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La velocidad se elige antes por el ruido que por la pérdida de carga: por encima de unos cinco metros por segundo, los ocupantes empiezan a oír la instalación.
El tamaño de un conducto sale de una sola división — la sección es el caudal dividido por la velocidad — pero es la velocidad elegida la que decide todo lo demás. Introduce el caudal de aire, la velocidad objetivo, la relación de forma y la longitud del tramo para obtener la sección necesaria, el diámetro circular, el equivalente rectangular y la pérdida de carga por metro y en todo el tramo.
Calculadora
Unidades:
L/s
Caudal volumétrico que el conducto debe transportar
m/s
Conductos principales 5–8, derivaciones 3–5, cerca de locales ocupados por debajo de 3
1 es cuadrado. Mayor significa más plano, lo que encaja mejor en falsos techos
m
Longitud del tramo recto, para la pérdida de carga total
Resultado del cálculo
Pulsa Calcular para obtener la sección necesaria, el diámetro circular equivalente y la pérdida de carga por metro y en todo el tramo. El rozamiento del conducto recto no suele ser más que la mitad de la resistencia total de la red.
Solución paso a paso
Ayuda de dimensionamiento preliminar. Los resultados siguen las fórmulas publicadas que se citan más abajo y están pensados para estimaciones, estudio y diseño preliminar. El proyecto definitivo debe verificarlo un ingeniero cualificado conforme a la normativa vigente donde se ejecute la obra.
Beneficios principales
✓Dimensiona a partir del caudal y la velocidad, que es como se especifica de verdad un conducto
✓Da a la vez el equivalente circular y el rectangular
✓Calcula el rozamiento de verdad, en lugar de leer un valor fijo
✓Avisa sobre los límites de velocidad que gobiernan el ruido y el consumo
✓El gráfico de sensibilidad muestra la pérdida de carga subir mucho más deprisa que la velocidad
✓Enlaces compartibles y exportación CSV para el expediente de proyecto
¿Qué es el dimensionado de un conducto de ventilación?
El dimensionado de un conducto parte de la continuidad: la sección necesaria es el caudal volumétrico dividido por la velocidad elegida. Todo lo demás se deriva de ahí. Un conducto mayor, a menos velocidad, cuesta más en chapa, aislamiento y espacio, pero mucho menos en energía de ventilación y en ruido; uno más pequeño invierte el compromiso. No hay una única respuesta correcta, solo una posición dentro de un equilibrio que depende de cuántas horas funcione la instalación y de cuánto espacio pueda ceder el edificio.
Por qué la pérdida de carga sube mucho más deprisa que la velocidad
La pérdida de carga por metro vale ρv²/2 dividido por el diámetro, y a caudal fijo el propio diámetro baja con la raíz cuadrada de la velocidad. Al combinar ambas cosas, la pérdida crece aproximadamente con v^2,5. Medido en el rango tratado aquí, pasar de 3 a 8 m/s — un factor de 2,67 en velocidad — multiplica la pérdida de carga unitaria por 11,2. La potencia del ventilador la sigue de cerca, y por eso la elección de la velocidad domina el coste de explotación de una instalación de ventilación.
Circular frente a rectangular
El círculo encierra la máxima sección con el mínimo perímetro, así que un conducto circular siempre tiene menos rozamiento y menos material que uno rectangular de la misma capacidad. Los conductos rectangulares existen porque los edificios tienen techos planos y canto limitado. La penalización de rozamiento es menor de lo que parece — un conducto plano 4:1 cuesta aquí solo un 7 % más de pérdida de carga que uno cuadrado — pero la superficie adicional supone más chapa, más aislamiento y más ganancia térmica por el camino.
Fórmula
A = Q / v
Sección a partir del caudal volumétrico y la velocidad elegida
Fórmulas relacionadas
D = √(4A/π)
D_e = 1,30·(a·b)^0,625 / (a+b)^0,25
Δp/L = (f/D)·(ρv²/2)
Definición de variables
Símbolo
Variable
Unidad
Descripción
Q
Caudal de aire
L/s
Caudal volumétrico que el conducto debe transportar.
v
Velocidad
m/s
Velocidad del aire elegida. La única decisión que gobierna el ruido y el consumo.
A
Sección
m²
El caudal dividido por la velocidad.
D
Diámetro circular
mm
Tamaño del conducto circular equivalente.
a/b
Relación de forma
—
Anchura dividida por altura en un conducto rectangular.
Δp/L
Pérdida de carga unitaria
Pa/m
Pérdida de carga por metro de conducto recto. De 0,8 a 1,0 es un objetivo corriente.
Cómo usar esta calculadora
Elige la velocidad según dónde esté el conductoLos conductos principales en sala de máquinas van habitualmente de 5 a 8 m/s, las derivaciones de distribución de 3 a 5, y los últimos tramos hacia locales ocupados por debajo de 3 para contener el ruido. Cuanto más cerca de las personas, más despacio: el ruido regenerado en un accesorio sube con fuerza con la velocidad.
Usa la sección circular siempre que puedasEl círculo da el mínimo rozamiento y el mínimo material para una sección dada, y el conducto helicoidal es más barato de fabricar y de sellar. Las secciones rectangulares existen para caber en falsos techos, no porque rindan mejor.
Mantén moderada la relación de formaLos conductos más planos caben en huecos más ajustados pero necesitan más chapa y más aislamiento para la misma capacidad. La penalización de rozamiento es modesta — un 7 % del cuadrado al 4:1 en este caso — pero las de material y ganancia térmica no lo son.
Fija como objetivo una pérdida unitaria, no solo una velocidadMuchos proyectistas dimensionan toda la red a un número constante de pascales por metro, habitualmente de 0,8 a 1,0, lo que equilibra la red automáticamente y mantiene velocidades sensatas sin comprobarlas una a una. El caso por defecto queda aquí en 0,835 Pa/m.
Duplica la cifra del conducto recto por los accesoriosCodos, transformaciones, compuertas y bocas aportan normalmente tanto como el tramo recto, y más en una red compacta. Dimensiona el ventilador con la resistencia total, no con el rozamiento que da esta calculadora.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1
Un conducto que transporta 500 L/s a una velocidad objetivo de 5 m/s, en sección rectangular con relación de forma 2:1, a lo largo de un tramo recto de 20 m.
Solución paso a paso
Conversión del caudal: 500 L/s = 0,500 m³/s
Sección necesaria: A = Q/v = 0,500/5 = 0,100 m²
Diámetro circular equivalente: D = √(4 × 0,100/π) = 0,357 m = 357 mm
En rectangular 2:1 — altura √(0,100/2) = 0,224 m, anchura 0,447 m, es decir 447 × 224 mm
Diámetro hidráulico equivalente de ese rectángulo: 1,30(0,447 × 0,224)^0,625/(0,447 + 0,224)^0,25 = 0,341 m
El número de Reynolds vale 112.918: el flujo en conductos siempre es plenamente turbulento
Pérdida de carga unitaria: 0,835 Pa/m
En 20 m: 16,7 Pa
Lectura: 0,835 Pa/m queda justo dentro de la banda de 0,8 a 1,0 que persiguen la mayoría de las guías de diseño, así que 5 m/s es una velocidad bien elegida para este caudal.
Ejemplo 2
Los mismos 500 L/s transportados a 8 m/s en lugar de a 3: los dos extremos del rango práctico de velocidades.
Solución paso a paso
A 3 m/s: sección 0,167 m², diámetro circular 461 mm, pérdida unitaria 0,239 Pa/m, 4,78 Pa en 20 m
A 8 m/s: sección 0,063 m², diámetro circular 282 mm, pérdida unitaria 2,671 Pa/m, 53,41 Pa en 20 m
El diámetro del conducto ha bajado un 39 %, de 461 a 282 mm, un ahorro útil de canto de falso techo.
Pero la pérdida de carga unitaria se ha multiplicado por 11,2, con una velocidad solo 2,67 veces mayor.
Ese exponente de aproximadamente 2,5 es lo que convierte la velocidad en la decisión energética dominante. La potencia del ventilador sigue a la pérdida de carga, así que empujar el aire por el conducto rápido cuesta unas once veces más.
En una instalación que funciona 3.000 horas al año la diferencia es dinero real, y se repite cada año mientras que el canto de falso techo se paga una sola vez.
El conducto a 8 m/s también es más ruidoso. El ruido regenerado en codos, compuertas y bocas sube con fuerza con la velocidad, y por eso los tramos cercanos a locales ocupados se mantienen por debajo de 3 m/s, prefiera lo que prefiera el cálculo energético.
Sensibilidad a la velocidad
El conducto se hace más pequeño según sube la velocidad, pero la pérdida de carga unitaria trepa mucho más deprisa, aproximadamente con la velocidad elevada a dos y medio. Alterna entre las dos series para ver el compromiso en ambos sentidos. El marcador señala tu velocidad actual.
Pérdida de carga unitariafrente aVelocidad objetivo
Se recalcula en vivo con tus datos. El marcador señala tu valor actual.
Gráfico de líneas de Pérdida de carga unitaria frente a Velocidad objetivo. Los mismos valores aparecen en la tabla de datos de abajo.
Valores representados arriba, muestreados en el rango de velocidad objetivo.
Cómo interpretar el resultado
La pérdida de carga unitaria, en pascales por metro, es la magnitud con la que trabajan la mayoría de las guías de diseño, porque equilibra la red y mantiene velocidades razonables al mismo tiempo.
Pérdida de carga unitaria: < 0.5Rozamiento bajo: conducto generoso
Con your result Pa/m el conducto está generosamente dimensionado, lo que minimiza la energía de ventilación y el ruido. Comprueba que el tamaño resultante cabe en el hueco disponible: ahí es donde el diseño a baja velocidad suele chocar con el edificio y no con la física.
Pérdida de carga unitaria: 0.5 – 1.2Dentro de la banda de proyecto habitual
Una pérdida de carga unitaria de your result Pa/m cae en el rango de 0,8 a 1,0 que persiguen la mayoría de las guías. Dimensionar toda una red a pérdida unitaria constante la equilibra automáticamente y mantiene velocidades sensatas en todo su recorrido.
Pérdida de carga unitaria: 1.2 – 3Pérdida de carga unitaria alta
Con your result Pa/m el conducto está trabajando forzado. La energía de ventilación y el ruido regenerado suben ambos con fuerza en esta zona y, como la pérdida va aproximadamente con v^2,5, un aumento modesto de sección compra una reducción desproporcionada.
Pérdida de carga unitaria: ≥ 3Rozamiento excesivo
Una pérdida de carga unitaria de your result Pa/m es muy alta para un conducto de ventilación. La potencia de ventilación necesaria y el ruido generado serán ambos importantes. Reducir la velocidad es el remedio directo, y actúa con la potencia dos y medio.
Diámetro circular equivalente: ≥ 800Conducto grande: revisa el hueco
Un diámetro equivalente de your result mm exige espacio de verdad. Una sección rectangular más plana cabe en un hueco de menos canto con un coste de rozamiento modesto, pero pide más chapa y más aislamiento: comprueba tanto el espacio como el presupuesto.
Errores comunes que evitar
Dimensionar solo por velocidad sin comprobar la pérdida unitaria
Por qué importa:Una velocidad que va bien para un caudal da una pérdida de carga unitaria muy distinta con otro, porque cambia el diámetro. Una velocidad constante en toda una red produce una red desequilibrada, con pérdidas por metro muy dispares.
✓Cómo evitarlo:Dimensiona a pérdida de carga unitaria constante, habitualmente de 0,8 a 1,0 Pa/m, lo que equilibra las derivaciones automáticamente y, como consecuencia, mantiene las velocidades en un rango sensato.
Olvidar que los accesorios dominan el total
Por qué importa:Codos, transformaciones, compuertas, difusores y baterías aportan normalmente tanta resistencia como todo el conducto recto junto, y bastante más en una red compacta con muchos cambios de dirección.
✓Cómo evitarlo:Añade las pérdidas singulares de forma explícita con coeficientes de pérdida o longitudes equivalentes, y elige el ventilador con el total. El rozamiento del conducto recto por sí solo siempre subestimará lo que el ventilador debe vencer.
Usar una velocidad alta para ahorrar espacio sin contar el coste
Por qué importa:La pérdida de carga sube aproximadamente con la potencia 2,5 de la velocidad, así que un conducto a 8 m/s cuesta once veces el rozamiento de uno a 3 m/s. El espacio se ahorra una vez; la energía de ventilación se paga cada hora que la instalación funciona.
✓Cómo evitarlo:Compara el coste energético capitalizado con el valor del espacio ganado. En una instalación que funciona de continuo, la energía suele ganar con holgura.
Ignorar el ruido cerca de locales ocupados
Por qué importa:El ruido regenerado en compuertas, codos y bocas sube con fuerza con la velocidad, y se genera muy cerca del local, donde la atenuación ya no puede hacer nada. Un conducto principal a 8 m/s no plantea problema; esa misma velocidad en un difusor, sí.
✓Cómo evitarlo:Reduce la velocidad de forma progresiva hacia la boca — por debajo de 3 m/s en los últimos tramos es la pauta habitual — sea cual sea lo que sugiera el cálculo de rozamiento por sí solo.
Usar relaciones de forma extremas
Por qué importa:La penalización de rozamiento de un conducto plano es modesta, pero el perímetro crece para la misma sección: más chapa, más aislamiento, más superficie de ganancia térmica y más soportes. Por encima de 4:1 aproximadamente se paga caro en material a cambio de muy poca ganancia hidráulica.
✓Cómo evitarlo:Mantén la relación de forma en 4:1 o menos siempre que sea posible, y emplea secciones circulares o cuadradas allí donde el hueco disponible lo permita.
Descuidar las fugas
Por qué importa:Una red de conductos tiene fugas, y una mal sellada puede perder entre un 10 y un 20 % de su aire antes de que llegue a las bocas. Ese aire ya está totalmente tratado y totalmente impulsado, así que el desperdicio es completo.
✓Cómo evitarlo:Especifica y haz ensayar una clase de estanquidad. Sellar cuesta mucho menos que la potencia de ventilación y la energía de tratamiento necesarias para compensar las fugas.
Aplicaciones prácticas
▸Dimensionar redes de impulsión y de extracción
▸Convertir entre tamaños de conducto circular y rectangular
▸Estimar la pérdida de carga de la red para elegir el ventilador
▸Comprobar las velocidades frente a los criterios acústicos
▸Comparar el coste energético de distintas elecciones de velocidad
▸Verificar si un conducto cabrá en el falso techo disponible
Casos de uso por sector
Climatización en edificios terciarios
Las redes se dimensionan a pérdida de carga unitaria constante para que se equilibren solas, y después se contrastan con los límites de velocidad cerca de locales ocupados. El canto de falso techo se impone con frecuencia a ambas cosas, y obliga a secciones más planas y velocidades más altas de las que elegiría el cálculo energético.
Ventilación industrial
La extracción de polvo y humos exige una velocidad de transporte mínima, a menudo de 15 a 20 m/s, para mantener las partículas en suspensión, lo que invierte por completo el compromiso habitual. Aquí el conducto debe ser lo bastante pequeño para sostener la velocidad, y no lo bastante grande para reducir el rozamiento.
Rehabilitación energética
La potencia de ventilación varía con el cubo del caudal en una red dada, así que reducir el caudal a lo realmente necesario produce ahorros desproporcionados. Unos conductos sobredimensionados en un edificio existente son una ventaja en rehabilitación, porque permiten velocidades más bajas con el caudal reducido.
Consejos prácticos
💡La pérdida de carga sube aproximadamente con la potencia 2,5 de la velocidad.
💡Pasar de 3 a 8 m/s multiplicó por 11,2 la pérdida de carga unitaria en el ejemplo anterior.
💡Dimensiona a una pérdida unitaria constante de 0,8 a 1,0 Pa/m para equilibrar la red.
💡Los conductos circulares siempre ganan a los rectangulares en rozamiento y en material.
💡Un conducto plano 4:1 cuesta solo alrededor de un 7 % más de pérdida de carga que uno cuadrado.
💡Los accesorios añaden normalmente tanta resistencia como todo el conducto recto.
Ventajas y limitaciones
Ventajas
✓Calcula el rozamiento desde los principios en lugar de leer un valor fijo
✓Da juntos los equivalentes circular y rectangular
✓Emplea el diámetro hidráulico equivalente, que es el que gobierna el rozamiento en rectangular
✓Avisa sobre los límites de velocidad que impone el ruido más que el consumo
✓Lo bastante rápida para contrastar opciones de velocidad con el canto disponible
Limitaciones
!Solo el rozamiento del conducto recto; los accesorios aportan normalmente otro tanto
!Supone rugosidad de acero galvanizado: el conducto flexible es mucho más rugoso
!Supone aire estándar a 1,2 kg/m³; el aire caliente o en altitud difiere
!No tiene en cuenta las fugas, que pueden llegar al 10 o 20 % en una red mal sellada
!No calcula el ruido, solo avisa donde la velocidad lo hace probable
!Supone un caudal constante a lo largo del tramo, y no un conducto que sirve derivaciones
!No comprueba si existen tamaños normalizados de conducto en la dimensión calculada
El compromiso de la velocidad para 500 L/s
El mismo caudal de aire a distintas velocidades. El conducto encoge de forma sostenida; la pérdida de carga unitaria trepa mucho más deprisa, y ahí está todo el compromiso en una sola tabla.
500 L/s, acero galvanizado, sección rectangular 2:1. De 3 a 8 m/s la velocidad se multiplica por 2,67, el diámetro baja un 39 % y la pérdida de carga unitaria se multiplica por 11,2. El espacio se ahorra una vez; la energía de ventilación se gasta cada hora que la instalación funciona.
Divide el caudal de aire por la velocidad elegida para obtener la sección, y conviértela después en un diámetro o en una sección rectangular. 500 L/s a 5 m/s piden 0,100 m², es decir un conducto circular de 357 mm. Comprueba luego que la pérdida unitaria queda en la banda objetivo.
¿Qué velocidad de aire conviene en un conducto?
De 5 a 8 m/s en conductos principales, de 3 a 5 en derivaciones y por debajo de 3 en los últimos tramos hacia locales ocupados. Cuanto más cerca de las personas, más despacio, porque el ruido regenerado sube con fuerza con la velocidad.
¿Qué pérdida de carga unitaria conviene en una red de conductos?
De 0,8 a 1,0 pascales por metro es el objetivo habitual. Dimensionar toda una red a pérdida unitaria constante equilibra las derivaciones automáticamente y, como subproducto, mantiene velocidades sensatas en todo su recorrido. En una red corta y muy ramificada conviene apuntar algo más bajo para no forzar los conductos principales.
¿Cuánto influye la velocidad en la pérdida de carga?
Mucho más que proporcionalmente. La pérdida sube aproximadamente con la potencia 2,5 de la velocidad, así que pasar de 3 a 8 m/s la multiplica por 11,2, con una velocidad solo 2,67 veces mayor. La potencia del ventilador sigue el mismo exponente.
¿Son mejores los conductos circulares que los rectangulares?
Hidráulicamente sí: el círculo da la máxima sección con el mínimo perímetro, así que menos rozamiento y menos material. Las secciones rectangulares existen para caber en falsos techos de poco canto, no porque rindan mejor. El conducto helicoidal, además, es más barato de fabricar y de sellar que uno rectangular equivalente.
¿Qué es el diámetro circular equivalente?
Es el diámetro de un conducto circular que produce el mismo rozamiento que uno rectangular dado, según D = 1,30(ab)^0,625/(a+b)^0,25. No coincide con el diámetro de igual sección, que es otra magnitud distinta. Es este diámetro el que hay que emplear para calcular el rozamiento de un conducto rectangular.
¿Cuánto importa la relación de forma?
Menos de lo esperado en lo hidráulico: un conducto 4:1 cuesta alrededor de un 7 % más de pérdida de carga que uno cuadrado. Importa más por el material, el aislamiento y la ganancia térmica, ya que el perímetro crece para la misma sección.
¿Cómo se tienen en cuenta los codos y accesorios?
Añádelos de forma explícita con coeficientes de pérdida o longitudes equivalentes. Aportan normalmente tanta resistencia como todo el conducto recto junto, así que un ventilador elegido solo con el rozamiento del tramo recto se quedará corto. En una red compacta con muchos cambios de dirección su parte supera incluso a la del conducto recto.
¿Por qué los conductos de extracción industrial van tan rápidos?
Porque el polvo y los humos deben mantenerse en suspensión. Hacen falta velocidades de transporte de 15 a 20 m/s, lo que invierte el compromiso habitual: el conducto debe ser lo bastante pequeño para mantener el aire en movimiento, cueste lo que cueste en rozamiento.
¿Importan las fugas en una red de conductos?
Sí. Una red mal sellada puede perder entre un 10 y un 20 % de su aire, y ese aire ya ha sido filtrado, tratado e impulsado. Especificar y ensayar una clase de estanquidad cuesta mucho menos que compensar la pérdida.
Glosario
Pérdida de carga unitaria
Pérdida de carga por metro de conducto recto, en Pa/m.
Diámetro circular equivalente
El tamaño de conducto circular que produce el mismo rozamiento que uno rectangular dado.
Relación de forma
Anchura dividida por altura en un conducto rectangular.
Velocidad de transporte
La velocidad mínima que mantiene el polvo o los humos en suspensión en una red de extracción.
Ruido regenerado
Ruido creado por el paso del aire por accesorios y bocas, que sube con fuerza con la velocidad.
Método de pérdida de carga constante
Dimensionar toda una red al mismo número de Pa/m para que se equilibre sola.
Coeficiente de pérdida
Factor adimensional que da la pérdida de un accesorio en presiones dinámicas.
Longitud equivalente
La longitud de conducto recto que produce la misma pérdida que un accesorio.
Clase de estanquidad
Un límite especificado de fuga en conductos, ensayado en la recepción.
Presión dinámica
ρv²/2, la presión debida al aire en movimiento, a la que son proporcionales las pérdidas por rozamiento.
Referencias científicas y normativas
CIBSE Guide B2 — Ventilation and Ductwork — Chartered Institution of Building Services Engineers
ASHRAE Handbook of Fundamentals — Capítulo 21: Duct Design — American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers
EN 12237: Ventilación de edificios — Resistencia y estanquidad de conductos circulares de chapa metálica — CEN
SMACNA HVAC Duct Construction Standards, Metal and Flexible — Sheet Metal and Air Conditioning Contractors' National Association
Swamee, P. K. y Jain, A. K., Explicit Equations for Pipe-Flow Problems, Journal of the Hydraulics Division (1976) — American Society of Civil Engineers
Conclusión
Dimensionar un conducto es una división seguida de una decisión, y es la decisión la que carga con todo el peso. La sección es el caudal partido por la velocidad, pero la velocidad elegida fija la pérdida de carga unitaria, y esta sube aproximadamente con la potencia 2,5, de modo que la tabla anterior muestra una velocidad multiplicada por 2,67 que multiplica el rozamiento por 11,2. El diámetro baja un 39 % a cambio, y ese es el canto que el edificio recupera. Ahí está el compromiso entero: espacio ahorrado una vez frente a energía de ventilación gastada de continuo y, en una instalación de muchas horas, suele ganar la energía. Dos condicionantes quedan fuera de ese cálculo. El ruido, que sube con fuerza con la velocidad y nace muy cerca del local, donde la atenuación ya no lo alcanza, mantiene los últimos tramos por debajo de 3 m/s al margen del consumo. Y los accesorios, que añaden normalmente tanta resistencia como todo el conducto recto: el ventilador debe elegirse con el total, nunca solo con la cifra de rozamiento.
Introduce arriba tu caudal de aire y tu velocidad objetivo para dimensionar un conducto y ver su coste en rozamiento.
