MEMORIA DE CALCULO DE VENTILACION AEROSTATICA O NATURAL

 Si estamos a nivel del mar con una humedad relativa de entre 30 y 85% y una temperatura ambiente de 0 a 40 grados celcius y en una habitacion que tiene una altura interior de H[m] de altura hacemos una abertura en una pared que da al exterior a nivel del piso de 1m2 y en la pared opuesta, que tambien da al exterior, hacemos una abertura a nivel del techo de modo de igual superficie tal que entre el borde superior de la abertura inferior y el borde inferior de la abertura superior exista un diferencia de altura de ∆h[m] y si entre el piso y el techo se establece una diferencia de temperatura de ∆T[○C] calcularemos la  cantidad de aire en [m3/h]


Datos de entrada de ejemplos:

Área de las aberturas: A = 1 [m2]
  
Diferencia de altura entre aberturas:
 medido entre bordes superior de abertura inferior y borde inferior de abertura superior:
  ∆h[m] = 4 m
* Temperatura ambiente del aire exterior:
  Tex = 26[○C] = 299 [○ K] 

Diferencia de temperatura entre nivel inferor y nivel superior del ambiente:
  ΔT = 5[°C] = 5[°K]
 
Asceleracion de la  gravedad: G = 9.81 [m/s2]

Coeficiente de descarga tipico para aberturas rectangulares  :
 Cd = 0.6 

Fórmula de caudal volumétrico por conveccion o efecto “Termo-sifȯn” 

Caudal por diferencia de temperatura:
Q[m3/h]  =Cd *A*(2*g*∆h*(∆T/T[ⷪK]))^(1/2) * 3600

Q[m3/h] = 2474 [m3/h]

Considerando que la sala mide 
A:14m, L:15m, H6m,
 el volumen total de la sala es : 1260
Por lo tanto el numero de veces que se renovara el aire de la sala en 1 hora es  :
R = 1,9

Como estandard para salas de transformacion de distribucion publica se establece que una sala con una capacidad maxima de hasta 1MVA debe tener una superficie minima de 16m2 y una altura minima de 3m con una abertura de ventilacion natural minima de 1m2 y una diferencia de altura minima entre entrada y salida de aire de 2m.
Considerando esos datos , con una diferencia de temperatura interior de 2°C entre piso y techo el caudal de aire sera de : 1106,618 [m3/h]

Considerando que la capacidad calorific del aire a nivel del mar es de entre 1,005 y 1,018 KJ/Kgr*°K, dependiendo de la humedad y que se mantiene casi constante entre 20 y 40°C para una misma unidad de masa (1Kgr) – por que varia el volumen pero no la capacidad calorifica/Kgr – Se tomara la capacidad calorifica media de Cc=1,012KJ/ Kgr*°K y ademas 1 KJ equivale a 1 KW.s

Y considerando ademas que la densidad del aire a nivel del mar y a 20°C es de 1,202 Kgr/m3 y que a 40°C es de 1,129 Kgr/m3,  se tomara para fines de calculo una densidad promedio D=1,165 Kgr/m3 

En base a esos parametros y considerando el caudal por efecto de termo-sifon se puedede calcular que la capacidad de disipacion de la ventilacion sera de

Pd[KW.s]= Q[m3/h] /3600 * D [Kgr/m3] * Cc [KJ/ Kgr*°K] * ∆T 

o sea que para el ejemplo 1 la potencia disipada será: 1106,62 /3600 * 1,165 * 1,012 * 2 = 0,53375 KW.s

Con esa disipacion podemos decir que una sala de transformación standard de 1MVA disipa suficientemente el calor generado dentro de la sala.


Q = 0.6 \cdot \sqrt{78.48 \cdot 0.0167}  
= 0.6 \cdot \sqrt{1.309}  
= 0.6 \cdot 1.144 \approx 0.686 \, \text{m}^3/\text{s}
$$

$$
Q \approx 0.686 \cdot 3600 = \boxed{2470 \, \text{m}^3/\text{h}}
$$

---

### ▶️ **Caso B: ΔT = 10°C**

$$
Q = 0.6 \cdot \sqrt{2 \cdot 9.81 \cdot 4 \cdot \frac{10}{299}}  
= 0.6 \cdot \sqrt{78.48 \cdot 0.0334}  
= 0.6 \cdot \sqrt{2.618}  
= 0.6 \cdot 1.618 \approx 0.971 \, \text{m}^3/\text{s}
$$

$$
Q \approx 0.971 \cdot 3600 = \boxed{3496 \, \text{m}^3/\text{h}}
$$

---

### ✅ **Resultado final estimado:**

Según la diferencia de temperatura entre entrada y salida:

* Con **5 °C**: aproximadamente **2470 m³/h**
* Con **10 °C**: aproximadamente **3496 m³/h**

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¿Querés que grafiquemos el caudal en función de la diferencia de temperatura? ¿O que ajustemos el área o la altura para ver cómo cambia el flujo?











Perfecto. Ahora estás planteando un caso de **ventilación por presión diferencial estática** (no por diferencia de temperatura), es decir: el aire en el interior tiene una **presión mayor** que el exterior en **4 pascales**, lo cual impulsará el flujo hacia afuera a través de una abertura.

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### 📐 **Datos:**

* Presión diferencial $\Delta P = 4 \, \text{Pa}$
* Área de la abertura: $A = 1 \, \text{m}^2$
* Densidad del aire:
  A 26 °C y 1 atm (nivel del mar), podemos tomar:
  $\rho \approx 1.18 \, \text{kg/m}^3$
* Coeficiente de descarga:
  $C_d = 0.6$ (valor típico para aberturas sin conductos)

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### 🧮 **Fórmula del caudal por presión diferencial:**

$$
Q = C_d \cdot A \cdot \sqrt{\frac{2 \cdot \Delta P}{\rho}}
$$

Donde:

* $Q$: caudal en m³/s

---

### ▶️ Sustituyendo:

$$
Q = 0.6 \cdot 1 \cdot \sqrt{\frac{2 \cdot 4}{1.18}}  
= 0.6 \cdot \sqrt{\frac{8}{1.18}}  
= 0.6 \cdot \sqrt{6.78}  
= 0.6 \cdot 2.603 \approx 1.562 \, \text{m}^3/\text{s}
$$

$$
Q \approx 1.562 \cdot 3600 = \boxed{5623 \, \text{m}^3/\text{h}}
$$

---

### ✅ **Resultado final:**

Con una diferencia de presión de **4 pascales** y una abertura de **1 m²**, el caudal de aire que saldrá al exterior es de aproximadamente:

$$
\boxed{1.56 \, \text{m}^3/s} \quad \text{o bien} \quad \boxed{5623 \, \text{m}^3/h}
$$

¿Querés que calculemos para otra presión? ¿O el caso inverso con aire entrando?
