Aiguasol utiliza Ansys Fluent en proyectos de ventilación y optimización energética
Desde el 2017, la consultora en energía Aiguasol utiliza Ansys Fluent, software de Fluidodinámica Computacional (CFD), para resolver problemas de ingeniería a través de volúmenes finitos. En particular en el área de edificación, la compañía, con sedes en Barcelona y Santiago de Chile, está direccionada a la creación de espacios internos y externos, procesos y sistemas excepcionales, eficientes y con impacto ambiental positivo.
La tecnología CFD se utiliza para cálculos estacionarios y transitorios, resuelve problemas de mecánica de fluidos, flujos no newtonianos, transferencia de calor, evaporación, combustión, reacciones químicas, deposición de polvo, dispersión de contaminantes y problemas multifásicos. De acuerdo con el Ingeniero de Proyectos de Aiguasol, Sebastián Hurtado Siña, la herramienta acelera el trabajo de los ingenieros.
“Ansys Fluent es un software completo con una capacidad de trabajo muy amplia. La mayoría de los procesos o fenómenos físicos relacionados a los fluidos son complejos de calcular de forma analítica. Con un adecuado uso de la herramienta se pueden realizar cálculos que generan beneficios para la industria, tanto a niveles de optimización de procesos como en mejorías en diseños de equipos”, comenta Sebastián.
Aiguasol utiliza el CFD en las siguientes áreas de estudios:
- Ventilación y optimización energética en edificios
- Desarrollo y optimización de nuevas aplicaciones tecnológicas
- Análisis y optimización de procesos térmicos aplicados a la industria
- Caracterización hidráulica de sistemas complejos
- Estudios de plantas industriales con acoplamiento en TRNSYS
- Estudios de fenómenos ambientales
“La incorporación de la herramienta al set de servicios de Aiguasol potenció el área técnica a niveles sorprendentes. Conseguimos desarrollar trabajos de optimización de productos para minería, los cuales tienen un impacto directo en la economía de energía en el sector, o trabajar con modelos de evaporación para grandes superficies, logrando evaluar tecnologías que reducen las pérdidas de agua por este fenómeno”, dice el ingeniero.
En este post vamos a profundizar un poco más el estudio de ventilación y optimización energética con el uso de CFD.
Ansys en la ventilación y optimización energética en edificios
Aproximadamente el 40% del consumo mundial de energía está asociado a edificios, los cuales son responsables de más del 21% de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel global. El consumo energético en los edificios también tiene un impacto local en el aumento de los costos y efectos directos sobre la productividad y la comodidad de los usuarios.
Aiguasol realiza estudios de iluminación, comportamiento térmico, consumo de energía por usos o valorización de tecnologías eficientes y renovables. La compañía considera soluciones personalizadas para casos que van desde edificios residenciales a oficinas, hoteles, hospitales, centros deportivos, escuelas, centros comerciales, etc. La personalización permite la reducción de cuentas de energía y emisiones de edificios y garantizan la comodidad interior de los usuarios, tanto térmica como en términos de calidad de aire y confort lumínico.
“En los estudios de ventilación hay una serie de software desarrollados para los cálculos energéticos en edificios, pero estos programas no son capaces de considerar factores que afectan a las condiciones de borde. Ansys Fluent permite evaluar estos aspectos desarrollando una simulación afuera del edificio, para determinar las condiciones de borde más cercanas a la realidad y crear un modelo de ventilación correcto. Además, al hacer un estudio dentro del edificio, se pueden visualizar el comportamiento de los flujos de viento, analizando las tasas de renovación de aire, velocidad y temperatura en diferentes alturas dentro de un mismo nivel. Todos estos estudios permiten obtener un sistema de ventilación optimizado, que reduce el número de equipos utilizados y genera el máximo beneficio económico y de confort para los usuarios del edificio”, explica Sebastián.
La simulación de CFD en proyectos de edificios permite:
- Evaluar la ventilación de cualquier estructura del edificio bajo cualquier condición ambiental.
- Analizar la interacción combinada entre equipos mecánicos, el edificio y los flujos de aire.
- Mejorar la eficiencia energética en los edificios, además de la calidad del aire y la comodidad térmica.
- Intervenir proyectos en construcción o ya construidos.
Casos de éxito del CFD en proyectos de ventilación y optimización energética
Con un portafolio destacado en ventilación y optimización de energía en edificios, Aiguasol cuenta con clientes en diversos países del mundo. Conozca cómo el CFD ha contribuido al éxito de algunos de estos proyectos:
Análisis CFD en la sede de la Fundación Sorigué en Lleida, España
El estudio de ventilación natural desarrollado para el museo de la Fundación Sorigué, en Cataluña, surgió de la necesidad de reducir la ventilación mecánica en el espacio arquitectónico. El proyecto permitió identificar el efecto del atrio central en la ventilación del museo, pudiendo así, estudiar diversas entradas de aire para mantener los parámetros adecuados de comodidad interna y aprovechar al máximo el atrio.
Los resultados mostraron las ubicaciones estratégicas de ventanas y ventiladores mecánicos para aprovechar el viento externo y el efecto del atrio dentro del museo, permitiendo la ventilación de todos los pisos. Es posible también reducir el número de equipos de ventilación mecánica y, por lo tanto, la energía consumida en el sistema.
Optimización en el proyecto de estacionamientos subterráneos en Colombia para cumplir con los requisitos de ventilación de salud, basados en renovaciones naturales
La oficina de arquitectura de Arias-Serna-Saravia fue contratada para diseñar y ejecutar un emprendimiento residencial de alto nivel en Cartagena de Indias, Colombia. Las tres torres del proyecto están ubicadas en un ambiente con altas y frecuentes ráfagas de viento. Las herramientas de dinámica de fluidos computacional (CFD) fueron utilizadas para ayudar en el diseño del edificio, resolver problemas relacionados al confort y garantizar el cumplimiento de los requisitos de salud.
Aiguasol trabajó en el proyecto en dos fases. Primero, el exterior del edificio fue modelado con herramientas de dinámica de fluidos computacional (CFD) para determinar las cuestiones de confort asociadas con ráfagas frecuentes de viento y soluciones de diseño – junto a la empresa de arquitectura. En la segunda fase, se modelaron con el CFD las condiciones internas del estacionamiento, para determinar que la viabilidad de los cambios de aire exigidos por necesidades de salud pudiera ser lograda por medio de ventilación natural.
Mejoras de sistemas de ventilación en salas de clases de Instituto DUOC UC
Aiguasol trabajó por varios años con el Instituto Profesional DUOC UC en el diseño de un Plan Estratégico que permitiera mejorar los diferentes aspectos de habitabilidad de las salas de clase de 14 sedes que forman parte de la red de edificios de la Institución.
Dentro del trabajo, se realizaron simulaciones CFD de salas de clase tipo paraoptimizar el diseño de ventiladores mecánicos en los espacios, con el fin de alcanzar tasas de renovación adecuadas para los recintos recudiendo al mínimo las concentraciones de CO2 de éstas.
Análisis del comportamiento del viento en grandes pozas de agua cubiertas con esferas flotantes Barrier Ball
Desde 2017, la empresa chilena EXMA ha contado con el apoyo de Aiguasol en el desarrollo de varios estudios que permitan caracterizar su producto Barrier Ball bajo diferentes condiciones ambientales. En una de estas investigaciones, se analizó el efecto del viento en grandes superficies libres de agua cubiertas con esferas Barrier Ball para evaluar el movimiento de éstas con el viento, así como su interacción con el terreno circundante.
Barrier Ball es un sistema de techo flotante para masas líquidas compuestas de bolas flotantes
El estudio consideró el análisis del efecto del viento en los mecanismos de Barrier Ball, calculando el apilamiento generado bajo diferentes velocidades y direcciones del viento, así como el movimiento de las esferas e incluso la posibilidad de que ellas pudieran escapar de las piscinas.
Simulación del sistema Barrier Ball con Ansys
Como parte de estos estudios se analizó un caso particular en una poza de 12 hectáreas que funcionará como reservorio de agua para procesos de la Minera Quellaveco de Angloamerican en Perú.
Este estudio analizó la velocidad del viento en esta gran poza de agua en alta montaña, con el objetivo de determinar su efecto en la evaporación del agua. Se pudo demostrar que el uso de una estación meteorológica no es suficiente para determinar un promedio de evaporación, ya que con la simulación, se logró apreciar las diferentes velocidades en la superficie del agua – las cuales generaron importantes variaciones en la evaporación del fluido.
