Psicrometría
| ||||||
Psicrometría es la parte de la meteorología que estudia las propiedades físicas y termodinámicas de la atmósfera. La humedad atmosférica es la cantidad de vapor de agua contenida en el aire y varía según las condiciones climatológicas, está presente en la troposfera (desde el nivel del mar hasta una altura media de 11 km) y varía de 0 a 25 % en volumen.
Aire húmedo = aire seco + vapor de agua.
El comportamiento de la mezcla de aire seco y vapor de agua sigue la ley de Dalton de las presiones parciales, de acuerdo a sus respectivas propiedades. (La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de sus componentes. Pt = p1 + p2 + p3 +... y la presión parcial es la presión que ejercería cada componente en las mismas condiciones del sistema). La presión atmosférica es la suma de la presión del aire seco y la presión del vapor de agua. La presión del vapor de agua depende del número de moléculas presentes en un determinado volumen y, por lo tanto, de la masa del vapor de agua por unidad de volumen y varía con la temperatura. Se mide en mm de Hg o en milibares (mb). 1mb = 0.75 mm de Hg. El valor más alto de la presión (tensión) de vapor de agua se observa en las regiones tropicales cerca de la superficie del mar y es de aproximadamente 30 mb. Los aparatos que se usan para medirla son el espectrógrafo de masas y los radioisótopos (porque dan mediciones muy precisas). Presión de vapor a saturación. Es la presión de vapor ejercida por el vapor de agua contenido en un volumen de aire saturado a la temperatura del aire contenido en ese volumen.
Sumario
Importancia
Es que influyen en la conservación de los alimentos principalmente los alimentos frescos en los cuales se debe controlar la humedad del ambiente, la temperatura y la producción de CO2 (Dióxido de Carbono) al igual que la composición del aire. En la conservación de frutos secos se debe proteger al producto de la humedad del ambiente. La psicrometría está relacionada con el diseño de empaques y embalaje de los alimentos. También en la postcosecha de granos, es de importancia el estudio de la psicrometría para diseñar los métodos de secado.
Aplicaciones en la industria
Secado de alimentos Humidificación y Deshumidificación Almacenamiento Refrigeración Fermentación de alimentos Climatización de plantas industriales y laboratorios
Aire y Humedad y las Tablas Psicrométricas
¿Cuál es el significado de humedad relativa? ¿Cómo se produce la condensación de la humedad en un serpentín de enfriamiento? ¿Por qué "suda" un ducto de aire frío?
Las respuestas a las preguntas anteriores, tienen que ver con las propiedades de la mezcla de aire y vapor de agua (humedad). El conocimiento de estas propiedades, es requisito para el acondicionamiento del aire en forma apropiada y económica.
Propiedades del Aire
Puesto que nosotros podemos movernos tan libremente en el aire, podríamos suponer que el aire no tiene peso, o por lo menos, tiene tan poco peso, que es despreciable.
El aire sí tiene peso, y es sorprendentemente pesado. Su densidad (o peso por metro cúbico) varía, siendo mayor a nivel del mar (donde es comprimido por todo el aire encima del mismo) que en la cima de una alta montaña.
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.
Podemos enfriar o calentar el aire, limpiarlo y moverlo, pero esto no cambia significativamente sus propiedades; ya que, los relativamente pequeños cambios de temperatura que le hagamos, sólo causan pequeñísimos cambios en el volumen y la densidad.
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, volúmenes y presiones, todas varían proporcionalmente.
La carta psicrométrica
Una carta psicrométrica, es una gráfica de las propiedades del aire, tales como temperatura, hr, volumen, presión, etc. Las cartas psicrométricas se utilizan para determinar, cómo varían estas propiedades al cambiar la humedad en el aire.
Aire
El aire normal, conocido como aire húmedo en psicrometría está constituido por una mezcla de aire seco y vapor de agua.
El aire seco es una mezcla de varios gases, siendo la composición general la siguiente: Nitrógeno 77% Oxígeno 22% Dióxido de carbono y otros gases: 1% El aire tiene la capacidad de retener una cantidad variable de vapor de agua en relación a la temperatura del aire. A menor temperatura, menor cantidad de vapor y a mayor temperatura, mayor cantidad de vapor de agua; a presión atmosférica constante.
Cálculo de procesos
Los principios básicos en el cálculo de procesos psicrométricos son: a. Conservación de la energía, b. Conservación del componente de masa de aire seco, c. Conservación de la masa del componente de agua H2 O.
Los procesos de cálculo se pueden dividir en dos grupos: 1. Procesos de mezcla, que normalmente involucran más de una corriente de aire de ingreso y una sola corriente de aire de salida. 2. Procesos de calentamiento o enfriamiento y/o humidificación o deshumidificación. Esto implica ocho combinaciones posibles.
