIZADA

D070-PR-500-02-001Versión 2.0Elaborado 2020.

Para citar el presente documento:Instituto de Salud Pública de Chile, “Guía para la Evaluación Cuantitativa de Sistemas de Ventilación Localizada”. 2° versión, 2021

Consultas o comentarios:Sección OIRS del Instituto de Salud Pública de Chile, www.ispch.cl.

http://www.ispch.cl

3Departamento Salud Ocupacional.Instituto de Salud Pública de Chile.

GUÍA PARA LA EVALUACIÓN CUANTITATIVA DE SISTEMAS DE VENTILACIÓN LOCALIZADA

ÍNDICE

1. ANTECEDENTES 4

2. OBJETIVO 4

3. ALCANCE 4

4. MARCO LEGAL 4

5. DESARROLLO 5

6. METODOLOGÍA 6

7. DEFINICIONES 22

8. BIBLIOGRAFÍA 25

ANEXO I 26ANEXO II 30ANEXO III 32ANEXO IV 34ANEXO V 42

Departamento Salud Ocupacional.Instituto de Salud Pública de Chile.


4

1. ANTECEDENTESLa implementación de sistemas de ventilación localizada es la medida de control excelencia para cap-

tar los agentes químicos en su foco de emisión, como lo exige el artículo 33° del Decreto Supremo N° 594/1999. Estos sistemas se caracterizan por ser complejos porque, para que se cumpla su objetivo de minimizar el riesgo para la salud de las y los trabajadores, es necesario que su correcto diseño, implemen-tación y mantención sea complementado con procedimientos de uso y medidas de seguridad.

Para comprobar el funcionamiento de un sistema de ventilación localizada es necesario determinar la velocidad del aire en captaciones, ductos y zonas seleccionadas, caudal manejado y presión en puntos es-pecíficos del sistema, para compararlos con valores que estén establecidos en literatura especializada o los que han sido considerados en el diseño inicial. Adicionalmente, es necesario determinar tanto la eficiencia como efectividad que tienen los sistemas de ventilación localizada respecto al control de la exposición de las y los trabajadores.

El Departamento Salud Ocupacional, a través de la Sección Seguridad en el Trabajo ha desarrollado una metodología que estandariza y sirve de referencia para la medición y cuantificación de los parámetros característicos de los sistemas de ventilación localizada.

2. OBJETIVOProporcionar una herramienta práctica que permita evaluar, respecto de la protección de las y los tra-

bajadores expuestos, el comportamiento y eficiencia de un sistema de ventilación localizada y sus compo-nentes, ya sea del tipo simple o ramificado, a través de la caracterización de su diseño aerodinámico y la medición de sus parámetros de operación.

3. ALCANCE

3.1. Alcance TeóricoEvaluar cuantitativamente el funcionamiento de sistemas de ventilación localizada, instalados en luga-

res de trabajo, en relación con la protección del trabajador. Se excluyen cabinas de seguridad biológica, ya que éstas son tratadas en otro documento de referencia.

3.2. Población ObjetivoTrabajadores que se encuentran directamente expuestos a polvos, humos, rocíos, nieblas, gases, vapo-

res y a calor en sus ambientes de trabajo y que cuentan con uno o varios sistemas de ventilación localizada para el control de la exposición a estos agentes.

3.3. Población UsuariaEspecialistas que tengan conocimientos teóricos y/o prácticos demostrables de ventilación industrial,

encargados de evaluar el funcionamiento de sistemas de ventilación localizada.

4. MARCO LEGAL4.1. Decreto Supremo Nº 594/99: “Aprueba Reglamento sobre Condiciones Sanitarias y Ambientales Bási-

cas en los Lugares de Trabajo”, del MINSAL.



5. DESARROLLOLa función principal de un sistema de ventilación localizada es captar de forma eficaz los contaminantes

en el foco de emisión para minimizar la exposición de las y los trabajadores, impedir que se dispersen por el local de trabajo y descárgalos fuera del ambiente de trabajo, cumpliéndose con la normativa ambiental vigente. Para cumplir con tal función, el diseño de estos sistemas incluye tanto un estudio acabado del comportamiento de los contaminantes en el aire como de los conceptos de mecánica de fluidos relacio-nados con “mover aire” y a partir de esto, estandarizar los parámetros que los caracterizan para evaluar su funcionamiento cuando esté en marcha. La evaluación debe realizarse en los siguientes casos:

• Cuando se pone en marcha por primera vez.

• Cuando haya sido efectuada alguna modificación.

• Cuando exista evidencia de que su funcionamiento no sea el adecuado, por ejemplo, que mediciones ambientales indiquen una alta concentración en el medio laboral del contaminante que se esté contro-lando con el sistema de ventilación a evaluar.

• De acuerdo con algún plan de evaluaciones periódicas para verificar que se mantiene el buen funcio-namiento en el tiempo.

En general, para evaluar un sistema de ventilación es recomendable en primer lugar comenzar con una evaluación cualitativa1 del sistema de ventilación, ya que permite visualizar un panorama general de la situación del sistema y también se obtiene información de los componentes que lo conforman. Esto resulta ser útil como una primera instancia de evaluación, ya que es posible que en algunos casos la evaluación cualitativa concluya que se requieren hacer reparaciones y/o modificaciones al sistema, lo cual puede significar un ahorro de tiempo al momento de realizar una evaluación cuantitativa. Luego, una vez se haya determinado que el sistema de ventilación localizada está funcionando sin complicaciones evidentes y se haya realizado el esquema correspondiente que permita visualizar e individualizar cada uno de los com-ponentes, se procede a medir los parámetros característicos correspondientes: velocidades, caudales y presiones del aire en distintas secciones del sistema, para comparar estos valores con el estándar de referencia correspondiente y concluir respecto al funcionamiento de éste.

La evaluación cuantitativa del funcionamiento del sistema de ventilación localizada comienza con me-diciones in situ, por lo que se hace necesario contar con la instrumentación calibrada de acuerdo al rango de valores de presión y velocidad en que los sistemas de ventilación localizada operan. Para realizar estas mediciones existen varios instrumentos en el mercado, siendo los más utilizados los que se indican a continuación:

• Anemómetro de hélice: Se utiliza para medir velocidad del aire en secciones abiertas.

• Termoanemómetro: Se utiliza para medir velocidad del aire en ductos y frente a captaciones.

• Manómetro: Se utiliza para medir diferencias de presión y en algunos casos velocidad del aire en ductos. Generalmente se acopla a un tubo de Pitot.

Es importante que los instrumentos elegidos sean capaces de generar datos confiables y trazables, por lo que es necesario establecer criterios para seleccionarlos según las condiciones de medición, calibrarlos para asegurar que los valores medidos estén en un rango aceptable de confiabilidad y man-tenerlos en condiciones óptimas, desde el punto de vista estructural y de funcionamiento2.

1 Las directrices para realizar una evaluación cualitativa de un sistema de ventilación están descritas en el documento de referencia “Guía para la Evaluación Cualitativa de Sistemas de Ventilación Localizada” del ISP.

2 Se recomienda consultar el documento de referencia “Guía para la Selección, Calibración y Mantención de Instrumentos utilizados para Evaluar la Ventilación en Ambientes Laborales” del ISP.



6

6.METODOLOGÍALa metodología descrita en este documento se basa en el llenado de fichas técnicas (Anexo IV) con

valores tanto medidos directamente del sistema de ventilación como calculados mediante una secuencia de ecuaciones.

6.1. Mediciones

6.1.1. Estrategia de medición de acuerdo al tipo de captaciónEn los sistemas de ventilación localizada, la captación es el elemento más importante del sistema, me-

diante el cual los contaminantes y/o calor son captados y junto con el aire ingresan al sistema desde el foco de emisión. Normalmente la captación de los contaminantes puede ser a distancia del foco de emisión o mediante un encerramiento de éste y en algunos casos se requerirá de un diseño especial de captación como por ejemplo para las máquinas moldureras y otras de la industria de la madera.

Para las captaciones a distancia, se deberá medir la velocidad de captura a nivel de foco de emisión y para encerramientos, la velocidad frontal en las áreas abiertas de esta captación. Luego, la evaluación de la eficacia en la captura del contaminante se realiza comparando estos valores con lo establecido en estándares reconocidos o de acuerdo al diseño correspondiente. Además en la mayoría de los casos, se deberá verificar mediante muestreos ambientales que la extracción es suficiente para captar eficazmente los contaminantes3.

a. Mediciones en captaciones a distancia Este tipo de captaciones se caracterizan por capturar el contaminante a una distancia determinada desde

el foco de emisión. Son efectivas siempre que la distancia a la que se ubica el foco se encuentra al interior de la superficie límite de influencia, zona donde la velocidad de captura (Vcapture) supera la veloci-dad de dispersión del contaminante y de las corrientes ambientales (ver Figuras N°1 y N°2).

Superficie límite de influencia

EFECTIVA

3 Si bien la metodología de evaluación ambiental están fuera del alcance de esta guía, se recomienda consultar la documentación de referencia publicada por el Laboratorio Nacional de Referencia en la materia, Instituto de Salud Pública de Chile.




MEDIANA EFECTIVA


NO EFECTIVA

FIGURA N°1:Esquematización de la eficacia en la captura del contaminante en función de la ubicación de la captación



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FIGURA N°2:Esquematización de la superficie límite de influencia de la captación sobre el foco de emisión de contaminante

Para captaciones como la mostrada en la Figura N°2, se deberá medir la velocidad de captura en un punto característico del foco de emisión de contaminante, el cual debe ser identificado con una distancia entre el foco y la boca de la captación. También se puede tomar mediciones a otras distancias de la capta-ción, utilizando como guía para tal fin las Fichas 1-a o 1-b del Anexo IV.

En aquellos casos que sea inviable efectuar mediciones a las distancias señaladas en las Fichas 1-a y 1-b del Anexo IV, la o el evaluador deberá efectuar una medición lo más cerca posible de la zona de capta-ción, explicando la ubicación y motivo de ésta en ítem “observaciones” existente por cada captación en las fichas antes mencionadas.

b. Mediciones en encerramientosEste tipo de captaciones aísla el foco de emisión por medio de la separación física de esta fuente con el

ambiente laboral. Consta de delimitaciones superior, inferior, lateral y posterior, quedando un frente abierto para que se pueda acceder al proceso y permitir la entrada del aire, con una velocidad que impida el escape del contaminante desde el interior hacia el ambiente de trabajo, como se muestra en la Figura N°3.

FIGURA N°3:Esquematización de captaciones tipo encerramiento



Para encerramientos como el mostrado en la Figura N°3, la velocidad frontal no es un valor único en todo el frente, sino que varía en cada punto de éste. Para efectuar estas mediciones, se debe dividir en una cuadricula de puntos el área total por donde hace ingreso el aire al interior del encerramiento como se muestra en la Figura N°4. El número de puntos generados será función del tamaño4.

FIGURA N°4:Esquematización de la cuadricula generada en el frente de captación de un encerramiento

Luego, la velocidad frontal se determina como un valor promedio a partir de mediciones de velocidad en distintos puntos generados, de acuerdo a la siguiente ecuación:

Donde:Vface: Velocidad frontal del encerramientoVi: Velocidad medida en cada punto de la cuadrícula generadan: Número total de puntos generados en la cuadrícula

Es importante indicar que se debe verificar que los valores puntuales no se desvíen del valor promedio en más de un 20%. Luego, toda la información obtenida de las mediciones descritas en este punto, se deben registrar en la Ficha 1c del Anexo IV.

c. Mediciones en captaciones especiales La enorme variedad de procesos industriales en los cuales puede intervenir un sistema de ventilación

localizada hace que exista una gran variedad de diseños de captaciones (por ejemplo diseños de captacio-nes de diferentes máquinas para industria de la madera, metalmecánica, metalurgia, laboratorios químicos, etc.). En estos casos, se recomienda utilizar modelos ya experimentados, probados y entregados normal-mente por manuales y revistas relacionadas con el tema.

4 Por lo general serán entre 4 y 25 puntos de medición.



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6.1.2. Mediciones en ramales Para caracterizar el funcionamiento en los ramales, se deben medir tanto la velocidad de ducto como

la presión estática en los tramos de cada ramal. En general, lo óptimo es medir la velocidad y presión estática5 en cada ramal del sistema como un valor representativo de cada uno; sin embargo, de acuerdo a las facilidades existentes en la instalación, la o el evaluador debe seleccionar aquellos puntos del sistema que sean necesarios para cerrar el balance global de éste. Luego, toda la información obtenida de las me-diciones descritas en este punto, se deben registrar en la Ficha 2 del Anexo IV6.

a. Velocidad de ductoSe mide empleando un instrumento que sea capaz de medir velocidad, como un anemómetro, termoa-

nemómetro o manómetro acoplado a tubo de Pitot. En el interior de ductos, la velocidad es un parámetro que depende de la geometría de éste, es decir, se

considera un valor constante mientras el diámetro o la forma del ducto no varíe; sin embargo, de acuerdo con el escurrimiento de fluidos, el movimiento del aire genera un perfil radial de velocidades, lo cual indica que no existe un único valor y se debe estimar un valor promedio que sea representativo del flujo. Una aproximación representativa a un valor único se obtiene mediante la implementación de una cuadrícula, la cual se traza en una sección del ducto según sea su geometría, como se muestra en las Figuras N°5 (a) y (b).

Para ductos circulares, se recomienda un número de puntos de medición igual a un total de 12, toman-do 6 puntos en sentido horizontal y 6 puntos en sentido vertical cuando el diámetro del ducto es menor que 6 pulgadas (15 cm aproximadamente); por otro lado, para ductos circulares con diámetro mayor a 6 pulgadas, es recomendable trazar una malla de medición con 20 puntos (10 en cada dirección), según las distancias especificadas en la Figura N° 5 (a).

Para un ducto de geometría rectangular, la sección transversal al flujo se debe dividir en pequeñas subsecciones de igual área, generando no menos de 16 puntos de medición; sin embargo, deben tomarse suficientes lecturas para que la distancia entre los centros de las secciones pequeñas generadas no sea mayor a 6 pulgadas (15 centímetros).

FIGURA N°5 (a):Esquematización de la cuadricula generada al interior de ductos circulares

5 La presión estática es una forma de evidenciar las pérdidas por carga existentes el sistema de ventilación.

6 La Ficha 2 del Anexo IV se debe completar por maquina individual, en concordancia con el esquema del sistema de ventilación efectuado por la o el evaluador.



FIGURA N°5 (b):Esquematización de la cuadricula generada al interior de ductos rectangulares

De manera análoga al caso presentado en el punto b de la sección 6.2.1, la velocidad de ducto corres-ponde al promedio calculado:

Donde:Vducto: Velocidad del aire en el interior del ductoVi: Velocidad del aire medida en cada punto de la cuadrícula generadan: Número total de puntos generados en la cuadrícula

Para medir velocidad de ducto, es recomendable seleccionar un punto de medición en el tramo de ducto en que el flujo esté desarrollado, esto es considerando una distancia de al menos 12 veces el diámetro del ducto de la última singularidad (codo, unión, etc.)7.

En muchas ocasiones los ductos no serán lo suficientemente grandes como para poder ingresar al in-terior con el sensor de un anemómetro o termoanemómetro y registrar las mediciones. En estos casos, se puede emplear un arreglo que incluya un tubo de Pitot estándar acoplado a un instrumento para ingresarlo al interior del ducto, debido a que en el mercado hay muchos tamaños de tubos y se debe elegir uno que resulte poco invasivo para no alterar el campo de medición y para tomar las mediciones correctamente, como se muestra en la Figura N°68.

7 Si la longitud es menor, intentar obtener el perfil de velocidades repitiendo la medición para obtener un valor promedio más representa-tivo. Tener en cuenta las singularidades más cercanas.

8 En la mayoría de las ocasiones, se deberá perforar el ducto para poder acceder a su interior. Esta perforación debe hacerse utilizando un taladro o dispositivo a fin. No perforar utilizando un punzón.



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FIGURA N°6:Disposición del tubo de Pitot al interior de ductos

En la mayoría de los casos, el arreglo que se describe incorpora un manómetro, por lo que se estaría determinando directamente la presión dinámica del flujo, la cual representa la presión que ejerce el flujo debido al movimiento de éste y es la resultante de la resta entre la presión total y la presión estática del flujo9:

Donde:VP: Presión dinámica del flujoSP: Presión estática del flujoPT: Presión total del flujo

Para estimar la velocidad de ducto, se debe recurrir a la siguiente relación:

Donde:Vducto: Velocidad de ducto del aireVPducto: Presión dinámica promedio del aireFVP: Factor de transformación de presión dinámica a velocidadρaire: Densidad del aire

NOTA: Otra metodología que puede emplearse en ductos circulares es determinar la velocidad de ducto promedio a partir de la presión dinámica máxima del fluido, como se expone y ejemplifica en el Anexo I.9 En la práctica, la presión dinámica se puede medir directamente a partir del arreglo del tubo de Pitot, conectando ambos ramales de éste

al medidor de presión.



b. Presión estática La presión estática representa un acumulado de las resistencias del flujo a lo largo del sistema de

ventilación, desde la captación hasta el punto donde se esté midiendo este parámetro. Para cuantificarlas se puede usar el mismo arreglo del tubo de Pitot unido a un micromanómetro o algún instrumento digital o análogo equivalente10. En el caso de usar un tubo de Pitot, en la Figura N°7 se muestra cómo se miden estos parámetros en relación a la presión del flujo. (Ver también Figura N°6).

FIGURA N°7:Medición de la presión estática del flujo utilizando arreglo Tubo de Pitot

Idealmente, los puntos de medición se deben seleccionar tomando en consideración una distancia de 3 diámetros respecto a la salida de la captación para el caso de medir la presión estática (SPhood)11 y de 6 diámetros respecto a la salida de la captación para el caso de medir la presión dinámica (VP).

c. Caudal de aire El caudal de aire que circula por un ramal será calculado como el producto entre la velocidad media del

aire al interior del ducto y la sección transversal al flujo:

Donde:Qducto: Caudal de aire que circula por el interior del ducto del ramalVducto: Velocidad de ducto del aireAducto: Área de la sección transversal del ducto al flujo de aire

10 A modo de referencia, en el Anexo I se presentan Puntos recomendados para medición de presiones manométricas.

11 En caso de existir un codo inmediatamente a la salida de la captación, se deberá considerar una distancia de 4 a 6 diámetros a la salida de éste (basado en la experiencia práctica acumulada en los últimos 10 años por los profesionales del Instituto de Salud Pública de Chile).



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6.1.3. Mediciones en retenedores Para evaluar el funcionamiento de un retenedor, por lo general se debe cuantificar la pérdida de carga

a través de éste, lo cual se logra midiendo la presión estática en su entrada y salida. Luego, la pérdida del retenedor se calcula como la diferencia de presión estática:

Donde:hretenedor: Pérdidas por carga en el retenedorSPsalida: Presión estática medida en la salida del retenedorSPentrada: Presión estática medida en la entrada del retenedor

Los resultados obtenidos de estas mediciones deben registrarse en las Fichas 3 y 5 del Anexo IV, de-pendiendo de la ubicación del retenedor respecto del ventilador en el sistema.

6.1.4.. Mediciones en el ventilador La evaluación del funcionamiento del ventilador se lograr mediante la determinación del punto de ope-

ración del sistema, el cual se puede caracterizar midiendo y calculando la presión estática del ventilador (SPventilador), el caudal manejado y la eficiencia del ventilador.

a. Determinación del caudal netoEl caudal neto será calculado como el producto entre la velocidad media del aire al interior del ducto

(velocidad de ducto) y la sección transversal al flujo:

Donde:Qneto: Caudal neto manejado por el ventiladorVentrada: Velocidad de ducto en la entrada al ventiladorAentrada: Área sección transversal al flujo en el ducto en la entrada al ventilador

La velocidad de ducto se obtiene utilizando la metodología descrita en el punto 6.2.2 de este mismo do-cumento y la sección transversal se obtiene de acuerdo a la geometría del ducto. El punto de medición debe asegurar que pase todo el caudal manejado por el sistema, el cual suele ser el ducto antes del ventilador, alrededor de dos diámetros aproximadamente.



b. Determinación de la presión estáticaEl cálculo de la presión estática del ventilador se efectúa empleando la siguiente ecuación:

Donde:SPV: Presión estática del ventiladorSPsalida: Presión estática medida en la salida del ventiladorSPentrada: Presión estática medida en la entrada del ventiladorVPentrada: Presión dinámica medida en la entrada del ventilador

La presión estática a la entrada y salida se mide utilizando un manómetro, ubicando los puntos de medi-ción lo más próximo a los puntos mencionados. En la práctica, se debe conectar un ramal del instrumento en la perforación efectuada en dichos puntos, como se muestra en la Figura N°8.

FIGURA N°8:Mediciones de presión estática a la entrada y salida del ventilador

Para determinar la presión dinámica a la entrada del ventilador, se emplea el arreglo del tubo de Pitot acoplado a un manómetro, utilizando el mismo punto de medición que en el caso de la medición de la presión estática en la entrada del ventilador. La disposición del instrumento se muestra en la Figura N°9.



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FIGURA N°9:Medición de la presión dinámica de entrada al ventilador

En algunos casos, como se muestra en la Figura N° 10, se implementan transformaciones para acoplar la boca del ventilador a los ductos del sistema, lo cual dificulta la medición de la presión dinámica del aire en la entrada del ventilador. En este caso, se debe estimar a partir de la velocidad del aire, la cual se obtiene de un arreglo de la ecuación del caudal neto:

Donde:Ventrada: Velocidad de ducto en la entrada al ventiladorQneto: Caudal neto manejado por el ventiladorA’entrada: Área sección transversal al flujo en el ducto en la boca del ventilador

Luego, la presión dinámica viene dada por:

Donde:VPducto: Presión dinámica del aire



FIGURA N°10:Acople al ventilador con transformación de diámetro

Toda la información obtenida de las mediciones descritas en este punto, incluyendo las consideraciones correspondientes a la potencia del ventilador, se deben registrar en las Fichas 4 y 6 del Anexo IV.

NOTA: La mejor forma de evaluar el funcionamiento del ventilador es cuando el retenedor del sistema esté cercano al valor de saturación, en términos de presión estática. En caso que no se esté en esta situación al momento de hacer la evaluación, se recomienda en la medida de lo posible, obstaculizar el ducto anterior al ventilador, ya que con esto se puede simular el estado de situación del sistema de ventilación, al aumentar las pérdidas que debe manejar el ventilador.

c. Determinación de la eficiencia del ventiladorLa eficiencia de un ventilador puede obtenerse mediante la siguiente ecuación:

Donde:Qneto: Caudal neto de aire manejado por el ventiladorn: Eficiencia del ventiladorPTventilador: Presión total del ventiladorFc: Factor de conversión de unidadesBHP: Potencia al freno del ventilador

La presión total del ventilador se puede estimar como sigue:

Donde:PTventilador: Presión total del ventiladorSPventilador: Presión estática del ventiladorVPsalida: Presión dinámica medida en la salida del ventilador



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La presión dinámica se mide utilizando un arreglo de tubo de Pitot y manómetro y se obtiene a una distancia de la salida del ventilador de 8 veces el diámetro del ducto (Figura N°11). Sin embargo, en la práctica esto es podría resultar difícil por lo que se recomienda calcular este parámetro a partir del caudal neto obtenido, siguiendo la siguiente metodología:

Donde:Ventrada: Velocidad de ducto en la salida al ventiladorQneto: Caudal neto de aire manejado por el ventiladorAentrada: Área sección transversal al flujo en el ducto en la salida al ventilador

Luego, la presión dinámica se calcula como:

Donde:VPsalida: Presión dinámica en la salida del ventiladorVsalida: Velocidad de ducto en la salida al ventiladorFVP: Factor de transformación de presión dinámica a velocidadρaire: Densidad del aire

FIGURA N°11:Mediciones de presión dinámica a salida del ventilador



6.2. Evaluación del Funcionamiento Global del Sistema de Ventilación LocalizadaNormalmente un sistema de ventilación localizada se evalúa comparando el funcionamiento de las

distintas partes del sistema instalado en la planta con el comportamiento esperado según los parámetros utilizados en su diseño o los indicados por el fabricante. Principalmente, se verifica el cumplimiento de los parámetros característicos tales como velocidades de control o captura, según sea el tipo de captación, velocidades del aire y presiones estáticas en distintas secciones de su red de ductos.

En el caso de velocidades de captación y de ducto, algunos valores de referencia utilizados son los estable-cidos por ACGIH, los cuales se encuentran disponibles en el Anexo III. En el caso de las diferencias de presión estática obtenidas en retenedores y ventiladores, el estándar utilizado para efectuar la evaluación corresponden a los valores indicados en el diseño del sistema y/o con los que indique el fabricante del equipo analizado.

Si bien esta información es de primera importancia porque permite identificar las deficiencias del sis-tema, es necesario contar con indicadores que permitan evaluar el funcionamiento del sistema en relación al objetivo que es controlar la concentración de los agentes químicos en niveles de riesgo aceptables para las y los trabajadores que están directamente expuestos a dichos contaminantes.

En este contexto se definen dos indicadores; primero un indicador de eficiencia que mide el efecto neto del sistema en la reducción de la concentración y en segundo lugar un indicador de efectividad que mide el impacto de esta reducción de la concentración en relación con el límite máximo permisible del agente químico que se desea controlar.

En esta guía se define la eficiencia de la captación del sistema de ventilación localizada como el porcentaje en que la captación del sistema implementado logra reducir la concentración del con-taminante a controlar y se determina mediante la siguiente ecuación:

Donde:: Eficiencia de la captación del sistema de ventilación localizada

CCS: Concentración del contaminante con sistema de ventilación localizadaCSS: Concentración del contaminante sin sistema de ventilación localizadaC0: Concentración de fondo del contaminante

Estas concentraciones se obtienen mediante muestras ambientales de modo que reflejen el efecto neto del sistema, es decir, no incluyen la influencia que puede tener el comportamiento del o la trabajadora.

El valor de la concentración del contaminante, obtenido con muestras ambientales, con el sistema funcionando () puede variar entre el valor de la concentración de fondo del contaminante () y el de concen-tración sin sistema funcionando ().

La efectividad de la captación del sistema de ventilación localizada se define como el por-centaje que representa la concentración obtenida en la muestra personal del trabajador expuesto con el sistema en funcionamiento respecto del límite permisible (LP) establecido en el D.S. N°594 y se determina mediante la siguiente ecuación:



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Donde:εCSVL: Efectividad del sistema de ventilación localizadaLP: Límite permisible, ya sea promedio ponderado (LPP) o temporal (LPT) o absoluto (LPA), se-

gún corresponda lo estipulado en el D.S. N°594/99 del MINSALCCSP: Concentración medida del contaminante con muestra personal del o la trabajadora expuesta con

sistema de ventilación localizadaC0: Concentración de fondo del contaminante

La concentración de la muestra personal del trabajador ) a su vez, puede encontrarse por sobre o bajo el límite permisible máximo establecido en la normativa legal vigente. Por lo tanto, para determinar si el sistema está contribuyendo con proteger a las y los trabajadores expuestos, es necesario analizar ambos parámetros en conjunto como se muestran en la Tabla N°1.

Tabla N°1:Conclusiones a partir de los valores de eficiencia y efectividad

Eficiencia Efectividad Conclusión

ηCSVL=1

εCSVL>1Se concluye que el sistema de ventilación localizada está cumpliendo con el objetivo de proteger la salud de las y los trabajadores expuestos a dichos contaminantes

εCSVL≤1

Se concluye que el sistema de ventilación localizada implementado no es suficiente para controlar la exposición de las y los trabajadores a dicho contaminante, por lo que se deben revisar otros factores que pueden influir en esta situación

0<ηCSVL<1

εCSVL>1 Se concluye que si bien se cumple con lo estipulado en la normativa legal vigente, el sistema requiere ajustes para que su eficiencia aumente.

εCSVL≤1

Se concluye que el sistema requiere ajustes para aumentar su eficiencia y cumplir con lo estipulado en la normativa legal vigente. Revisar si existen factores fuera del alcance del sistema de extracción que influyen en la efectividad.

ηCSVL=0

εCSVL>1Se concluye que el sistema de ventilación localizada implementado no es la medida que está controlando la exposición de las y los trabajadores. Es una situación muy poco probable.

εCSVL≤1Se concluye que el sistema requiere una intervención inmediata. Se recomienda tomar medidas de protección personal y/o administrativas inmediatas para evitar la sobre exposición del o la trabajadora.

Cabe destacar que la complejidad de los procesos que deben ser controlados por sistemas de venti-lación localizada requerirán más de un punto de captación para el o los contaminantes involucrados en el proceso. Es por esta razón que deben obtenerse valores de eficiencia y efectividad de la captación en cada una de las captaciones operando en el sistema instalado.



6.3. Informe de evaluaciónLos resultados obtenidos de la evaluación, en conjunto con toda la información utilizada y los registros

aportados por las fichas del Anexo IV, deben incluirse en un informe técnico cuya finalidad es informar al solicitante una conclusión del estado de la evaluación del sistema de ventilación analizado y qué medidas debe adoptar en caso de ser necesarias.

La información mínima recomendada para este documento debe incluir al menos lo siguiente12:

a. Título del informePuede ser en forma de una portada del informe, el cual resume la finalidad del mismo, es decir, se

debe indicar que es una evaluación, adicionalmente indicando el nombre de la empresa a la cual se le esté prestando el servicio.

b. ObjetivosIndicar el objetivo principal de la evaluación en función de los parámetros que serán evaluados. Tam-

bién se pueden incluir objetivos específicos en caso que se estime necesario.

c. Descripción de las instalaciones y proceso La descripción de las instalaciones debe incluir una descripción física del lugar donde está situado

el sistema de ventilación, describiendo ubicación de puestos de trabajo, de insumos, de puntos de ven-tilación. Una esquematización tanto del lugar físico como del sistema de ventilación aporta información valiosa para el entendimiento de la situación actual del lugar a evaluar.

Se debe incluir una descripción del proceso que está siendo controlado con el sistema de ventilación, haciendo hincapié en mencionar el o los tipos de contaminantes presentes e indicar si hay o no informes que evidencien una evaluación ambiental y el cumplimiento del límite máximo permisible para los conta-minantes involucrados. También es recomendable incluir información como existencia de procedimientos y protocolos de trabajo seguro u otra información que la o el evaluador crea relevante para la evaluación.

d. Metodología de mediciónLa metodología debe incluir una descripción de cómo serán medidos y/o calculados los parámetros

característicos para la evaluación. Además, es importante incluir los instrumentos y equipos utilizados para cuantificar dichas mediciones.

Es importante recalcar que tanto los valores medidos como los calculados tengan sus unidades de me-dida bien definidas, para evitar posibles errores por incompatibilidad de unidades. Se recomienda guiarse por las unidades presentadas en el Anexo II.

e. Resultados obtenidosLos resultados deben ser reportados junto con el estándar correspondiente a comparar. Puede hacerse

en forma de tablas. Informar los valores en unidades de acuerdo al Anexo II.

12 En los casos en que se cuente con informes anteriores en la empresa en donde ya haya presentado parte de la información exigida en este punto, se podrá reducir la información a entregar en el informe técnico, haciendo referencia al documento respectivo.



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f. Análisis y conclusionesLas conclusiones deben apuntar a si los valores obtenidos a partir de las mediciones efectuadas cum-

plen o no con el estándar correspondiente. También se puede incluir información relevante que pueda aportar a la conclusión.

g. RecomendacionesLas recomendaciones deben apuntar a mejoras que se requieren en función de las conclusiones obte-

nidas, según corresponda.

h. AnexosLos anexos incluyen tanto información de apoyo al cuerpo del informe como figuras, datos geométricos

como información que da trazabilidad a los resultados obtenidos como los cálculos intermedios.

7. DEFINICIONES

7.1. Cabina: Encerramiento diseñado para mantener en su interior el foco de emisión y posee una aber-tura para el acceso a ésta, minimizando la exposición de los trabajadores directos.

7.2. Captación: También denominada campana, es el primer componente del sistema de ventilación y corresponde a una estructura que tiene una o más aberturas por donde se extrae el aire con el o los contaminantes, pudiendo ser simples o compuestas.

7.3. Captaciones Múltiples: Diseño que contempla dos o más captaciones, utilizados en máquinas cuyo procesamiento requiere un diseño más complejo, tanto en geometría, velocidades de transporte y caudales característicos para el control del contaminante, de acuerdo al tipo en específico.

FIGURA N°12:Captaciones múltiples de una máquina moldurera

Como ejemplo, para el caso de máquinas utilizadas en la industria de la madera como las moldureras, sierra huincha, o también en otros rubros como el caso de la minería con las correas transportadoras.



7.4. Curva del Ventilador: Es una representación gráfica del funcionamiento del ventilador donde se relaciona su caudal y su presión estática o total. También se incluye la potencia y velocidad de giro del ventilador.

7.5. Curva del Sistema de Ventilación: Es una representación gráfica de la pérdida de carga del sistema de captación en función del caudal.

7.6. Foco de Emisión: Corresponde al lugar en específico donde se está generando el contaminante.

7.7. Pérdida de Entrada: Es la energía necesaria para que el aire ingrese al ducto a través de la captación.

7.8. Plenum: Cámara de presión uniforme. Se utiliza en las cabinas y filtros para disminuir la energía cinética del aire y dar uniformidad la velocidad en una sección dada.

7.9. Presión: Fuerza por unidad de área que se ejerce sobre un objeto.

7.10. Presión Absoluta: Es la suma de la presión atmosférica más la presión manométrica.

7.11. Presión Atmosférica: Es la presión que ejerce el peso del aire atmosférico circundante sobre los objetos. Esta presión es medida con un barómetro. El valor de referencia de la presión atmosférica es la medida a nivel del mar a 45 grados de latitud y a una temperatura de 4ºC y equivale a 1 kgf/cm2, 2047 lbf/pie2 o 100 kPa.

7.12. Presión Dinámica: También se denomina presión de velocidad y es la presión que ejerce un fluido sobre un objeto debido a su velocidad. Esta presión es siempre positiva.

7.13. Presión Estática: Es la presión que ejerce un fluido sobre un objeto al estar inmerso en él. Se ejerce en todas las direcciones. Cuando el flujo de aire está en movimiento, la presión estática se mide perpendicularmente a su desplazamiento. Ésta puede ser positiva o negativa.

7.14. Presión Estática en la Captación: Corresponde a la pérdida neta generada en la captación. Es igual a la pérdida de entrada de la captación más la presión dinámica en el ducto.

7.15. Presión Estática del ventilador: Se define como la diferencia entre la presión total del ventilador y la presión dinámica a la salida del ventilador.

7.16. Presión Manométrica: Es una presión relativa a la presión atmosférica.

7.17. Presión Total: Es la suma algebraica de la presión estática más la presión dinámica. Esta puede ser positiva o negativa.

7.18. Presión Total del ventilador: Es la diferencia de las presiones totales entre la salida y la entrada del ventilador.

7.19. Potencia al freno: Potencia requerida para mover el ventilador incluyendo sus pérdidas, con excep-ción de las pérdidas por transmisión entre el motor y el ventilador.

7.20. Punto de operación: Es el punto de intersección de la curva característica del sistema y la curva característica del ventilador.

7.21. Retenedor: Equipos diseñados para la retención de los contaminantes con el fin de separarlos del flujo de aire. Esto permite la protección de la integridad del o los ventiladores del sistema de ventilación como controlar las emisiones al medio ambiente y dar cumplimiento a la normativa legal vigente.

7.22. Sistema de ventilación: Conjunto de componentes diseñados para retirar los contaminantes de los lugares de trabajo, impidiendo que se dispersen en el medio y entren en contacto directo con los trabajadores expuestos. Normalmente están constituidos por una captación, una red de ductos, uno o retenedores, uno o ventiladores y una chimenea de descarga.



24

7.23. Superficie límite de influencia: En las captaciones a distancias se dice de la superficie que limita la zona donde la velocidad de succión del sistema de captación supera la velocidad de dispersión del contaminante y de las corrientes ambientales.

7.24. Velocidad de captura: Es la velocidad del aire en el entorno de una captación a distancia o en la sección abierta de una captación, la cual se opone a las corrientes de aire siendo capaz de capturar el contaminante y transportarlo hacia la captación.

7.25. Velocidad frontal: También denominada velocidad de cara, es la velocidad impuesta en la abertu-ra de un encerramiento con la finalidad de evitar que el contaminante salga desde el interior de éste.

7.26. Velocidad de ducto: Es la velocidad del aire con la cual escurre al interior de una red de ductos. No confundir con velocidad de transporte.

7.27. Velocidad de transporte: Velocidad mínima a la cual debe escurrir el aire en los ducto para asegurar el arrastre de los contaminantes e impedir la acumulación de estos durante el recorrido.

7.28. Ventilador: Turbomáquina que aporta energía al sistema de ventilación, provocando una diferencia de presión tal que permite inducir el movimiento en el aire para el arrastre del contaminante desde su fuente hacia el equipo retenedor y luego al exterior, cuando sea el caso.



8. BIBLIOGRAFÍA

8.1. ACGIH, “Manual Industrial Ventilation”, EUA, 20 Edición, 1988.

8.2. Burton, J. D. “Industrial Ventilation Work Book”, Editorial Library Congress Cataloging, EUA 1989.

8.3. C. Harold Berry, “Flow and Fan Principles of moving air through ducts”. Editorial The Industrial Press, New York 13, NY. Copyright 1963.

8.4. Controlling Airbone Contaminant at Work, “Una Guía para Ventilación local de Extracción”, publica-do por Health and Safety Executive, 2008.

8.5. Hazard W. G., “Ventilación Industrial”, Capítulo XXI Manual de Fundamentos de Higiene Industrial, 1º edición, CIS, España, 1981.

8.6. Hemeon, W. C. L. “Plant and Process Ventilation”, Second Edition, Industrial Press, EUA 1963.

8.7. Instituto de Salud Pública de Chile, “Guía para la Evaluación Cualitativa de Sistemas de Ventilación Localizada”, versión 2.0, 2019.

8.8. Instituto de Salud Pública de Chile, “Guía para la Selección, Calibración y Mantenimiento de Instru-mentos utilizados para Evaluar la Ventilación en Ambientes Laborales”, versión 1.0, 2018.

8.9. Instituto de Salud Pública de Chile, Nota Técnica N°56 “Instrumentación para la Caracterización de los Sistemas de Ventilación en Ambientes Laborales”, 2017.

8.10. Instituto de Salud Pública de Chile, Nota Técnica N°71 “Recomendaciones Básicas para la Selección de Ventiladores”, 2019.

8.11. OPS-UBA, “Curso sobre Ventilación Industrial”, Escuela de Ingeniería Sanitaria, UBA, Argentina, 1966.

8.12. V. V. Baturin, “Fundamentos de Ventilación Industrial”, Editorial Labor, 1976.



26

ANEXO IMÉTODOS PARA MEDIR Y CALCULAR PARÁMETROS EN LOS SISTEMAS DE VENTILACIÓN

A. Puntos recomendados para medición de presiones manométricas

FIGURA N°13:Puntos de medición en distintos componentes de un sistema de ventilación

4-6D 4-6D



B. Cómo efectuar mediciones con tubo de Pitot y manómetro

FIGURA N°14:Disposición correcta del tubo de Pitot al interior de un ducto

La forma correcta de efectuar una medición con tubo de Pitot, se logra cuando el tramo AB de la figura, se orienta en dirección paralela a las paredes del ducto y el inicio del tubo se coloca en el sentido contrario a la dirección del aire.

C. Método de la Presión Dinámica MáximaEste método está basado en determinar la velocidad media de un flujo de aire a partir de la medición de

la presión dinámica máxima. En la práctica, la presión dinámica máxima se obtiene registrando el mayor valor medido por el manómetro al efectuar un barrido radial del tubo de Pitot al interior del ducto, como se muestra en la Figura N°15.

FIGURA N°15:Disposición correcta del tubo de Pitot al interior de un ducto



28

Cuando se obtenga el valor máximo indicado por el manómetro, esa será la presión dinámica máxima. Dado que existe una relación entre este valor y la velocidad de escurrimiento del fluido, se puede entonces obtener la velocidad máxima del perfil de velocidades mediante la ecuación, el cual será representativo de todo el flujo:

Luego, con el valor de velocidad máxima calculado se calcula el Número de Reynolds asociado de la siguiente forma:

Una vez calculado el número de Reynolds, se procede a identificar gráficamente el coeficiente de ve-locidad, FV, a partir de la Figura N°16. En primer lugar, se debe identificar en el eje horizontal el valor de Re obtenido y luego proyectar una línea vertical hasta cortar la curva presentada. La lectura del coeficiente corresponde al valor dado en el eje vertical.

El factor de velocidad se define como el cociente entre la velocidad media del fluido y la velocidad máxi-ma, por lo tanto, conocido el valor de velocidad máxima, la velocidad media vendría siendo:

Adicionalmente, con este valor de velocidad media y el área de la sección transversal del ducto, se puede estimar el caudal de aire que fluye por cada ramal y comprobar si se cumple o no la ecuación de continuidad, de la siguiente manera:

Donde:Qneto: Caudal de aire neto manejado por el sistema de ventilaciónQi: Caudal de aire en cada ramalN: Número de ramales del sistema de ventilación



FIGURA N°16:Gráfica de relación entre el Número de Reynolds Re y el factor de velocidades FV



30

ANEXO IIMAGNITUDES Y UNIDADES

Para efectuar los cálculos correspondientes a la evaluación, se recomienda utilizar las unidades que se adjuntan a continuación y utilizar un solo sistema de unidades, ya sea el sistema inglés o sistema métrico.

Tabla N°2:Unidades en sistema métrico y sistema inglés para cada magnitud

Símbolo Sistema métrico Sistema Inglés

Aducto m2 pie2

Aentrada m2 pie2

Asalida m2 pie2

BHP cv hp

C0 mg⁄m3 o ppm mg⁄m3 o ppm

CCS mg⁄m3 o ppm mg⁄m3 o ppm

CCSP mg⁄m3 o ppm mg⁄m3 o ppm

CSS mg⁄m3 o ppm mg⁄m3 o ppm

hretenedor mm c.a. pulgadas c.a.

LPP mg⁄m3 o ppm mg⁄m3 o ppm

Qducto m3⁄h pie3⁄min

Qi m3⁄h pie3⁄min

Qneto m3⁄h pie3⁄min

PTventilador mm c.a. pulgadas c.a.

SPhood mm c.a. pulgadas c.a.

SPentrada mm c.a. pulgadas c.a.

SPsalida mm c.a. pulgadas c.a.

SPventilador mm c.a. pulgadas c.a.

vcapture m⁄s pie⁄min

vducto m⁄s pie⁄min

ventrada m⁄s pie⁄min

vface m⁄s pie⁄min

vi m⁄s pie⁄min

vmáxima m⁄s pie⁄min

vmedia m⁄s pie⁄min

vsalida m⁄s pie⁄min

VPducto mm c.a. pulgadas c.a.

VPentrada mm c.a. pulgadas c.a.

VPmáxima mm c.a. pulgadas c.a.VPsalida mm c.a. pulgadas c.a.



Tabla N°3:Valores de constantes para sistema métrico y sistema inglés

Símbolo Sistema métrico Sistema Inglés

FVP 4,43 1096

FC 270000 6343ρaire 1,204 kg⁄m3 0,075 lb⁄pie^3

μaire 1,825∙10-5 kg⁄(m∙s) 1,226∙10-5 lb⁄(pie∙s)

4,043 4005

NOTA: ρaire y μaire están referidos a aire estándar (1 atm y 20°C). NOTA 2: La densidad del aire corresponde a aire seco.

Tabla N°4:Cambios de unidades

Parámetro Sistema métrico Sistema inglés

Presión

1[mm c.a.] = 0,03938 [pulgadas c.a.]

1[pulgadas c.a.] = 25,39[mm c.a.]

1[Pa] = 0,004019 [pulgadas c.a.]

1[Pa] = 0,1020[mm c.a.]

Velocidad1[m⁄s] = 196,9 [pie⁄min]

1 [pie⁄min] = 0,00508 [m⁄s]

Caudal1[m3⁄h] = 0,5886 [pie3⁄min]

1[pie3⁄min] = 1,699 [m3⁄h]

Área1[m2] = 10,76 [pie2]

1[pie2] = 0,0929[m2]

Tiempo1[hora] = 3600[segundos]

1[hora] = 60 [minutos]



32

ANEXO IIIVALORES DE REFERENCIA

TABLA N°5:Valores Recomendados para la Velocidad de Captura

Condiciones de dispersión del contaminante Ejemplos

Velocidad de Captura

m/s pie/min

Liberado prácticamente sin velocidad en aire tranquilo

Evaporación desde depósitos; desengrase, etc. 0,25 – 0,5 50 - 100

Liberado a baja velocidad en aire moderadamente tranquilo

Cabinas de pintura, llenado intermitente de recipientes; transferencia entre cintas transportadoras a baja velocidad; soldadura; recubrimientos superficiales-/95.

0,5 - 1 100 - 200

Generación activa en una zona de rápido movimiento de aire

Cabinas de pintura poco profundas; llenado de barriles; carga de cintas transportadoras; machacadoras.

1 – 2,5 200 - 500

Liberado con alta velocidad inicial en una zona de movimiento muy rápido de aire

Desbarbado; chorreado abrasivo; desmolde en fundiciones. 2,5 – 10 500 - 2000

En cada una de las condiciones citadas se indica un margen para los valores de velocidad de captura. La selección del valor adecuado depende de los siguientes factores:

Límite inferior:• Corrientes de aire en el local mínimas o favorables a la captura del contaminante.

• Contaminante de baja toxicidad o únicamente molestos.

• Producción de contaminantes baja o intermitente.

• Campana de gran tamaño o con una gran masa de aire en movimiento.

Límite Superior:• Corrientes de aire distorsionantes en el local.

• Contaminantes de alta toxicidad.

• Gran producción, uso continuo.

• Campana

Fuente: Industrial Ventilation 20th Edition 1988



TABLA N°6:Valores recomendados para velocidades de captura

Condiciones de dispersión del contaminante Ejemplos

Velocidad de captura m/s pie/min

Vapores; gases; humos de combustión. Todos los vapores; gases y humos.

Indiferente (la velocidad óptima suele encontrarse entre 5 y 10 m/s o 1000 a

2000 pie/min)

Humos de soldadura Soldadura. 10 – 12,5 2000 - 2500

Polvo muy fino y ligero Hilos de algodón, harina de madera, polvo de talco. 12,5 – 15 2500 - 3000

Polvos secosPolvo fino de caucho, baquelita en polvo para moldeo, hilos de yute, polvo de algodón, virutas (ligeras), polvo detergente, raspaduras de cuero.

15 – 20 3000 - 4000

Polvo ordinario

Polvo de desbarbado, hilos de muele de pulir (secos), polvo de lana de yute (residuos de sacudidor), polvo de granos de café, polvo de cuero, polvo de granito, harina de sílice, manejo de materiales pulverulentos, en general, corte de ladrillos, polvo de arcilla, fundiciones (en general), polvo de caliza, polvo en el embalado y pesado de amianto en industrias textiles.

17,5 - 20 3500 - 4000

Polvos pesados

Polvo de aserrado (pesado y húmedo), viruta metálica, polvo de desmolde en fundiciones, polvo en el chorreado con arena, pedazos de madera, polvo de barrer, virutas de latón, polvo en el taladrado de fundición, polvo de plomo.

20 – 22,5 4000 - 4500

Polvo pesado y húmedoPolvo de plomo con pequeños pedazos, polvo de cemento húmedo, polvo del corte de tubos de amianto – cemento, hilos de muela de pulir (pegajosos).

> 22,5 > 4500


TABLA N°7:Velocidad frontal recomendada para encerramientos

Rango: 0,25 a 0,75 m/s (50 a 150 pie/min)




34

ANEXO IVFICHAS PARA LA EVALUACIÓN CUANTITATIVA DE SISTEMAS DE VENTILACIÓN LOCALIZADA

FECHA: FICHA 1a

EMPRESA:

PLANTA:

UNIDAD:

INSPECTOR:

VELOCIDAD DE CAPTURA

SISTEMA DE CAPTACIÓN N°:

CÓDIGO UBICACIÓN:

DISTANCIA DESDE LA CAPTACIÓN

50 mm 100 mm 150 mm 200 mm 250 mm 300 mm 350 mm 400 mm



CÓDIGO UBICACIÓN:





CÓDIGO UBICACIÓN:






FECHA: FICHA 1b

EMPRESA:

PLANTA:

UNIDAD:

INSPECTOR:

VELOCIDAD DE CAPTURA


CÓDIGO UBICACIÓN:

DISTANCIA DESDE EL FOCO

0,25 D 0,5 D 0,75 D 1,0 D 1,25 D 1,5 D 1,75 D 2,0 D


CÓDIGO UBICACIÓN:


0,25 D 0,5 D 0,75 D 1,0 D 1,25 D 1,5 D 1,75 D 2,0 D


CÓDIGO UBICACIÓN:


0,25 D 0,5 D 0,75 D 1,0 D 1,25 D 1,5 D 1,75 D 2,0 D


CÓDIGO UBICACIÓN:


0,25 D 0,5 D 0,75 D 1,0 D 1,25 D 1,5 D 1,75 D 2,0 D



36

FECHA: FICHA 1c

EMPRESA:

PLANTA:

UNIDAD:

INSPECTOR:

VELOCIDAD DE FRONTAL


CÓDIGO UBICACIÓN:

CUADRÍCULA GENERADA EN EL FRENTE DE CAPTACIÓN O ENCERRAMIENTO

1 2 3 4 5

1

2

3

4

5


CÓDIGO UBICACIÓN:

CUADRÍCULA GENERADA EN EL FRENTE DE CAPTACIÓN O ENCERRAMIENTO

1 2 3 4 5

1

2

3

4

5



FECHA: FICHA 2

EMPRESA:

PLANTA:

UNIDAD:

INSPECTOR:

Procesos en máquinas con captaciones únicas o múltiples

MÁQUINAS:

PROCESO:

CÓDIGO UBICACIÓN:

UNIDADES 1 2 3 4 5

1 Presión estática captación

2 Velocidad de presión salida ducto

3 Velocidad media en el ducto

4 Diámetro del ducto

5 Área del ducto

6 Caudal

7 Sumatoria de caudales

OBSERVACIONES:



38

FECHA: FICHA 3

EMPRESA:

PLANTA:

UNIDAD:

INSPECTOR:

RETENEDOR ANTES DEL VENTILADOR

TIPO DE RETENEDOR:

CÓDIGO UBICACIÓN:

UNIDADES VALOR

8 Presión de velocidad en la entrada (VPentrada)9 Velocidad media en la entrada (vmedia,entrada)

10 Área del ducto en la entrada (Aentrada)11 Caudal en la entrada (Qentrada)12 Presión de velocidad en la salida (VPsalida)13 Velocidad media en la salida (vmedia,salida)14 Área del ducto en la salida (Asalida)15 Caudal en la salida (Qsalida)16 Variación del caudal (∆Q)17 Presión estática en la entrada (SPentrada)18 Presión estática en la salida (SPsalida)19 Pérdidas por carga en el retenedor (hretenedor)



FECHA: FICHA 4

EMPRESA:

PLANTA:

UNIDAD:

INSPECTOR:

VENTILADOR

TIPO DE VENTILADOR:

CÓDIGO UBICACIÓN:

UNIDADES VALOR

20 Presión de velocidad en la entrada (VPentrada)21 Velocidad media en la entrada (vmedia,entrada)22 Área del ducto en la entrada (Aentrada)23 Caudal en la entrada (Qentrada)24 Presión estática en la entrada (SPentrada)25 Presión estática en la salida (SPsalida)26 Presión estática del ventilador (SPventilador)



40

FECHA: FICHA 5

EMPRESA:

PLANTA:

UNIDAD:

INSPECTOR:

RETENEDOR DESPUÉS DEL VENTILADOR

TIPO DE RETENEDOR:

CÓDIGO UBICACIÓN:

UNIDADES VALOR

27 Presión de velocidad en la entrada (VPentrada)28 Velocidad media en la entrada (vmedia,entrada)29 Área del ducto en la entrada (Aentrada)30 Caudal en la entrada (Qentrada)31 Presión de velocidad en la salida (VPsalida)32 Velocidad media en la salida (vmedia,salida)33 Área del ducto en la salida (Asalida)34 Caudal en la salida (Qsalida)35 Variación del caudal (∆Q)36 Presión estática en la entrada (SPentrada)37 Presión estática en la salida (SPsalida)38 Pérdidas por carga en el retenedor (hretenedor)



FECHA: FICHA 6

EMPRESA:

PLANTA:

UNIDAD:

INSPECTOR:

PRESIÓN TOTAL DEL VENTILADOR

UNIDADES VALOR

39 Presión estática en la salida (SPsalida)40 Presión de velocidad en la salida (VPsalida)41 Presión estática en la entrada (SPentrada)42 Presión de velocidad en la entrada (VPentrada)43 Presión total del ventilador (PTventilador)Nota: La presión estática en la entrada del ventilador se considera con signo (-) por estar antes del ventilador

POTENCIA AL FRENO DEL VENTILADOR

UNIDADES VALOR

44 Caudal manejado por el ventilador (Qneto)45 Presión total del ventilador (PTventilador)

46Constante de transmisión (k)k=1,0 si la transmición es directak=1,1 si la transmición es indirecta

47 Rendimiento del ventilador (η)49 Potencia consumida por el ventilador (BHP)



42

ANEXO VEJEMPLO DE CÁLCULO

A continuación se expone un ejemplo de utilización de las fichas expuestas en el Anexo IV, en las cuales se presenta un proceso productivo relacionado al rubro de la madera.

La empresa Madererías X S.A. ha solicitado una evaluación cuantitativa para el sistema de venti-lación instalado en el Sector Y de la Planta Z de la empresa. En este sector se realizan cuatro procesos controlados por un mismo sistema de ventilación instalado:

• La madera es cepillada por una Máquina Canteadora o Ensambladora.

• Una estación se dedica al lijado de madera en una Lijadora Horizontal.

• Dos estaciones para el corte de madera llevadas a cabo por una Sierra Circular y Sierra en Cinta.

Los diseños de cada una de estas máquinas se basan en lo establecido por la American Conference of Governmental Industrial Hygenist (ACGIH), información que se adjunta en la Tabla N°8.

Tabla N°8:Capacidad de las máquinas instaladas en cada estación de la Planta Z

Máquina Canteadora Lijadora Horizontal Sierra Circular Sierra en Cinta

Capacidad total, en pie3/min 440 440 900 1350

La ronda de inspección y posterior evaluación cualitativa del sistema de ventilación resultó en que el sistema está operando sin mayores inconvenientes, por lo que es factible proceder a hacer mediciones para la evaluación cuantitativa de éste. Un esquema del sistema de ventilación se presenta en la Figura N°17, siguiendo la pauta descrita en la Guía para la Evaluación Cualitativa de Sistemas de Ventilación Localizada.

Se solicitó un informe con mediciones de concentración tanto de polvos como de viruta, las cuales se resumen en la Tabla N°9.

Tabla N°9:Concentración de polvos y viruta en cada una de las máquinas

Polvos y virutasValor medido en cada máquina, en mg/m3

Canteadora Sierra Circular Lijadora Sierra en Cinta

Concentración sin S. V. L. 5,2 5,6 8,0 6,0

Concentración con S. V. L. 1,9 2,0 2,5 0,8

Concentración ambiental 0,5 0,5 0,5 0,5

Concentración muestreo personal13 3,0 2,8 4,2 1,5

Las mediciones necesarias se efectuaron en los puntos críticos del sistema de ventilación instalados, los cuales fueron resumidos en las fichas que se presentan a continuación. Los resultados relevantes se adjuntan en las Tablas N°10 a la Tabla N°14.

13 El valor mostrado corresponde al más alto registrado entre las y los trabajadores.



FIGURA N°17:Esquematización del sistema de ventilación del Sector Y de la planta



44

FECHA: [fecha mediciones] FICHA 2

EMPRESA: Madererías X S.A.PLANTA: Planta ZUNIDAD: Sector YINSPECTOR: [Nombre y Apellido Inspector/a]


MÁQUINAS: Máquina CanteadoraPROCESO: Cepillado de maderaCÓDIGO UBICACIÓN: RAMAL (1-A)

UNIDADES 1 2 3 4 5

1 Presión estática captación pulg.c.a. 1,18

2 Velocidad de presión salida ducto pulg.c.a. 0,74

3 Velocidad media en el ducto pie⁄min 3.454

4 Diámetro del ducto pulgada 4,75

5 Área del ducto pie2 0,123

6 Caudal pie3⁄min 425

7 Sumatoria de caudales pie3⁄min 425

OBSERVACIONES:






MÁQUINAS: Sierra CircularPROCESO: Corte de maderaCÓDIGO UBICACIÓN: RAMAL (2-A)

UNIDADES 1 2 3 4 5








OBSERVACIONES:



46




MÁQUINAS: LijadoraPROCESO: Lijado de maderaCÓDIGO UBICACIÓN: RAMAL (3-B)

UNIDADES 1 2 3 4 5








OBSERVACIONES:






MÁQUINAS: Sierra CintaPROCESO: Corte de maderaCÓDIGO UBICACIÓN: RAMAL (4-C)

UNIDADES 1 2 3 4 5






6 Caudal pie3⁄min 1.230

7 Sumatoria de caudales pie3⁄min 1.230

OBSERVACIONES:



48



RETENEDOR ANTES DEL VENTILADOR

TIPO DE RETENEDOR: Retenedor CiclónicoCÓDIGO UBICACIÓN: RAMAL (C-R1)

UNIDADES VALOR

8 Presión de velocidad en la entrada (VPentrada) pulgada c.a. 0,77

9 Velocidad media en la entrada (vmedia,entrada) pie⁄min 3.506

10 Área del ducto en la entrada (Aentrada) pie2 0,85

11 Caudal en la entrada (Qentrada) pie3⁄min 2.980

12 Presión de velocidad en la salida (VPsalida) pulgada c.a. 0,22

13 Velocidad media en la salida (vmedia,salida) pie⁄min 1.897

14 Área del ducto en la salida (Asalida) pie2 1,58

15 Caudal en la salida (Qsalida) pie3⁄min 2.990

16 Variación del caudal (∆Q) pie3⁄min 10

17 Presión estática en la entrada (SPentrada) pulgada c.a. 3,9

18 Presión estática en la salida (SPsalida) pulgada c.a. 7,7

19 Pérdidas por carga en el retenedor (hretenedor) pulgada c.a. 3,8





VENTILADOR

TIPO DE VENTILADOR: Centrífugo con álabes radialesCÓDIGO UBICACIÓN: RAMAL (R1-V)

UNIDADES VALOR







26 Presión estática del ventilador (SPventilador) pulgada c.a. 13,5



50



RETENEDOR DESPUÉS DEL VENTILADOR

TIPO DE RETENEDOR: Retenedor Filtro de MangasCÓDIGO UBICACIÓN: RAMAL (V-R2)

UNIDADES VALOR





31 Presión de velocidad en la salida (VPsalida) pulgada c.a. --

32 Velocidad media en la salida (vmedia,salida) pie⁄min --

33 Área del ducto en la salida (Asalida) pie2 --

34 Caudal en la salida (Qsalida) pie3⁄min --

35 Variación del caudal (∆Q) pie3⁄min --


37 Presión estática en la salida (SPsalida) pulgada c.a. 0

38 Pérdidas por carga en el retenedor (hretenedor) pulgada c.a. 5,0





PRESIÓN TOTAL DEL VENTILADOR

UNIDADES VALOR


40 Presión de velocidad en la salida (VPsalida) pulgada c.a. 0,66



43 Presión total del ventilador (PTventilador) pulgada c.a. 14,2

Nota: La presión estática en la entrada del ventilador se considera con signo (-) por estar antes del ventilador

POTENCIA AL FRENO DEL VENTILADOR

UNIDADES VALOR

44 Caudal manejado por el ventilador (Qneto) pie3⁄min 3.010

45 Presión total del ventilador (PTventilador) pulgada c.a. 14,2

46Constante de transmisión (k)k=1,0 si la transmición es directak=1,1 si la transmición es indirecta

adimensional 1,1

47 Rendimiento del ventilador (η) % 70,0

49 Potencia consumida por el ventilador (BHP) hp 10,6



52

EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN

Caudales aspirados por las máquinas

Tabla N°10:Resumen valores de caudales aspirados

Máquina Valor obtenido Valor referencia

Máquina Canteadora 425 pie3/min 440 pie3/min

Sierra Circular 309 pie3/min 440 pie3/min

Lijadora horizontal 870 pie3/min 900 pie3/min

Sierra en cinta 1230 pie3/min 1350 pie3/min

Velocidad mínima de ducto

Tabla N°11:Resumen valores de velocidades de ductos


Máquina Canteadora 3454 pie/min 4000 pie/min

Sierra Circular 2511 pie/min 3500 pie/min

Lijadora horizontal 3501 pie/min 3500 pie/min

Sierra en cinta 3524 pie/min 3500 pie/min

Funcionamiento Ventilador

Tabla N°12:Resumen valor de potencia del ventilador


Ventilador 10,6 hp 12,0 hp

Efectividad y eficiencia

Tabla N°13:Eficiencia y Efectividad para cada una de las captaciones

Canteadora Sierra Circular Lijadora Sierra en Cinta

ηCSVL 0,70 0,71 0,73 0,96

εCSVL 1,60 1,74 1,08 4,00



CONCLUSIONESLos valores de caudal obtenidos en cada uno de las máquinas son menores que el de diseño debido

a que existen infiltraciones de aire en distintos puntos, lo cual provoca que los caudales aspirados sean menores a lo esperado.

Respecto al valor de eficiencia y eficacia, las conclusiones se adjuntan en la Tabla N°14. A partir de esto, se puede concluir que el sistema en general está cumpliendo con el objetivo de proteger la salud de las y los trabajadores, necesitando revisiones y ajusten en partes específicas para mejorar su

Tabla N°14:Resumen de conclusiones para la eficiencia y efectividad en cada una de las captaciones

Máquina Eficiencia Efectividad Conclusión

Canteadora 0<ηCSVL<1 εCSVL>1

Se concluye que el sistema de ventilación localizada está cumpliendo con el objetivo de proteger la salud de las y los trabajadores expuestos a dichos contaminantes

Sierra Circular 0<ηCSVL<1 εCSVL>1


Lijadora 0<ηCSVL<1 εCSVL>1


Sierra Cinta 0<ηCSVL<1 εCSVL>1


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GUÍA PARA LA EVALUACIÓN CUANTITATIVA DE SISTEMAS DE