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CONCEPTOS BÁSICOS


AIRE Y PSICROMETRÍA
El aire atmosférico es una mezcla de gases compuesta principalmente por Nitrógeno y oxígeno, sin embargo existen otros gases como el vapor de agua y otros. En este sentido el aire seco consiste en la mezcla de gases con ausencia de agua, el aire saturado corresponde a la mezcla con la cantidad máxima de agua que es posible estar en la fase de vapor.Cuando el aire se encuentra saturado con agua, no es capaz de recibir más agua en forma de vapor y por lo tanto, cualquier intento en ello provocaría la condensación del vapor, generándose la lluvia. De allí la importancia de conocer los principales parámetros que rigen el comportamiento de esta mezcla, entre ellos: 


Temperatura de bulbo seco. 
Es la temperatura medida con un termómetro cuyobulbo o sensor se encuentra en contacto directo con el sistema, se expresa en ºC o ºF.
Temperatura de bulbo húmedo.
Es la temperatura medida con un termómetro cuyo bulbo o sensor se encuentra cubierto de un material humedecido con agua. El paso del aire en contacto con el termómetro cuyo bulbo está húmedo, provoca la evaporación del agua hasta que se logra la saturación del aire. La temperaturaque registra dicho termómetro es inferior a la observada en un termómetro de bulbo seco, debido a que la evaporación del agua en el bulbo húmedo requiere calor que se toma del termómetro logrando su enfriamiento (Ver figura).
Temperatura de Rocío.
Es la temperatura del aire en condiciones de saturación. Se evalúa determinando la temperatura de saturación a la presión de vapor en la mezcla. Cuandoocurre la saturación la temperatura de bulbo húmedo, seco y punto de rocío tienen el mismo valor.
Presión parcial. 
Según la ley de Dalton, en una mezcla de gases se denomina presión parcial de un componente a la presión que éste ejercería si ocupara todo el volumen que ocupa la mezcla. En el aire atmosférico se tiene que PTotal = Pvapor + Paire seco. Normalmente la fracción de presión delvapor de agua no supera el 5% de la presión total, sin embargo esa pequeña fracción es determinante en las condiciones del aire.
Humedad Absoluta. 
Es la relación entre la cantidad másica de vapor de agua y la cantidad másica de aire seco contenida en una muestra. Se define como: 

 

tiene unidades de kg de agua / kg de aire seco.
Humedad relativa.
Es la relación que existe entre la presióndel vapor en la mezcla y la presión de saturación del vapor de agua a la temperatura de bulbo seco en que se encuentra la mezcla. Puede definirse también como la relación entre la masa de vapor de agua de la muestra y la máxima cantidad de vapor de agua posible a las condiciones dadas. Se expresa como: 

 

tiene unidad de fracción o porcentaje y varía entre el 0 y el 100%
Entalpía. 
Es elcontenido energético de cierta sustancia. Para el caso del aire atmosférico es la suma de la energía asociada al aire seco y la energía asociada al vapor de agua, se expresa por unidad de kg de aire seco y viene dado por: 

 

donde has es la entalpía del aire seco que se calcula como has = CpaireT, w es la humedad específica y hv es la entalpía del vapor de agua que puede leerse en una tablatermodinámica como la entalpía de vapor saturado a la temperatura dada.
CARTA PSICROMÉTRICA
La carta psicrométrica (Ver sección 6.6.4.2), es una representación gráfica de las propiedades termodinámicas de una mezcla aire-vapor de agua. En ellas se puede dibujar un proceso ubicando los diferentes estados, vgr. Una línea horizontal a humedad absoluta constante representa un proceso de calentamientoo enfriamiento; una línea diagonal paralelas a las líneas de entalpia constante o a las de temperatura de bulbo húmedo constante, representa un proceso de evaporación o de desorción; entre otros (Ver figura a). 

En el archivo adjunto se presenta una hoja de cálculo que permite calcular las propiedades psicrométricas a partir de la temperatura de bulbo húmedo y la humedad relativa (Ver figura...