La humidificación es una operación que consiste en aumentar la cantidad de vapor presente en una corriente gaseosa e implica lo siguiente:

• Implica la transferencia de masa y energía de una fase líquida a una mezcla gaseosa de aire y vapor.

• Cuando un líquido relativamente caliente se pone en contacto directo con un gas que no esté Saturado, parte del líquido se vaporiza. La temperatura del líquido disminuye debido principalmente al calor latente de evaporación.

Los procesos que tiene lugar son: 1. Una corriente de agua caliente se pone en contacto con una de

aire seco (o con bajo contenido en humedad).

2. Parte del agua se evapora, enfriándose así la interface.

3. El seno del líquido cede entonces calor a la interface, y por lo tanto se enfría.

4. A su vez, el agua evaporada en la interface se transfiere al aire, por lo que se humidifica.

Humedad absoluta: es la razón másica de vapor de agua respecto al aire seco

Donde: - MA: masa molecular del agua; MA= 18 g/mol - MB: masa molecular del aire; MB= 28,9 g/mol - PA: presión parcial que ejerce el vapor de agua en la mezcla gaseosa - P: presión total (atmosférica.)

- Humedad relativa: es la relación molar entre la cantidad de vapor de agua presente en el aire y la cantidad máxima posible (saturación) para esa temperatura:

- Calor específico (cP): calor necesario para aumentar 1ºC a una unidad de masa de una sustancia, a presión constante. Tomamos los valores medios de los calores específicos del agua y del aire entre 0ºC y 100ºC.

- Calor específico húmedo (cS): (es el cP de la mezcla gaseosa aire-agua):

• Entalpía específica del gas: calor asociado a un gas a cierta temperatura y presión (referencia 0ºC y agua líquida)

• Entalpía específica de saturación: es la entalpía del gas saturado de humedad; la entalpía de saturación es función de la temperatura.

TEMPERATURA DE ROCIO

Temperatura a la cual la mezcla aire-vapor de agua estará saturada, cuando la mezcla se enfría a presión y humedad absoluta constante.

Para su explicación hacemos circular agua a lo largo de la torre en forma de lluvia; el agua entra en contacto directo con una corriente de aire no saturado. Para que el proceso sea adiabático ha de cumplirse que:

- No se transfiera calor a la torre

- La corriente líquida se recircule

De esta forma la temperatura a la entrada será igual que a la salida. La diferencia de temperaturas entre el gas y el líquido tenderá a ser cero tanto más cuanto nos acerquemos a la salida del gas, y no habrá transferencia de calor sensible entre las fases.

El único efecto que ejercerá el líquido en la torre es que parte de él se vaporizará y pasará a la corriente gaseosa. Si suponemos que la torre es suficientemente alta para que las fases líquida y gas alcancen el equilibrio en la parte superior de la misma, la fase gaseosa estará saturada,

- Diagrama de humedad: también llamado carta psicométrica, permite la obtención mediante lectura directa de la mayoría de las propiedades de las mezclas aire-vapor de agua que son necesarias en los cálculos a realizar en la operación de humidificación, para una presión determinada.

La humidificación comienza desde hace muchos años, sin embargo hoy en día se hace una necesidad para la industria y el confort. Ya que hay muchas aplicaciones donde el control de la humedad es requerida, por lo que en la actualidad hay una gran variedad de Humidificadores y deshumidificadores para controlarla, siendo parte muy esencial en el acondicionamiento del aire. Contamos con humidificadores y deshumidificadores de varios tipos tales como: - Humidificadores Centrífugos - Tipo electrodo - De vapor vivo - Por atomización

Humidificadores centrífugos:

Los humidificadores centrífugos trabajan con un motor y un disco rompe gotas que hace que el agua que pasa por el disco sea centrifugada hacia el rompe gotas y pulverizada para lograr vapor de agua, este sistema es uno de los mas comunes y se utiliza en espacios abiertos o para ductos.

Humidificadores de Electrodo:

Estos equipos trabajan con electricidad, con base a un cilindro que tiene electrodos donde entra el agua y por medio de esta se genera una resistencia, calentando el agua hasta el punto de ebullición y generando vapor, estos equipos también pueden ser utilizados para espacios abiertos y para instalación en ductos.

Humidificadores de Vapor Vivo:

Estos equipos son utilizados normalmente para aplicaciones donde cuenten con vapor vivo, este humidificador se conforma por medio de una trampa de vapor, una válvula que habré y cierra la inyección de vapor, un distribuidor, entre otros componentes; estos humidificadores son para instalarse en ductos de inyección de aire.

Humidificadores por Atomización:

Los humidificadores por atomización son los que utilizan agua a presión o agua y aire comprimido; normalmente se utilizan para espacios abiertos, por ejemplo en la industria papelera, invernaderos, textil, etc.

Es el proceso de retirar el vapor de agua contenida en el aire, llamada también humedad.

El aire puede deshumidificarse con sistemas de aire acondicionado convencionales de compresión de vapor. Estos enfrían al aire a una presión constante hasta una temperatura abajo de la temperatura del punto de rocío, ocurre que se condensa parte del vapor de agua presente en el aire. Este tipo de deshumidificación es el más utilizado en los equipos de aire acondicionado comercial y residencial. Para realizar este proceso el evaporador, del sistema de compresión de vapor, debe operar a una temperatura más baja que la que es requerida para extraer la carga de calor sensible de enfriamiento del espacio acondicionado, esto hace que el sistema tenga bajos coeficientes de operación (COP). Además, algunas veces es necesario recalentar el aire para evitar un excesivo enfriamiento sensible del espacio acondicionado.

En el caso de la deshumidificación con desecantes no es un proceso de enfriamiento propiamente dicho, se considera que es opuesto a un enfriamiento evapórativo. Antes de describir el proceso es conveniente definir ciertos conceptos que permitan entender, sin confusiones, el proceso de deshumidificación por desecantes.

Un desecante es una sustancia química que tiene una gran afinidad por la humedad, es decir, es capaz de extraer o liberar vapor de agua del aire, en cantidades relativamente grandes con relación a su peso y volumen. El proceso físico que permite la retención o liberación de la humedad es la diferencia en la presión de vapor entre la superficie del desecante y el aire ambiente.

Los desecantes pueden ser clasificados como adsorbentes, las cuales absorben la humedad sin experimentar cambios químicos o físicos, o absorbentes las cuales absorben la humedad acompañado por cambios físicos o químicos. Los desecantes pueden ser sólidos o líquidos. Muchos absorbentes son líquidos y muchos adsorbentes son sólidos. Varios tipos de desecantes sólidos son ampliamente usados en sistemas de enfriamiento por desecantes; por ejemplo la silica gel, cloruro de litio y malla molecular. La silica gel son desecantes sólidos y adsorbentes y contienen numerosos poros y capilares en la cual el agua es condensada y contenida. La silica gel tiene una alta capacidad de absorber la humedad y puede regenerarse si se somete a una alta temperatura. Es de bajo costo y disponible en gránulos en tamaños desde 3/16 pulgadas.

Los absorbentes son desecantes que cuando retienen o liberan

humedad experimentan cambios químicos. Los adsorbentes son desecantes que cuando retienen o liberan humedad lo hacen sin estar acompañados de cambios químicos, el único cambio es la adición de la masa de vapor de agua al desecante.

Contamos con un sistema de deshumidificación que trabaja con desecante de silica gel bondeada en una rueda que gira y mantiene un proceso de deshumidificación y de auto reactivación de la silica en forma constante. El diseño del equipo depende de las características del diseño de aire y las necesidades de deshumidificación, Normalmente el sistema recircula el 70% del aire del cuarto e inyecta un 30% de aire fresco que debe ser acondicionado a la humedad requerida, en cuanto al aire que se utiliza para reactivar la silica gel, se toma del área calentándolo hasta lograr el intercambio de calor de reactivación de la silica y este aire es expulsado al exterior.

1.- Aire seco: El aire seco existe solo cuando se le retira el vapor de agua y los contaminantes al aire atmosférico.

2.- Aire húmedo: El aire atmosférico que rodea a la tierra es una mezcla de aire seco y vapor de agua, a la que se le llama aire húmedo.

3.- Temperatura de bulbo seco: La temperatura de bulbo seco del aire es la temperatura que se mide con un termómetro ordinario.

4.- Temperatura de bulbo húmedo: La temperatura de bulbo húmedo del aire es aquella que se mide con un termómetro ordinario con el bulbo cubierto por un pabilo humedecido con agua limpia, haciéndole circular aire.

5.- Temperatura de punto de rocío: Es la temperatura que alcanza el aire húmedo cuando se enfría a presión constante hasta saturarse

6.- Presión atmosférica estándar: La presión atmosférica es la suma de la presión del aire seco y la presión del vapor de agua contenida en el aire.

7.- Humedad Relativa: La humedad relativa es la relación entre la presión parcial ejercida por el vapor de agua en cualquier volumen de aire y la presión parcial que ejercería el vapor de agua

CONTROL DE LA CORROSIÓN: En estas aplicaciones se busca mantener el aire, en la superficie del material ferroso, con una humedad relativa inferior al 50 por ciento.

Normalmente es por las noches que el material baja su temperatura y un poco de humedad en el ambiente permite alcanzar el nivel de humedad que detona la oxidación (45-50% RH).

La técnica de deshumidificación se usa para prevenir los problemas de corrosión en: la protección de material militar, construcción de puentes, fabricación de material electrónico y semiconductores y para el almacenamiento de repuestos en la industria automotriz. En aplicaciones de restauración de daños causados por el agua o fuego la corrosión juega un papel muy importante.

PRESERVACIÓN: Los deshumidificadores se utilizan en todo el mundo para proteger películas, cintas de video, documentos, libros, obras de arte y otros objetos que se encuentren en una biblioteca o museo. El control de la humedad y la temperatura son factores importantes en la preservación de documentos y obras de arte por lo que los sistemas de deshumidificación ayudan a crear las condiciones adecuadas.

Las galerías de arte, museos y bibliotecas son espacios públicos que requieren ventilación, lo que conlleva el ingreso de humedad. Con la instalación de un deshumidificador en estos edificios, es posible tratar la humedad desde el origen. En los archivos o bóvedas hay menos circulación de personas y, por lo tanto, existe menos ventilación y puede ser más apropiado instalar un vestíbulo y deshumidificar el aire en este espacio para evitar que ingrese al archivo.

En aplicaciones deportivas, la deshumidificación tiene experiencia probada en pistas de patinaje, piscinas climatizadas y cualquier deporte que se practique dentro de un recinto cerrado.

Como estas instalaciones siempre acogen a un gran público y el agua y el hielo son elementos que forman parte del espectáculo, se pueden propiciar numerosos problemas.

Con el desarrollo del rotor desecante se ha logrado contar con un componente perfectamente integrado, que puede ser incorporado con mucha facilidad a sistemas HVACR nuevos y existentes. Desde luego que un sistema nuevo, ofrece mucha más libertad para crear la configuración de equipo que logre proporcionar el aire, con la humedad y temperatura requeridos, al más bajo costo.