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El Pulmón de tu Nave Industrial: Guía Completa de Ventiladores y Extractores

Un sistema de ventilación no es un simple accesorio en una instalación; es el pulmón que le da vida, garantizando un ambiente de trabajo seguro, saludable y productivo. La correcta selección e instalación de ventiladores y extractores industriales es una decisión estratégica que impacta directamente en la rentabilidad y sostenibilidad de cualquier operación en México. Una adecuada ventilación industrial no solo controla la temperatura y elimina contaminantes, sino que también es un pilar para el cumplimiento de normativas laborales, la protección de maquinaria costosa y el bienestar del personal. Sin un sistema efectivo, el calor, los humos y los vapores se acumulan, creando condiciones que pueden mermar la productividad, afectar la salud de los trabajadores y contravenir la legislación vigente.

Esta guía completa está diseñada para ser una herramienta fundamental tanto para ingenieros y arquitectos que buscan precisión técnica, como para gerentes de planta y dueños de negocios que necesitan tomar decisiones informadas. A lo largo de este artículo, se explorarán los distintos tipos de equipos disponibles en el mercado mexicano, se detallará el proceso de ingeniería para seleccionar el sistema adecuado basado en el cálculo de renovación de aire, se analizarán los costos proyectados para 2025 y se abordarán los requisitos normativos y de seguridad indispensables para una instalación exitosa y duradera.

Tipos de Ventiladores y Extractores Industriales

Comprender las diferentes tecnologías de ventilación es el primer paso para una selección acertada. La elección entre un tipo de equipo u otro no es arbitraria; depende fundamentalmente de la física del aire y de la resistencia que el sistema debe vencer. No se trata solo de mover aire, sino de moverlo de la manera correcta para cada aplicación específica.

Extractores Axiales (de Muro, Tubulares y de Techo)

Los extractores axiales son los "movedores de volumen". Su diseño, similar al de una hélice de avión, les permite desplazar grandes cantidades de aire con una presión relativamente baja. El aire entra y sale del equipo siguiendo una trayectoria paralela al eje de la hélice. Piense en ellos como un gran ventilador de ventana: son extremadamente eficaces para la renovación de aire general en espacios abiertos y con poca resistencia, como naves industriales, bodegas, talleres y estacionamientos. Se presentan en varios formatos:

• De Muro o Pared: Los más comunes, se instalan directamente en las paredes exteriores.

• Tubulares: Diseñados para ser intercalados en tramos de ductería recta, donde la resistencia es moderada.

• De Techo: Se instalan en la cubierta para extraer el aire caliente que se acumula en las partes altas del recinto.

Extractores Centrífugos o Radiales (Tipo Hongo)

Si los axiales son "movedores de volumen", los centrífugos son "movedores de presión". En estos equipos, el aire entra por el centro del rodete y es expulsado a 90 grados por la fuerza centrífuga, generando una presión mucho mayor. Esta capacidad de generar alta presión estática los hace indispensables para sistemas donde el aire debe vencer una resistencia considerable. La analogía perfecta es un soplador de hojas, que crea un chorro de aire potente y concentrado. Son la elección obligada para:

• Sistemas con ductería larga, con codos y ramificaciones.

• Extracción localizada de contaminantes pesados como extracción de humos, vapores químicos o polvo a través de campanas.

• Cocinas industriales, donde el aire cargado de grasa debe ser forzado a través de filtros que oponen una gran resistencia. Su carcasa robusta, a menudo en forma de hongo para instalaciones en techo, protege el motor y dirige el flujo de aire eficientemente.

Extractores Atmosféricos o Eólicos (Tipo Cebolla)

Estos equipos representan una solución de ventilación pasiva. Funcionan sin electricidad, aprovechando dos principios físicos: la fuerza del viento que hace girar sus álabes y el "efecto chimenea" (convección), donde el aire caliente, al ser menos denso, tiende a subir y escapar por el extractor. Son una opción económica para la extracción de calor acumulado en bodegas y naves donde no se generan contaminantes críticos. Su principal desventaja es que su rendimiento es variable y depende completamente de las condiciones climáticas (velocidad del viento y diferencial de temperatura), por lo que no son adecuados para aplicaciones que requieren un caudal de extracción constante y garantizado.

Ventiladores de Circulación de Aire de Alta Velocidad

A diferencia de los extractores, el objetivo principal de estos ventiladores no es sacar el aire, sino moverlo eficientemente dentro de un gran espacio. Los ventiladores de Alta Velocidad y Gran Volumen (HVLS, por sus siglas en inglés) son equipos de gran diámetro que giran a baja velocidad, creando una brisa suave pero constante que mejora la sensación térmica de los ocupantes. Ayudan a desestratificar el aire, es decir, a mezclar las capas de aire caliente acumulado en el techo con el aire más fresco del suelo. Esto no solo aumenta el confort, sino que también hace más eficientes los sistemas de extracción y puede reducir la carga en los equipos de aire acondicionado, contribuyendo a cumplir con los parámetros de confort de la NOM-015-STPS.

Proceso de Selección e Instalación

La implementación de un sistema de ventilación industrial es un proceso de ingeniería que va mucho más allá de simplemente comprar un equipo y hacer un agujero en la pared. Seguir un flujo de trabajo profesional garantiza que la inversión cumpla su objetivo de manera eficiente y segura.

Cálculo de Caudal Requerido (Renovaciones de Aire por Hora)

Este es el paso más importante y el que nunca debe omitirse. El objetivo es determinar cuánto aire se necesita mover para mantener la calidad del aire. Esto se hace calculando el caudal (Q), que se expresa comúnmente en CFM (pies cúbicos por minuto) o m3/h. La fórmula estándar es :

Donde:

• Q = Caudal de aire requerido (m3/h).

• V = Volumen del local (Largo × Ancho × Alto, en m3).

• R/H = Número de Renovaciones de Aire por Hora recomendadas según el tipo de local y la actividad.

Por ejemplo, para una bodega de 20 m de largo, 15 m de ancho y 6 m de alto (V=1,800 m3), que según la norma DIN 1946 requiere entre 5 y 10 renovaciones por hora, se podría usar un promedio de 8 R/H.

Con este caudal requerido, ya es posible empezar a buscar equipos que cumplan con esa especificación.

Selección del Tipo y Tamaño del Equipo

Con el caudal (Q) calculado, el siguiente paso es seleccionar el equipo. Aquí es donde se comete el error más común: elegir un ventilador solo por el diámetro de sus aspas. La selección correcta se basa en la ficha técnica del fabricante, comparando el caudal requerido con el caudal que el equipo puede ofrecer a una determinada presión estática. Para ventilación general (bodegas), un ventilador axial será suficiente. Para extracción a través de ductos (cocinas, talleres de soldadura), se necesitará un ventilador centrífugo capaz de vencer la resistencia del sistema.

Preparación de la Abertura en Muro o Techo

Una vez seleccionado el equipo, se procede con la obra civil. Esto implica marcar y cortar la abertura en el muro o techo con las dimensiones exactas especificadas por el fabricante. Es fundamental instalar un marco de refuerzo estructural (generalmente de ángulo de acero) alrededor de la abertura para no comprometer la integridad del muro o la cubierta. En instalaciones de techo, se debe garantizar una correcta impermeabilización alrededor del equipo para evitar filtraciones.

Montaje, Fijación y Sellado del Equipo

El extractor se posiciona en la abertura y se fija firmemente al marco de refuerzo mediante tornillería adecuada. El equipo debe quedar perfectamente nivelado para evitar vibraciones y desgaste prematuro de los rodamientos. Finalmente, se aplica un sellador de poliuretano o acrílico de alta calidad en todo el perímetro de la unión entre la carcasa del extractor y la estructura del edificio para asegurar la hermeticidad y evitar la entrada de agua o aire no deseado.

Conexión Eléctrica y Puesta en Marcha

Este paso debe ser realizado por un electricista calificado. Se debe verificar que el voltaje de la instalación coincida con el del motor del equipo. La conexión debe incluir un interruptor de seguridad cercano al equipo para labores de mantenimiento, así como las protecciones termomagnéticas adecuadas en el tablero eléctrico. Antes del arranque final, se debe girar la hélice manualmente para confirmar que se mueve libremente y verificar que el sentido de giro sea el correcto una vez energizado.

Ficha Técnica: Componentes de un Extractor Industrial

Conocer las partes que componen un ventilador industrial permite evaluar su calidad de construcción y entender qué elementos son cruciales para su rendimiento y durabilidad.

Parámetros Clave de Rendimiento

Para comparar objetivamente diferentes modelos de ventiladores, es esencial entender los datos técnicos que definen su rendimiento. Estos parámetros son el lenguaje universal de la ingeniería de ventilación.

Análisis de Precio Unitario (APU) - Ejemplo por Pieza Instalada

Para ilustrar los costos reales de una instalación, a continuación se presenta un Análisis de Precio Unitario (APU) detallado para el concepto "Suministro e instalación de extractor axial de muro de 12 pulgadas". Este ejemplo desglosa el costo directo, separando el valor del equipo de la mano de obra y los consumibles.

Nota importante: Los siguientes costos son una estimación o proyección para 2025 expresada en Pesos Mexicanos (MXN). Son de carácter informativo y están sujetos a inflación, tipo de cambio y variaciones regionales significativas dentro de México.

Este análisis demuestra que el costo de la instalación (mano de obra, consumibles y herramienta) puede representar una parte significativa del costo total del proyecto, en este caso, casi un 30% del costo total.

Normativa, Permisos y Seguridad: Calidad del Aire en el Trabajo

La instalación de sistemas de ventilación industrial en México no es solo una cuestión de operatividad, sino que está estrictamente regulada por normativas que buscan garantizar la seguridad y salud de los trabajadores.

Normas Oficiales Mexicanas (NOM-STPS)

La Secretaría del Trabajo y Previsión Social (STPS) emite Normas Oficiales Mexicanas (NOM) de cumplimiento obligatorio. Dos de ellas están directamente relacionadas con la ventilación:

• NOM-015-STPS-2001 (Condiciones térmicas elevadas o abatidas): Esta norma busca proteger a los trabajadores de los riesgos asociados a temperaturas extremas. Establece que los patrones deben implementar medidas de control cuando la temperatura corporal del trabajador pueda superar los 38°C. La ventilación industrial es una de las principales medidas de ingeniería para controlar el calor generado por procesos, maquinaria o condiciones climáticas, ayudando a las empresas a cumplir con esta norma y a prevenir el estrés térmico en su personal.

• NOM-025-STPS-2008 (Condiciones de iluminación): Aunque su enfoque principal es la iluminación, esta norma tiene una conexión indirecta con la ventilación. Ciertos tipos de luminarias de alta potencia generan una carga térmica considerable. Un sistema de ventilación adecuado ayuda a disipar este calor, manteniendo un ambiente de trabajo confortable. Además, los planes de mantenimiento de las luminarias a menudo incluyen la limpieza de sus componentes para asegurar una correcta ventilación y evitar sobrecalentamientos.

Permisos de Construcción para Instalaciones

La instalación de un sistema de ventilación industrial, especialmente si implica modificaciones estructurales (aberturas en muros de carga o techos) o es parte de un proyecto de gran escala, debe ser considerada dentro del proyecto ejecutivo de instalaciones de la obra. Esto requiere la supervisión y firma de un Director Responsable de Obra (DRO) o un Perito Corresponsable en Instalaciones, quien garantiza que el diseño y la ejecución cumplen con los reglamentos de construcción locales y las normas de seguridad aplicables.

Seguridad Durante la Instalación y Operación

La seguridad es primordial tanto en la fase de montaje como durante la vida útil del equipo.

• Equipo de Protección Personal (EPP): El personal de instalación debe utilizar obligatoriamente casco, guantes de seguridad, gafas de protección y, para trabajos en cubiertas o a más de 1.8 metros de altura, arnés y línea de vida.

• Riesgos Críticos:

  • Riesgo Eléctrico: Durante la conexión, se debe desenergizar el circuito y aplicar procedimientos de bloqueo y etiquetado (LOTO) para evitar arranques accidentales.

  • Trabajo en Altura: La instalación en techos o partes altas de muros presenta un riesgo significativo de caídas. Se deben utilizar andamios certificados o plataformas elevadoras.

  • Peligro de Aspas en Movimiento: Una vez en operación, el principal riesgo son las aspas giratorias. Todos los equipos deben tener sus rejillas de protección firmemente instaladas y en buen estado.

Costos Promedio por Pieza en México (Norte, Occidente, Centro, Sur)

El precio de compra de los equipos de ventilación puede variar según la región, la marca y el proveedor. La siguiente tabla presenta una estimación o proyección de costos promedio para 2025, expresados en Pesos Mexicanos (MXN). Es crucial reiterar que estos valores son aproximados y no incluyen costos de instalación, ductería, accesorios ni impuestos. Se recomienda siempre solicitar cotizaciones específicas para su proyecto.

Nota: Los precios en zonas industriales como Monterrey (Norte) o el Bajío (Occidente) pueden ser más competitivos debido a la mayor oferta, mientras que en la región Sur podrían ser ligeramente más altos por costos logísticos.

Usos Comunes de la Ventilación Industrial

La aplicación de sistemas de ventilación es diversa y se adapta a las necesidades específicas de cada industria o comercio. A continuación, se describen los usos más frecuentes.

Ventilación General en Naves Industriales y Bodegas

El objetivo aquí es la renovación de aire a gran escala para controlar la temperatura general del recinto y diluir concentraciones bajas de contaminantes. Se logra mediante la instalación de múltiples extractores de aire industriales de tipo axial en los muros o el techo, creando un flujo de aire cruzado que barre el calor y el aire viciado hacia el exterior. Esto es fundamental en centros de distribución, almacenes de materia prima y plantas de ensamblaje.

Extracción Localizada de Humos, Vapores y Polvos

En procesos que generan contaminantes concentrados y potencialmente nocivos (soldadura, pintura, mezclado de químicos, corte de madera), la ventilación general no es suficiente. Se requiere una extracción localizada que capture el contaminante en su punto de origen antes de que se disperse en el ambiente. Esto se logra con campanas de extracción conectadas a través de ductería a un ventilador centrífugo, que tiene la presión necesaria para succionar eficazmente los contaminantes.

Ventilación de Cocinas Industriales y Restaurantes

Las cocinas comerciales generan grandes cantidades de calor, vapor y humo cargado de grasa. La normativa sanitaria exige sistemas de extracción robustos para mantener la higiene y la seguridad. Se utilizan campanas sobre las áreas de cocción y extractores centrífugos (tipo hongo) en el techo, capaces de manejar aire a alta temperatura y vencer la resistencia de los filtros atrapa-grasa.

Renovación de Aire en Talleres, Gimnasios y Centros de Convenciones

En estos espacios, la ventilación es clave para el confort y la salud de los ocupantes. En talleres mecánicos, se extraen los gases de escape de vehículos. En gimnasios, se controla la humedad, los olores y los niveles de CO₂. En centros de convenciones, se asegura una constante renovación de aire fresco para un gran número de personas. En todos estos casos, se utilizan combinaciones de extractores axiales y sistemas de inyección de aire filtrado.

Errores Frecuentes al Diseñar e Instalar Sistemas de Ventilación

Un sistema de ventilación mal diseñado o instalado no solo es ineficiente, sino que puede ser contraproducente y costoso. Evitar estos errores comunes es clave para el éxito del proyecto.

• Mal cálculo del caudal: Es el error más grave. Un sistema subdimensionado no logrará la renovación de aire necesaria, dejando contaminantes y calor en el ambiente. Un sistema sobredimensionado implicará un gasto energético excesivo y un costo inicial innecesario.

• Seleccionar el tipo de extractor incorrecto: Instalar un ventilador axial en una aplicación que requiere alta presión (como un sistema de ductos largos) es un error común. El ventilador no tendrá la fuerza para mover el aire, resultando en un rendimiento casi nulo.

• Mala ubicación que crea "cortocircuitos" de aire: Si las entradas de aire fresco (puertas, ventanas, louvers) están muy cerca de los extractores, el aire nuevo será expulsado casi inmediatamente sin haber circulado por el resto del local. Esto anula por completo el propósito de la ventilación.

• Falta de mantenimiento: La acumulación de polvo y grasa en las aspas, rejillas y filtros reduce drásticamente el flujo de aire y puede sobrecargar el motor. La falta de lubricación en los rodamientos puede llevar a una falla catastrófica del equipo.

Checklist de Instalación y Puesta en Marcha

Para asegurar que la instalación se realice con los más altos estándares de calidad, se recomienda seguir una lista de verificación detallada antes, durante y después del montaje.

• Verificación Previa:

  • [ ] Confirmar que el modelo y las especificaciones del equipo recibido coinciden con la orden de compra y los planos.

  • [ ] Inspeccionar el equipo en busca de cualquier daño sufrido durante el transporte.

• Instalación Estructural:

  • [ ] Verificar que la abertura en muro o techo tiene las dimensiones correctas y cuenta con el refuerzo estructural adecuado.

  • [ ] Asegurar que la carcasa del extractor está firmemente anclada al marco.

  • [ ] Comprobar con un nivel que el equipo está perfectamente horizontal y vertical.

• Sellado y Conexiones:

  • [ ] Aplicar sellador en todo el perímetro exterior para garantizar la hermeticidad.

  • [ ] Si aplica, verificar que las conexiones a la ductería estén bien selladas y sin fugas.

• Instalación Eléctrica:

  • [ ] Confirmar que el voltaje de alimentación es el correcto para el motor.

  • [ ] Verificar que todas las conexiones eléctricas estén seguras y apretadas.

  • [ ] Asegurar que el motor y la carcasa estén correctamente aterrizados.

• Puesta en Marcha:

  • [ ] Antes de energizar, girar las aspas manualmente para asegurar que no hay obstrucciones.

  • [ ] En el primer arranque, verificar que el sentido de giro de la hélice es el correcto.

  • [ ] Escuchar en busca de ruidos o vibraciones anormales durante la operación inicial.

  • [ ] Confirmar que las persianas de gravedad (louvers) abren completamente con el flujo de aire y cierran al apagar el equipo.

Mantenimiento y Vida Útil: Protege tu Inversión

La compra e instalación de un sistema de ventilación es una inversión significativa. Un mantenimiento adecuado no solo garantiza su funcionamiento óptimo, sino que maximiza su durabilidad y protege el capital invertido.

Plan de Mantenimiento Preventivo

Un programa de mantenimiento preventivo es esencial para evitar fallas inesperadas y costosas reparaciones. La frecuencia de las tareas dependerá de la intensidad de uso y la agresividad del ambiente.

• Mensual:

  • Inspección visual general del equipo.

  • Limpieza de rejillas de protección y louvers para remover polvo y obstrucciones.

• Trimestral:

  • Desenergizar el equipo y limpiar cuidadosamente las aspas o el rodete. La acumulación de suciedad puede causar desbalance y vibraciones.

  • Revisar la tensión de las bandas en equipos de transmisión por polea y ajustarla si es necesario.

• Semestral / Anual:

  • Lubricar los rodamientos (chumaceras) según las especificaciones del fabricante. Usar la grasa y la cantidad recomendada.

  • Revisar y apretar toda la tornillería del equipo y sus soportes.

  • Verificar las conexiones eléctricas en el motor y el interruptor de seguridad.

Durabilidad y Vida Útil Esperada en México

Con un mantenimiento preventivo adecuado, la vida útil de un ventilador industrial de buena calidad en México se estima entre 10 y 20 años. Algunos equipos robustos pueden durar incluso más. Los factores clave que determinan la longevidad son la calidad del motor eléctrico y, sobre todo, el estado de los rodamientos. Un rodamiento que falla por falta de lubricación puede destruir el eje y el motor, resultando en una reparación mayor o la necesidad de reemplazar el equipo por completo.

Sostenibilidad e Impacto Ambiental

Una ventilación eficiente tiene un impacto positivo más allá de la calidad del aire. Al extraer eficazmente el calor generado por procesos industriales y la radiación solar, un buen sistema de ventilación puede reducir significativamente la carga térmica de un edificio. Esto, a su vez, disminuye la necesidad de operar sistemas de aire acondicionado, que son grandes consumidores de energía. Por lo tanto, invertir en una ventilación bien diseñada no solo mejora el ambiente laboral, sino que también contribuye al ahorro de energía, la reducción de costos operativos y la disminución de la huella de carbono de la empresa.

Preguntas Frecuentes (FAQ)

¿Cuál es la diferencia entre un ventilador axial y uno centrífugo?

La diferencia fundamental radica en cómo mueven el aire y para qué aplicación son ideales. Un ventilador axial mueve grandes volúmenes de aire a baja presión, como una hélice, y es perfecto para la ventilación general de espacios abiertos. Un ventilador centrífugo utiliza la fuerza centrífuga para mover el aire a alta presión, lo que le permite vencer la resistencia de filtros y ductos, siendo ideal para la extracción localizada de contaminantes.

¿Qué son los CFM y cómo se calculan para una bodega?

CFM significa "Cubic Feet per Minute" (Pies Cúbicos por Minuto) y es la unidad de medida del caudal o volumen de aire que un ventilador puede mover. Para calcular los CFM necesarios para una bodega, primero se calcula el volumen del espacio en pies cúbicos (Largo x Ancho x Alto). Luego, se multiplica ese volumen por el número de "renovaciones de aire por hora" recomendadas para ese tipo de espacio (para una bodega, suele ser entre 5 y 10). Finalmente, se divide el resultado entre 60 para convertirlo de horas a minutos.

¿Los extractores atmosféricos (cebollas) realmente funcionan sin electricidad?

Sí, funcionan completamente sin electricidad. Su operación se basa en la energía del viento, que hace girar sus aspas, y en el principio de convección natural, donde el aire caliente interior, al ser más ligero, sube y escapa a través del extractor. Son una solución ecológica y sin costo operativo, aunque su rendimiento depende de las condiciones climáticas.

¿Se necesita instalar ductos para un sistema de extracción?

Depende de la aplicación. Para una ventilación general de una nave o bodega, donde solo se busca renovar el aire del ambiente, usualmente no se necesitan ductos; los extractores se instalan directamente en muros o techos. Sin embargo, para la extracción localizada de contaminantes específicos (humo de soldadura, vapores de cocina, polvo de madera), es indispensable instalar ductería y campanas para capturar el contaminante en su fuente y transportarlo al exterior.

¿Cómo se reduce el ruido de un ventilador industrial?

El ruido es una consideración importante. Se puede reducir de varias maneras: seleccionando un equipo correctamente dimensionado para que no trabaje forzado; utilizando variadores de frecuencia para operar el motor a velocidades más bajas cuando la demanda es menor; instalando amortiguadores de vibración en la base del equipo; y, en casos críticos, añadiendo silenciadores acústicos en la entrada o salida del sistema de ductería.

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Conclusión

Los ventiladores y extractores industriales son mucho más que simples máquinas; son componentes integrales que garantizan la salud, seguridad y productividad en cualquier entorno de trabajo en México. Desde la disipación de calor en una nave industrial hasta la extracción de humos en una cocina profesional, su función es insustituible. Como se ha demostrado a lo largo de esta guía, el éxito de un sistema de ventilación no reside en la improvisación, sino en un proceso metódico que comienza con un cálculo de ingeniería preciso. La selección correcta del equipo, basada en el caudal y la presión estática requeridos, y no en suposiciones, es la única forma de asegurar una inversión efectiva que cumpla con sus objetivos y con la normativa vigente, protegiendo así tanto al personal como a los activos de la empresa.

Glosario de Términos

• Ventilación Industrial: Conjunto de tecnologías aplicadas para controlar la calidad del aire (temperatura, humedad, contaminantes) dentro de un recinto industrial o comercial mediante la renovación y/o tratamiento del mismo.

• Extractor Axial: Equipo de ventilación que mueve el aire en una dirección paralela al eje de rotación de su hélice. Ideal para mover grandes volúmenes de aire contra baja resistencia.

• Extractor Centrífugo: Equipo de ventilación que utiliza la fuerza centrífuga para cambiar la dirección del flujo de aire en 90 grados, generando alta presión para vencer la resistencia de sistemas como ductos y filtros.

• CFM (Caudal): Acrónimo de "Cubic Feet per Minute" (Pies Cúbicos por Minuto). Es la unidad de medida más común para el volumen de aire que un ventilador puede mover.

• Renovaciones de Aire por Hora: Un indicador que especifica cuántas veces el volumen total de aire de un espacio es completamente reemplazado en el lapso de una hora.

• Presión Estática: La resistencia que el aire encuentra al fluir a través de un sistema (ductos, filtros, codos, etc.). Se mide en pulgadas de columna de agua ("wg) o Pascales (Pa).

• Louver: Conjunto de persianas o aletas, generalmente de gravedad, que se instalan en la descarga de un extractor para permitir la salida del aire y cerrarse automáticamente para impedir la entrada de elementos externos cuando el equipo está apagado.