PSICROMETRIA
Las acciones importantes involucradas en la operación de un sistema de aire acondicionado son:
1. Control de la temperatura.
2. Control de la humedad.
3. Filtración, limpieza y purificación del aire.
4. Circulación y movimiento del aire.
Definicion
Psicrometría es una palabra que impresiona, y se define
como la medición del contenido de humedad del aire.
Ampliando la definición a términos más técnicos, psicro-
metría es la ciencia que involucra las propiedades termodinámicas del aire húmedo, y el efecto de la humedad atmosférica sobre los materiales y el confort humano.
TIPOS DE PSICROMETRO
Todos los distintos tipos de psicrómetros están basados en el mismo principio físico:
permiten deducir, como ya se ha señalado, la humedad relativa del aire a partir de la diferencia de temperatura entre un termómetro seco y otro húmedo
Las principales diferencias entre ellos están relacionadas con la precisión de los termómetros utilizados, y con las condiciones del flujo de aire que circula a su alrededor.
Psicrómetro de pared
Suelen ser dispositivos sencillos, pensados para su uso doméstico. Utilizan termómetros de precisión moderada, y no disponen de un control efectivo sobre el flujo del aire a su alrededor
Psicrómetro giratorio
Está diseñado como un instrumento portátil, ideado para efectuar mediciones de campo. Los termómetros utilizados son de mayor precisión que en los modelos de pared. El giro del aparato produce un flujo forzado del aire alrededor de los termómetros, reduciendo el tiempo necesario para la obtención de la lectura combinada de las dos temperaturas.
Psicrómetro de Assmann
Este aparato dispone de un ventilador accionado por un pequeño motor eléctrico o de cuerda, que genera un flujo constante y uniforme de aire alrededor de los dos termómetros, mejorando notablemente la uniformidad de las condiciones de las lecturas efectuadas. También está pensado para efectuar mediciones de campo.
Psicrómetro meteorológico
Se trata de aparatos utilizados en las estaciones meteorológicas de los distintos organismos oficiales encargados de la toma de registros meteorológicos.
Psicrómetros digitales
También son dispositivos basados en la comparación de las temperaturas de un bulbo seco y otro húmedo.
Humedad
Humedad relativa
Humedad Relativa
La humedad relativa (hr), es un término utilizado para
expresar la cantidad de humedad en una muestra dada
de aire, en comparación con la cantidad de humedad que
el aire tendría, estando totalmente saturado y a la misma
temperatura de la muestra. La humedad relativa se expre-
sa en porciento, tal como 50%, 75%, 30%, etc.
Humedad absoluta
El término "humedad bsoluta" (ha), se refiere al peso del
vapor de agua por unidad de volumen. Esta unidad de
volumen, generalmente es un espacio de un metro cúbico
(o un pie cúbico). En este espacio, normalmente hay aire
también, aunque no necesariamente. La humedad relati-
va está basada en la humedad absoluta, bajo las condi-
ciones establecidas; es decir, la humedad relativa es una
comparación con la humedad absoluta a la misma
temperatura, si el vapor de agua está saturado.
Tanto la humedad absoluta, como la relativa, están basa-
das en el peso del vapor de agua en un volumen dado.
Humedad Específica
La humedad específica, o también llamada contenido de
humedad, es el peso de vapor de agua en gramos por
kilogramo de aire seco (o bien, granos por libra).
La humedad específica, se refiere a la cantidad de hume-
dad en peso, que se requiere para saturar un kilogramo de
aire seco, a una temperatura de saturación (punto de
rocío) determinada.
FUNCIONAMIENTO
Los psicrómetros constan de un termómetro de bulbo húmedo y un termómetro de bulbo seco.
El volumen del espacio puede sacarse midiéndolo.
A éste se le agregará el aire fresco requerido para
ventilación. La temperatura puede tomarse con un termómetro ordinario pero preciso.
Termómetro de Bulbo Seco
El confort humano y la salud, dependen grandemente dela temperatura del aire. En el acondicionamiento de aire, la temperatura del aire indicada es normalmente la temperatura de «bulbo seco» (bs), tomada con el elemento sensor del termómetro en una condición seca.
Es la temperatura medida por termómetros ordinarios en casa.
Hasta este punto, todas las temperaturas a que nos
hemos referido han sido temperaturas de bulbo seco, tal
como se leen en un termómetro ordinario, excepto donde nos hemos referido específicamente a la temperatura del punto de rocío.
Termómetro de Bulbo Húmedo
Básicamente, un termómetro de bulbo húmedo no es
diferente de un termómetro ordinario, excepto que tiene
una pequeña mecha o pedazo de tela alrededor del bulbo.
Si esta mecha se humedece con agua limpia, la evaporación de esta agua disminuirá la lectura (temperatura) del termómetro. Esta temperatura se conoce como de «bulbo húmedo» (bh).
La humedad relativa del aire se calcula a partir de la diferencia de temperatura entre ambos aparatos.
El húmedo es sensible a la evaporación de agua, y debido al enfriamiento que produce la evaporación, medirá una temperatura inferior. Si hay poca diferencia entre una y otra temperatura, hay poca evaporación, lo cual indica que la humedad relativa es alta.
En el caso de los psicrómetros digitales, el propio aparato realiza de forma automática los cálculos necesarios, presentando los resultados en una pantalla numérica.
Mediciones psicrométricas
El psicrómetro permite conocer dos temperaturas (la del aire ambiente y la del bulbo húmedo), pero en realidad no facilita una lectura directa de la humedad relativa del aire.
Cartas psicrométricas. Cálculo de la humedad relativa
Las cartas psicrométricas son unos gráficos especiales de doble entrada, que a partir de la temperatura ambiente y de la temperatura de bulbo húmedo, permiten determinar la humedad relativa del aire.
Dificultad de la medición precisa de la humedad
La medición de la humedad es uno de los problemas más difíciles en la metrología básica. De acuerdo con la Guía de la OMM, "Las precisiones alcanzables para la determinación de la humedad que figuran en la tabla se refieren a los instrumentos de buena calidad que son bien operados y mantenidos.
Los estándares de calibración
Calibración del psicrómetro
Calibración mediante solución saturada de sal
Propiedades del Aire
El aire es una mezcla de gases incolora, inolora e insabora que rodea a la tierra. Este aire que envuelve a la tierra se conoce como atmósfera. Se extiende hasta una altura de aproximadamente 645 kms, y se divide en varias capas.
La capa más cercana a la tierra se llama tropósfera, y va desde el nivel del mar hasta los 15 kms. La capa que se extiende desde los 15 hasta los 50 kms, se llama estratósfera. La capa de los 50 kms hasta los 95 kms, se llama mesósfera, y de los 95 a los 400 kms, se llama ionósfera.
El aire, no es un vapor saturado que esté cercano a
temperaturas donde pueda ser condensado. Es siempre
un gas altamente sobrecalentado, o más precisamente,
es una mezcla de gases altamente sobrecalentados.
Si el aire seco se calienta, se expande; y su densidad
disminuye, cuando la presión permanece constante.
Inversamente, si se enfría el aire seco, aumenta su
densidad. Aún más, las temperaturas, densidades, volú-
menes y presiones, todas varían proporcionalmente.
En la tabla 13.1, se muestran las propiedades del aire
seco a la presión atmosférica, en un rango de temperaturas de -15oC a 50oC.
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.