El ventilador de flujo mixto es un tipo especializado que combina características de los ventiladores axial y centrífugo. En un diseño de flujo mixto, el aire entra axialmente (paralelo al eje) y es desviado radialmente hacia afuera por álabes angulares. Esta trayectoria de flujo diagonal permite que el ventilador de flujo mixto alcance presiones estáticas más altas que un ventilador axial simple, manteniendo un gran caudal. El impulsor de un ventilador de flujo mixto suele tener álabes dispuestos sobre un cubo cónico o cilíndrico, combinando geometría axial y radial. Esta geometría híbrida aumenta la presión (como un ventilador centrífugo) sin sacrificar el alto caudal de una unidad axial, lo que hace que el ventilador de flujo mixto sea eficiente y versátil.

Tipos de impulsor del ventilador de flujo mixto                                                                  Ventilador de flujo mixto (transmisión por correa)

Diseño de ingeniería y principios aerodinámicos

Los impulsores de ventiladores de flujo mixto tienen álabes dispuestos en un ángulo diagonal (a menudo de unos 45°) con respecto al eje. Al entrar el aire directamente al ventilador, estos álabes generan una combinación de sustentación axial y giro radial. El resultado es un remolino que comprime el flujo hacia afuera, a la vez que lo impulsa hacia adelante. El aire finalmente sale en una dirección entre recta y perpendicular, aprovechando tanto la presión centrífuga como la velocidad axial. Este diseño reduce eficazmente la diferencia de rendimiento entre los ventiladores axiales y radiales. Las características clave del diseño incluyen:

• Geometría del impulsor: Álabes sobre un cubo cónico o cónico, inclinados para generar presión (normalmente con una inclinación de 30 a 60°). La forma híbrida combina un flujo axial suave con aceleración radial.

• Ruta de flujo: El flujo de entrada es axial; los álabes dirigen el flujo hacia el exterior. Esta desviación diagonal (aproximadamente 45°) mantiene un caudal alto y aumenta significativamente la presión estática.

• Velocidad y par: Los ventiladores de flujo mixto suelen funcionar a RPM moderadas. Este diseño permite alcanzar la presión necesaria sin alcanzar velocidades extremadamente altas, lo que reduce la tensión en el motor.

• Aerodinámica: Los álabes inclinados reducen la turbulencia en comparación con los diseños axiales puros, suavizando el flujo de aire y mejorando la eficiencia. La combinación de fuerzas en el aire minimiza la recirculación y las pérdidas.

Ventajas de rendimiento en comparación con ventiladores axiales y centrífugos

El ventilador de flujo mixto ofrece una combinación de las mejores características de los tipos axiales y centrífugos, lo que produce varias ventajas de rendimiento:

• Mayor presión estática: Los ventiladores de flujo mixto desarrollan un aumento de presión significativamente mayor que los ventiladores axiales puros. Esto los hace adecuados para sistemas con resistencia moderada (conductos largos, filtros o disipadores de calor). En la práctica, una unidad de flujo mixto puede alcanzar cientos o miles de pascales, similar a muchos ventiladores centrífugos, pero en un diseño más compacto.

• Alta eficiencia: El diseño intermedio suele alcanzar eficiencias máximas cercanas a las de ventiladores centrífugos comparables. En muchos casos, un ventilador de flujo mixto será ligeramente más eficiente que un ventilador axial de potencia similar, especialmente con aumentos de presión moderados. La trayectoria de flujo suave y diagonal reduce las pérdidas, por lo que un ventilador de flujo mixto puede consumir menos energía para el mismo flujo de aire en comparación con diseños axiales menos optimizados.

• Menor ruido: Al reducir las turbulencias gracias a su geometría de aspas angulares, un ventilador de flujo mixto generalmente funciona de forma más silenciosa que un ventilador axial de alta velocidad o una unidad centrífuga equivalente. El flujo de aire es constante y el motor trabaja a menores RPM, lo que reduce el ruido aerodinámico y mecánico. Este rendimiento silencioso es la razón por la que los ventiladores de flujo mixto se suelen especificar donde el control del ruido es importante.

• Diseño compacto: Los ventiladores de flujo mixto ofrecen un alto rendimiento en una carcasa relativamente pequeña. Suelen requerir menos volumen de carcasa y tienen una conexión de conductos más sencilla que una unidad centrífuga comparable. Para un caudal de aire y una presión determinados, el tamaño de un ventilador de flujo mixto se asemeja al de un ventilador axial, lo que facilita su instalación en espacios reducidos. Esta compacidad también implica un menor peso y menores necesidades de cimentación o montaje en edificios o tejados.

• Amplio rango de funcionamiento: Los ventiladores de flujo mixto mantienen un funcionamiento estable en un amplio rango de caudal y presión. Soportan mejor las sobretensiones y las condiciones de carga parcial que los ventiladores axiales y, a diferencia de algunos ventiladores radiales, no se bloquean ni pierden eficiencia bruscamente si el caudal de aire cambia. Esta robustez puede simplificar el diseño del sistema de ventilación y reducir la necesidad de variadores de velocidad en algunos casos.

En resumen, los ventiladores de flujo mixto suelen lograr un equilibrio práctico: producen más presión que los ventiladores axiales, pero con un tamaño similar. Ofrecen una eficiencia y un nivel de ruido similares a los de los modelos centrífugos, pero sin el volumen de un ventilador radial. Por lo tanto, los ventiladores de flujo mixto son la opción preferida para ventiladores comerciales o industriales cuando se requiere un flujo de aire y una presión de moderados a altos en una sola unidad.

Aplicaciones en diversos sectores

El ventilador de flujo mixto se utiliza en diversas industrias. Su versatilidad lo hace ideal para tareas de ventilación, manejo de aire y extracción donde el espacio o el ruido son limitados, pero el rendimiento es crucial. Sus principales aplicaciones incluyen:

Edificios comerciales

En complejos comerciales como centros comerciales, torres de oficinas y edificios de gran altura, los ventiladores de flujo mixto suelen funcionar como ventiladores de impulsión o extracción. Soportan la carga del edificio con mayor eficacia que los ventiladores de hélice. Gracias a su diseño compacto y silencioso, se integran perfectamente en unidades de ventilación comerciales que requieren un bajo nivel de ruido. Se suelen integrar con sistemas de compuertas cortafuegos para la presurización de escaleras: durante un incendio, un ventilador de flujo mixto puede suministrar o extraer aire rápidamente a través de las compuertas cortafuegos para controlar la propagación del humo, cumpliendo con las normas de seguridad y manteniendo el flujo de aire. Estos ventiladores suelen estar diseñados para servicio continuo y pueden incluir controles VFD (variador de frecuencia) para modular el flujo y ahorrar energía.

Instalaciones industriales

Los ventiladores de flujo mixto son comunes en fábricas, plantas e industrias de proceso. Destacan en tareas como la recolección de polvo, el secado, la refrigeración y la ventilación general. Por ejemplo, un ventilador de flujo mixto puede ventilar una sala de máquinas o un almacén con mayor eficacia que un ventilador axial, sin requerir las dimensiones sobredimensionadas de un ventilador centrífugo. Muchas instalaciones de ventiladores industriales incorporan unidades de flujo mixto con transmisiones por correa y motores de gran tamaño para mayor flexibilidad y robustez. Los ventiladores suelen estar fabricados para resistir materiales químicos o abrasivos, y se utilizan ruedas de acero inoxidable o revestidas si es necesario.

Instalaciones en azoteas

En muchos edificios, se necesita un ventilador de techo (ya sea de entrada o de salida) para ventilar salas de equipos, cocinas o espacios generales. El ventilador de techo de flujo mixto es popular porque se instala sobre bordillos estándar y empuja el aire verticalmente a través del techo. Su diseño delgado significa que la unidad de ventilador de techo no es mucho más alta ni más pesada que un ventilador de techo axial, pero puede superar la resistencia de los conductos o rejillas con mayor facilidad. Esto es especialmente útil para unidades de aire de reposición en el techo o salidas de humos. El ventilador de techo de flujo mixto también se utiliza a veces para torres de refrigeración o condensadores: al combinar el flujo de aire y la presión, puede aspirar el aire a través de los núcleos del intercambiador de calor de forma más uniforme. Se aplica una climatización adecuada (cubiertas antilluvia, protectores) y el soporte compacto del motor del ventilador se adapta a diversas aplicaciones en el techo.

Instalaciones de energía nuclear

Las centrales nucleares tienen requisitos de ventilación extremadamente estrictos. Los ventiladores de flujo mixto en entornos nucleares se utilizan habitualmente en circuitos de ventilación de seguridad, como la extracción de emergencia para contención o el suministro de aire fresco a salas de seguridad. Dado que los edificios nucleares suelen estar confinados y cuentan con un alto grado de filtración, la capacidad de un ventilador de flujo mixto para generar una presión significativa en un espacio reducido resulta valiosa. Los fabricantes deben cumplir las normas de diseño nuclear y utilizar materiales resistentes a altas temperaturas y radiación. Si se utilizan en zonas radiactivas, estos ventiladores pueden contar con recubrimientos y sistemas de monitorización especiales para garantizar décadas de funcionamiento fiable. La designación de ventilador de grado nuclear suele implicar un mayor nivel de inspección/certificación, que los diseños de flujo mixto pueden cumplir a la vez que proporcionan el caudal y la presión necesarios.

Seguridad contra incendios y control del humo

En sistemas contra incendios y de seguridad, los ventiladores de flujo mixto se integran frecuentemente en sistemas de control de humo. Por ejemplo, un extractor de humos de flujo mixto puede conectarse a un eje con una compuerta cortafuegos motorizada. En condiciones normales, el ventilador ventila pasillos o mantiene la presurización. Al detectar un incendio, la compuerta se abre y el ventilador de flujo mixto aumenta su velocidad para eliminar el humo o proporcionar aire limpio. Dado que el ventilador de flujo mixto puede proporcionar tanto alto caudal como alta presión, puede superar la contrapresión repentina de las compuertas cortafuegos y las resistencias de los conductos.

Conclusión

El ventilador de flujo mixto ofrece una atractiva combinación de rendimiento de movimiento de aire, eficiencia y tamaño compacto. Al canalizar el aire a través de componentes axiales y radiales, cubre un nicho único entre los ventiladores de hélice y los centrífugos convencionales. Esto lo hace especialmente adecuado para aplicaciones como HVAC comercial, extracción industrial, ventilación de tejados e incluso instalaciones nucleares exigentes. En cada caso, el diseño híbrido genera presiones más altas que los ventiladores axiales simples y menor ruido que la mayoría de los ventiladores radiales. Su versatilidad garantiza que ingenieros y contratistas puedan confiar en el ventilador de flujo mixto como solución comercial, industrial, de tejado o de grado nuclear, y además, se integra con sistemas de compuertas cortafuegos para el control de humo en emergencias.

En resumen, el ventilador de flujo mixto proporciona ventilación eficiente, silenciosa y de alta presión en un formato que se adapta a numerosos proyectos comerciales, industriales y de infraestructura. Su impulsor y carcasa, cuidadosamente diseñados, lo convierten en una opción robusta para cualquier entorno donde la fiabilidad y el rendimiento sean primordiales.

Nota: Los datos son solo de referencia; consulte con las empresas correspondientes para obtener más información. El contenido del artículo puede contener omisiones y errores. Se agradecen las correcciones.