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MECÁNICA DE FLUIDOS : CIRCULACIÓN DE AIRE POR CONDUCTOS
Para ventilar un espacio, un recinto o una máquina, ya sea impulsando aire o bien extrayéndole, es muy corriente tener que conectar el ventilador/extractor por medio de un conducto, una tubería, de mayor o menor longitud y de una u otra forma o sección.
El fluir del aire por tal conducto absorbe energía del ventilador que loimpulsa/extrae debido al roce con las paredes, los cambios de dirección o los obstáculos que se hallan a su paso. La rentabilidad de una instalación exige que se minimice esta parte de energía consumida.
En la Fig. 1 hemos representado una canalización en la que un ventilador V trabaja haciendo circular un caudal Q de aire. Esta conducción tiene la entrada cortada a «ras», los cambios de sección «cuadrados»,bruscos, y un obstáculo "O" atravesado con su forma natural. Debajo se ha representado una gráfica de las presiones totales Pt que van produciéndose a lo largo como pérdidas de carga y que debe vencer el ventilador. Las zonas sin sombrear indican los espacios «vacíos» de aire y la aparición de torbellinos en el flujo.
            
La misma canalización, Fig. 2, con una embocadura de entradaacampanada, los cambios de sección cónicos y un carenado del obstáculo atravesado, presenta una gráfica de presión mucho más rebajada. De uno al otro supuesto se ha calculado que la presión Pt necesaria, para el mismo caudal Q, pasa de 27 mm c.d.a. a 16 mm, esto es, un 40% menos.

Como el consumo de un ventilador es directamente proporcional a la presión total Pt a que trabaja, podemos constatarque, de no cuidar el diseño de una canalización, puede darse el caso, como el expuesto, de gastar un 68% más de energía del necesario.
 
1. Flujo laminar y turbulento
El flujo del aire se llama laminar cuando su trayectoria es uniforme, los filetes son paralelos y bien definidos, como se pone de manifiesto con trazadores sinópticos.
El flujo es turbulento cuando la trayectoria de las partículasdel fluido son irregulares, constantemente cambiantes con la aparición y desaparición de innumerables torbellinos. Calculando un número, llamado de Reynolds, que comprende la densidad del fluido, el diámetro del conducto, la velocidad y la viscosidad, puede conocerse qué régimen tendremos dentro de un conducto. Por debajo de 2.100 será laminar y, por encima de 4.000, manifiestamente turbulento. Eningeniería de ventilación, por razones de economía en la sección de las instalaciones, los regímenes de los flujos de aire siempre son turbulentos.
 
2. Pérdida de carga en tramos rectos
A la presión del aire necesaria para vencer la fricción en un conducto, que es la que determina el gasto de energía del ventilador, se llama pérdida de carga. Se calcula por la fórmula de Darcy que contemplala longitud de la conducción, el llamado diámetro hidráulico, la velocidad y densidad del aire y el coeficiente de frotamiento que, éste, a su vez, depende del número de Reynolds, de rugosidad de las paredes, de las dimensiones y la disposición del mismo. Calcular la pérdida de carga con estas fórmulas resulta engorroso y, con todo, sólo lleva a resultados aproximados ya que tanto la viscosidad,como la densidad y la rugosidad pueden variar entre márgenes muy amplios. De ahí que la forma práctica de hacerlo es recurriendo a nomogramas confeccionados, a base de todo el bagaje técnico expuesto y son válidos para conducciones con la rugosidad corriente en materiales habitualmente usados.
El nomograma de la Fig. 3 muestra uno de ellos para secciones circulares y un coeficiente de fricción l =0,02 (plancha de hierro galvanizada o tubos de fibrocemento). Para otros coeficientes de fricción puede corregirse el resultado multiplicándolo por los coeficientes de la Fig. 4.

Pérdida de carga, en mm c.d.a. de Presión Total por metro de longitud del conducto.
Ejemplo de lectura:
Un caudal de 5.000 m³/h circula por un conducto de 0,45 m de Ø a una velocidad de 8 m/s con una pérdida de...