INDUSTRIAS GM

Qué es Ventilación?

Dando aplicación a la ley física mediante la cual el aire caliente tiende a ascender respecto del más frío, un sistema ideal de ventilación general dispondrá de una entrada de aire en su parte inferior, a nivel del suelo, de tal forma que el aire frío de entrada en principio incida sobre las personas en el recinto, se mezcle con el aire del local y entre luego en contacto con las superficies calientes, calentándose, ascendiendo y escapando por las aberturas ubicadas en la parte superior del mismo local.

El proceso de ventilación puede ser de dos tipos: natural ó mecánica. La ventilación natural tiene aplicaciones muy limitadas y está en función de vientos dominantes fuera del edificio y temperaturas dentro del edificio inferiores al rango de 95°F - 100°F (35°C - 37.7°C). La ventilación mecánica se diseña para realizar una o ambas de las siguientes funciones: Para controlar olores, mantener niveles aceptables de O2 y CO, y proporcionar las cantidades de aire de suministro y de escape requeridas por los procesos dentro de un área. Para mantener las temperaturas del espacio (tanto como sea posible sin acondicionamiento de aire) a una temperatura específica de diseño. El Sistema de Ventilación Eólico GM es del tipo mecánico y cumple las dos funciones arriba enunciadas para este tipo de sistema de ventilación.

Cómo se relaciona la Ventilación con el control del ambiente térmico?

En las industrias con producción de calor, donde las áreas son por lo general grandes y la densidad de población es baja, es necesario remover el calor y mantener las condiciones dentro de límites tolerables. Las medidas que se deben tomar para el control de las exposiciones a calor en industrias calientes varía de una planta a otra. En las industrias con calor seco, el problema es de calor sensible excesivo, y en las de calor húmedo, es por calor latente excesivo y humedad. En ambos casos el Sistema de Extracción Eólico GM constituye una efectiva solución de ventilación para ejercer el control del ambiente térmico en su local.

Cuáles son los principales efectos de las temperaturas altas en el organismo?

Cuando el calor cedido por el organismo al medio ambiente es inferior al calor recibido o producido por el metabolismo total, el organismo tiende a aumentar su temperatura, y para evitar esta hipertermia (aumento de la temperatura del cuerpo), pone en marcha otros mecanismos entre los que podemos citar: Vasodilatación sanguínea: aumento del intercambio de calor. Activación (apertura) de las glándulas sudoríparas: aumento del intercambio de calor por cambio de estado del sudor de líquido a vapor. Aumento de la circulación sanguínea periférica. Puede llegar a 2,6 litros/min/m2. Consecuencias de la hipertermia: Trastornos psiconeuróticos Trastornos sistemáticos: Calambre por calor Agotamiento por calor:Deficiencia circulatoria, deshidratación, desalinización, anhidrosis Golpe de calor (hiperpirexia) Trastornos en la piel Erupción (milaria rubra) Quemaduras (debido a las radiaciones ultravioletas)

Qué tanto tolera el hombre las diferentes condiciones térmicas que le rodean?

La tolerancia humana a las condiciones térmicas que las rodean, puede ser definida en tres conjuntos de situaciones ambientales. Zona neutra: Permisible o de confort se dará en situaciones en que el equilibrio térmico sea independiente del ambiente externo. El trabajo continuado a lo largo de una jornada de ocho horas, puede efectuarse en ausencia de riesgo para la salud y el confort. Zona compensatoria: El equilibrio térmico se mantiene por mecanismos fisiológicos compensatorios. Las personas que están en esta situación pueden permanecer períodos prolongados. Zona de Intolerancia: En esta zona no es posible el equilibrio y por tanto, la exposición estará limitada en el tiempo. En estas circunstancias el trabajador sólo debe permanecer períodos de tiempo cortos y bajo situaciones controladas.

Qué variables intervienen en el intercambio térmico?

Las variables que intervienen en el intercambio térmico tienen diversas procedencias y las cargas térmicas pueden clasificarse en base a diversos conceptos: Por la época: Verano, Invierno. Por la procedencia: Externas (tienen su origen fuera del edificio), Internas (tienen su origen dentro del edificio). Por la forma de manifestarse: Sensible (modifica sólo la temperatura seca del local), latente (modifica la humedad absoluta del local). Las principales variables que intervienen en el intercambio térmico agrupadas en funciones fisiológicas y ambientales serían: 1. Funciones fisiológicas: Capacidad circulatoria periférica de la sangre. Aclimatación al calor. Capacidad de sudar. 2. Funciones ambientales: Temperatura del aire: que produce intercambio de calor por convección. Energía radiante: no tiene efecto calorífico apreciable pero calienta los cuerpos. Estado higométrico del aire: que determina la capacidad del aire para aceptar vapor del agua. Velocidad del aire sobre la superficie de la piel.

Cómo eliminar el Calor?

La eliminación de calor en el hombre está limitada, dependiendo de las condiciones ambientales o del tipo de vestido. Cuando el balance térmico no puede ser mantenido porque el organismo no es capaz de eliminar el calor que recibe, se produce una acumulación progresiva que hará que tienda a incrementarse la temperatura corporal, el ritmo cardíaco y la sudoración. El factor fundamental en la eliminación de calor es la temperatura de la piel. A su vez la temperatura de la piel depende casi enteramente de la circulación sanguínea. La competición entre las funciones de la sangre de transporte de oxigeno y transporte de calor, explica la disminución de las capacidades de trabajo físico de una persona expuesta al calor. En los controles de calor se pretende eliminar o desplazar energía calorífica, con ellos se efectúan modificaciones que corrigen la carga térmica en los lugares de trabajo. El aire caliente tiende a ascender, formando una columna, que en los edificios con aberturas en el techo puede ser canalizado hasta el exterior. Este proceso es claramente optimizado por el Sistema de Ventilación Eólico GM.

Aplicaciones de los extractores eolicos.

Almacenes de productos volatiles No se volatilizan los productos almacenados, disminuyendo los riesgos de incendios, eliminándose los gases y olores. Almacenes de productos farmacéuticos Se conservan perfectamente los medicamentos. Aplicación de pinturas Con niveles correctos de humedad en la aplicación de pinturas en spray o con procesos electrostáticos se elimina la electricidad estática y se reduce la entrada de polvo que provoca costosos rechazos. El resultado es un acabado superior y una reducción en la cantidad de pintura utilizada. Artes gráficas Una temperatura y un contenido de humedad correcto mantendrá la resistencia del papel y lo hará menos quebradizo. El papel demasiado seco se carga con facilidad de electricidad estática que dificulta su manipulación. Asegurando un nivel constante de humedad durante su proceso de impresión se mantienen las propiedades del papel reduciendo el riesgo de errores y un ahorro de las tintas de impresión. Bingos y salas de juego Temperaturas confortables. Se eliminan totalmente los humos del tabaco y olores. Centros comerciales Ambiente muy confortable para clientes y dependientes. Las verduras, frutas u otros alimentos mantienen una buena conservación. Desaparición de olores e insectos. Los muebles de madera no sufren alteraciones de ningún tipo. Componentes electrónicos y ordenadores La electricidad estática representa una amenaza para los circuitos electrónicos modernos. Un nivel de humedad controlado mantendrá las áreas de trabajo sin molestas descargas de electricidad estática. Discotecas Temperaturas confortables con eliminación rápida y constante de humos y olores. Fábricas de confección Temperaturas muy confortables con eliminación rápida y constante de humos y olores. Fábricas de envases y plásticos Se elimina el polvo, partículas e insectos que pudieran incrustarse en los mismos, disponiendo una temperatura ambiente para el personal muy confortable. Fábricas de harina El arrastre del grano se hace por medio del aire. Este aire, que se toma del local, por ser demasiado seco, dificulta la molienda. Igualmente al envasar los sacos de papel, éstos se rompen por falta de humedad en el ambiente ambos inconvenientes quedan eliminados. Fundiciones Se elimina el excesivo calor y los humos en las fábricas. Fábricas de papel No se rompen los envases al obtenerse una humedad relativa apropiada. Temperatura muy agradable para el personal. Industria de la madera Manteniendo el contenido de humedad de la madera en ciertos niveles, ésta conserva su estabilidad y facilita la consistencia en el proceso de manipulación con el mínimo gasto. Niveles altos de humedad suponen el beneficio añadido de reducir la electricidad estática y el polvo, creando además un ambiente de trabajo más confortable. Industria agroalimentaria Las frutas y los vegetales mantienen su frescura y también su precio al minimizar la pérdida de peso gracias a elevados niveles de humedad en el ambiente. Museos e iglesias Manteniendo la humedad constante se previenen posibles daños en objetos valiosos como pintura o muebles ocasionados normalmente por contracciones en su volumen. Bodegas del sector metalúrgico Se elimina el calor producido por máquinas, hornos, etc., así como humos y gases y aumento de productividad al disponer de temperaturas confortables. Las máquinas herramientas trabajan con exactitud al tener una temperatura ambiente adecuada. Sector agropecuario Se evitan las pérdidas por exceso de calor. Reproducción y engorde en un ambiente ideal para los animales sin malos olores ni insectos. Aumento de la producción. Sala de máquinas o cogeneración Solución a los problemas creados por exceso de calor y aumento del rendimiento de las turbinas o motores de combustión. Talleres automotrices Temperaturas confortables para clientes y operarios. Eliminación de gases de escape. Colegios y centros educativos Temperaturas muy confortables con eliminación rápida y constante de humos y olores.   ENERGÍA  ATMOSFÉRICA     CIRCULACIÓN GENERAL   Se considera viento a toda masa de aire en movimiento, que surge como consecuencia del desigual calentamiento de la superficie terrestre, siendo la fuente de energía eólica, o mejor dicho, la energía mecánica que en forma de energía cinética transporta el aire en movimiento. La Tierra recibe una gran cantidad de energía procedente del Sol que en lugares favorables puede llegar a ser del orden de 2000 kw/m capaz de proporcionar una potencia del orden de 10 17 kw. A B) Irradiancia solar absorbida por la Tierra C) Irradiancia radiada al espacio exterior  Irradiancia solar La Tierra funciona como una gran máquina térmica que transforma parte del calor solar en la energía cinética del viento. La energía eólica tiene como ventajas la de ser inagotable, gratuita y no lesiva al medio ambiente. Bajo la acción de la presión, el aire de la atmósfera se desplaza de un lugar a otro a diferentes velocidades, dando lugar al viento. El gradiente de velocidades es mayor cuanto mayor sea la diferencia de presiones y su movimiento viene influenciado por el giro de la Tierra. Las causas principales del origen del viento son: a) La radiación solar que es más importante en el Ecuador que en los Polos b) La rotación de la Tierra que provoca desviaciones hacia la derecha en el Hemisferio Norte y hacia la izquierda en el Hemisferio Sur c) Las perturbaciones atmosféricas. El movimiento de la Tierra se rige por la siguiente relación entre aceleraciones: Ecuación que aplicada al movimiento del aire y simplificada adecuadamente proporciona la siguiente ecuación vectorial: en la que  Irradiancia solar sobre una superficie horizontal (absoluta ) = a(relativa ) + a(arrastre ) + a(Coriolis )  r  ( w la velocidad angular de la Tierra, r Esta ecuación vectorial da lugar a las ecuaciones diferenciales (Navier Stokes) que rigen el movimiento del aire sobre la Tierra, de la forma: v es la velocidad del viento, p la presión, r la densidad,r el vector de posición de las partículas y Ñy la aceleración de origen gravitatorio. En aquellas zonas en donde la radiación solar es más intensa, como en el Ecuador, el globo terrestre acumula calor principalmente en el océano, calor que, por el contrario, se pierde en los Polos; sin embargo, ni el Ecuador ni los Polos vienen a ser, por término medio, los lugares más calientes, o más fríos, de la superficie terrestre.     Este flujo no se proyecta directamente sobre los Polos debido a la fuerza de Coriolis que aparece como consecuencia del movimiento de rotación de la Tierra, que modifica su curso; esta fuerza depende de la velocidad del viento y de la rotación de la Tierra, por lo que las masas de aire caliente se desplazan por esta circunstancia hacia el Este; la circulación general es semejante y simétrica en cada uno de los dos hemisferios,  yendo de O a E en el hemisferio Norte. El eje principal de esta circulación es una corriente en chorro que se produce por encima de los 10.000 metros a una presión de 300 mb; se trata de un viento del Oeste que, en el hemisferio Norte, se localiza hacia el paralelo 45°, siendo su velocidad media de 200 km/hora, pero puede llegar a sobrepasar los 500 km/hora. A lo largo del eje del chorro circulan otras corrientes de aire a velocidades diferentes. El desplazamiento de las masas de aire se efectúa desde las zonas en las que la presión de la atmósfera y, por lo tanto la del aire, es más elevada (anticiclones), hacia las zonas de presión más baja (depresiones ó ciclones), por la aceleración de Coriolis. Las depresiones y los anticiclones están representados en las cartas meteorológicas por el trazado de las isobaras. La circulación general en superficie depende del reparto medio de las presiones a lo largo de un cuarto de meridiano terrestre. Para el hemisferio Norte existe un centro anticiclónico en el Polo, un eje de depresión hacia los 60°N, un eje anticiclónico hacia los 30°N, conocido como cinturón subtropical, y una banda de depresión hacia el Ecuador. El viento perfila o contornea los anticiclones en el sentido de las agujas del reloj, dirigiéndose hacia las depresiones, y las contornea en sentido contrario. Un esquema de vientos generales es el siguiente: Entre 90°N y 60°N, aire ártico (muy frío) (Circulación de Rossby) Entre 60°N y 40°N, aire polar (frío) Entre 40°N y 5°N, aire tropical (templado) Entre 5°N y 5°S, aire ecuatorial (cálido) En el límite de estas diferentes masas de aire existen zonas conflictivas o zonas frontales; así se puede decir que: - Entre el aire ártico y el aire polar existe el frente ártico - Entre el aire polar y el aire tropical, existe el frente polar - Entre el aire tropical y el aire ecuatorial, existe la zona de convergencia intertropical, en la que soplan vientos regulares (alisios) del Nordeste, contorneando el anticiclón de las Azores, (Corriente de Hadley).   Las diferentes masas de aire, así como los ejes de depresión (60°) y anticiclónicos (30°), se desplazan según las estaciones en el sentido del movimiento aparente del Sol; en el hemisferio Norte existe, en invierno, una traslación general hacia el Norte, y en verano hacia el Sur.  En el hemisferio Sur sucede al revés; estos vientos se denominan n La atmósfera no es homogénea, estando fraccionada en un número bastante grande de masas de aire más o menos calientes; la transición entre dos masas de aire puede ser lenta y continua o, por el contrario, brusca, constituyendo entonces una superficie frontal que forma una cierta pendiente en la que el aire caliente, más ligero, está por encima del aire frío. La proyección sobre el suelo de una superficie frontal se denomina o obstante, las condiciones generales de los vientos son modificadas localmente por temporales y gradientes de temperatura originados por los desiguales calentamientos de superficies de tierra y agua o por diversos accidentes orográficos; se puede considerar que los vientos vienen dirigidos por determinados centros de acción de la atmósfera, siendo lo más frecuente que su desplazamiento sea en sentido horizontal. frente; un ejemplo típico lo constituye, en el hemisferio Norte, el frente polar atlántico, que representa la zona de separación entre el aire polar dirigido por la depresión de Islandia y el aire tropical conducido por el anticiclón.   Los frentes no son estacionarios porque el aire frío tiende a descender hacia el Ecuador, mientras que el aire caliente tiende a remontar hacia el Polo, originándose en un punto una ondulación que se desarrolla y acentúa, al tiempo que es apresada por las corrientes de aire del Oeste, acompañada de una depresión móvil. Los movimientos característicos del aire (tierra-mar) en las costas o (tierra-agua) en los lagos durante el día y la noche dan lugar a las brisas. El viento diurno o brisa marina, es debido a un descenso hacia la tierra del gradiente de presión barométrica, como consecuencia del calentamiento diurno de la capa inferior del aire que está en contacto con la tierra; como la superficie del mar adyacente no se calienta con tanta intensidad, permanece relativamente más fría.aire se calienta durante el día y se va hacia las alturas, mientras que en la noche el aire frío, más pesado, baja hacia los valles. Brisas de mar Vientos particulares y locales En respuesta al gradiente de presión local, el aire se dirige hacia la tierra a baja altura.  La brisa marina es relativamente fría y proporciona un agradable alivio en una estrecha franja de la zona costera en las calurosas tardes del verano. Por la noche se invierte el gradiente de temperatura debido al más rápido enfriamiento de la superficie del terreno; el gradiente de presión es ahora de la tierra hacia el mar, motivando un flujo de aire hacia el océano (la brisa terrestre). Las condiciones locales influyen considerablemente en el potencial eólico de una zona y puedesuceder que dos lugares muy próximos tengan una gran diferencia de condiciones eólicas. Los valles y las zonas entre dos montañas afectan enormemente al citado potencial al aumentar considerablemente la acción del viento, que varía notablemente con la altura.  Esta variación es consecuencia de la capa límite que se produce en el contacto de los fluidos viscosos con las superficies (aire y tierra).   VIENTOS CATABATICOS Y ANABATICOS.- El viento catabático, Fig I.6, es el producido por el descenso de aire fresco desde regiones elevadas o regiones más bajas, en forma de brisas, a través de laderas y valles. Fig.I.6.- Viento catabático Este tipo de viento presenta poca relación con las isobaras, puesto que viene regido principalmente por la dirección de los valles a través de los cuales desciende.   FOHN.- El viento anabático es el que presenta una componente vertical ascendente, siendo el término opuesto a catabático.El föhn es un viento fuerte, seco y  ladera de sotavento (contraria a la que sopla el viento) de los sistemas montañosos, un föhn fuerte se presenta precedido por un sistema de bajas presiones que avanza ocasionando fuertes vientos en la troposfera media y alta. Cuando este sistema se acerca a una montaña, el aire sube por la ladera de barlovento, enfriándose por debajo de la  temperatura de condensación, formando cálido, que se produce en ocasiones en lanubes que se mantienen adosadas a las cimas de las montañas, que provocan precipitaciones, por lo que el contenido de humedad del aire baja y así el aire que desciendepor sotavento es seco, calentándose en el descenso a razón de 10°C por km.    Efecto föhn Influencia de obstáculos topográficos sobre la velocidad del viento T ambién influye grandemente en la velocidad del viento la forma del relieve de la superficie de la    VELOCIDAD DEL VIENTO El viento viene definido por dos parámetros esenciales que son, su dirección y su velocidad. La dirección del viento y su valoración a lo largo del tiempo conducen a la ejecución de la llamada rosa de los vientos. La velocidad media del viento varía entre 3 y 7 m/seg, según diversas situaciones meteorológicas; es elevada en las costas, más de 6 m/seg, así como en algunos valles más o menos estrechos. En otras regiones es, en general, de 3 a 4 m/seg, siendo bastante más elevada en las montañas, dependiendo de la altitud y de la topografía. La velocidad media del viento es más débil durante la noche, variando muy poco, aumenta a partir de la salida del Sol y alcanza un máximo entre las 12 y 16 horas solares. Para realizar la medida de las velocidades del viento se utilizan los anemómetros; existen muy diversos tipos de estos aparatos, que en un principio se pueden clasificar en anemómetros de rotación y anemómetros de presión.   en una planicie sur y por encima de las elevaciones extremas de un valle El anemómetro de rotación más característico es el de Papillon, que es un molino de eje vertical con cazoletas en forma de semiesfera o el de aletas oblicuas de Jules Richard. El anemómetro de presión se basa en el método del tubo de Pitot. La dirección del viento se comprueba mediante una veleta, mientras que la velocidad se mide con un anemómetro. Según sea la velocidad se pueden considerar tres tipos de definiciones: -Viento instantáneo; se mide la velocidad del viento en un instante determinado. -Viento medio aeronáutico; se mide la velocidad media durante 2 minutos -Viento medio meteorológico; se mide la velocidad media durante 10 minutos   Hay que distinguir también entre golpe de viento y ráfagas. Diversos tipos de anemómetros     Las fuentes eólicas más interesantes se encuentran en las costas marinas y en determinados pasos entre montañas; existen zonas en las que se puede disponer de más de 3.000 kWh/m2 año, y en otras puede que no se llegue a los 200 kW/m2 año. La velocidad del viento varía con la altura, siguiendo en  indicados en la Tabla En la figura se indican las variaciones de la velocidad del viento con la altura según la ley exponencial de Hellmann. la que vh es la velocidad del viento a la altura h, v10 es la velocidad del viento a 10 metros dealtura y a es el exponente de Hellmann que varía con la rugosidad del terreno, y cuyos valores vienen   Valores del exponente de Hellmann en función de la rugosidad del terreno Lugares llanos con hielo o hierba a = 0,08 ¸ 0,12 Lugares llanos (mar, costa) a = 0,14a Terrenos poco accidentados a = 0,13 ¸ 0,16 Zonas rústicas a = 0,2 Terrenos accidentados o bosques a = 0,2 ¸ 0,26 Terrenos muy accidentados y ciudades  = 0,25 ¸ 0,4  Variación de la velocidad del viento (capa límite) con la altura sobre el terreno,   La velocidad media del viento es de la forma: y la intensidad energética del viento, definida como la relación entre la potencia y la superficie frontal (área barrida), es proporcional al cubo de la velocidad, en la forma: En una máquina eólica se pueden considerar tres velocidades del viento características de la misma: La velocidad de conexión r Por debajo de esta velocidad toda la energía extraída del viento se gastaría en pérdidas y no habría generación de energía.  La velocidad nominal r v nom es aquella velocidad del viento para la que la máquina eólica alcanza su potencia nominal. Por encima de esta velocidad la potencia extraída del viento se puede mantener constante.  La velocidad de desconexión r v emb es aquella velocidad del viento por encima de la cual la máquina eólica deja de generar, porque se embala, los sistemas de seguridad comienzan a actuar frenando la máquina, desconectándose de la red a la que alimenta.    ENERGÍA ÚTIL DEL VIENTO En una corriente de aire de densidad eólica disponible que atraviesa una superficie A y hace un recorrido L en el tiempo t, viene dada por la expresión: r, y velocidad v, como se indica en la Fig I.12, la potencia Para un molinete o aerogenerador de eje horizontal y diámetro de hélice D, la sección A es:  Área A barrida por el rotor de diámetro D por lo que la potencia del viento quedará en la forma: La velocidad del viento varía con el tiempo y, por lo tanto, su potencia N también variará. Se puede considerar el valor medio de ambas, por ejemplo a lo largo de una año, obteniéndose: Nviento varía fuertemente con la velocidad v, siendo preciso hacer las mediciones de v en el lugar , a causa de las variaciones de presión y temperatura, en valores que pueden oscilar de un 10% a un 15% a lo largo del año. CURVAS DE POTENCIA Las curvas que relacionan la velocidad del viento, con el número de horas de funcionamiento del aerogenerador, t= f(v), indican el número de horas al año en que la velocidad del viento supera un cierto nivel. A partir de estas curvas se puede obtener la curva de potencia disponible del viento, y la curva de potencia eléctrica suministrada por el aerogenerador. El área encerrada por esta última, proporciona la energía eléctrica generada en un año, siendo frecuente expresar estas potencias y energías, por unidad de superficie barrida por el rotor.  Mediante las curvas de potencia se puede conocer cuando una aeroturbina suministra energía. Cuando el viento supera la velocidad mínima vconex la máquina comienza a suministrar potencia aumentando ésta a medida que aumenta la velocidad del viento, hasta que éste alcanza una velocidad vnom que se corresponde con la potencia nominal del generador; para velocidades superiores los sistemas de control mantienen constante la potencia, evitando una sobrecarga en la turbina y en el generador. REPRESENTACIÓN ESTADÍSTICA DEL VIENTO Dadas las características tan dispersas y aleatorias de la energía eólica, es obvio que la única manera de estudiar si un emplazamiento es adecuado o no, es utilizando la estadística.  Paraello se recurre a la representación de la velocidad del viento como una variable aleatoria con una cierta función de distribución. Normalmente se suele utilizar la distribución de Weibul; se trata de una distribución de dos FACTOR DE DISTRIBUCIÓN DE FORMA.- mientras que la energía realmente disponible en el año es: El factor de distribución de forma de energía eólica k En dos lugares en los que la velocidad media del viento <v> sea la misma, se tendrá más energía , se define como la relación entre la energía obtenida en un año, parámetros: un parámetro de escala c y un parámetro factor de distribución de forma k. de las condiciones climáticas locales, del paisaje y de su superficie. La distribución de Weibul utilizada puede variar tanto en la forma como en el valor medio.La energía ˆ N que portaría el viento si se desplazase con una velocidad igual a la media durante las 8760 horas del año, sería:Nanual, y la energía ˆ N que se obtendría en ese año si la velocidad del viento se mantuviera constante e igual a la velocidad media ˆ v , es decir:disponible en aquel en que el factor de distribución k sea mayor.El parámetro de forma k indica cómo de puntiaguda es la distribución de velocidades del viento; si siempre tienden a estar próximas a un cierto valor, la distribución tendrá un alto valor de k, y será muy puntiaguda. Si los factores de distribución son k1 y k2 y las energías disponibles N1 y N2, se tiene que: En la mayoría de los casos los valores de k están comprendidos entre 1,3 y 4,3; por ello, cuando no se dispone de muchos datos suele aceptarse la simplificación de hacer k=2, que se conoce como   DISTRIBUCIÓN DE RAYLEIGH   Con los datos disponibles de la velocidad del viento en un determinado lugar, se puede encontrar la ecuación de distribución de Rayleigh que describe la distribución de velocidades del viento con una aproximación razonable dentro de ciertos límites, siendo la velocidad media del mismo un parámetro a tener en cuenta, muy característico. Sus valores vienen dados en la Tabla. siendo, v la velocidad del viento en millas/seg, (1 milla » 1,6095 km) y ˆ v Para velocidades del viento por debajo de 15 km/hora, la distribución de Rayleigh tiene poca precisión, no siendo útil su aplicación en lugares con una velocidad media del viento inferior a 13 km/hora. El área bajo cualquier curva siempre vale la unidad, ya que la probabilidad de que el viento sople a cualquiera de las velocidades, incluyendo el cero, debe ser del 100%. La mitad del área está a la izquierda de la vertical que pasa por el máximo, y el valor correspondiente es la mediana de la distribución, que significa que la mitad del tiempo el viento soplará a menos de ese valor y la otra mitad soplará a más de ese valor. La velocidad del viento media es el promedio de las observaciones de la velocidad del viento que tendremos en ese emplazamiento; se observa que esta distribución de las velocidades del viento no es simétrica. A veces las velocidades del viento serán muy altas, aunque muy raras, siendo las velocidades del viento más comunes las correspondientes al valor medio, que se conoce como valor modal de la distribución. La curva de la distribución de Rayleigh Tiempo en horas: es de la forma:, la velocidad media del viento. Esta ecuación proporciona el número total de horas al año que se prevé pueda soplar el viento a  una velocidad  r  en la que se ha considerado el tiempo sobre el eje de ordenadas en %, y la velocidad del viento r v en millas por hora sobre el eje de abscisas. La energía que lleva el viento es proporcional al cubo de su velocidad, por lo que una velocidad más elevada implica un transporte energético de mayor densidad.   Si a los resultados obtenidos en un lugar determinado, por ejemplo con una velocidad media de 26 km por hora, 16,2 mph), Fig I.13, se superpone una gráfica de Rayleigh, se observa que la distribución de Rayleigh no coincide con la curva de distribución del viento en el lugar indicado, lo que indica que no se pueden sustituir los datos obtenidos de la distribución de Rayleigh como medidas actualizadas y propias de la velocidad del viento del lugar, pero sí pueden servir como una aproximación bastante razonable cuando los únicos datos de que se dispone sean los promedios anuales de la velocidad del viento.     v , siendo ˆ v la velocidad media del lugar. Su representación gráfica se presenta en laComparación de la energía disponible con la curva de Rayleigh correspondiente Para una velocidad media del viento de 22,5 km/hora Para una velocidad media del viento de La función de densidad de probabilidad de la distribución de Rayleigh es de la forma: , 14 mph, se puede esperar que el mismo sople a 37 km/hora, 23 mph, durante un 2,2% del tiempo, ó 194 horas al año.10 mph, soplaría a 23 mph durante un 0,6% del tiempo ó 53 horas al año, Fig I.14. Tabla Curva de Rayleigh siendo la función de distribución correspondiente: Esta distribución se ajusta haciendo coincidir la velocidad media del viento en el lugar en estudio, DISTRIBUCIÓN DE WEIBUL.- con la velocidad v. El empleo de un método más elaborado requeriría disponer de más datos, caso en el que se usaría la distribución general de Weibul.La función de densidad de probabilidad de esta distribución es de la forma: Se trata de una distribución de dos parámetros en la que c y k son los parámetros de escala y el factor de forma, respectivamente, que indican cómo de ventoso es, en promedio, el emplazamiento. La función de distribución es: El momento enésimo de la distribución de Weibul es: La curva normal de error o integral de Gauss es: que se obtiene a partir de: La velocidad media del viento es el primer momento de la función de densidad (n=1) siendo por tanto: Para determinar los parámetros c de escala y k de forma de la distribución, se puede utilizar una aproximación de mínimos cuadrados; partiendo de la función de distribución de Weibul en la forma: y tomando logaritmos dos veces se tiene: Para n pares de valores (x, y) mediante mínimos cuadrados se obtienen las siguientes soluciones para a y b:       En la Tabla I.3 se indican las velocidades medias anuales de viento que de acuerdo con la distribución estadística de Weibul, permiten conseguir las producciones correspondientes a las horas de funcionamiento indicadas. Estos datos corresponden a un parque situado a 950 metros de altitud, con unas pérdidas totales del 8% por sombras, disponibilidad y transformación.   Velocidad del viento y horas de funcionamiento   De estos conceptos se obtienen las siguientes consecuencias:   a) La exacto donde se quiera instalar la aeroturbina b)  La  N viento varía con la densidad del aire  r   v conex es la velocidad del viento por encima de la cual se genera energía. Debido a que las máquinas eólicas arrancan para una determinada velocidad del viento, al tiempo que proporcionan la máxima potencia para unas velocidades iguales o superiores a una dada vnom, es natural que los datos a utilizar sean las curvas de duración de velocidad que se pueden convertir en curvas energéticas utilizando en el eje de ordenadas cantidades (N = k* v3) que proporcionan la potencia disponible en el viento para cada velocidad y de la que sólo es posible extraer una fracción. duración de la velocidad tiende a aplanarse cuando aumenta el tiempo durante el cual el viento persiste a una cierta velocidad. según la ley exponencial de Hellmann     LEY EXPONENCIAL DE HELLMANN.- aproximadamente una ecuación de tipo estadístico, conocida como ley exponencial de Hellmann, de la forma: El golpe de viento concierne a la velocidad media del viento, cuando sobrepasa los 34 nudos, 62 km/hora, y es una señal de advertencia, sobre todo para la navegación marítima. Un golpe de viento se corresponde con una velocidad media del viento comprendida entre 75 y 88 km/hora. Una ráfaga es un aumento brutal y de corta duración de la velocidad del viento, propio de tormentas y borrascas.   tierra por donde discurre la corriente. Superficies de pendientes suaves y desnudas de obstáculos son los mejores lugares de potencial eólico, puesto que se van juntando las líneas de corriente del fluido y hacen que su velocidad aumente, Rosas de viento características para un flujo dominante dentro de un valle, Cuando el aire caliente remonta se crea un frente cálido; cuando el aire frío desciende se crea un frente frío.   El conjunto frente cálido, y el aire caliente es proyectado hacia arriba, formándose un frente ocluido. Esta situacion ocurre en una nave industrial en donde el aire caliente tiende a subir hacia la parte alta de la nave. Una sucesión de perturbaciones, o familia de perturbaciones, suele estar ligada a diferentes sistemas nubosos característicos, que determinan así los diferentes tipos de vientos. TIPOS DE VIENTOS   El conocimiento de los vientos generales no es suficiente para una correcta utilización y ubicación de máquinas accionadas por el viento, por cuanto existen factores que modifican el régimen general y que deben ser conocidos y tenidos en cuenta a la hora de realizar un proyecto de este tipo. Existe un axioma (Bjerknes) que indica el movimiento o sentido de giro del viento:  Vientos sinópticos para diversas regiones ecuatoriales

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