Como funcionam as cortinas de ar

Em 1888, Theophilus van Kannel patenteou a porta giratória, uma invenção que, segundo ele, impediria que "eflúvios nocivos" e "miasmas malignos" entrassem em um prédio quando alguém como o carteiro entrasse e saísse [fonte: Guardian.co.uk ]. Convenientemente, a porta giratória também eliminou a necessidade de uma pessoa segurar uma porta aberta para outra (diz a lenda que Van Kannel se cansou de abrir portas para sua esposa de mentalidade tradicional).

Mas a porta giratória não foi a única coisa que Van Kannel inventou com o propósito de manter o ar frio e os poluentes fora dos edifícios. Seu segundo esforço de invenção foi a cortina de ar, que ele patenteou em 1904 e que acabou sendo instalada pela primeira vez em um prédio em 1916 [fonte: Miniveil.com ]. Simplificando, uma cortina de ar é um fluxo contínuo de ar soprado de cima para baixo de uma porta aberta. Comumente usadas como uma segunda linha de defesa dentro de uma porta fechada ou para substituir as abas de plástico penduradas em uma porta aberta, as cortinas de ar formam uma barreira pela qual pessoas e produtos podem fluir, mas o ar não. Isso significa que o clima de um lado da cortina de ar não aperta a mão do clima do outro.

A cortina de ar faz duas coisas: primeiro, isola, e todos conhecemos o poder isolante do ar . É a camada de ar presa entre as janelas de vidro duplo que impede que o calor se mova através delas. (O quê? Você achou que era o dobro da espessura do vidro?) Em segundo lugar, uma cortina de ar usada como apoio dentro de uma porta pode ser inclinada para soprar o ar de fora de onde veio.

Embora uma cortina de ar invisível possa soar como uma abordagem de Star Trek para a eficiência da Enterprise, se instalada e usada corretamente, uma cortina de ar pode aumentar a eficiência energética e manter poluentes e insetos fora de uma porta aberta.

1. Mecânica da cortina de ar
2. A física das cortinas de ar
3. O custo/benefício das cortinas de ar
4. Nota do autor

Existem duas maneiras de usar uma cortina de ar. Você pode usá-lo em uma porta aberta, caso em que um fluxo de ar corre continuamente. Você provavelmente já sentiu o sopro de ar desse tipo de cortina de ar quando entrou em uma loja grande estilo armazém. Ou você pode usar a cortina de ar como uma segunda linha de defesa atrás de uma porta fechada, caso em que a cortina de ar é ativada somente quando a porta se abre. Ele entra em ação, soprando ar por alguns segundos até que a porta seja fechada novamente.

Em ambos os casos, a cortina é montada no lado aquecido/condicionado da porta, estendendo-se ao longo do comprimento da abertura da porta. Sua entrada suga o ar condicionado e sopra esse ar diretamente para baixo ou em um ângulo ligeiramente inclinado para fora (veja mais na próxima página) para afastar qualquer ar externo que, de outra forma, entraria pela porta.

Uma cortina de ar pode ser aumentada com um aquecedor elétrico . Imagine entrar em um prédio em um dia de inverno gelado para sentir uma cascata de ar aquecido. E por falar em calor, como o ar quente tende a se acumular nas vigas, uma cortina de ar também ajuda a recircular esse ar aquecido. A corrente de ar também é forte o suficiente para afastar insetos voadores , poeira, poluição e quaisquer outros contaminantes indesejados [fonte: AirDistributors.com ]. Na verdade, algumas empresas usam cortinas de ar com o objetivo de impedir que os contaminantes transportados pelo ar entrem em espaços estéreis. E as cortinas podem até ser usadas para proteger fornos e freezers abertos.

Imagine rolar duas bolas uma para a outra para uma colisão frontal. Depois que eles atingem, para que lado eles rolam depende de uma simples lei da física : F = MV ² , ou "força é igual a massa vezes velocidade (quadrado)". Isso significa que uma bola pequena rolando rápido pode potencialmente dominar uma bola grande rolando lentamente.

O mesmo conceito vale para a cortina de ar. A força do ar que sopra da cortina tem que ser forte o suficiente para dominar e reverter a força do ar que vem de fora. Se a porta do seu armazém gigante e aberta está constantemente sendo atingida por ventos fortes, você precisará de uma cortina de ar robusta – uma que sopre muito ar com grande velocidade.

A outra coisa a levar em conta é a direção dessa velocidade. Você pode pensar que uma cortina de ar combateria mais efetivamente os ventos horizontais com seus próprios ventos horizontais. Mas esse não é realmente o caso. Quando o ar é soprado diretamente para fora da porta para uma colisão frontal com outro ar (como aquelas duas bolas que mencionamos acima), grande parte do poder do ar é perdido com a distância. Em vez disso, as cortinas de ar direcionam seu fluxo de ar principalmente para baixo em direção ao piso da porta. O sistema deve soprar forte o suficiente para garantir que o ar ainda esteja viajando na velocidade necessária ao atingir o fundo da porta, e que a velocidade também seja mais forte do que a velocidade do ar externo. Como tal, a cortina age como uma parede na qual o ar externo vem e depois ricocheteia.

Para dar um exemplo: se o vento estivesse soprando horizontalmente em direção à porta a 20 pés por segundo (13,6 mph/21,2 km/h), uma cortina de ar inclinada para fora a 15 graus teria que soprar 133 pés por segundo (91 mph/146,4 km/h) para neutralizar a força do ar externo.

Tudo isso significa que você precisará brincar com sua cortina de ar para obter a força certa - na velocidade e no ângulo certos para neutralizar com mais eficiência a força do ar que entra. Você pode ajustar sua cortina de ar de três maneiras: aumentar o volume de ar soprado, a velocidade do ar soprado ou direcionar essa velocidade um pouco para fora, geralmente em um ângulo entre 10 e 20 graus [fonte: PoweredAire.com ] .

Ondas Bruxas

Theophilus van Kannel, inventor da cortina de ar e da porta giratória, também foi a grande mente por trás do Witching Waves, um parque de diversões construído em Coney Island, NY, em 1907.

Como muitas questões econômicas, a do custo-benefício da cortina de ar depende de uma série de variáveis. Uma cortina de ar pequena e não aquecida de 91,4 centímetros pode custar apenas US$ 200 [fonte: Amazon ]. Por outro lado, uma cortina aquecida de alta velocidade para uma porta de 2,7 metros por 4,2 metros pode custar quase US$ 450 [fonte: Grainger.com]. Assim, assim como inclinar e alimentar sua cortina de ar para fazer o que é necessário e nada mais, o primeiro truque na economia da cortina de ar é pagar apenas pelo que você precisa. O tamanho deve ser um acéfalo: Meça sua porta. Em seguida, decida se conforto ou eficiência é seu objetivo final - se for conforto, aqueça-se; se não, considere um modelo não aquecido. Finalmente, estime a força que sua cortina de ar precisará para neutralizar a força do ar externo. Por exemplo, se você estiver enfrentando um inverno ventoso em Minnesota, precisará de mais ar a uma velocidade mais alta do que precisaria em uma área com clima mais ameno e sem vento.

O outro benefício das cortinas de ar é que elas podem ajudar uma estrutura a ganhar pontos de Energia e Atmosfera, pontos de Qualidade do Ar Interno, pontos de Inovação em Design e pontos de Qualidade Ambiental Interna, todos os quais somam a Liderança em Energia e Design Ambiental (LEED ) [fonte: Air Conditioning, Heating and Refrigeration News ].

Se você quiser saber suas economias de energia além dos gastos iniciais, terá que levar em consideração coisas como velocidade do vento e custos de energia. A Berner International e a Mars Air Systems , fornecedores de cortinas de ar, incluem calculadoras em seus sites que podem ajudar a estimar os custos e a economia das cortinas de ar ao longo do tempo. Por exemplo, uma porta de ar que custa US$ 3.000, instalada em uma porta de 2,4 metros por 1,8 metros (8 pés por 6 pés) com uma temperatura externa média de 10 graus Celsius (50 graus Fahrenheit) e velocidade do vento de 8 milhas por hora (12,8 quilômetros por hora) se pagará em quase exatamente um ano.

Admito: nunca tinha ouvido falar de cortina de ar antes de escrever este artigo. Mas agora que minha consciência está elevada, eu os vejo em todos os lugares. "Ah, é isso que aquela rajada de ar quente é toda vez que entro no supermercado local?" Eu penso. E há outro no consultório do dentista. Acontece que houve uma revolução silenciosa na tecnologia de gaxetas de entrada acontecendo ao nosso redor, todos os dias, despercebida. Junte-se à revolução ou seja deixado na poeira fria e ineficiente.

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