El ser humano tiene un rango ideal de temperatura y humedad dentro del cual se desempeña mejor y se siente más confortable. La humedad excesivamente alta o baja, provoca cambios significativos en términos ambientales y fisiológicos.
¿Por qué? ¿Cómo? ¿Cuánta es necesaria? Mantener una buena calidad de aire interior por medio del manejo de la humedad puede disminuir costos de energía, incrementar la productividad, y ahorrar costos de mantenimiento. En pocas palabras, la humidificación proporciona un mejor ambiente e incrementa la calidad de vida y el trabajo.
Ing. Carlos Guillermo Mendoza Elizondo
A pesar de que la “humedad” es invisible a nuestros ojos, podemos percibir los efectos de ésta provoca en nuestro organismo con gran facilidad. El ser humano tiene un rango ideal de temperatura y humedad dentro del cual se desempeña mejor y se siente más confortable. La humedad excesivamente alta o baja, provoca cambios significativos en términos ambientales y fisiológicos.
Aún cuando la temperatura sea alta, el aire seco se siente más frío. Cuando una persona siente frío, se encuentra incómoda y demostrablemente menos productiva. Cuando los niveles de humedad son ideales, la temperatura del edificio puede ser disminuida realmente sin cambiar la comodidad o los niveles de productividad.
Se puede garantizar que el ahorro derivado de la reducción en la temperatura de cuarto, es resultado de un humedecimiento adecuado, el cual compensará directamente el costo de la energía consumida para la producción de la humedad.
El aire excesivamente seco es un entorno ideal para la proliferación de una gran variedad de gérmenes, que pueden provocar catarros, irritación en la garganta y problemas respiratorios; en fin, enfermedades que provocan ausentismo en los lugares de trabajo.
El aire seco succiona literalmente la humedad tanto de textiles, alfombras, maderas, papel, cuero, vinilo, como de plásticos y alimentos, causando encogimiento, endurecimiento, resquebrajamiento, se rompe o pierde tanto peso como cuerpo. Con el papel de impresión, por ejemplo, el encogimiento puede generar problemas serios al aparato de alimentación, y por consiguiente, problemas en la impresión.
También el efecto del aire seco en los circuitos impresos, maquinarias de producción, equipos electrónicos e instrumentos ultra sensibles, es considerablemente diferente, pero no por ello menos significativo, ya que puede llegar hasta interferir en su funcionamiento, frecuentemente causándoles daños y deterioros físicos. Esto también contribuye a la formación de electricidad estática y los problemas asociados con ella.
Mantener una buena calidad de aire interior por medio del manejo de la humedad puede disminuir los costos de energía, incrementar la productividad, ahorrar trabajo y costos de mantenimiento, y asegurar la calidad de los productos. En pocas palabras la humidificación puede proporcionar un mejor ambiente e incrementar la calidad de vida y de trabajo.
Humedad y Electricidad Estática
En alguna ocasión casi todos hemos experimentado “recibir una descarga eléctrica” después de haber tocado la perilla de una puerta, de haber caminado sobre la alfombra de un cuarto o en otras circunstancias. Esta “descarga”, se trata de electricidad estática, que es provocada, en parte, por una baja humedad.
El fenómeno fue registrado por primera vez en el año 600 a.c., pero no fue hasta 1800 d.c., que su causa fue identificada. Se descubrió que si materiales de alta resistencia eléctrica son movidos o frotados uno contra el otro, a causa de la fricción, se genera cierta carga de la llamada “electricidad estática”.
La electricidad estática puede ser un fastidio con nuestra ropa o en el hogar, pero puede crear problemas más serios en ciertos ambientes controlados, como cuartos de computadoras, laboratorios, industrias de investigación, cuartos limpios, quirófanos, hospitales, donde se requieren niveles específicos de humedad para controlarla en presencia de mezclas de alto nivel de oxígeno y otros gases explosivos potenciales.
El mantenimiento de edificios está también afectado por la electricidad estática. Diminutas partículas de polvo se presentan en el aire, aún en edificios que tienen filtros de alta eficiencia, porque parte del polvo nunca es capturado, éste es arrastrado por la corriente de aire y así pasa a través del sistema de filtración.
Estas partículas cargadas con electricidad estática se introducen en el espacio acondicionado y se adhieren a paredes, cortinas y otros mobiliarios. Los difusores de aire se cargan estáticamente, por lo que se les adhieren las partículas de polvo depositadas en el techo, generando manchas alrededor.
Todas estas condiciones de producción de electricidad estática se reducen considerablemente, o son completamente eliminadas, manteniendo la humedad relativa de los espacios acondicionados en un rango de 40 a 50%.
Esto resulta pues la humedad permite que la carga estática sea disminuida. A medida que aumenta la HR del aire alrededor de los objetos a un nivel suficiente, una capa de humedad de espesor microscópico se forma y envuelve estos objetos. Por lo que las partículas microscópicas que flotan en el aire, y conducen la electricidad son atrapadas y retenidas por la película de humedad. Ésta entonces provee un medio para que la electricidad estática fluya hacia tierra.
El aire seco provoca agrietamiento de los tejidos nasales, los cuales pueden dar acceso directo a los gérmenes hacia la corriente sanguínea
Humedad y Confort
Cuando todos los otros factores que afectan la pérdida de calor del cuerpo humano permanecen constantes, incrementar la humedad nos hace sentir acalorados. La transpiración absorbe calor de nuestra piel cuando se evapora, así durante el enfriamiento, por el control de la humedad, podemos afectar el calor o frío que sentimos.
Los estudios han sido realizados bajo el control de las condiciones humanas de confort. Los criterios resultantes son basados en la sensación de la piel, respuestas psicológicas y efectos térmicos. Esto ha conducido a un índice efectivo de la temperatura estándar, el cual nos indica una preferencia por un rango de humedad relativa entre 20 y 50%, y una temperatura de bulbo seco entre 73 y 77ºF.
Las decisiones tomadas en los años recientes para conservar la energía dan como resultado una disminución de temperatura en la mayoría de los edificios por debajo de estos niveles preferenciales. Esto ha generado incomodidad debido al sobreenfriamiento. Solamente hay una forma segura de mejorar el confort con la modificación de los estilos de vestido.
Un reciente análisis de confort fue hecho entre mil personas bajo condiciones estándar (en reposo o haciendo trabajo ligero de oficina) y usando vestimenta estándar (camisa con mangas largas y pantalones). Por medio de votos, los trabajadores establecieron un rango de temperatura compatible con la comodidad térmica, 80% de ellos estuvo de acuerdo en que se encontraba “térmicamente confortable” cuando las siguientes condiciones se presentaron:
| • | Cuando la actividad es de trabajo ligero de oficinas o equivalente |
| • | Cuando la vestimenta “estándar” estaba desgastada |
| • | Cuando el movimiento de aire tenía 40 pies por minuto |
| • | Cuando la humedad relativa tenía 40% |
| • | Cuando la temperatura radiante era igual a la temperatura del aire |
| • | Cuando las temperaturas del aire oscilaban entre 72 y 78ºF (22.20 y 25.6ºC) |
–
En este estudio se determinó que un cambio de 20% en la humedad relativa es equivalente a 1ºF en la temperatura de bulbo seco. Y mantener la humedad relativa en el interior entre 35 y 40% es recomendable para un confort óptimo durante las estaciones de calor.
El aire seco succiona la humedad de los textiles, alfombras, maderas, papel, cuero, vinilo, plásticos y alimentos, causando resquebrajamiento.
Humedad y Salud
Nuestra salud se encuentra afectada directamente por el entorno atmosférico, y además la mayoría de nosotros pasa gran parte del día al interior de oficinas. Los gérmenes que transmiten las enfermedades, se encuentran principalmente en áreas donde hay más concentración de personas, y muy frecuentemente las bacterias y los virus son esparcidos por el aire que respiramos.
Es bien sabido que muchas de las enfermedades causadas por las bacterias y virus tienen una mayor vida en atmósferas muy húmedas o muy secas. Cuando son extremadamente secas, empiezan a ser desactivadas y pasan a formar parte del polvo del cuarto. Al llegar a ser inhaladas, se humedecen nuevamente y por lo tanto se vuelven a activar.
En un ambiente de humedad relativamente alta, viven simplemente más tiempo. Ha sido descubierto que en espacios acondicionados con humedades relativas entre 35 y 50%, el tiempo de supervivencia de estos gérmenes es significativamente reducido. Padecimientos respiratorios, como el resfriado y catarro, son mucho más prevalecientes en personas que viven en lugares donde el aire es seco. La sequedad provoca agrietamiento de los tejidos nasales, los cuales pueden dar acceso directo a los gérmenes a la corriente sanguínea.
El humedecimiento hace poco o casi nada por aliviar las reacciones del cuerpo a alergógenos específicos. Sin embargo, sí se puede minimizar (por el endurecimiento de las fibras nasales) el efecto del polvo del hogar, plumas, pelo animal, pequeños insectos, y otros, que irritan a personas con alergias.
Algunas personas asmáticas sufren de ataques provocados por los cambios repentinos de temperatura y humedad. Un nivel de humedad constante puede ayudar a este tipo de personas.
Humedad y Olores
Las pruebas que se han realizado en los laboratorios de ASHRAE y en otras partes, han determinado la relación entre los olores y la humedad relativa. Los resultados de esas pruebas han revelado que hay dos fuerzas positivas y una negativa en los trabajos de esta relación.
La percepción de los olores por el sentido del olfato humano disminuye en la medida en que aumenta la humedad relativa, y se anulan en atmósferas altamente húmedas (positivas).
La disminución de los olores en un espacio cerrado se acelera cuando la presión de vapor (humedad relativa) de dicho espacio es más alta que la del espacio que la rodea (positiva).
Con certeza se puede decir que los olores ocurren por la volatilización y vaporización de una parte de las substancias de los mismos materiales que los contienen. La pintura, linóleos, alfombras y rellenos de muebles son algunos ejemplos. El incremento de la humedad relativa aumenta generalmente los olores de estas fuentes (negativas).
Una humedad relativa entre 45 y 60% tiene la ventaja de disminuir la percepción de los olores y hacerlos menos objetivos. Poco o ningún efecto se percibe en los olores cuando se experimentan cambios en la temperatura.
En pocas palabras la humidificación puede proporcionar un mejor ambiente e incrementar la calidad de vida y de trabajo
Control general de la humedad relativa en procesos industriales
La necesidad de mantener con precisión los niveles de humedad en los procesos industriales está determinada por la necesidad de mantener o facilitar uno o más de los siguientes factores:
| 1. | Pérdida o Ganancia del Contenido de Humedad |
| 2. | Tasa de Reacción Química |
| 3. | Tasa de Reacción Bioquímica |
| 4. | Tasa de Cristalización |
| 5. | Electricidad Estática |
| 6. | Precisión, Continuidad y Calidad Global de Producción |
–
Durante la fabricación o procesamiento de materiales higroscópicos tales como textiles, papel, madera, cuero, tabaco y conservas, la temperatura y humedad relativa del aire influye en las tasas de producción, así como en el peso, fortaleza, apariencia y calidad general del producto.
Los materiales higroscópicos tienen una gran afinidad con la humedad y la absorben del aire que los rodea hasta que alcanzan un equilibrio con éste. Esto no significa que se iguale la humedad relativa del aire.
Por ejemplo, cuando se almacena macarrón en una atmósfera de 50% de H.R., se asume que éste contiene un 11.7% de humedad. Este valor es conocido como Equilibrio del Contenido de Humedad (ECH), o “Ganancia”, y está expresado en un porcentaje de su peso “completamente seco”.
Por ejemplo, si una muestra se seca completamente bajo condiciones estándar desde 110 a 100 gramos de su peso, esto nos da un poco más del 10% de su peso. Por lo que se dice que la ganancia de este ejemplo es del 10%. Como puede observar en la Tabla 1 se enlista la ganancia de ciertos materiales a varios niveles de humedad relativa.
| Tabla 1. Ganancia de materiales higroscópicos. Humedad contenida expresada en por ciento del peso de la sustancia seca a varios niveles de humedad relativa-Temperatura 24°C (75°F) | |||||||||||
| PORCENTAJE DE HUMEDAD RELATIVA (%H.R.) | |||||||||||
| Clasificación | Material | Descripción | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
| Fibras Textiles Naturales | Algodón | Hilado | 2.5 | 3.7 | 4.6 | 5.5 | 6.6 | 7.9 | 9.5 | 11.5 | 14.1 |
| Algodón | Paño Americano | 2.6 | 3.7 | 4.4 | 5.2 | 5.9 | 6.8 | 8.1 | 10 | 14.3 | |
| Algodón | Absorbente | 4.8 | 9 | 12.5 | 15.7 | 18.5 | 20.8 | 22.8 | 24.3 | 25.8 | |
| Lana | Merino Australiano | 4.7 | 7 | 8.9 | 10.8 | 12.8 | 14.9 | 17.2 | 19.9 | 23.4 | |
| Seda | 3.2 | 5.5 | 6.9 | 8 | 8.9 | 10.2 | 11.9 | 14.3 | 18.3 | ||
| Lino | Mantelería | 1.9 | 2.9 | 3.6 | 4.3 | 5.1 | 6.1 | 7 | 8.4 | 10.2 | |
| Lino | 3.6 | 5.4 | 6.5 | 7.3 | 8.1 | 8.9 | 9 | 11.2 | 13.8 | ||
| Yute | Dif. Grados | 3.1 | 5.2 | 6.9 | 8.5 | 10.2 | 12.2 | 14.1 | 7.1 | 20.2 | |
| Cáñamo | Cuerda torcida | 2.7 | 4.7 | 6 | 7.2 | 8.5 | 9.9 | 11.6 | 13.6 | 15.7 | |
| Rayón | Nitro-celulosa | Madeja Promedio | 4.0 | 5.7 | 6.8 | 7.9 | 9.2 | 10.8 | 12.4 | 14.2 | 16 |
| Acetato de celulosa | Madeja promedio | 0.8 | 1.1 | 1.4 | 1.9 | 2.4 | 3 | 3.6 | 4.3 | 5.3 | |
| Papel | Periódico | Pulpa 24% ceniza | 2.1 | 3.2 | 4 | 4.7 | 5.3 | 6.1 | 7.2 | 8.7 | 10.6 |
| Escritura | Pulpa 3% ceniza | 3 | 4.2 | 5.2 | 6.2 | 7.2 | 8.3 | 9.9 | 11.9 | 14.2 | |
| Bond | Tiras – 1% ceniza | 2.4 | 3.7 | 4.7 | 5.5 | 6.5 | 7.5 | 8.8 | 10.8 | 13.2 | |
| Libro | 75% – Tira-1% ceniza | 3.2 | 4.2 | 5 | 5.6 | 6.2 | 6.9 | 8.1 | 10.3 | 13.9 | |
| Krafft | Coníferos | 3.2 | 4.6 | 5.7 | 6.6 | 7.6 | 8.9 | 10.5 | 12.6 | 14.9 | |
| Materiales Orgánicos Misceláneos | Cuero | Suela curtida | 5 | 8.5 | 11.2 | 13.6 | 16 | 18.3 | 20.6 | 24 | 29.2 |
| Tripa | Cuerdas | 4.6 | 7.2 | 8.6 | 10.2 | 12 | 14.3 | 17.3 | 19.8 | 21.7 | |
| Gomas | Ocultas | 3.4 | 4.8 | 5.8 | 6.6 | 7.6 | 9 | 10.7 | 11.8 | 12.5 | |
| Hule | Llantas duras | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | |
| Maderas | Construcción | 3 | 4.4 | 5.9 | 7.6 | 9.3 | 11.3 | 14 | 17.5 | 22 | |
| Jabón | Blanco | 1.9 | 3.8 | 5.7 | 7.6 | 10 | 12.9 | 16.1 | 19.8 | 23.8 | |
| Tabaco | Cigarros | 5.4 | 8.6 | 11 | 13.3 | 16 | 16.1 | 25 | 33.5 | 50 | |
| Productos Alimenticios | Pan blanco | 0.5 | 1.7 | 3.1 | 4.5 | 6.2 | 8.5 | 11.1 | 14.5 | 19 | |
| Galletas | 2.1 | 2.8 | 3.3 | 3.9 | 5 | 6.5 | 8.3 | 10.9 | 19.9 | ||
| Macarrón | 5.1 | 7.4 | 8.8 | 10.2 | 11.7 | 13.7 | 16.2 | 19 | 22.1 | ||
| Harina | 2.6 | 4.1 | 5.3 | 8 | 9.9 | 12.4 | 15.4 | 15.4 | 19.1 | ||
| Almidón | 2.2 | 3.8 | 5.2 | 6.4 | 7.4 | 8.3 | 9.2 | 10.6 | 12.7 | ||
| Gelatina | 0.7 | 1.6 | 2.8 | 3.8 | 4.9 | 6.2 | 7.6 | 9.3 | 11.4 | ||
| Materiales Inorgánicos Misceléneos | Asbesto | Fibra | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 |
| Silicato | Gel | 5.7 | 9.8 | 12.7 | 15.2 | 17.2 | 18.8 | 20.2 | 21.5 | 22.6 | |
| Carbón | Doméstico | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | |
| Carbón | Activado | 7.1 | 14.3 | 22.8 | 26.2 | 28.3 | 29.2 | 30 | 31.1 | 32.7 | |
| Ácido Sulfúrico | H2SO4 | 33 | 41 | 47.5 | 52.5 | 57 | 6.15 | 67 | 73.5 | 82.5 | |
–
Cuando un material absorbe humedad del aire, éste cederá calor sensible al aire equivalente al calor latente de la humedad que se absorbe. Esto provocará un incremento en la temperatura del aire. En los procesos de enfriamiento, la humedad, así como la temperatura, juegan un papel importante, ya que afectan grandemente los rangos de evaporación. La cristalización, en las capas de caramelo de los dulces, cereales y otros alimentos son afectados en función de su tamaño y textura tanto por el rango de enfriamiento como por su rango de secado.
Una alta cantidad de diversos materiales que están finamente pulverizados, son extremadamente secos y afectados por la concentración de humedad. Un ligero aumento en la humedad puede reducir el incremento de electricidad estática y permite suavizar su flujo sin apelmazarse.
La aplicación de equipo para tratar el aire, deberá controlar la temperatura, humedad y limpieza, además de distribuirse adecuadamente a fin de mantener las condiciones requeridas por el producto o por el proceso. Condiciones típicas de temperatura, humedad relativa y requerimientos especiales de filtración para almacenaje, manufactura y proceso de varios artículos son listados en una tabla más adelante. (Ver Tabla 2)
| TABLA 2. Temperaturas y humedades para aire acondicionado industrial | |||
| PROCESO | TEMPERATURA (ºC) | TEMPERATURA (ºF) | Humedad Relativa(% HR) |
| ABRASIVOS | |||
| Manufactura | 26 | 79 | 50 |
| CERÁMICA | |||
| Refractarios | 43 a 66 | 109 a 150 | 50 a 90 |
| Cuarto de moldeado | 0.27 | 81 | 60 a 70 |
| Almacenaje de arcilla | 16 a 27 | 61 a 81 | 35 a 65 |
| Producción de calcomanía | 24 a 27 | 75 a 81 | 48 |
| Cuarto de decorado | 24 a 27 | 75 a 81 | 48 |
| CEREAL | |||
| Empaque | 24 a 27 | 75 a 81 | 45 a 50 |
| DESTILADOS | |||
| Almacenaje | |||
| Grano | 16 | 61 | 35 a 40 |
| Líquido fermentado | 0 a 1 | 32 a 34 | |
| Fabricación general | 16 a 24 | 61 a 75 | 45 a 60 |
| Aging | 18 a 22 | 64 a 72 | 50 a 60 |
| PRODUCTOS ELÉCTRICOS | |||
| Electrónica y Rayos X | |||
| Bobinas y transformadores | 22 | 72 | 75 |
| Ensamble de tubos | 20 | 68 | 40 |
| Instrumentos eléctricos | |||
| Manufactura y laboratorios | 21 | 70 | 50 a 55 |
| Calibración y ensamble de termostatos | 24 | 75 | 50 a 55 |
| Calibración y ensamble de humidostatos | 24 | 75 | 50 a 55 |
| Pequeños mecanismos | |||
| Tolerancia de ensamble cerrado | 22* | 72 | 40 a 45 |
| Prueba y ensamble de medidores | 24 | 75 | 60 a 63 |
| Interruptores | |||
| Ensamble de interruptores y fusibles | 23 | 73 | 50 |
| Capacitores de aire | 23 | 73 | 50 |
| Almacenaje de papel | 23 | 73 | 50 |
| Conductor cubierto con hilaza | 24 | 75 | 65 a 70 |
| Ensamble de colectores de luz | 20 | 68 | 20 a 40 |
| Ensamble y prueba de interruptores térmicos | 24 | 75 | 30 a 60 |
| Generador progresivo | 21 | 70 | 30 a 50 |
| Rectificadores | |||
| Procesador de placas de óxido de cobre y selenio | 23 | 73 | 30 a 40 |
| APLICACIÓN DE PINTURAS | |||
| Laqueado base | 150 a 180 | 302 a 356 | —————– |
| Pinturas de aceite esperadas | 16 a 32 | 61 a 90 | 80 |
| FARMACÉUTICOS | |||
| Almacenaje de polvos (previo a mfra) | ** | ** | ** |
| Manufactura de polvos, almacenaje y áreas de empaque | 24 | 75 | 35 |
| Cuarto de molido | 24 | 75 | 35 |
| Comprimido de tabletas | 24 | 75 | 35 |
| Cuarto de recubrimiento de tableta | 24 | 75 | 35 |
| Tabletas efervescentes y polvos | 24 | 75 | 20 |
| Tabletas hipodérmicas | 24 | 75 | 30 |
| Coloidales | 24 | 75 | 30 a 50 |
| Pastillas | 24 | 75 | 40 |
| Productos glandulares | 24 | 75 | 5 a 10 |
| Manufactura de ampolletas | 24 | 75 | 35 a 50 |
| Cápsulas de gelatina | 24 | 75 | 35 |
| Almacenaje de cápsulas | 24 | 75 | 35 |
| Microanálisis | 24 | 75 | 50 |
| Manufactura de biológicos | 24 | 75 | 35 |
| Extractos de hígado | 24 | 75 | 35 |
| Sueros | 24 | 75 | 50 |
| Cuarto de animales | 24 a 27 | 75 a 81 | 50 |
| Cuarto de pequeños animales | 24 a 26 | 75 a 79 | 50 |
| * La temperatura se mantendría constante**Almacenado en contenedores de plástico o barriles sellados | |||
–
Cuando el Spawn empieza a crecer, es necesario enfriar el invernadero de los hongos abruptamente a 10ºC (18ºF) en un periodo de 12 hrs. (aproximadamente). Generalmente, éste es el factor a controlar en la selección del equipo de refrigeración, a menos que se disponga de uno portátil. Los ductos de aire son generalmente de madera, debido al deterioro que sufren los elementos de metal ferroso durante el periodo de exudado. En los cuartos de spawn, se requiere de filtros de alta eficiencia para el control de esporas, de moho y bacterias (93 a 97% del contenido de polvo en la atmósfera). La emisión de calor es de 14 w/m2 en la superficie de crecimiento. La ventilación es de 3 m3/h por m2 en la superficie de crecimiento. (Ver Tabla 2)
Los procesos de incubación de las penicilinas requieren mantener variaciones de temperatura de 0.25ºC, con temperaturas y humedades exageradamente controladas durante todas las etapas de manufactura. Si las ampolletas son preparadas en condiciones de esterilidad y los operarios usan vestimenta especial, la temperatura sostenida en el cuarto debe ser 22ºC (72ºF). Las ampolletas de líquido son preparadas con humedad mantenida en el rango de 50%, y las ampolletas esterilizadas de polvo a 35% H.R. Al menos que un rango sea especificado, las temperaturas se mantienen en una banda arriba de 1ºC y una humedad relativa con una banda de ± 5% del valor indicado para el artículo que será procesado. Si no es especificada otra cosa diferente, la humedad relativa no deberá exceder 55% en verano y deberá estar entre 25 y 35% en invierno.
En algunos procesos de color, la elevación de la temperatura del proceso por arriba de los 40ºC (104ºF) es aplicada por lo que puede esperarse una temperatura del cuarto elevada. Se dice que, las condiciones ideales de almacenamiento para materiales de color serán bajo refrigeración o temperatura de congelamiento profundo para asegurar la calidad del color y el balance cuando se almacenan por largos periodos.
CONTROL ESPECÍFICO EN CIERTOS PROCESOS INDUSTRIALES
Las plantas para el procesamiento industrial o molinos están diseñadas para procesos específicos incluidos. El procesamiento por pasos, tal como maquinado, ensamble, empaque y manejo de materiales, pueden indicar la necesidad de un proceso de humidificación. Sin embargo, en muchas industrias, la consideración más importante es el contenido de humedad del material mismo que se procesa.
Madera y Productos de Madera
Ya que las maderas son higroscópicas y experimentan expansiones y contracciones con los cambios de humedad, su Contenido de Humedad en Equilibrio (CHE), no deberá sufrir cambios significativos durante los procesamientos. Esto significa que la temperatura y humedad deberán estar controladas desde el almacenamiento hasta el proceso final.
En la Tabla 3 se muestra el CHE de las maderas, a diversas temperaturas de bulbo seco y con diferentes humedades relativas.
| TABLA 3. % Contenido de humedad en equilibrio de la madera (CHE) | |||||||
| TEMPERATURA DE BULBO SECO | HUMEDAD RELATIVA | ||||||
| Temperatura (ºC) | Temperatura (ºF) | 12% | 25% | 38% | 50% | 63% | 72% |
| 10 | 50 | 3 | 5 | 7 | 8.9 | 11 | 12.9 |
| 12.8 | 55 | 3 | 5 | 7 | 8.9 | 11 | 12.9 |
| 15.5 | 60 | 3.1 | 5.1 | 7.1 | 8.9 | 11 | 13 |
| 18.3 | 65 | 3.2 | 5.1 | 7.1 | 9 | 11.1 | 13 |
| 21.1 | 70 | 3.2 | 5.2 | 7.1 | 9 | 11.1 | 13.1 |
| 23.9 | 75 | 3.3 | 5.2 | 7.2 | 9 | 11.2 | 13.2 |
| 26.7 | 80 | 3.3 | 5.3 | 7.2 | 9.1 | 11.2 | 13.2 |
–
Lo anterior nos servirá como una guía de referencia para determinar las condiciones más adecuadas y aconsejables en el ambiente para los procesos y el almacenamiento de las maderas. Por ejemplo, en una temperatura ambiente de 18ºC (65ºF) y una humedad relativa de 38%, el contenido de humedad de la madera se ha estabilizado, el 7.1% de su peso completamente seco será humedad.
Procesos Textiles
Para producir alta calidad en los textiles, con un mínimo de rechazos y tiempos muertos, es necesario mantener adecuadamente tanto el control de la temperatura como el de humedad en estos lugares.
Una humedad adecuada y constante, reduce la electricidad estática y las dificultades que ésta presenta en los procesos. Los correctos niveles de humidificación también incrementan la resistencia a la abrasión de los trociles permitiendo una velocidad operativa de las máquinas más alta.
Procesos de Papel
El papel toma y cede humedad muy rápidamente, así como cambia la humedad del ambiente que lo rodea, excepto cuando están enrollados, muy apretados o amontonados en hojas. El papel que contiene demasiada humedad se hará flexible y correoso, afectando las funciones de la mayoría de los procesamientos de máquina. Si está demasiado seco se vuelve brillante y pierde su fortaleza a la tracción. Esto también provoca que se rompa, se hagan pliegues o dobleces, rotura de bolsas y de nuevo, esto también afecta las funciones de los procesamientos de máquina.
El cambio en el contenido de humedad en cualquier momento desde el comienzo hasta la terminación de un proceso puede provocar cambios dimensionales y ondulados, lo suficientemente serios para generar la pérdida del material.
Es importante que la temperatura y humedad permanezcan constantes y en los niveles adecuados en todas las etapas del proceso. Un contenido de humedad en el papel de 5 a 7% dará fortaleza y facilidad de manejo en el trabajo.
Esto por consecuencia, requiere de una humedad relativa en el interior de 40% a 50% dependiendo de la consistencia del producto. En la Tabla 4 se muestra la relación del CHE de varios tipos de papel a varias humedades relativas
| TABLA 4. Contenido de humedad expresado en porcentaje de peso seco de papel a diferentes valores de humedad relativa y temperatura de 24ºC (75ºF) | ||||||||||
| % DE HUMEDAD RELATIVA | ||||||||||
| Material | Descripción | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
| Papel periódico | Pulpa de madera-24% astilla | 2.1 | 3.2 | 4 | 4.7 | 5.3 | 6.1 | 7.2 | 8.3 | 10.8 |
| Papel escritura | Pulpa de madera-3% astilla | 3 | 4.2 | 5.2 | 6.2 | 7.2 | 8.3 | 9.9 | 11.9 | 14.2 |
| Bond blanco | Trapo-1% astilla | 2.4 | 3.7 | 4.7 | 5.5 | 6.5 | 7.5 | 8.8 | 10.8 | 13.2 |
| Libre mayor | 75% trapo 1%-astilla | 3.2 | 4.2 | 5 | 5.6 | 6.2 | 6.9 | 8.1 | 10.3 | 13.9 |
| Krafft enrollado | Coníferas | 3.2 | 4.6 | 5.7 | 6.6 | 7.6 | 8.9 | 10.5 | 12.6 | 14.9 |
–
Materiales Fotográficos
En la manufactura, procesamiento y almacenamiento de productos fotográficos se requiere de un control preciso de temperatura y humedad relativa, además de un alto grado de limpieza en el aire.
El incremento de la electricidad estática y sus descargas, rayan las hojas de la película en proceso. También provoca suciedad y atracción de pelusas a la película. El humedecimiento adecuado es requerido para mantener bajo control a la electricidad estática, el enrizamiento y la fragilidad.
En la impresión de películas con imágenes en movimiento, especialmente en color, el registro de imágenes múltiples para producir claridad, sombras e imágenes, son afectadas adversamente al tenerse una temperatura y humedad relativa impropias. Como pueden apreciar en la Tabla 5 se hacen recomendaciones de temperatura y humedad para éste proceso. (Ver Tabla 5)
| Tabla 5. Recomendaciones de temperatura y humedad para material fotográfico | |||
| Temperatura (ºC) | Temperatura (ºF) | % Humedad relativa | |
| Almacenamiento de la película (sin procesar) | 15.6 | 60 | 50 |
| Almacenamiento de la película (procesada) | 15.6 | 60 | 50 |
| Almacenamiento de película para cine | 10 | 50 | 40 |
| Cuarto de impresión (Fotografía) | 21.1 a 26.7 | 70 a 80 | 40 a 50 |
–
Imprentas
Los siguientes problemas son asociados con un incorrecto control de la humedad en una imprenta:
| 1 | Distorsión, enroscado u ondulado del producto terminado |
| 2 | Arrugado de las hojas o rollos de papel mientras se imprime |
| 3 | Perdida de registro en proceso multicolor, que provoca “empañamiento” ó “adherencia de pelusa” en las imágenes |
| 4 | Secado lento de la tinta |
| 5 | Dilatación o contracción de los cilindros que forman la prensa |
| 6 | Cambios en la sensibilidad lumínica en la superficie del recubrimiento de impresión utilizado en los procesos de fotolitografía, grabado y fotograbado |
–
Las casas proveedoras de papel de buena calidad abastecen y suministran el papel en envolturas resistentes a la humedad y con el contenido de humedad correcto para la aplicación del papel. Al menos que el papel se encuentre almacenado la envoltura no deberá ser abierta hasta que el papel sea utilizado.
El acondicionamiento de la temperatura previo a la apertura de la envoltura puede minimizar el problema de los cambios en el contenido de humedad. Al ganar humedad el papel sufrirá cambios de dimensión de aproximadamente 0.1% por cada 1% de cambio en el contenido de humedad. La necesidad crítica para el control de humedad puede ser vista mejor en la impresión multicolor, que requiere una precisión dentro de 0.005 pulgadas (0.127mm). La Tabla 6 muestra las temperaturas y humedades recomendadas para diversos procesos de impresión.
| Tabla 6. Recomendaciones de temperatura y humedad para varios procesos de impresión | |||
| Tipo de proceso | Temperatura (ºC) | Temperatura (ºF) | % Humedad relativa |
| Litografía multicolor | 76-78+/-2 | 25-27+/-1 | 43-47+/-2 |
| Fabricación de placas | 75-80+/-1 | 24-27+/-0.5 | 45 |
| Rotograbado | 75-80+/-2 | 24-27+/-1 | 45-50+/-2 |
| Fotografía de colotipia | 80+/-3 | 27+/-2 | 85+/-2 |
| Prensas de impresión | 70-75+/-2 | 21-24+/-2 | 40-45+/-2 |
| Recolección de papel de viruta | 70-75 | 21-24 | 30-45 |
| Almacenamiento de papel | La misma al cuarto de prensas * | La misma al cuarto de prensas * | La misma al cuarto de prensas** |
| Encuadernado, Cortes, Secado, Doblado y engomado | 70-80 | 21-27 | 45-50 |
| Almacenamiento de rollos | 73-80 | 23-27 | 50 |
| *Cuando el papel es almacenado a una temperatura diferente que la del cuarto de impresión, este deberá acondicionarse en el cuarto de impresión antes de que las envolturas sean abiertas | |||
| **El papel para impresiones offset Multi-color y para litografías deberá estar alrededor de 5 a 8% de la humedad del cuarto de impresión | |||
–
CONTROL DE HUMEDAD EN EDIFICIOS PUBLICOS Y COMERCIALES
Los hospitales, centros de salud, salas culturales, laboratorios, zonas industriales, edificios públicos y comerciales deben operar bajo condiciones específicas de humedad. En un cuarto donde se necesita procesar o laborar bajo excelentes condiciones de limpieza, se debe contar con las condiciones de temperatura de 72ºF (22ºC), además durante casi todo el año necesita equipos de aire acondicionado y ventilación para evacuar las cargas térmicas que se generan debido al personal de trabajo, equipos eléctricos y de iluminación, así como a los diferentes tipos de procesos que se realizan ahí.
El control de humedad constante en varias épocas del año debe involucrar tanto la adición como la remoción de éste, lo que evitará la formación de estática, condensaciones, corrosión, ruptura de fibras y la incomodidad del personal debido a malas condiciones de confort.
Durante el desarrollo de un proceso se pueden requerir cambios en las condiciones de temperatura y humedad, al hacer este tipo de cambios en las condiciones iniciales, cuando el proceso lo requiere se está previniendo la formación de gotas de agua debido a la condensación, y la formación de estática sobre el cuarto de operación. La formación de la estática puede causar la atracción de impurezas existentes en el medio ambiente, que a su vez también pueden perjudicar la elaboración del producto.
Al producirse mayor estática, aumenta la atracción de las impurezas existentes en el medio ambiente que pueden perjudicar la elaboración del proceso.
Condiciones Ambientales en Salas de Enfermería y Hospitales
Generalmente, todos los ocupantes de salas de enfermería como cuidados intensivos, cuidados de adiestramiento y habilidad, y el área de residencia o entretenimiento, son personas físicamente sensibles, débiles y de edad avanzada. Ellos tienen preferencia por una temperatura más alta que la indicada como rango de confort.
Además reciben mayores beneficios de salud cuando se encuentran en áreas con una atmósfera con la correcta cantidad de humedad, debido a que se reducen sus irritaciones, problemas respiratorios, desordenes en la piel y las molestias provocadas por la estática, entre otros.
Asimismo cuando se realiza un buen control de las propiedades del aire, se evita la generación de malos olores y propagación de bacterias.
Cuando los humidificadores que se encuentran instalados en los ductos de aire exceden en el suministro de vapor, provocan que este excedente se condense y perjudique físicamente a los ductos y así se puede tener como riesgo latente, criaderos de bacterias y algas.
En todas las áreas de enfermería, excepto en hidroterapia, se recomienda tener un entorno con condiciones atmosféricas de 75ºF (24ºC) y una humedad relativa de 30 a 50%. Para los sanitarios se prefieren las condiciones de temperatura de 80ºF (27ºC) y una humedad relativa de 50%.
Es un requisito principal mantener en los hospitales, áreas con las condiciones de confort agradables para todas las personas que se encuentran ahí.
En agencias, dependencias de gobierno, instituciones y asociaciones que se dedican al ámbito de salud, se tienen establecidas ciertas recomendaciones o estándares normativos de las condiciones ambientales específicas que se requieren para estas zonas.
Las siguientes recomendaciones y parámetros son tomados de la publicación No. HRA 79-14550, que son utilizadas por los Departamentos de Salud, Educación y Sociedades de beneficencia de los Estados Unidos de América. (Ver Tabla 7)
| TABLA 7. Recomendaciones de temperatura y humedad relativa para algunas salas de hospitales | |||||
| Temperatura | Humedad Relativa | ||||
| Tipo de sala | ºF | ºC | Mínimo (%) | Máximo (%) | Promedio (%) |
| Salas de operación | 68-76 | 20-24 | 50 | 60 | 50 |
| Salas de parto | 70-76 | 21-24 | 50 | 60 | 50 |
| Salas de recuperación | 75 | 24 | 50 | 60 | 50 |
| Cuidados intensivos | 72-78 | 22-26 | 30 | 60 | 35 |
| Salas de cuna | 75 | 24 | 30 | 60 | 35 |
| Salas de pacientes | 75 | 24 | 30 | 40 | 35 |
| Radiología | 72-75 | 22-24 | 40 | 50 | 42 |
| Cuartos de cómputo | 72-75 | 22-24 | 30 | 45 | 42 |
| * Valores promedio para usos generales o recomendados | |||||
.
Librerías y Museos
Varios manuscritos importantes, libros, trabajos de arte y otros objetos de exhibición han sido destruidos o ampliamente dañados debido a los efectos perjudiciales del entorno en que se encuentran.
Las condiciones ambientales que se disponen para estos objetos generalmente no corresponden a las condiciones de confort que se utilizan para el ser humano. También las bodegas de libros, librerías, comercios de microfilmé, cintas magnéticas, discos musicales y varios trabajos de arte deben encontrarse en su rango de confort adecuado. Se recomienda que los microfilmes y cintas magnéticas permanezcan en un ambiente por debajo de los 37% de humedad relativa, mientras el papel debe encontrarse con un límite superior al 40%.
La mayoría de las piezas de los museos están hechas de materiales orgánicos y tienen un tiempo mayor de vida cuando se encuentran a bajas temperaturas. Algunos museos mantienen sus colecciones entre las salas de almacenamiento y las de exposición. En salas de almacenamiento puede mantenerse una temperatura más baja, de la que corresponde al rango de confort.
Una adecuada temperatura y humedad relativa mantienen una buena apariencia y características de los materiales higroscópicos como el papel, textiles, madera y cuero. Cuando este tipo de materiales sufre cambios bruscos en su entorno, se provoca una aceleración de envejecimiento y descomposición, una de las causas principales que generan estos efectos perjudiciales, son los cambios del contenido de humedad.
Las condiciones atmosféricas óptimas para librerías y museos son generalmente similares. En la Tabla 8, se recomiendan los siguientes niveles adecuados de temperatura y humedad relativa.
| Tabla 8. Recomendaciones de temperatura y humedad relativa para Museos y Librerías | |||
| Temperatura ºF | Temperatura ºC | (%) humedad | |
| Promedio para Museos y Librerías | 68-72 | 20-22 | 45-55 |
| Archivos de Librería y Museos | 55-65 | 12-18 | 35 |
| Artículos almacenados | 65-72 | 18-22 | 50 ± 2 |
| Contenido y cubierta de piel* | 45-50 | 4.5-10 | 50 |
| *Los fósiles y huesos se mantienen mejor en un medio ambiente con mayor humedad que con baja húmeda | |||
–
——————————————————————————————————
Fuentes:
• McQuistion, Faye C. and Parker, Jeraldd. Heating, Ventilating, and Air Conditioning Analisis and Desing, Ed. John Wiley & Sons, Third Edition.
• Harriman III, Lewis G. The Dehumidification Handbook, Ed. Munters Cargocaire, Second Edition.
• McIntosh, Ian B.D., Dorgan, Chad B., and Dorgan, Charles E. ASHRAE Laboratory Design Guide, Ed. ASHRAE.
• Morton, Bernard W. Humidification Handbook, Ed. Dry Steem, Second Edition.
• Harriman, Lew; Brundett, Geoff, and Kitler, Reinhold. Humidity Control Design Guide for Comercial and Institutional Buildings, Ed. ASHRAE.
• HVAC Design Manual for Hospitals and Clinics, Ed. ASHRAE.
• Hartman, Thomas B. Direct Digital Controls for HVAC Systems, Ed. McGraw Hill.
• Haines, Roger W. Roger Haines on HVAC Controls, Ed. TAB Professional and Reference Books.
• McQuinston, Parker. Spitler, Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado, Análisis y Diseño, Ed. Limusa Wiley.
