La primavera ya está aquí, los primeros días de sol que dan ganas de salir a pasear y disfrutar de la agradable temperatura y el aire fresco, que habíamos estado esperando durante todo el invierno. El clima se “adapta” mejor a nuestro cuerpo, nos sentimos más cómodos con menos ropa. Y todo esto se debe principalmente a las condiciones del aire que nos rodea.

El aire está formado por una serie de gases: nitrógeno (78%), oxígeno (21%) y otros, 1%, incluído el vapor de agua que, a pesar de estar presente en muy pequeña proporción, juega un papel fundamental en el ecosistema de nuestro planeta.

Entre las personas y el medio ambiente hay un intercambio continuo de calor, que puede causar tanto situaciones cómodas como incómodas, dependiendo de la energía que tenga que utilizar el cuerpo para mantener el equilibrio térmico. Respecto a la convección, el intercambio de calor se ve afectado principalmente por la temperatura y la velocidad del aire, mientras que la evaporación también se ve afectada por la humedad relativa. La diferencia en las presiones parciales entre el contenido de humedad en una superficie concreta, por ejemplo nuestra piel, y la humedad del aire, tiende a equilibrarse naturalmente, de acuerdo con los principios de la física. Así, percibiremos que la piel está seca cuando la humedad del aire es demasiado baja, o una sensación de humedad cuando está alta.

La sensación de comodidad no corresponde a un valor preciso de humedad y temperatura, es un elemento subjetivo y depende de otros aspectos como la actividad física o la ropa que se lleva, que afecta sustancialmente al intercambio de calor.

La siguiente representación en el cuadro psicométrico, tomada de ASHRAE Fundamentals (2001, 8.12), muestra las zonas de confort en invierno y verano, para la actividad sedentaria.

Para crear y mantener una situación de confort, los sistemas mecánicos se utilizan para gestionar los valores de temperatura y humedad en interior. En entornos comerciales, como oficinas, hoteles o museos, se presta un control especial a la humedad, no solo para confort, sino también para evitar la propagación de bacterias, especialmente en invierno, o el daño que un grado de humedad erróneo podría causar en una obra de arte.

Los seres humanos somos más sensibles a los cambios en la temperatura que en la humedad relativa, mientras que los materiales higroscópicos son más sensibles a los cambios de humedad y no a los de temperatura. En estos casos, la humedad debe mantenerse dentro de un rango ajustado, a fin de preservar las propiedades y la facilidad de uso de los productos. En muchos entornos industriales, como la imprenta, el tabaco, el procesamiento de plásticos y textiles, la capacidad de producción y la calidad del producto final se ven muy afectadas por la humedad relativa y la posible formación de descargas electrostáticas. Los materiales higroscópicos tienen por naturaleza a absorber o desprender humedad, para alcanzar el equilibrio con el aire circundante; en consecuencia, incluso una pequeña variación en la humedad relativa puede llevar a una considerable pérdida de producción y problemas en la línea de producción.

Para resolver este problema, se necesitan sistemas mecánicos para controlar la humedad. Un sistema HVAC consta de varios subsistemas, incluído el control de humidificación, que se puede gestionar de dos formas:

• Humidificación por conductos
• Humidificación directa

Para entender mejor la diferencia entre ambos, es importante conocer las etapas principales en el diseño de un sistema HVAC:

• Inicio del proyecto.
• Definición de los requerimientos y planificación.
• Ejecución del proyecto.
• Monitorización del rendimiento.
• Clausura del proyecto.

Cuando se conocen por adelantado los problemas debidos a la baja humedad relativa, una solución canalizada es generalmente la opción más sencilla de gestionar y puede dimensionarse correctamente durante la segunda etapa del diseño, denominada “definición y planificación de los requerimientos”. Para adaptar un sistema de humidificación que cumpla con los requisitos de alta eficiencia, los conductos deben tener las características adecuadas en la etapa de diseño, cuando aún es posible adaptar la configuración de la Unidad de Tratamiento de Aire. La humidificación por conductos permite una gestión y un mantenimiento más sencillos que la humidificación directa.

Cuando la humedad relativa se subestima en la etapa de diseño de las UTAs, los problemas surgirán posteriormente en la cuarta etapa, “monitorización del rendimiento”. Por lo tanto, se requerirá una solución de adaptación. En estos casos, generalmente es aconsejable optar por un sistema de humidificación en la sala, con el fin de reducir el coste de la inversión y evitar tener que realizar trabajos importantes en el sistema HVAC existente, que además puede no ser adecuado para conductos tradicionales.

Todas las soluciones de humidificación en la sala cuentan con un sistema de distribución para suministrar vapor (sistema isotérmico) o gotitas de agua (sistema adiabático), que pueden incluir el uso de atomizadores que también pueden incorporarse directamente al humidificador. En ambos casos, el diseño debe tener en cuenta que haya el espacio libre adecuado cerca del sistema de distribución para evitar la condensación.

La etapa de diseño es crucial para la evaluación correcta de la carga de humidificación, la elección del humidificador y la posición del sistema de distribución en los puntos donde más se requiere. La solución elegida es siempre una adecuación entre el rendimiento técnico, las condiciones ambientales y el retorno de la inversión.

Por otra parte, también se debe prestar especial atención a la aplicación específica, a la altura disponible, a la presencia y situación de las personas en el espacio con aire acondicionado y al sistema propio de aire acondicionado y distribución existente.

Los humidificadores isotérmicos tienen un alto consumo de energia, pero pueden instalarse en espacios con alturas bajas, ya que el vapor generado es fácilmente absorbido por el aire circundante. Además, la higiene está garantizada sin necesidad de utilizar sistemas adicionales.

Por otro lado, las soluciones adiabáticas requieren, de media, más espacio libre para garantizar la evaporación completa de las gotas de agua. Sin embargo, presentan un menor consumo de energía y pueden enfriar parcialmente las cargas térmicas internas (1 litro de agua evaporada tiene una capacidad de enfriamiento de 690W), ahorrando así en el sistema de aire acondicionado.

En las aplicaciones industriales mencionadas anteriormente, donde los requisitos de reducción de costes, tiempo de comercialización, calidad del producto final y ahorro de energía son cada vez más exigentes, el control de la humedad es esencial para garantizar la continuidad del negocio. En instalaciones más antiguas que se someten a renovaciones y mejoras para cumplir con los requisitos del mercado, la humidificación directa juega un papel clave. En aplicaciones comerciales, por otro lado, la humidificación en la sala se adopta para garantizar la comodidad de una inversión limitada.