Climasmonterrey.com Centro - Blog , (Literatura) PsicometríaClimasmonterrey.com Centro - Blog , (Literatura) Psicometríahttps://www.climasmonterrey.com/blogs/preguntas-psicometriaSun, 26 Apr 2026 01:51:05 -0700http://zoho.com/sites/<![CDATA[¿Qué es el aire saturado (con humedad)?]]>https://www.climasmonterrey.com/blogs/post/aire-saturado-con-humedad

Aire Saturado (con Humedad)

Hasta ahora, hemos supuesto que el vapor de agua en el cuarto está saturado. El cuarto está también lleno de aire seco, así que esta condición se refiere a "aire seco saturado con humedad", o algunas veces solamente a "aire saturado". Ninguno de estos términos es correcto, porque el aire en sí permanece seco, solamente está mezclado con el vapor de agua saturado. Pero estos términos son convenientes, y pueden usarse, si tenemos en mente la verdadera condición que representan.
 
Si en nuestro ejemplo hemos supuesto que el aire está saturado con humedad, no será difícil suponer tampoco que haya presente un abastecimiento continuo de agua, de tal forma, que el aire pueda estar todo el tiempo saturado, aún cuando cambie la temperatura. Así pues, imaginemos que en el piso del cuarto hay una gran charola con agua, y que al igual que el aire y el vapor, están todos a la misma temperatura de 15 o C. Supongamos que de alguna manera aplicamos calor suficiente, para que los tres componentes aumenten su temperatura a 21 o C, y se mantenga así. Algo del agua se evaporaría, y este vapor, también a 21 o C, ocuparía todo el espacio del cuarto, mezclándose con el vapor ya existente. Todo el vapor de agua ahora se volverá más denso y a más alta presión; de la tabla 13.3, su presión será 2.48 kPa y su volumen específico será 54.54 m³/kg (en lugar de 77.97 que tenía a 15 o C). El peso del vapor de agua también aumenta, siendo ahora de 1.834 kg (100 ÷ 54.54), o sea, 18.34 g/m³ en lugar de 12.83 que tenía a 15 o C.
 
Por su parte, el aire por ser un gas altamente sobrecalentado, se expande al ser calentado. El volumen específico a 21 o C, es 0.8329 m³/kg a la presión atmosférica, así que calcularemos su volumen en la mezcla a la nueva presión, tal como lo hicimos a 15 o C.
 
V=0.8329 x 101.3/98.82 = 0.8538 m³/kg
 
Así, cuando el aire se calienta de 15 a 21 o C, éste se expande, así que también tenemos que suponer que el cuarto no está sellado y algo del aire se escapa. El volumen interno del cuarto es de 100 m³, así que si el volumen específico del aire ha aumentado de 0.8298 a 0.8538 m³/kg, algo del aire tiene que escapar, de otra manera se acumularía presión en el cuarto. De aquí, podemos calcular también que el peso del aire seco en el cuarto es de 117.12 kg (100 ÷ 0.8538).
 
De lo anterior, se puede notar que el peso del aire seco en el cuarto, tiene un peso real de casi 64 veces el peso del vapor de agua, aún con el vapor saturado; esto es, reteniendo toda la humedad que puede a esa temperatura.
 
En algunas épocas del año, el aire atmosférico contiene más humedad que en otras. En realidad, la máxima variación en el contenido de humedad, nunca pasa de más de unos cuantos gramos por metro cúbico, lo que es una fracción extremadamente pequeña del peso total del aire y humedad en la atmósfera (a menos que esté lloviendo).
 
Sin embargo, aunque la cantidad de agua en la atmósfera sea muy pequeña, como lo es su variación de una estación a otra, es muy importante para el confort de los seres humanos. Una diferencia de tan sólo unos cuantos gramos por metro cúbico, puede significar la diferencia entre un placentero confort y un desagradable malestar.
 
Como vimos en nuestro ejemplo, a 15 o C había en el cuarto 12.83 g/m³ de vapor de agua. A 21 o C este aumentó hasta 18.34. Los 5.51 gramos aumentados provienen de la charola, para poder mantener el espacio saturado a temperaturas más altas.
 
Si ahora dejamos de aplicar calor, el aire, el agua y el vapor se enfriarán gradualmente. El aire disminuirá su volumen, así que, algo de aire exterior entrará al cuarto para compensar la diferencia. Supongamos que el aire exterior está perfectamente seco.
 
La densidad del vapor de agua disminuirá gradualmente, o como se dice algunas veces, aunque no es lo apropiado, "el aire perderá algo de su capacidad para retener humedad". En realidad, el aire nada tiene que ver con eso. La temperatura del espacio es lo que cuenta.
 
Al alcanzar nuevamente la temperatura de 15 o C, la densidad del vapor será de 12.83 g/m³, los 5.51 g/m³ restantes se condensarán en agua líquida, y la presión de vapor también disminuirá gradualmente de 2.48 a 1.70 kPa, de tal forma, que al llegar a los 15 o C, las condiciones habrán regresado exactamente a las mismas antes de aplicar calor. Es importante hacer la observación de que en todo momento, durante el calentamiento y nuevamente al enfriar, el vapor de agua estaba en una condición de saturación. 
 
Si retiramos la charola de agua y enfriamos el cuarto a menos de 15 o C, el vapor saturado se condensa gradualmente. El agua condensada se acumula en el suelo, pero el vapor de agua que queda, está en una condición de saturación, y sus nuevas características (presión, volumen, densidad y otras) son las que se encuentran en la tabla 13.3.
Ahora, si partimos de la temperatura de 15 o C, y calentamos el cuarto, pero sin un abastecimiento de agua, el aire seco se expande y su volumen aumenta, igual que cuando había una reserva de agua. Como vemos, el aire seco se expande y se contrae al calentarlo o enfriarlo, haya o no haya agua o vapor de agua presentes en el cuarto.
 
En cambio, el vapor de agua no se comporta como lo hizo antes, ya que si se calienta arriba de 15 o C, como no hay reserva de donde absorber más vapor, el aumento de temperatura no causa incremento en su densidad como anteriormente. El aumento de temperatura de 15 a 21 o C, sobrecalienta el vapor de agua, y algo muy importante, su presión de vapor permanece la misma no sólo a 21 o C, sino más arriba.
]]>Sat, 25 Nov 2023 10:30:55 -0700<![CDATA[¿Qué es la zona de confort?]]>https://www.climasmonterrey.com/blogs/post/que-es-la-zona-de-confort

Zona de Confort

El ser humano estará confortable bajo una variedad de combinaciones de temperatura y humedad. La mayoría de la gente está confortable en una atmósfera con una humedad relativa de entre 30% y 70%, y una temperatura entre 21 o C y 29 o C. Estos puntos están representados por el área resaltada en la carta psicrométrica de la figura 13.32. Dicha área se conoce como zona de confort.

El ser humano estará confortable bajo una variedad de combinaciones de temperatura y humedad. La mayoría de la gente está confortable en una atmósfera con una humedad relativa de entre 30% y 70%, y una temperatura entre 21 o C y 29 o C. Estos puntos están representados por el área resaltada en la carta psicrométrica de la figura 13.32. Dicha área se conoce como zona de confort.

La razón por la cual existe la industria del acondicionamiento de aire (refrigeración, ventilación y calefacción), es porque la naturaleza no siempre proporciona las condiciones ideales anteriores. Un sistema de aire acondicionado, debe modificar las condiciones existentes, utilizando diferentes procesos para lograr las condiciones deseadas.
 
Estos procesos pueden modelarse sobre la carta psicrométrica.
 
En el interior, es posible controlar completamente los factores que determinan el confort en un espacio encerrado. Hay una relación definida entre confort y las condiciones de temperatura, humedad y movimiento del aire. En la figura 13.33, se ilustra la condición de confort constante, con temperaturas y humedades variantes.

Nótese la zona de confort. El área delineada, indica el rango usual de temperaturas y humedades, en el cual la mayoría de la gente se siente confortable. Nótese también, que con una alta humedad relativa, uno está confortable a menor temperatura, que a una temperatura deseada a condiciones de baja humedad relativa.

]]>Wed, 13 Sep 2023 17:08:41 -0600<![CDATA[¿Cuáles son los procesos del Serpentín?]]>https://www.climasmonterrey.com/blogs/post/¿cuáles-son-los-procesos-del-serpentín

Procesos del Serpentín

En el serpentín de un equipo de aire acondicionado, se le pueden efectuar varios procesos al aire que pasa a través del mismo. Se puede enfriar permaneciendo constante el contenido de humedad (enfriamiento sensible), se puede enfriar y deshumidificar al mismo tiempo y se puede calentar (calentamiento sensible). Con el serpentín, se puede controlar la temperatura de bulbo seco y la humedad relativa del aire, pero no se puede aumentar el contenido de humedad; para esto se requiere un rociador de agua (humidificador) sobre la superficie del serpentín.
 
Para entender mejor estos procesos, a continuación se verán algunos ejemplos de cada uno de ellos:
 
Enfriamiento y Deshumidificación
 
Es la eliminación simultánea de calor y humedad del aire. El enfriamiento y la deshumidificación ocurren cuando el FCSE (factor de calor sensible efectivo) y el GFCS (gran factor de calor sensible), son menores de 1.0. El FCSE para estas aplicaciones puede variar desde 0.95, cuando la carga es predominantemente sensible, hasta 0.45 cuando la carga es predominantemente latente.
 
Ejemplo: Se va a acondicionar aire a un tienda. Las condiciones de diseño de verano son 35 o C de bs y 24 o C de bh, y las condiciones requeridas dentro de la tienda son 24 o C de bs y 50% de hr. El calor sensible del cuarto es de 50,400 kcal/h, y el calor latente dentro del mismo es de 12,600 kcal/h. La ventilación proporcionada por el ventilador (manejadora) es de 56.63 m³/min de aire exterior.
 
Encontrar:
 
1. La carga del aire exterior (CTAE).
2. Gran calor total (GCT).
3. Factor de calor sensible efectivo (FCSE).
4. Temperatura de punto de rocío del aparato (tpra).
5. Flujo de aire deshumidificado.
6. Condiciones de entrada y salida del aparato.
 
Solución: En una carta psicrométrica tracemos las condiciones del aire exterior (35 o C de bs y 24 o C de bh), llamémosle punto 1. Luego tracemos las condiciones dentro del espacio (24 o C de bs y 50% hr), llamémosle punto 2, como se muestra en la figura 13.30. Unamos estos dos puntos con una línea recta.
1. Carga del aire exterior.- Esta carga es la suma del calor sensible más el calor latente del aire exterior, por lo que hay que calcular cada uno por separado.
 
El calor sensible es igual al peso del aire, multiplicado por su calor específico, por la diferencia de temperaturas, o sea:
 
CSAE (calor sensible del aire exterior)= w x ce x t1 - t2
 
Como no conocemos el peso, sólo el flujo de m³/min, hay que convertirlos a kg/min. Para esto, dividimos los 56.63 m³/min por el volumen específico del aire exterior, que en la fig 13.30, a las condiciones del punto 1 es: 0.893 m³/kg
 
Peso del aire exterior=" 56.63" m³/min ÷ 0.893 m³/kg= 63.42 kg/min, lo multiplicamos por 60 para obtener kg/h 63.42 kg/min x 60 min/h= 3,805 kg/h
 
El calor específico del aire es un dato conocido, y es igual a 0.244 kcal/( o C)(kg aire)
 
CSAE = 3,805 kg/hx0.244 kcal/kg o Cx(35-24) o C="10,213" kcal/h
 
Este cálculo puede simplificarse empleando la siguiente fórmula:
 
CSAE= 16.75 x (m³/min)ae x (t1 - t2)
CSAE= 16.75 x 56.63 x (35-24)= 10,434 kcal/h
 
La diferencia en los resultados se debe a que en la fórmula, la constante 16.75 considera el volumen específico del aire como 0.874 m³/kg, y en el cálculo que hicimos, el volumen considerado es de 0.893 m³/kg. Sin embargo, para fines prácticos, el valor obtenido con la fórmula es satisfactorio.
 
Para calcular el calor latente del aire exterior (CLAE), también se utiliza una ecuación y es la siguiente:
 
CLAE= 41.05 x (m³/min)ae x (H1 - H2)
 
Como podemos observar, en esta fórmula se utiliza la diferencia de contenido de humedad (H1-H2), en lugar de la diferencia de temperaturas de bs, como en la fórmula de calor sensible. La razón, obviamente, es que en el enfriamiento sensible sólo hay cambio de temperatura, y la humedad permanece constante. En cambio, en la remoción de calor latente, la temperatura de bs permanece constante y el contenido de humedad cambia.
 
Así pues, de la figura 13.30, los contenidos de humedad en los puntos 1 y 2 son 14.4 y 9.3 g/kg de aire, respectivamente. Aplicando la fórmula tenemos:
 
CLAE= 41.05 x 56.63 x (14.4-9.3)= 11,856 kcal/h
 
El calor total del aire exterior es:
 
CTAE= CSAE + CLAE=" 10,434" + 11,856= 22,290 kcal/h
 
El calor total del aire exterior también se puede calcular
con la fórmula siguiente:
 
CTAE= 68.65 x (m³/min)ae x (h1 - h2)
 
donde:
 
h1 = entalpía del aire exterior=" 72.3" kJ/kg (17.28 kcal/kg)
h2 = entalpía del aire del cuarto=" 48.0" kJ/kg (11.47 kcal/kg)
 
CTAE= 68.65 x 56.63 x 5.81= 22,587 kcal/h
 
2. El gran calor total (GCT) es igual a la suma del calor sensible total más el calor latente total (CST + CLT).
CST= 50,400 + 10,434= 60,834 kcal/h
CLT= 12,600 + 11,856= 24,456 kcal/h
GCT= 60,834 + 24,456= 85,290 kcal/h
 
3. El factor de calor sensible efectivo (FCSE), se encuentra empleando la fórmula:
 
FCSE = CSCE / CSCE + CLCE = CSCE / CTCE
 
A su vez, el CSCE y el CLCE se calculan con las fórmulas:
 
CSCE= CSC + (FD)(CSAE)
CLCE= CLC + (FD)(CLAE)
 
El factor de desvío típico, para aplicaciones de confort, está entre 0.10 y 0.20; por lo que, asumiendo un FD de 0.15 tenemos:
 
FCSE= 50,400 + (0.15x10,434) / 50,400 + (0.15 x 10,434) + 12,600 + (0.15x11,856) = 0.783
 
4. La temperatura de punto de rocío, se determina de las condiciones dentro del espacio y el FCSE. En la escala que está a la extrema derecha de la carta psicrométrica, localizamos el FCSE de 0.783, y unimos este punto con el punto 2. Continuamos esta línea hasta donde intersecta con la curva de saturación, y esa es la temperatura de punto de rocío del aparato: tpra=" 10" o C
 
5. El flujo de aire deshumidificado, se calcula con la ecuación vista anteriormente:
 
m³/min = CSCE / 16.75 (tc-tpra)(1-FD)
 
m³/min = 50,400 + (0.15x10,434) / 16.75 (24-10)(1-0.15) =260.70 m³/min
 
6. Supongamos para este ejemplo, que el aparato seleccio- nado para 260.7 m³/min, 10 o C de pra y GCT=" 85,290" kcal/h, tiene un factor de desvío igual o muy cercano al FD supuesto de 0.15. También, supongamos que no es necesario desviar físicamente el aire alrededor del aparato.
 
La temperatura de bs de entrada (tae), se calcula con la
fórmula:
 
tae = (m³/min x t1) ext. + (m³/min x tc) retorno / (m³/min) abast.
tae = (56.63 x 35)+(204.07 x 24) / 260.7 = 26.39 o C de bs
 
Esta temperatura se traza en la carta psicrométrica, subiendo verticalmente hasta que intersecta la línea 1-2, como se muestra en la figura 13.30, a este punto le llamamos 3. De aquí trazamos una línea paralela a las líneas de temperatura de bulbo húmedo, y leemos esta temperatura que corresponde a la temperatura de bh, que entra al aparato. Esta temperatura es de 18.7 o C.
 
La temperatura de bulbo seco del aire de salida del
aparato (tas), se calcula con la ecuación:
 
tas= tpra + FD(tae-tpra)= 10 + 0.15(26.39-10)= 12.46 o C 
 
La temperatura de bh del aire que sale del aparato, se determina trazando una línea recta entre la temperatura de punto de rocío del aparato, y la condición de entrada al aparato (punto 3), ésta es la línea GFCS. Donde la tas intersecta esa línea, se lee la temperatura de bh a la salida del aparato: 11.5 o C
 
Enfriamiento Sensible
 
Es aquél en el que se remueve calor del aire a un contenido de humedad constante. El enfriamiento sensible ocurre, cuando existe cualquiera de las siguientes condiciones:
 
1. El GFCS como se calculó o se trazó en la carta psicrométrica es 1.0.
2. El FCSE calculado al estimar la carga de aire acondicionado es 1.0.
 
En una aplicación de calor sensible, el GFCS es igual a 1.0. El FCSE y el FCSC pueden ser igual a 1.0. Sin embargo, esto no necesariamente indica un proceso de enfriamiento sensible, porque la carga latente introducida por el aire exterior, puede dar un GFCS menor de 1.0.
 
El punto de rocío del aparato (pra), es referido como la temperatura de superficie efectiva (tse) en aplicaciones de enfriamiento sensible. La tse debe ser igual, o mayor, que la temperatura de punto de rocío del aire que entra. En la mayoría de los casos, la tse no cae en la línea de saturación, por lo tanto, no será el punto de rocío del aparato.
 
El uso del término m³/min de aire deshumidificado, en una aplicación de enfriamiento sensible, no deberá interpretarse para indicar que está ocurriendo una deshumidificación. Se usa en la estimación de cargas de aire acondicionado y en el ejemplo siguiente, para deter- minar la cantidad de aire que se requiere a través del aparato, para compensar las cargas de acondicionamiento.
 
Ejemplo. Se va a acondicionar aire frío a un espacio donde se requiere a 24 o C de bs y una hr máxima de 50%. Las condiciones de diseño en verano son de 41 o C de bs y 21 o C de bh. Se obtuvieron los siguientes datos:
 
CSC (calor sensible del cuarto)= 50,400 kcal/h.
CLC (calor latente del cuarto)= 12,600 kcal/h.
ventilación= 368.12 m³/min de aire exterior.
 
Encontrar:
 
1. Carga de aire exterior (CTAE).
2. Gran calor total (GCT).
3. Gran factor de calor sensible (GFCS).
4. Factor de calor sensible efectivo (FCSE).
5. Punto de rocío del aparato (tpra), o la temperatura de superficie efectiva (tse).
6. Cantidad de aire deshumidificado (m³/min) ad
7. Condiciones de entrada y salida del aparato (tae, taeh, tas y tash).
 
Solución:
1. CSAE=" 16.75" x (m³/min)ae x (ta-tc)= 16.75 x 368.12 x
(41-24)= 104,822 kcal/h
 
CLAE= 41.05 x (m³/min)ae x (Ha-Hc)
 
De la figura 13.31, después de haber trazado los puntos 2 y 1, correspondientes a las condiciones del cuarto y del aire exterior, respectivamente, determinamos el conteni- do de humedad o humedad absoluta para cada uno de ellos y tenemos:
 
Contenido de humedad del aire del cuarto (Hc)= 9.3 g/kg
Contenido de humedad del aire exterior (Ha)= 7.5 g/kg
 
CLAE= 41.05 x 368.12 x (7.5-9.3)= -27,200 kcal/h
 
La carga latente es negativa y de un valor absoluto mucho mayor que el CLC; por lo tanto, las condiciones de diseño interiores deberán ajustarse, a menos que haya un medio para humidificar el aire. Para hacer este ajuste, despejaremos Hc de la fórmula y la calculamos.
 
Hc = 12,600 / 41.05 x 368.12   +7.5 = 8.334 g/kg
 
Las condiciones ajustadas del cuarto son ahora 24 o C de bs y 8.34 g/kg. Tracemos este punto en la fig. 13.31, y llamémosle punto 3.
 
CLAE= 41.05 x 368.12 x (7.5-8.334)= -12,600 kcal/h
 
CTAE= (104,822)+(-12,600)= 92,222 kcal/h
 
2. GCT=" CST" + CLT
 
CST= CSC + CSAE=" 50,400" + 104,822= 155,222 kcal/h
CLT= CLC + CLAE=" 12,600" + (-12,600)= -0 kcal/h
GCT= 155,222 + 0=" 155,222" kcal/h
 
3. GFCS = CST / GCT = 155,222 / 155,222 = 1.0
 
Puesto que GFCS = 1.0, ésta es una aplicación de enfriamiento sensible.
 
4. De las tablas 13.28 y 13.29, suponemos un factor de desvío de 0.05
6. (m³/min)ad = CSCE / 16.75 (1-FD)(tc-tpra) = (m³/min)ad = 55,641 / 16.75x(1-0.05)(24.8) = 502.687
 
Esta temperatura cae sobre la línea GFCS.
 
7. Esta es una aplicación de aire exterior solamente, ya que, los m³/min son menores que los requerimientos de ventilación, por lo tanto:
 
tae= 41 o C
taeh= 21 o C
 
La temperatura del suministro de aire, que es igual a la temperatura a la salida del aparato, se calcula sustituyendo la temperatura de superficie efectiva, por la temperatura del pra en la ecuación: 
 
(1-FD) = tae - tas/tae - tpra por lo tanto tas=" tae" - (1-FD)(tae-tse)
 
 
 
tas= 41 - (1-0.05)(41 - 14.5)= 15.83 o C
 
La temperatura de bulbo húmedo del aire a la salida del aparato, se determina trazando una línea recta entre la tse y las condiciones de entrada del aparato, punto 1. (Esta es la línea GFCS).
 
Donde la temperatura de salida tas intersecta esta línea, se lee la temperatura de bulbo húmedo de salida, la cual es igual a 12 o C.
]]>Wed, 13 Sep 2023 17:08:08 -0600<![CDATA[¿Por qué es importante mezclar el aire a diferentes condiciones?]]>https://www.climasmonterrey.com/blogs/post/por-que-es-importante-mezclar-el-aire-a-diferentes-condiciones

Mezclando Aire a Diferentes Condiciones

En el acondicionamiento de aire, con mucha frecuencia se requiere mezclar aire a diferentes temperaturas de bh y de bs, para lograr una determinada condición final de aire. La mayoría de las aplicaciones de aire acondicionado comercial, requieren de un cierto volumen de aire exterior fresco que sea introducido al espacio ocupado. La mayoría de las leyes locales o estatales, requieren que se reemplace entre 0.21 y 0.42 m³/min de aire por persona, para evitar que se envicie o se contamine el aire interior. Puesto que la introducción del 100% de aire exterior no es práctico, desde el punto de vista de costo operacional, se debe mezclar el aire exterior requerido, con un porcentaje de aire de retorno, antes de calentarlo o enfriarlo.
 
Esto de mezclar dos cantidades de aire a diferentes temperaturas y contenidos de humedad, también se usa extensivamente en el acondicionamiento del aire, donde se requieren condiciones de abastecimiento de aire constantes, sin importar las condiciones del aire a la entrada. En este método, una porción del aire entrante es desviada del serpentín de enfriamiento (o del de calefacción), y luego mezclada con el aire tratado para proporcionar las condiciones deseadas, como se muestra en la figura 13.24-A. Otro método, es desviar una parte del aire de retorno y la otra mezclarla con el aire exterior, antes de entrar al aparato acondicionador, como se muestra en la figura 13.24-B.
 
Desde luego, cuando no sea necesario, se pueden mezclar cantidades de aire exterior con aire de retorno, sin hacer ningún desvío. La mezcla completa pasa a través del aparato acondicionador.
 
En cualquiera de estos procesos de mezclado, la condición resultante o final, dependerá del peso o de la temperatura de cada cantidad individual de aire. De nuevo, para una precisión absoluta, deberán emplearse los pesos de las mezclas, aunque para pequeñas diferencias en temperaturas y sacar los cálculos respectivos en el campo, se pueden emplear las relaciones de los m³/min individuales con los m³/min totales.
 
Por ejemplo, si se mezclan 0.71 m³/min de aire exterior, a 35 o C de bs y 24 o C de bh, con 2.12 m³/min de aire de retorno a 27 o C de bs y 19 o C de bh, el flujo total del aire será de 2.83 m³/min. Esto dará una relación de mezcla de 25% de aire exterior y 75% de aire recirculado (en base a volumen).
 
En una carta psicrométrica trazamos las condiciones del aire exterior (punto 1), y las del aire recirculado o de retorno (punto 2), como se muestra en la figura 13.25.
 
Calculando los pesos de estas cantidades de aire, tenemos que el peso del aire exterior se calcula con la densidad. Como ya sabemos, la densidad es lo inverso del volumen específico, por lo que determinamos a partir de la carta psicrométrica, que el volumen específico del aire exterior, es de aproximadamente 0.893 m³/kg de aire.
Este dato corresponde a las condiciones del aire en el punto 1 de la figura 13.25. El peso del aire exterior es: 1/ 0.893 x 0.71 = 0.795 kg/min. El peso del aire recirculado se calcula procediendo de la misma manera y tenemos 1/ 0.814 x 2.12 = 2.604 kg/min, y el peso total del aire es 0.795 + 2.604 = 3.399 kg/min. Los porcentajes (ahora en peso) son 24.45% de aire exterior y 75.54% de aire de retorno.
 
La diferencia en porcentajes es aproximadamente de 0.5%, lo que a una temperatura de -9 o C da un error de solamente 0.04 o C. Debido a que con un termómetro utilizado en el campo no se puede leer con esta precisión, se pueden usar los m³/min como una base para los cálculos de mezclas.
 
La línea recta que une los puntos 1 y 2, en la figura 13.25, representa el trayecto de la temperatura de la mezcla de estas dos condiciones del aire, en cualquier proporción. Los puntos extremos 1 y 2, representan el 100% de la mezcla a esas temperaturas; es decir, si la mezcla constituye 99% de aire a 35 o C de bs y 24 o C de bh, el restante 1% sería aire a 27 o C de bs y 19 o C de bh, y este punto estaría muy cercano al punto 1. Si la mezcla contiene 50% de cada una de las dos condiciones, la condición de la mezcla resultante caerá sobre la línea, en un punto a la mitad de la distancia entre 1 y 2.
Por ejemplo, si se mezclan 3.68 m³/min de aire exterior a las condiciones 1, y 7.36 m³/min de aire recirculado a las condiciones 2, antes de enfriarlos, la condición resultante antes de entrar al equipo de enfriamiento, caerá sobre la línea 1-2 y a una tercera parte (3.68 ÷ 11.04 x 100 = 33.33%) de la distancia total entre los dos puntos.
 
Puesto que la distancia entre los dos puntos es también la diferencia de las temperaturas de bs, la temperatura de bs final, será una tercera parte (33.33%) de 35-27 más la temperatura menor; esto es, tbs=" (35-27)(0.3333)+27=" 29.67 o C, que es la temperatura de bs de la mezcla. Puesto que es más fácil sumar que restar, siempre usamos el porcentaje de la cantidad de aire a mayor temperatura que se va a mezclar, multiplicando por la diferencia total de temperatura, y sumando esto al valor más bajo de temperatura. 
 
Para encontrar la temperatura de bh de la mezcla resultante, simplemente localizamos el punto donde la línea de la mezcla cruza la línea constante de temperatura de bs de 29.67 o C. Este punto (3) es la condición de la mezcla, y de aquí podemos seguir la línea constante de temperatura de bh hacia la izquierda, hasta donde cruza la escala para encontrar la temperatura de 20.8 o C. Las demás propiedades, pueden encontrarse siguiendo las líneas correspondientes, a partir del punto 3.
 
Ejemplo: En un proceso típico de acondicionamiento de aire, se requiere que dentro del espacio acondicionado, el aire llegue a las siguientes condiciones: 11 o C de bs y 90% de hr. El ventilador del equipo tiene una capacidad para manejar 60 m³/min. El aire de retorno, sale del cuarto con una temperatura de bs de 27 o C y una temperatura de bh de 18 o C. Las condiciones de diseño de verano del aire exterior, son de 34 o C de bs y 24 o C de bh. Para obtener las condiciones deseadas en el cuarto, la mezcla de aire debe llegar al equipo con una temperatura de bs de 29 o C y 20 o C de bh. ¿Qué cantidad de aire de retorno se debe recircular? y ¿qué cantidad de aire exterior se debe mezclar con el aire recirculado?
 
Primeramente, trazamos en la carta psicrométrica los puntos correspondientes a las cuatro condiciones del aire. Si unimos estos puntos, como se muestra en la figura 13.26, las líneas resultantes representan un proceso típico de aire acondicionado. El aire exterior (1) se mezcla con el aire que retorna del cuarto, (2) y entran luego éstos al equipo acondicionador (3). La mezcla de aire fluye a través del equipo, con lo que disminuye su contenido de humedad y su temperatura (línea 3-4). Cuando sale del equipo acondicionador (4), el aire queda a las condiciones requeridas para entrar al cuarto. Dentro del cuarto, el aire aumenta su contenido de humedad y su temperatura (línea 4-2), y sale del cuarto nuevamente a las condiciones del punto (2). Se inicia otro proceso repitiéndose el ciclo.
 
Podemos observar en la figura 13.26, que el punto (4) no llega a la temperatura de saturación, por lo que el enfriamiento es solamente sensible.
 
Simultáneamente  a  la  resolución  de  este  ejemplo,  iremos definiendo  y  describiendo  algunos  términos,  procesos  y factores, que son usuales en cálculos de aire acondicionado.
 
La cantidad de aire de retorno que se debe recircular, se calcula de la siguiente manera: Como vimos en el ejemplo anterior, la distancia entre las condiciones de aire exterior y las condiciones de aire de retorno (línea 2-1), corresponde también a la diferencia de temperaturas de bs; por lo que, si la mezcla debe entrar al aparato con una temperatura de bs de 29 o C, el porcentaje de aire de retorno en esta mezcla es: (29-27)÷(34-27)= 0.2857 o sea, 28.57% de volumen total. Si el ventilador tiene capacidad para mane- jar 60 m³/min, entonces las cantidades de aire que se deben mezclar son:
 
Aire de retorno=" 60" m³/min x 0.2857= 17.14 m³/min
Aire exterior=" 60" m³/min x (1-0.2857)= 42.86 m³/min 60.00 m³/min
 
Factor de Calor Sensible (FCS).- Es la relación de calor sensible con respecto al calor total, siendo este último la suma de los calores sensible y latente. Esta relación se expresa así:
 
Aire de retorno =  60 m³/min x 0.2857= 17.14 m³/min
Aire exterior = 60 m³/min x (1-0.2857)= 42.86 m³/min / 60.00 m³/min
 
FCS=  hs / hs + hl =  hs  / ht
 
En una carta psicrométrica, los valores del factor de calor sensible (FCS), corresponden a la escala vertical del lado derecho de la carta, paralela a la escala de humedad absoluta.
 
Factor de Calor Sensible del Cuarto (FCSC).- Es la relación del calor sensible del cuarto, con respecto a la suma  de  calor  sensible  y  latente  en  dicha  área,  y  se expresa con la siguiente fórmula:
 
FCSC =   hsc / hsc + hlc +  hsc / htc = (Calor Sensible del Cuarto) / (Calor Total del Cuarto)
 
La línea que une los puntos 4 y 2, en nuestro ejemplo de la figura 13.26, representa el proceso psicrométrico del aire abastecido al cuarto, y se le llama línea de “Factor de Calor Sensible del Cuarto”. El aire que entra al cuarto acondicionado, debe ser capaz de compensar las cargas dentro del mismo, tanto del calor latente como de calor sensible.
 
Esta línea se puede dividir en sus componentes de calor sensible y calor latente, igual que como lo hicimos en el ejemplo de la figura 13.23. Si trazamos las líneas corres- pondientes, obtenemos los siguientes valores:
 
Δ ht = 51-29.4=21.6 kJ/kg  (= 12.19 - 7.03= 5.16 kcal/kg).
Δ hs = 46-29.4=16.6 kJ/kg  (= 11.00 - 7.03= 3.97 kcal/kg).
Δ hl = 51 - 46=" 5.0" kJ/kg  (= 12.19 - 11.00= 1.19 kcal/kg).
 
FCSC= 3.97 / 5.16 = 0.769  
 
Lo anterior significa que el calor total que se debe abatir en el cuarto, son 5.16 kilocalorías por cada kilogramo de aire, de las cuales 3.97 (77%) son de calor sensible y 1.19 (23%) son de calor latente. De esta manera, si se abastece aire en las condiciones y cantidad adecuadas, los requerimientos del cuarto estarán satisfechos, siempre y cuando las temperaturas de bs y bh del aire abastecido, caigan sobre esta línea.
Existe otra forma de trazar la línea 2-4 (FCSC) sobre la carta psicrométrica, aún sin conocer las condiciones del aire de abastecimiento (punto 4). Esta consiste en utilizar el círculo de alineación y el valor del factor de calor sensible del cuarto (FCSC) calculado. El círculo de alineación, es un punto de referencia que se incluye en todas las cartas psicrométricas, y corresponde a la intersección de 24 o C de bs y una hr de 50% (en algunos textos se usa la temperatura de bs de 27 o C). El procedimiento es como sigue:
 
a) Se traza una línea base desde el círculo de alineación, hasta el valor del FCSC calculado (0.769), en la escala vertical que se encuentra en la parte superior derecha de la carta.
b) La línea del factor de calor sensible del cuarto , se traza dibujando una línea paralela a la línea base dibujada en el inciso (a), partiendo de las condiciones del aire de retorno (punto 2), hasta cruzar la línea de saturación.
 
Gran Factor de Calor Sensible (GFCS).- Es la relación entre el calor sensible total, con respecto a la carga total de calor que debe manejar el equipo acondicionador. Esta incluye los calores sensible y latente, tanto del aire de retorno como del aire exterior. Se calcula con la siguiente ecuación:
 
GFCS =   hst  / hst + hlt = hst / GCT = (Calor Sensible Total) / (Gran Calor Total)
 
A la línea que resulta al unir los puntos (3) y (4), se le llama línea de “Gran Factor de Calor Sensible”, y representa el proceso psicrométrico del aire al fluir a través del equipo acondicionador. En nuestro ejemplo, cuando el aire fluye a través del equipo acondicionador, disminuyen su contenido de humedad y su temperatura.
 
Nuevamente, esta línea se puede dividir en sus componentes de calor latente y sensible. Trazando las líneas correspondientes obtenemos:
 
Δ ht = 57.5 - 29.4=28.1 kJ/kg (13.74 - 7.03= 6.71 kcal/kg)
Δ hs = 48.0 - 29.4=18.6 kJ/kg (11.47 - 7.03= 4.44 kcal/kg)
Δ hl = 57.5 - 48.0=9.5 kJ/kg (13.74 - 11.47= 2.27 kcal/kg)
 
GFCS =   4.44 / 6.71 = 0.662
 
La línea GFCS, al igual que la línea FCSC, pueden trazarse en la carta psicrométrica, sin conocer la condición del aire de abastecimiento, utilizando el GFCS calculado, la condición de la mezcla de aire que entra al aparato, la escala del FCS y el círculo de alineación de la carta psicrométrica.
 
Cantidad de Aire Requerido. En un párrafo anterior mencionamos que el punto (4), corresponde a las condiciones del aire que entra al cuarto y que son las mismas del aire que sale del equipo acondicionador. Esto no es totalmente cierto, ya que en la práctica real, el aire que sale del equipo acondicionador antes de entrar al cuarto, tiene una ganancia de calor. Este aumento de calor se debe a que es manejado por un ventilador y forzado a circular por un ducto. Esta ganancia debe de considerarse al estimar la carga de enfriamiento, lo cual no es el objetivo de este texto; pero, para facilitar la explicación, aquí las consideraremos como la misma temperatura. En un sistema normal bien diseñado y bien aislado, la diferencia de temperaturas entre el aire que sale del aparato y el aire que entra al cuarto, es de tan sólo unos pocos grados.
 
La cantidad de aire requerida para satisfacer la carga del cuarto, puede calcularse con la siguiente ecuación:
 
m³/min  = CSC/16.75 (tc - taa)
 
donde:
 
CSC = Calor Sensible del Cuarto kcal/h).
 
16.75 = Valor constante
 
(0.244 kcal/kg°C x 60min/h)  / 0.874 m³ / kg) = 17.37 kcal min / °C h m³
 
tc = Temp. del cuarto, bs ( o C)
taa = Temp. del aire de abastecimiento, bs ( o C)
m³/min = Flujo de aire de abastecimiento.
 
La cantidad de aire requerida a través del aparato acondicionador, para satisfacer la carga total del aire acondi- cionado (incluyendo las cargas suplementarias), se calcula con la siguiente ecuación:
 
mLa cantidad de aire requerida a través del aparato acondicionador, para satisfacer la carga total del aire acondi- cionado (incluyendo las cargas suplementarias), se calcula con la siguiente ecuación:
 
mLa cantidad de aire requerida a través del aparato acondicionador, para satisfacer la carga total del aire acondi- cionado (incluyendo las cargas suplementarias), se calcula con la siguiente ecuación:
 
m³/min = CST / 16.75 (tm - tas)
 
donde:
 
m³/min = Flujo de aire deshumidificado.
CST = Calor sensible total (kcal/h).
16.75 = Valor constante.
tm = Temp. de la mezcla que entra al aparato, bs ( o C)
tas = Temp. del aire que sale del aparato, bs ( o C)
 
La temperatura tm se determina a base de prueba y error, excepto cuando el aire que entra al aparato es solamente aire del exterior.
 
El procedimiento es laborioso y tedioso, aun cuando no se tomen en cuenta las cargas suplementarias, y se consideren iguales las temperaturas del aire que entra al equipo y del aire que sale del mismo (tm = taa), el cálculo de la cantidad de aire requerido sigue siendo un procedimiento de prueba y error, igualmente tedioso y laborioso.
 
Bajo un conjunto específico de condiciones, la relación FCSC (4-2) permanece constante (a plena carga). Sin embargo, la relación GFCS (3-4) puede aumentar o disminuir, al variar la cantidad de aire exterior y las condiciones de la mezcla, y cuando esto sucede, la condición del aire suministrado al cuarto, varía a lo largo de la línea GFCS (4-2).
 
La cantidad de aire requerido para compensar las cargas de calor sensible y de calor latente del cuarto, es determinada por la diferencia de temperaturas entre la del cuarto (tc) y la del aire suministrado (taa). Si esta diferencia de temperaturas aumenta, disminuye la cantidad de aire que se requiere abastecer al cuarto, lo cual sucede sólo si se abastece aire más frío, ya que las condiciones del cuarto son fijas. Tal diferencia de temperaturas sólo puede aumentar hasta un límite, donde la línea FCSC cruza la línea de saturación, suponiendo que el equipo acondicionador sea capaz de llevar todo el aire a un 100% de saturación. Como esto no es posible, la condición del aire cae normalmente sobre la línea FCSC, cerca de la línea de saturación.
 
El proceso para determinar la cantidad de aire requerido puede simplificarse, relacionando todas las cargas del acondicionamiento con el desempeño físico del equipo, e incluyendo luego este desempeño del equipo en el cálculo real de la carga. A esta relación, se le reconoce generalmente como una correlación psicrométrica de las cargas con el desempeño del equipo, y se realiza calculando la “temperatura de superficie efectiva”, el “factor de desvío” y el “factor de calor sensible efectivo”. Esto simplifica el cálculo de la cantidad del aire a suministrar.
 
Temperatura de Superficie Efectiva (tse). En la práctica real, cuando el equipo acondicionador está en operación, la temperatura de la superficie no es uniforme cuando el aire está en contacto con el mismo. La temperatura de superficie efectiva, puede considerarse como una temperatura de superficie uniforme, la cual le produce al aire que sale, las mismas condiciones que cuando la temperatura de superficie no es uniforme.
 
Cuando se acondiciona aire a través de un equipo, se aplica el principio básico de transferencia de calor, entre el medio de enfriamiento del equipo y el aire que pasa a través del mismo; por lo que debe de existir un punto de referencia común. Este punto es la temperatura de superficie efectiva del equipo.
 
La temperatura de superficie efectiva se utiliza para calcular la cantidad de aire requerido, y por lo tanto, para seleccionar el equipo más económico.
 
Para aplicaciones de enfriamiento y deshumidificación, la temperatura de superficie efectiva está en el punto donde la línea GFCS cruza la curva de saturación, por lo cual, se le considera como el punto de rocío del aparato, de allí que este término, “punto de rocío del aparato” (pra) se usa comúnmente para procesos de enfriamiento y deshumidificación. La psicrometría del aire puede aplicarse igualmente, a otros tipos de aplicaciones de transferencia de calor, tales como calentamiento sensible, enfriamiento evaporativo, enfriamiento sensible, etc., pero para estas aplicaciones, la temperatura de superficie efectiva no caerá necesariamente sobre la curva de saturación.
 
Factor de Desvío (FD). Este factor depende de las características del equipo acondicionador, y representa la porción de aire que se considera que pasa totalmente inalterada, a través del equipo acondicionador. Las características que afectan este factor son físicas y operacionales, y son las siguientes:
 
1. El FD disminuye cuando aumenta la superficie de transferencia de calor disponible, como por ejemplo, mas área de serpentín, menos espacio entre los tubos del serpentín, más hileras en el serpentín.
2. El FD disminuye al disminuir la velocidad del aire a través del equipo, por ejemplo, cuando se permite que el aire esté más tiempo en contacto con la superficie de transferencia de calor.
 
De los dos puntos anteriores, el primero tiene mayor efecto sobre el FD; es decir, la variación de la superficie de transferencia de calor, afecta más al FD, que aumentar o disminuir la velocidad del aire que pasa por el equipo.
 
La variación del FD afecta la posición relativa de GFCS, con respecto a FCSC, y cuando la posición de GFCS cambia, también cambian el punto de rocío del aparato (pra), la cantidad de aire requerido, el FD y las condiciones del aire a la entrada y a la salida del equipo. Para mantener las condiciones de diseño del cuarto adecuadas, el aire deberá abastecerse en algún punto a lo largo de la línea FCSC. Los efectos de variar el FD en el equipo acondicionador, son como sigue:
 
1. Factor de Desvío más pequeño -
a) Punto de rocío del aparato (pra) más alto.
b) Menos aire - motor y ventilador más chicos.
c) Más superficie de transferencia de calor - disponibles más hileras del serpentín o más superficie del serpentín.
d) Tubería más chica si se usa menos agua fría.
 
2. Factor de Desvío más grande -
e) pra más chico.
f) Más aire - ventilador y motor más grandes.
g) Menos superficie de transferencia de calor - menos hileras de serpentín o menos superficie de serpentín disponibles.
h) Tubería más grande si se usa más agua fría.
 
Así pues, cuando se haga el cálculo de las cargas para una aplicación en particular, si se utiliza el FD apropiado, el equipo seleccionado ofrecerá los costos más bajos inicial y de operación.
 
El FD no es función de una verdadera línea recta, pero puede calcularse con las siguientes ecuaciones, en las que intervienen el pra, y las condiciones del aire al entrar y salir del equipo, puesto que el FD está relacionado psicrométricamente con estos valores.
 
FD= tas - tpra / tae - tpra = has - hpra / hae - hpra = Has - Hpra / Hae - Hpra y
1-FD= tae - tas / tae - tpra = hae - has / hae - hpra = Hae - Has / Hae - Hpra
 
donde:
 
t = temperaturas (bulbo seco).
h = entalpía.
H = contenido de humedad.
as = aire de salida.
ae = aire de entrada.
pra = punto de rocío del aparato.
 
El valor 1-FD, es la porción del aire que sale del equipo a la temperatura del punto de rocío del aparato (pra), y comúnmente se le conoce como Factor de Contacto.
 
Factor de Calor Sensible Efectivo (FCSE). Este factor, es la relación del calor sensible efectivo del cuarto, con los calores latente y sensible efectivos dentro del mismo. Fue desarrollado para relacionar el FD y el pra con los cálculos de la carga, lo cual simplifica los cálculos de la cantidad de aire y de selección del equipo. El calor sensible efectivo del cuarto, es la suma del calor sensible del mismo (CSC), más el calor sensible del aire exterior, la cual se considera que es desviada inalterada a través del equipo acondicionador. A su vez, el calor latente efectivo del cuarto, se compone del calor latente del cuarto (CLT) más la porción del calor latente del aire exterior, la cual se considera que es desviada inalterada a través del equipo acondicionador. Esta relación se expresa con la siguiente fórmula:
 
 FCSE = CSCE / CSCE + CLCE
 
Al igual que la carga procedente de infiltraciones a través de puertas y ventanas, el calor desviado del aire exterior es considerado como una infiltración a través del sistema de distribución de aire.
 
Si trazamos en una carta psicrométrica los puntos de pra (A), y las condiciones del cuarto (1), como se muestra en la figura 13.27, y luego unimos esos puntos, la línea resultante (A-1) es el factor de calor sensible efectivo (FCSE). La relación de los demás valores como el FCSC, el FD, el pra y el GFCS, también se muestran gráficamente en la figura 13.27.
 
Cantidad de Aire Usando el FCSE, el pra y el FD.- Puesto que hay una relación psicrométrica entre el FCSE, el pra y el FD, se puede determinar la cantidad de aire requerido de una manera simple, empleando la siguien- te fórmula:
 
m³/min = CSCE / 16.75 (tc - tpra) (1-FD)
 
La cantidad de aire calculada con esta fórmula, es aire deshumidificado, y compensa las cargas latente y sensible del cuarto. También maneja las cargas totales latente y sensible, para las cuales está diseñado el equipo, incluyendo las cargas suplementarias y las del aire exterior.
]]>Wed, 13 Sep 2023 16:59:06 -0600<![CDATA[¿Cuál es la función del serpentín?]]>https://www.climasmonterrey.com/blogs/post/cual-es-la-funcion-del-serpentin

Función del Serpentín

En el acondicionamiento de aire, el equipo requerido para la transferencia de calor, debe seleccionarse de acuerdo a los requerimientos de cada aplicación particular. Existen tres tipos básicos de estos equipos: serpentines, rociadores y deshumidificadores, los cuales pueden utilizarse en forma independiente o combinados. Estos componentes deben ser capaces de controlar las propiedades psicrométricas del aire que pasa a través de ellos.
 
El más común de los componentes para transferencia de calor es el serpentín, el cual está formado por una serie de tubos, a través de los cuales circula un refrigerante, agua fría, salmuera, agua caliente o vapor. El aire es inducido o forzado a pasar por entre los tubos, y al estar en contacto con la superficie del serpentín, dependiendo de la temperatura del fluido dentro de los tubos, se calienta, se enfría o se enfría y se deshumidifica. A su vez, el fluido dentro de los tubos se enfría o se calienta.
 
La cantidad de calor transferido y el factor de desvío (FD) del serpentín, van en función de la superficie del serpentín, así como de la velocidad del aire; es decir, del tiempo que el aire esté en contacto con la superficie del serpentín al pasar a través de él.
 
En la figura 13.28, se muestra una tabla con los factores de desvío aproximados para serpentines alentados, a diferentes velocidades y diferentes superficies. Estos factores se aplican a serpentines con tubos de 5/8" de D.E. y espaciados aproximadamente 1-¼”. En la figura 13.29, se ilustran algunas de las aplicaciones más comunes de los serpentines, con sus FD representativos. Estas tablas se sugieren como una guía para los ingenieros de diseño. Para otros tipos de serpentines, o combinaciones que no se muestran en estas tablas, deberá consultarse al fabricante.
]]>Wed, 13 Sep 2023 16:53:53 -0600<![CDATA[¿Qué es la remoción de humedad?]]>https://www.climasmonterrey.com/blogs/post/que-es-la-remocion-de-humedad

Remoción de Humedad

Con mucha frecuencia, los técnicos de servicio requieren información sobre la cantidad de humedad que remueve un equipo de aire acondicionado.
 
Para determinar esa cantidad de agua removida del aire, se debe calcular el peso total del aire circulado, de la misma manera que lo hicimos en el cálculo de capacidad anterior. Se trazan las líneas constantes de punto de rocío para las condiciones inicial y final, figura 13.23, hacia la derecha a la escala de humedad específica. El cambio de humedad específica es de 5 g/kg de aire seco (11.9 - 6.9). Multiplicando este valor por el peso total de aire circulado por hora, nos dará la cantidad de humedad removida en gramos por hora. En este caso, los 76.02 kg/min los multiplicamos por 60 para tener 4,561.2 kg aire/h y luego por 5 g/kg aire, lo que nos da un resultado de 22,806 g/h que es igual a 22.81 kg/h. Si se desea saber en volumen, un kilogramo de agua es igual a un litro de agua; por lo que, la cantidad de agua que removerá del aire este equipo de aire acondicionado es de 22.81 kg/h = 22.81 l/h.
]]>Wed, 13 Sep 2023 16:42:19 -0600<![CDATA[¿Qué es enfriamiento y deshumidificación en los Sist. de Aire?]]>https://www.climasmonterrey.com/blogs/post/enfriamiento-y-deshumidificacion

Enfriamiento y Deshumidificación

La combinación de enfriamiento y deshumidificación, se encuentra en prácticamente todos los sistemas de aire acondicionado. La deshumidificación misma, no puede llevarse a cabo por la refrigeración mecánica, sin remover también el calor sensible. Si solamente se desea deshumidificar individualmente, entonces deben utilizarse desecantes químicos.
 
La deshumidificación es la remoción del vapor de agua presente en el aire. La cantidad del vapor de agua, presente dentro de una zona ocupada, variará dependiendo del número de personas presentes y de su actividad, la condición del aire exterior, la estructura del edificio y la cantidad de infiltración.
 
Al enfriamiento y deshumidificación del aire para confort humano, se le conoce comúnmente como aire acondicionado. Esto no es totalmente correcto, ya que el término «aire acondicionado», se refiere a cualquiera o todas las fases de enfriar, calentar, ventilar, filtrar, distribuir, etc., el aire, para que cumpla los requerimientos del espacio acondicionado. El enfriamiento y deshumidificación del aire, es la fase del aire acondicionado que le concierne al técnico en refrigeración, ya que normalmente, requiere el uso de un equipo de refrigeración mecánica. Para poder producir el enfriamiento y la deshumidificación requeridos para el espacio acondicionado, el equipo de refrigeración debe estar funcionando adecuadamente, y debe tener la capacidad correcta para la aplicación.
 
Cuántas veces hemos oído al desesperanzado cliente decir: «Sí, el equipo trabaja bien, pero no enfría lo suficiente». Los cálculos para determinar la carga térmica en el espacio, y los requerimientos de la distribución del aire, no serán cubiertas en este texto; pero, sí podemos hacer una revisión rápida con la ayuda de la carta psicrométrica, para ver qué tanta capacidad tiene un equipo de refrigeración, bajo condiciones reales de trabajo.
 
Las herramientas necesarias para estos cálculos consisten de un psicrómetro, un instrumento para medir velocidades del aire ( un anemómetro, un tubo de pitot, etc.), una calculadora y una carta psicrométrica.
 
Por ejemplo, revisaremos la capacidad de un sistema de aire acondicionado, el cual ha sido clasificado por el fabricante en 10 T.R o sea 30,240 kcal/h (120,000 btu/h). En nuestra prueba de capacidad, no usaremos las mismas condiciones de prueba que el fabricante, pero podemos aproximarnos, utilizando 100% de aire de retorno a la entrada del evaporador en un día caluroso de verano, ajustando la velocidad del ventilador para que dé una velocidad del aire de aproximadamente 150 m/min, sobre la superficie del serpentín.
 
Mientras que este ejemplo se refiere específicamente al acondicionamiento de aire de verano, las condiciones de humedad controlada se aplican igualmente al almacenamiento de carne, por ejemplo, en una cámara de conservación.
 
Lo primero que hay que hacer, es medir las temperaturas de bs y de bh del aire que entra y sale del serpentín del evaporador. En este ejemplo, las condiciones iniciales del aire son de 27 o C de bs y de 20 o C de bh; las condiciones a la salida o finales son de 10 o C de bs y 9 o C de bh. Las lecturas de la velocidad del aire sobre el serpentín, se sacan dividiendo mentalmente la superficie frontal del serpentín en cuadros de entre 5 y 8 cm (2 a 3 pulg.). Se toman lecturas en cada cuadro imaginario, se registran estas lecturas y se saca un promedio. Mientras más lecturas se tomen, mayor será la precisión. En nuestro ejemplo, usaremos una velocidad promedio del aire de 158 m/min, y un evaporador de 91 cm de largo por 46 cm de alto.
 
El primer paso para calcular la capacidad del sistema, es trazar las condiciones del aire a la entrada y a la salida del serpentín sobre la carta psicrométrica, tal como se muestra en la figura 13.23. El punto 1 representa las condiciones de entrada del aire, y el punto 2 representa de salida. El punto 3, representa la temperatura aproximada real del serpentín. El punto 3 se encuentra extendiendo la línea recta que conecta los puntos 1 y 2, hasta la curva de saturación. Este punto, también llamado el «punto de rocío del aparato», es la temperatura promedio del agua que se condensa sobre la superficie del serpentín. Conforme sea la condición se mueve a la izquierda de la carta, removiendo calor del aire, pero también humedad.
 
Enseguida, encontramos el cambio de calor total en un kilogramo de aire, restando la entalpía en la condición de salida, de la entalpía en la condición de entrada:
 
ht = 57.5-27.0= 30.5 kJ/kg (13.74-6.45 = 7.29 kcal/kg).
 
Puesto que el volumen del aire sobre el serpentín, es controlado por el ventilador, y que éste mismo aire cambiará de densidad y volumen específico al cambiar la temperatura a través del sistema, el siguiente paso será determinar el peso total del aire que circula por el ventilador. El peso del aire no cambiará, puesto que la materia no puede ser creada ni destruida.
 
El área frontal del evaporador es de 91 x 46 cm o 0.4186 m² (0.91 m x 0.46 m). Si multiplicamos esto por la velocidad del aire sobre el serpentín, tendremos un valor de 66.138 m³/min (0.4186 m² x 158 m/min). Ahora, para poder convertir este volumen de aire a peso, dividimos los m³/min entre el volumen específico del aire a las condiciones de entrada, ya que siempre debemos hacer los cálculos para el punto al cual se tomó la medición de la velocidad del aire. Un vistazo a la carta, muestra que la condición de entrada cae un poco menos de la mitad, entre las líneas constantes de volumen de 0.85 y 0.90 m³/ kg de aire seco. Podemos estimar por interpolación, que el valor de volumen específico es de 0.87 m³/kg; así pues, tenemos un peso total de aire circulado de 76.02 kg/min (66.138 ÷ 0.87).
 
Ahora, del cálculo anterior, tenemos un cambio de entalpía de 7.29 kcal/kg y tenemos 76.02 kg de aire circulando por minuto. Multiplicando estos dos valores, nos dará el cambio de entalpía en el aire por minuto, o sea, 7.29 x 76.02 = 554.2 kcal/min. La capacidad total del equipo, bajo condiciones reales, se obtiene multiplicando las kcal/min por 60, para obtener las kcal/h, 554.2 x 60 = 33,252 kcal/h, que son aproximadamente 11 T.R.
 
Para efecto de simplificar los cálculos, se puede utilizar la siguiente fórmula: 
 
Qt = A x V x Δ ht x 60 / V (kcal/h)
 
donde:
Qt = calor total (kcal/h).
A = área frontal del serpentín (m²).
V = velocidad del aire entrando al serpentín (m/min).
ht = cambio de entalpía, de la carta psicrométrica (kcal/kg).
v = volumen específico del aire entrando al serpentín (m³/kg).
 
Ejemplo:
 
Qt= 0.4186 m² x 158 m/min x 7.29 kcal/kg x 60 min/h / 0.87 m³/kg
 
Qt = 33,252 kcal/h
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]]>Wed, 13 Sep 2023 16:37:44 -0600<![CDATA[¿Qué son las Cartas Psicrométricas?]]>https://www.climasmonterrey.com/blogs/post/¿qué-son-las-cartas-psicrométricas

Cartas Psicrométricas

Una carta psicrométrica, es una gráfica de las propiedades del aire, tales como temperatura, hr, volumen, presión, etc. Las cartas psicrométricas se utilizan para determinar, cómo varían estas propiedades al cambiar la humedad en el aire.
 
Las propiedades psicrométricas del aire que se describen en las ilustraciones de las tablas 13.1, 13.3 y 13.5, han sido recopiladas a través de incontables experimentos de laboratorio y de cálculos matemáticos, y son la base para lo que conocemos como la Carta Psicrométrica. 
Aunque las tablas psicrométricas son más precisas, el uso de la carta psicrométrica puede ahorrarnos mucho tiempo y cálculos, en la mayoría de los casos donde no se requiere una extremada precisión.
 
Como se mencionó al inicio de este párrafo, la carta psicrométrica es una gráfica que es trazada con los valores de las tablas psicrométricas; por lo tanto, la carta psicrométrica puede basarse en datos obtenidos a la presión atmosférica normal al nivel del mar, o puede estar basada en presiones menores que la atmosférica, o sea, para sitios a mayores alturas sobre el nivel del mar.
 
Existen muchos tipos de cartas psicrométricas, cada una con sus propias ventajas. Algunas se hacen para el rango de bajas temperaturas, algunas para el rango de media temperatura y otras para el rango de alta temperatura. A algunas de las cartas psicrométricas se les amplía su longitud y se recorta su altura; mientras que otras son más altas que anchas y otras tienen forma de triángulo. Todas tienen básicamente la misma función; y la carta a usar, deberá seleccionarse para el rango de temperaturas y el tipo de aplicación.
 
En este texto, utilizaremos una carta psicrométrica basada en la presión atmosférica normal, también llamada presión barométrica, de 101.3 kPa ó 760 mmHg. Esta carta cubre un rango de temperaturas de bulbo seco (bs) de -10 o C hasta 55 o C, y un rango de temperaturas de bulbo húmedo (bh) desde -10 o C hasta 35 o C.
 
En la figura 13.11, se muestra una carta psicrométrica básica. Está hecha con datos basados a la presión atmosférica normal de 101.325 kPa, y las unidades son las del Sistema Internacional, S.I. (ver capitulo 15 sobre equivalencias entre sistemas de unidades). Las temperaturas están en grados centígrados; el volumen en m³/kg; la humedad relativa en porcentajes; el contenido de humedad en g/kg aire seco; la entalpía y la entropía están en kilo Joules (kJ) por kg de aire seco. Un kJ/kg = 0.239 kcal/kg = 0.430 btu/lb.
En una carta psicrométrica se encuentran todas las propiedades del aire, de las cuales las de mayor importancia son las siguientes:
 
1. Temperatura de bulbo seco (bs).
2. Temperatura de bulbo húmedo (bh).
3. Temperatura de punto de rocío (pr)
4. Humedad relativa (hr).
5. Humedad absoluta (ha).
6. Entalpía (h).
7. Volumen específico.
 
Conociendo dos de cualquiera de estas propiedades del aire, las otras pueden determinarse a partir de la carta.
 
1. Temperatura de Bulbo Seco.- En primer término, tenemos la temperatura de bulbo seco. Como ya sabemos, es la temperatura medida con un termómetro ordinario. Esta escala es la horizontal (abcisa), en la parte baja de la carta, según se muestra en la figura 13.12. Las líneas que se extienden verticalmente, desde la parte baja hasta la parte alta de la carta, se llaman líneas de temperatura de bulbo seco constantes, o simplemente «líneas de bulbo seco». Son constantes porque cualquier punto a lo largo de una de estas líneas, corresponde a la misma temperatura de bulbo seco indicada en la escala de la parte baja. Por ejemplo, en la línea de 40 o C, cualquier punto a lo largo de la misma, corresponde a la temperatura de bulbo seco de 40 o C.
2. Temperatura de Bulbo Húmedo.- Es la segunda propiedad del aire de nuestra carta psicrométrica. Corresponde a la temperatura medida con un termómetro de bulbo húmedo. Como ya se explicó en la sección anterior, es la temperatura que resulta cuando se evapora el agua de la mecha, que cubre el bulbo de un termómetro ordinario.
    
La escala de temperaturas de bulbo húmedo, es la que se encuentra del lado superior izquierdo, en la parte curva de la carta psicrométrica, como se muestra en la figura 13.13. Las líneas de temperatura de bulbo húmedo constantes o líneas de bulbo húmedo, corren diagonalmente de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo, en un ángulo de aproximadamente 30 o  de la horizontal. También se les dice constantes, porque todos los puntos a lo largo de una de estas líneas, están a la misma temperatura de bulbo húmedo.
3. Temperatura de Punto de Rocío.- Es otra propiedad de aire incluida en una carta psicrométrica. Esta es la temperatura a la cual se condensará la humedad sobre una superficie. La escala para las temperaturas de punto de rocío es idéntica que la escala para las temperaturas de  bulbo  húmedo;  es  decir,  es  la  misma  escala  para ambas  propiedades.  Sin  embargo,  las  líneas  de  la temperatura de punto de rocío, corren horizontalmente de izquierda a derecha, como se ilustra en la figura 13.14, no en forma diagonal como las de bulbo húmedo (ver figura 13.13).
    
Cualquier punto sobre una línea de punto de rocío constante, corresponde a la temperatura de punto de rocío sobre la escala, en la línea curva de la carta.
4. Humedad Relativa.- En una carta psicrométrica completa, las líneas de humedad relativa constante, son las líneas curvas que se extienden hacia arriba y hacia la derecha. Se expresan siempre en porciento, y este valor se indica sobre cada línea.
    
Como ya hicimos notar previamente, la temperatura de bulbo húmedo y la temperatura de punto de rocío, comparten la misma escala en la línea curva a la izquierda de la carta. Puesto que la única condición donde la temperatura de bulbo húmedo y el punto de rocío, son la misma, es en condiciones de saturación; esta línea curva exterior, representa una condición de saturación o del 100% de humedad relativa. Por lo tanto, la línea de 100% de hr, es la misma que la escala de temperaturas de bulbo húmedo y de punto de rocío.
    
Las líneas de hr constante, disminuyen en valor al alejarse de la línea de saturación hacia abajo y hacia la derecha, como se ilustra en la figura 13.15.
5. Humedad Absoluta.- La humedad absoluta, es el peso real de vapor de agua en el aire. También se le conoce como humedad específica. La escala de la humedad absoluta, es la escala vertical (ordenada) que se encuentra al lado derecho de la carta psicrométrica, como se indica en la figura 13.16.
    
Los valores de esta propiedad se expresan, como ya sabemos, en gramos de humedad por kilogramo de aire seco (g/kg), en el sistema internacional, y en granos por libra (gr/lb), en el sistema inglés.
    
Las líneas de humedad absoluta, corren horizontalmente de derecha a izquierda, y son paralelas a las líneas de punto de rocío y coinciden con éstas. Así pues, podemos ver que la cantidad de humedad en el aire, depende del punto de rocío del aire.
    
A continuación, veremos algunos ejemplos sencillos del uso de la carta psicrométrica, con las cinco propiedades físicas descritas hasta este punto. Luego, veremos las demás propiedades que faltan por estudiar. Como se mencionó anteriormente, conociendo dos de estas propiedades del aire, se pueden determinar las demás con el uso de la carta psicrométrica.

Ejemplo: Supongamos que con un psicrómetro se tomaron las lecturas de las temperaturas de bulbo seco y de bulbo húmedo, siendo éstas de 24 o C y de 17 o C, respectivamente. ¿Cuál será la humedad relativa?
 
Refiriéndonos a la carta psicrométrica de la figura 13.17, encontramos la temperatura de bulbo seco (24 o C) en la escala inferior, y la temperatura de bulbo húmedo (17 o C) en la escala curva del lado izquierdo de la carta. Extendiendo estas dos líneas, se intersectan en el punto "A". A partir de este punto, se puede determinar toda la demás información. La humedad relativa es de 50%.
 
En esa misma muestra de aire, ¿cuál será el punto de rocío?
 
Partiendo del punto "A" y desplazándonos hacia la izquierda en forma horizontal, la línea corta a la escala de temperatura de punto de rocío en 12.6 o C.
 
¿Cuál será la humedad absoluta? Partiendo nuevamente del punto "A", en forma horizontal, pero hacia la derecha de la carta, la línea intersecta en la escala de humedad absoluta en un valor de 9.35 g/kg de aire seco.
 
Ejemplo: A una muestra de aire se le midió la humedad relativa, utilizando un higrómetro y ésta es de 60%. Si la temperatura de bulbo seco es de 27 o C, ¿cuál será el punto de rocío?
 
Encontramos el punto donde la temperatura de 27 o C de bulbo seco, cruza con la línea de 60% de hr, en la fig. 13.17. A este punto lo llamamos "B". Si la muestra de aire en estas condiciones fuera enfriada, sin cambiar su contenido de humedad, lo cual está representado en la carta psicrométrica como una línea horizontal, la línea del punto de rocío seria intersectada aproximadamente en 18.8 o C.
 
Ejemplo: Encontrar la hr cuando la temperatura de bulbo seco es de 32 o C, y el contenido de humedad (presión del vapor de agua) es de 14 g/kg de aire seco.
 
Primero, se encuentra la línea vertical que representa la temperatura de bulbo seco constante de 32 o C. Subiendo a lo largo de esta línea, hasta cruzar la línea horizontal que representa 14 g de humedad por kg de aire seco. A la intersección le llamamos punto "C", (ver fig. 13.17). Este punto cae entre las líneas de 40% y 50% de humedad relativa. La respuesta sería una humedad relativa de 47%.

6. Entalpía.- Las líneas de entalpía constantes en una carta psicrométrica, son las que se muestran en la figura 13.18. Debe notarse que estas líneas, son meramente extensiones de las líneas de bulbo húmedo; puesto que el calor total del aire, depende de la temperatura de bulbo húmedo. La escala del lado izquierdo lejana a la línea curva, da el calor total del aire en kJ/kg (kilojoules por kilogramo) de aire seco, en el sistema internacional o en btu/lb de aire seco, en el sistema inglés. Esta escala aumenta de -6 kJ/kg a la temperatura de -10 o C de bulbo húmedo, hasta aproximadamente 115 kJ/kg a 33 o C de bulbo húmedo

7. Volumen Específico.- En la figura 13.19, se muestran las líneas del volumen específico constante en una carta psicrométrica. Estas líneas están en un ángulo aproximado de 60 o con la horizontal, y van aumentando de valor de izquierda a derecha. Por lo general, el espacio entre cada línea, representa un cambio de volumen específico de 0.05 m³/kg. Cualquier punto que caiga entre dos de estas líneas, naturalmente debe ser un valor estimado. Si se desea saber la densidad del aire a cualquier condición, como ya sabemos, se debe dividir uno entre el volumen específico, puesto que la densidad es la inversa del volumen especifico y viceversa. Debido a que la mayoría de los cálculos en trabajos de aire acondicionado, se basan en el peso del aire en lugar del volumen de aire, se recomienda el uso del volumen específico (m³/kg de aire) en vez de la densidad (kg/m³ de aire).
    
Ahora, echemos un vistazo a la carta psicrométrica de la figura 13.11. Su constitución consiste de la sobreimposición de las siete propiedades descritas, ocupando la misma posición relativa sobre la carta.
    
    
En la descripción de cada una de las siete propiedades, se definió la línea constante como una línea que puede contener un número infinito de puntos, cada uno a la misma condición; esto es, si fuésemos a trazar una sola condición del aire, tal como la temperatura del bulbo seco sobre la carta psicrométrica, ésta podría caer en cualquier punto sobre la línea constante, correspondiente a esa temperatura de bulbo seco.
    
Pero ahora, en la carta psicrométrica compuesta, tenemos un número de líneas que se cruzan una con otra; así que si trazamos un punto sobre una línea de bulbo seco constante, este punto también corresponderá a diferentes valores sobre las líneas constantes para la temperatura de bulbo húmedo, punto de rocío, humedad relativa, volumen específico, humedad específica y entalpía. Suponiendo que dos de cualquiera de estas líneas constantes se cruzaran en un punto común sobre la carta, podremos trazar ese punto exactamente, si conocemos dos de cualquiera de esas propiedades del aire. A partir de este punto, podemos entonces movernos a lo largo de las respectivas líneas constantes para las otras propiedades del aire, y podemos leer el valor en sus escalas respectivas, sin tener que recurrir al problema de calcularlos, como vimos en la sección de las tablas psicrométricas. Aunque este método no es tan preciso como el método de las tablas, es mucho más rápido, y el grado de precisión es suficientemente cercano para fines prácticos.
 
Ejemplo: Si a una muestra de aire se le toman las temperaturas de bulbo seco (35 o C) y bulbo húmedo (22 o C), ¿cuáles serán las demás propiedades?
 
Primero, trazamos un punto donde estas dos líneas se cruzan, como se muestra en la figura 13.20, y lo marcamos como punto "A". Este es el único punto en la carta donde existen estas dos condiciones (35 o C bs y 22 o C bh).
 
Las demás condiciones pueden encontrarse fácilmente, simplemente nos desplazamos a lo largo de la línea constante correspondiente, leyendo el valor en esa escala.
 
El orden no es importante, y puede comenzarse por cualquier propiedad. Por ejemplo, la temperatura de punto de rocío. Para determinarla, partimos del punto "A", horizontalmente hacia la izquierda de la carta, y donde cruza la escala de temperatura de bulbo húmedo, esa es la temperatura de punto de rocío, ya que es la misma escala, puesto que en esa línea curva el aire está en su condición de saturación. La temperatura de punto de rocío para este ejemplo es de 15.8 o C (punto "B").
 
El contenido de humedad se determina sobre la escala del lado derecho de la carta; por lo que, partiendo del punto "A", nos desplazamos horizontalmente hacia la derecha, y cruzamos la escala en aproximadamente 11.3 g/kg de aire seco (punto "C").
La humedad relativa se determina por la posición del punto "A", con respecto a las líneas de humedad relativa de la carta. Examinando de cerca este punto, vemos que está aproximadamente a una quinta parte de la distancia entre las líneas de 30% y 40% de hr. Por lo que podemos estimar que la hr es de 32%.
 
La ubicación del punto "A", con respecto a las líneas constantes del volumen específico, indica que cae aproximadamente a 4/5 partes de la distancia entre la línea de 0.85 y 0.90 m³/kg de aire seco, (4 ÷ 5 = 0.80). Como hay una diferencia de 0.05 m³/kg entre una línea y otra, podemos estimar que el volumen específico es 0.85 + 0.80 veces 0.05, o sea 0.89 m³/kg de aire seco, 0.85 + (0.80 x 0.05) = 0.89. La densidad sería lo inverso del volumen específico, o sea 1 ÷ 0.89 = 1.12 kg/m³.
 
Extendiendo la línea constante de bulbo húmedo, de 22 o C directo hacia arriba y a la izquierda, hasta cortar la escala de calor total o entalpía (punto "D"), podemos leer que la entalpía del aire es de 64.6 kJ/kg de aire seco. Para convertir kilojoules por kilogramo a kilocalorías por kilogramo, dividimos los kJ/kg entre 4.184(64.6 kJ/kg ÷ 4.184 = 15.44 kcal/kg). Para convertir los kJ/kg a btu/lb, se dividen los kJ/kg entre 2.326(64.6 kJ/kg ÷ 2.326 = 27.77 btu/lb).
 
Mientras que los valores de las demás propiedades obtenidos en la carta psicrométrica, son muy parecidos a los calculados mediante el método de las tablas psicrométricas, parecería que el valor de la entalpía es conside- rablemente menos preciso; pero, debe recordarse que en el proceso de acondicionamiento de aire, nos interesa el cambio de calor, en lugar del valor absoluto del calor total. La diferencia entre las tablas y la carta, es consistente a través de todo el rango de temperaturas con las cuales se va a trabajar; así que, los cambios en los valores de entalpía en la carta, serán casi idénticos a los cambios en las tablas.
 
Como se puede observar, es relativamente simple determinar las propiedades del aire en una carta psicrométrica, conociendo dos (cualquiera) de ellas. Se requiere que a partir de un punto dado en la carta, las demás propiedades se obtengan siguiendo una serie de líneas, que pueden ser horizontales, verticales, diagonales o curvas. La precisión del resultado, depende grandemente de la versión individual, la habilidad para trazar líneas y el método de interpolación. La interpolación significa obtener matemáticamente, los valores de los puntos que caen entre dos líneas; lo cual, en ocasiones, puede consumir una gran cantidad de tiempo y esfuerzo.
 
Pero, el uso de la carta no se limita solamente a determinar las propiedades de una muestra de aire, también se pueden calcular las cargas térmicas al calentar o enfriar la muestra de aire, con o sin humidificación o deshumidificación, cambios en el volumen, mezclas de aire, etc.
]]>Wed, 13 Sep 2023 16:33:09 -0600<![CDATA[¿Cuál es la humedad relativa correcta para interiores?]]>https://www.climasmonterrey.com/blogs/post/cual-es-la-humedad-relativa-correcta-para-interiores

¿Cuál es la humedad relativa correcta para interiores?

Mientras que algunas condiciones de humedad son ideales para el confort y la salud, en muchos casos, son menos ideales por otras razones. Una hr interior de 60%, puede cumplir con todos los requisitos para salud y confort, pero puede resultar dañina para paredes, muebles, etc. El empañamiento de las ventanas es, normalmente, una indicación de hr demasiado alta, y debe recordarse que esta misma condensación, se lleva a cabo dentro de las paredes y otros lugares vulnerables al daño por exceso de humedad.
 
Por lo tanto, es necesario fijar límites de seguridad para los niveles de humedad relativa en interiores, a fin de obtener los máximos beneficios de la humedad correcta, sin exponer la estructura a algún daño. Se recomienda que se sigan los datos de la tabla 13.10, para asegurar esos beneficios.
]]>Wed, 13 Sep 2023 16:04:46 -0600<![CDATA[¿Por qué Humidificar?]]>https://www.climasmonterrey.com/blogs/post/por-que-humidificar

¿Por qué Humidificar?

En cualquier casa o edificio donde prevalezca la calefacción en invierno, y que no haya humidificación, se lleva a cabo una reducción substancial de la hr.
 
Como ya sabemos, mientras más caliente está el aire, puede retener más humedad. El aire en un hogar calentado a 21 o C, puede tener aproximadamente 7.1 gramos de humedad por cada kilogramo de aire seco. Esto es, 100% de humedad relativa. Si solamente hubiese 1.77 gramos/kg en el hogar, esto es, una cuarta parte de la capacidad del aire para retener humedad, la hr sería también la cuarta parte o 25%. El aire podría retener hasta cuatro veces esa cantidad de agua.
 
Este fenómeno es muy importante, y es lo que sucede al aire cuando se calienta. En la figura 13.9, se muestra una tabla de conversión de la humedad relativa interior-exterior, que nos ilustra cómo disminuye la hr al calentar el aire dentro de una casa o un edificio, a aproximadamente 22 o C, en base a la temperatura y hr del exterior.
 
Para usar esta tabla, primero se determinan la humedad relativa y la temperatura exteriores, mediante un psicrómetro o con las tablas psicrométricas. Teniendo esos dos valores, se localiza la hr exterior en el lado izquierdo de la tabla y la temperatura exterior en la escala inferior. La intersección indica la hr interior cuando el aire exterior se calienta dentro del cuarto a 22 o C. Por ejemplo, si la humedad relativa y la temperatura exteriores son de 70% y -4 o C, respectivamente, la humedad relativa interior, será de 12%.
Para superar esto, se agrega humedad artificialmente para que haya disponible más humedad para ese aire seco, y aprovechar esa habilidad mayor de retención de humedad. Se humidifica porque hay beneficios que son tan importantes, como el calentar para un confort y bienestar interior durante el invierno. Estos beneficios, pueden agruparse en tres clasificaciones generales:
    
1. Confort
2. Conservación
3. Salud
    
1. Confort.- Cuando uno sale de la regadera en un baño cerrado, generalmente se siente tibio y húmedo. Probablemente la temperatura esté en el rango de 21 o C a 22 o C, con una hr de aproximadamente 70 a 80%. Esta alta humedad, resulta del vapor de agua agregado al aire durante el baño.
    
Cuando hay que salir del cuarto de baño a otra parte de la casa, se siente notablemente más frío, y no es que la temperatura esté más baja, porque puede ser casi la misma. Se debe a que probablemente la hr en el resto de la casa, esté entre un 10 ó 15%. Debido a lo seco de este aire, la humedad de la piel comienza a evaporarse inmediatamente, produciendo un efecto de enfriamiento, exactamente como un enfriador evaporativo.
    
Este tipo de fenómeno se presenta día tras día, cada invierno, en millones de casas. La gente que tiene calefacción, gira sus termostatos hasta 24 o 25 o C, para no sentir ese frío. Aun así, se sienten como corrientes de aire y frío porque el proceso evaporativo continúa. Un nivel adecuado de humedad relativa hace que a 20 o C, se sienta igual o más agradable que a 25 o C.
    
Este efecto de frío no es el único desconfort causado por el aire seco. La electricidad estática, como ya vimos, es una indicación definitiva de bajos niveles de humedad relativa, y es una condición que es consistentemente molesta. Una hr adecuada eliminará, o por lo menos, reducirá ese desconfort.
    
2. Conservación.- La adición o reducción de humedad, afecta drásticamente las cualidades, dimensiones y peso, de los materiales higroscópicos.
    
La madera, el papel, las telas, aunque se sienten secos al tacto, contienen agua. No una cantidad fija de agua, sino una cantidad que varía grandemente con el nivel de hr del aire circundante. Tomemos, por ejemplo, un metro cúbico de madera seca con un peso de 480 kg. A una hr de 60%, la madera tendrá aproximadamente 50 lts. de agua. Si la hr disminuye a 10%, el agua retenida por la madera no llegaría ni a 10 litros.
    
Este tipo de acción sucede no solo con la madera, sino con todo tipo de materiales en casa, que tengan la capacidad de absorber y despedir humedad. Estos materiales se encogen al perder humedad, y se hinchan al absorberla . Si la pérdida de agua es rápida, se suscitan torceduras y grietas. Al cambiar la hr, cambian las condiciones y las dimensiones de los materiales. Es por esto que se debe humidificar, se debe controlar la hr . Por todo lo anterior, es que la humedad adecuada es importante.
    
Efectos de Baja Humedad. En el párrafo anterior sobre indicativos de baja humedad, se mencionaron algunos de los efectos ocasionados por la falta de humedad. Esto afecta, principalmente, a la construcción de muebles; las gomas se resecan, las uniones se separan, los escalones se caen, aparecen grietas, etc.
    
Los emplastes y los entrepaños de madera se separan y se agrietan, al igual que los pisos. Los pianos, órganos y otros instrumentos musicales, pierden su afinación. Obras de arte, libros y documentos se resecan, se rompen o se agrietan.
    
Las alfombras y tapetes se desgastan rápidamente, simplemente porque una fibra seca se rompe y una húmeda se dobla.
    
Efectos por Exceso de Humedad. Todos hemos visto ventanas empañadas durante el invierno; esto es indicativo de una humedad relativa interior muy alta. Esta condensación se debe al efecto de la presión de vapor. Las moléculas del vapor de agua se mueven a través de toda la casa. Debido a la tendencia de estas moléculas a dispersarse igualmente o de mezclarse, la humedad del aire se mueve hacia el aire más seco. En una casa, el aire húmedo interior, tiende a alcanzar el aire más seco del exterior; se mueve hacia las ventanas donde hay una temperatura más baja. Por lo tanto, hay un incremento en la hr, hasta un punto en el cual el vapor de agua se condensa en las superficies más frías de las ventanas. Este es el punto de rocío y ocurre a varias condiciones, dependiendo del tipo de ventanas en la casa.
    
Generalmente, la condensación por dentro de las ventanas, es un tipo de medida de la hr permisible dentro de la casa. Puede asumirse que, si esta condensación se está llevando a cabo sobre la ventana, también puede estar ocurriendo dentro de los muros, si no hubiera una barrera de vapor.
    
Una barrera de vapor, como el nombre implica, es un material que restringe el movimiento de las moléculas de vapor de agua. Ejemplos de una barrera de vapor típica, son papel de aluminio, película de polietileno, cubiertas de plástico, azulejo de plástico y algunos tipos de pinturas o barnices. En realidad, prácticamente cada casa tiene algún tipo de barrera de vapor, la cual por lo menos retarda el movimiento de las moléculas de agua, desde una área de alta presión de vapor (interior), hacia una área de baja presión de vapor (exterior).
    
Se han demostrado que aunque los muros estén aislados, si la humedad relativa en el interior de la casa es muy alta, habrá condensación, ya sea en el interior del aislamiento o entre éste y el muro, y aquí es donde comienzan los problemas si no se tiene una barrera de vapor, o si no está controlado el humidificador.
    
El aspecto importante es una hr controlada adecuadamente, para evitar los dañinos efectos de un aire demasiado seco e igualmente importante, evitar los efectos dañinos de una hr demasiado alta.
    
3. Salud.- ¿Que dicen los médicos acerca de la humedad y la salud? Un doctor especialista en ojos, nariz y garganta dice al respecto:
    
En la lucha entre la nariz y el equipo acondicionador del aire, algunas veces gana la calefacción y otras la refrigeración, pero rara vez la nariz. La mucosa nasal contiene como 96% de agua. Para empezar, es más viscosa que cualquier otra mucosidad en el cuerpo, y aun la más ligera resequedad, aumenta la viscosidad lo suficiente para interferir con la función de los cilios. Las demandas de las glándulas nasales son grandes aún bajo condiciones ordinarias, y no pueden competir con una sequedad externa en el interior de una casa en invierno.
    
La experiencia ha demostrado, que cuando se aproxima el invierno, aparece la primera ola de pacientes con nariz reseca, cuando la hr interior baja a 25%. Parece, por lo tanto, que 35% sería considerada del grado aceptable, pero 40% sería un mejor objetivo. Podría concluirse así, parecería que medio litro de agua, es demasiada agua para ser vertida por una pequeña nariz. En los enfermos y en los ancianos, simplemente no se libera, deteniéndose el flujo, cosa que los gérmenes aprovechan.
    
Otro médico experto en catarros comunes dice: «La prevención del catarro común es actualmente, la más cercana aproximación a la cura. La medida de prevención más importante, parecería ser la regulación adecuada de la humedad, especialmente durante la temporada de invierno y calefacción, con su desastrosa resequedad del aire interior , que crea un ambiente favorable para el virus de la gripe.
    
Una hr adecuada, es útil para aliviar los problemas de salud agravados por un aire demasiado seco. Todos los hechos apuntan hacia una relación positiva entre la humedad y la salud.
]]>Wed, 13 Sep 2023 16:01:33 -0600