Humidificación
La Humidificación es una operación que consiste en aumentar la cantidad de vapor presenten una corriente gaseosa; el vapor puede aumentar pasando el gas a través de un líquido que se evapora en el gas. Esta transferencia hacia el interior de la corriente gaseosa tiene lugar por difusión y en la interface hay, simultáneamente, transferencia de calor y de materia.
La humidificación es una operación unitaria en la que tiene lugar una
transferencia simultanea de materia y calor sin la presencia de una fuente de
calor externa. De hecho, siempre que existe una transferencia de materia se
transfiere calor.
Definiciones de humidificación
Es una operación que consiste en aumentar la cantidad de vapor presente
en una corriente gaseosa; el vapor puede aumentar pasando el gas a través de
un líquido que se evapora en el gas. (EcuRed - Humidificación, 2020)
El acondicionamiento de aire o humidificación es la operación unitaria
que tiene como objetivo modificar las condiciones de humedad y temperatura de
una corriente de aire, por interacción con una corriente de agua. Se transfiere
agua y energía calorífica de una a otra corriente. (WordPress - Definiciones humidificación, 2013)
Mediante la esta operación, el aire cambia de temperatura (por lo que
debemos presuponer que una de las propiedades extensivas fundamentales de esta
operación es la transferencia de energía en forma de calor), pero también (como
el propio nombre de esta operación nos indica) humedecemos o deshumedecemos el
aire, es decir, añadimos o retiramos agua (por lo que tenemos la otra propiedad
extensiva fundamental, la transferencia de materia).
La mayoría de las veces que utilicemos estos conceptos de humidificación
o deshumidificación será para referirnos a aire y agua.
Se podría decir que ocurre un cambio de materia y de energía a la vez, ya
que existe pérdida o ganancia de calor (energía) en el agua, pero también un
cambio de materia porque lo que entra es aire, pero lo que sale es vapor de
agua (aire húmedo) o viceversa.
Por ejemplo, en los típicos aparatos que tenemos en casa se produce una
deshumidificación, ya que retiran el vapor de agua del aire y aparte pues
también lo cambian de temperatura.
En la Industria, siempre que queramos eliminar fácilmente calor de una
corriente de flujo (enfriarla), nos será más fácil utilizar está operación de
humidificación (si no nos importa que este calor se pierda) y no otra, como por
ejemplo un intercambiador.
Esquema
En la imagen se muestra un panel donde se ejecuta humidificación, básicamente se trata del paso de aire seco en intercepción con el agua caliente donde cae como resultante la reducción calórica y transmisión de aire frío que con el ventilador hay ayuda para mejor distribución en el área determinada.
Clasificación
Tipos De Humidificadores
Existen tres tipos de humidificadores: de vapor caliente, de vapor frío y ultrasónico.1.- Humidificadores de vapor caliente: La forma de trabajo de este
humidificador es la misma que cuando ponemos a hervir agua, al calentarse, se
evapora en forma de vapor. Éstos humidificadores realizan este mismo proceso
mediante resistencias eléctricas, llevando a ebullición el agua que tendremos
en el depósito. Dicho vapor saldrá caliente, por lo que es muy importan tener
cuidado ya que podemos tener riesgo de quemaduras si tenemos contacto directo
con el vapor.
Sus ventajas frente a los otros tipos son, entre otras, que suelen ser
más pequeños, debido a la forma de trabajo que tienen. Podremos utilizar agua
del grifo sin riesgo de liberar al ambiente gérmenes u otros patógenos que
puede haber en el agua del grifo, ya que como el agua llega a hervir, todos
estos patógenos mueren. Por último, podemos decir que suelen ser los más
económicos del mercado.
Sus desventajas: la principal y más importante es la del riesgo de quemadura por las altas temperaturas, además puede subir la temperatura en la que esté trabajando, aunque no sea lo que deseemos. También tenemos que tener en cuenta que, al trabajar mediante resistencias, el gasto energético es más alto por lo que gastará más electricidad que otros tipos y puede que también llegue a ser más ruidoso.
2.- Humidificadores de vapor frío: La forma de trabajo que tienen
es coger el aire de la habitación donde lo tenemos, pasarlo por la zona donde
está el agua y volverlo a sacar, así aumenta la humedad del aire. El vapor que
fabrica es más fino y por lo tanto más fácil de respirar. Esta vez tendremos que
utilizar agua destilada o embotellada, debido a que el humidificador no llevará
el agua a ebullición y no matará los posibles patógenos que pueda contener.
Como ventajas tendremos que son mucho más seguros que los calientes,
estos no tienen ningún riesgo de quemadura. En cuanto a precio, también son
económicos. Por último, encontraremos en estos humidificadores que no nos
alterarán la temperatura en la que estén trabajando.
Sus desventajas más importantes, como ya hemos explicado, radican en que tendremos que utilizar agua destilada o embotellada por el tema de los gérmenes, además tienen un mayor mantenimiento, tendremos que estar atentos al filtro por el que pasa el agua, ya que de vez en cuando tendremos que limpiarlo o incluso cambiarlo por otro nuevo. También hay que decir que al trabajar con un extractor (que es el que cogerá el aire de la sala) suelen ser los más ruidosos del mercado y los menos efectivos.
3.- Humidificadores ultrasónicos: Realmente son humidificadores de
vapor frío. Para formar el vapor, trabajan con movimientos ultrasónicos que
hacen vibrar el agua hasta romper sus moléculas, por lo que el vapor que
generan será muy fino y también más fácil de respirar, como en el caso
anterior. Al ser también de vapor frío, tendremos que utilizar agua destilada.
Ventajas que encontramos en este humidificador: son los más efectivos de
los tres tipos y, además, son los que menos electricidad consumen. Como el
vapor que genera es frío no tendremos problemas de seguridad y no varían la
temperatura del ambiente. Otro factor importante es que al no disponer de
extractores son los más silenciosos del mercado y los más baratos de mantener.
Desventajas de este tipo de humidificadores: casi todo son ventajas. Como
desventaja, podemos mencionar la utilización de agua embotellada y que su
precio será más elevado que los otros dos tipos, pero también tendremos que
tener en cuenta que rinden más.
Aplicación Industrial
Los procesos de humidificación forman parte muy importante en las plantas industriales. Son parte de diferentes aplicaciones que van desde el enfriamiento de agua en pozos petrolíferos hasta centrales nucleares en termoeléctricas. La mayoría de los procesos donde se requiera o retirar cierta cantidad de calor, contacto de corriente de líquido con gas seco y o húmedo plantea una solución al proceso.
Las operaciones
de humidificación y también deshumidificación implican transferencia de un
material entre una fase liquida pura y un gas permanente que es soluble en el
líquido.
La
humidificación es una operación que consiste en aumentar la cantidad de vapor
presente en una corriente gaseosa, el vapor puede aumentar pasando el ras a
través de un liquido que se evapora en el mismo. Esta transferencia hacia el
interior de la corriente gaseosa tiene lugar por difusión, y en la interfase
hay simultáneamente transferencia de calor y materia.
Como ya se mencionó los humidificadores son utilizados en una amplia gama de industrias con distintos fines. Entre algunos ejemplos de sus aplicaciones en distintas industrias encontramos:
Humidificación para la industria automotriz. Se utilizan principalmente en las cabinas de pintura que requieren de una humedad relativa constante del 72 por ciento, para reducir la evaporación de la pintura, garantizando que ésta sea aprovechada al máximo y evitar que haya filtraciones de polvo; en los bancos de lijado, para suprimir el polvo y la estática del ambiente, lo que reduce drásticamente el tiempo de lijado; y en las celdas de prueba de motores, donde las pruebas de emisiones de escape deben llevarse a cabo en un ambiente controlado de temperatura y humedad.
Humidificación
de salas blancas y laboratorios. Estos lugares requieren de un ambiente estéril
para la producción, en donde la más mínima variación del nivel de humedad puede
causar que los procesos se sequen con rapidez, se genere estática o errores en
ciertas aplicaciones. Para lograr mantener la humedad en el rango adecuado se requieren
dispositivos de humidificación especializados.
Humidificación para la industria de insumos médicos. La fabricación de insumos médicos se realiza en salas blancas, bajo las más estrictas exigencias de control ambiental. La humedad se controla en estos ambientes por muchas razones. Puede ser porque los materiales procesados son sensibles a la humedad y cualquier cambio en su contenido de humedad puede cambiar su composición. Asimismo, la humidificación se utiliza también como agente activador y para prevenir desequilibrios químicos.
Humidificación
para la producción de papel. Se controla la pérdida de humedad posterior al
proceso secado. Un bajo nivel de humedad, menos del 50 por ciento, hace que el
papel se encoja, se curve y pierda estabilidad en su forma. Para evitar esto,
el nivel óptimo de humedad es de 55 por ciento.
Humidificación para la industria farmacéutica. Gran parte de los procesos en la industria farmacéutica requieren un estricto control de humedad. Entre ellos, los recubrimientos de los comprimidos con soluciones, la impresión con tintas con base acuosa, entre otros. El control ambiental debe ser 24/7, por lo que es importante que un sistema de humidificación esté diseñado especialmente para la aplicación.
Humidificación
para la producción tabacalera. Es la principal industria que utiliza los
humidificadores. El tabaco en hojas y cortado y el papel utilizado son
extremadamente sensibles a los cambios de humedad. El aire seco hace que se
degraden las propiedades del tabaco, se encoja, pierda peso, se quiebre y
parta; lo que provoca de que se salga de los cigarrillos, que el papel de los
cigarrillos sea alimentado incorrectamente en las máquinas y que las hojas de
los cigarros se quiebren. Por lo que se requiere conservar los niveles de
humedad durante los distintos procesos. Para la producción primaria es de 60 a
68 de humedad relativa, en los depósitos de tabaco de 60 a 70 por ciento de
humedad y en las cámaras de triturado de 65 por ciento de humedad relativa.
Humidificación
para la industria alimentaria. El conocimiento de los procesos de
humidificación y deshumidificación, así como sus cálculos implicados en ella,
serán útiles en el diseño y análisis de diferentes sistemas de almacenamiento y
procesado de alimentos. Así mismo, resulta imprescindible conocer las
propiedades de las mezclas aire – vapor de agua en el diseño de sistemas tales
como equipos de aire acondicionado para conservar alimentos frescos, secaderos
de granos de cereal y torres de enfriamiento en plantas de procesado de
alimentos. La mayor parte de los alimentos que producimos, almacenamos y
distribuimos contiene elevadas porciones de agua en sus tejidos, como puede
comprobarse en la tabla Nº 01 en la cual se recogen algunos ejemplos:
|
Frutas |
(%) |
Carnes |
(%) |
|
Melocotón……………….. Albaricoque……………... Cereza…………………… Naranja………………….. Pera……………………… Manzana………………… Plátano………………….. Fresa…………………… |
88 86 82 84 83 83 75 89-91 |
Vaca…………………… Ternera……………….. Cordero……………..... Cerdo………………..... Gallina……………….. |
73-76 (según zona) 74 (muslo) 71,6
(paletilla) 60,2 (pierna) 74,0 |
|
Hortalizas |
Leches |
||
|
Acelgas…………………... Lechuga…………………. Repollo…………………... Espárragos……………… Judías
verdes…………… Tomate………………….. Melón…………………… |
89 92 86 94 89 94 89 |
Leche de
vaca……….... |
86,6 |
Por otra parte,
los vegetales que consumimos en estado fresco, como las frutas y hortalizas,
aun después de recolectadas, continúan realizando sus funciones vitales, entre
ellas la respiración y la transpiración e intercambian agua, en forma de vapor,
con la atmósfera que las rodea. El fenómeno transcurre con mayor o menor
intensidad, en función de la actividad fisiológica del producto que está
íntimamente relacionada con factores como temperatura del ambiente y su
humedad. Esto conlleva perdidas de peso, tanto más rápidas y cuantiosas cuanto
más baja es la humedad de la atmósfera en cuestión.
Las pérdidas de
peso a temperatura ambiente son muy elevadas; se manejan cifras del orden del
10 al 15 por 100 diarias. Para prevenirlas, es conveniente conservar los
productos en cámaras a temperaturas bajas y humedad relativa alta y así reducir
dichas pérdidas.
La humedad del
aire es un factor esencial para evitar las pérdidas de peso en frutas y
hortalizas. Estas pérdidas se traducen en una menor turgencia, que les produce
la apariencia de un producto viejo y "cansado" y en definitiva en su
devaluación comercial.
En las
hortalizas, perdidas de humedad entre el 5 y el 10 por 100 dan lugar a la
aparición de fenómenos de marchites, que son detectables a simple vista y que
provocan la depreciación del producto.
Vemos pues como
el contenido de humedad de los tejidos vegetales está íntimamente ligado a la
amplitud de su periodo de conservación y a las condiciones en que esta se
realiza.
Las pérdidas de
peso y modificaciones en la textura de los alimentos son parámetros de importancia
capital, a considerar en la aplicación de técnicas poscosecha y en la fase de
distribución comercial de los alimentos perecederos que no se pueden ignorar.
Pero tampoco una
humedad muy alta en la cámara de conservación representa la solución definitiva
para los problemas de la pérdida de peso y envejecimiento de los productos,
pues la humedad excesiva produce fisiopatías, y favorece el desarrollo de
enfermedades criptogámicas.
El contenido de
humedad juega un papel diferente en otros productos, así los granos y semillas
de cereales y leguminosas, y las pepitas de girasol, deben tener un bajo
porcentaje de humedad si se pretenden conservar adecuadamente. Las normativas
comunitarias establecen para los cereales contenidos máximos en el entorno del
13 al 15 por 100.
Así pues, el
conocimiento de las propiedades del aire húmedo, se medida y regulación se
hacen imprescindibles como técnicas a manejar, tanto en el almacenamiento y
conservación de las producciones de origen vegetal y animal.
CONCLUSIONES
Podemos concluir qué, la Humidificación generalmente hablando es
importante por la transmisión energética calórica que proporciona al medio que
está beneficiando.
En conclusión,
podemos decir que el uso de los sistemas de humidificadores es muy importante
dentro de las industrias ya como se explicó no solo entra en juego el sistema
que rodea o ambiente, sino que también el producto de acuerdo al nivel de
humedad puede tener. Es muy importante tener conocimientos de esto porque este
es un factor que si se controla adecuadamente puede traer muchos beneficios,
tanto comerciales como económicos.
REFERENCIAS
EcuRed -
Humidificación. (03 de Diciembre de 2020). Obtenido de https://www.ecured.cu/Humidificaci%C3%B3n
WordPress -
Definiciones humidificación. (01 de Octubre de 2013). Obtenido de
https://1additiqigrupod.wordpress.com/2009/10/28/humidificacion-introduccion-y-definicion/
Europa press. (Junio de 2016). Obtenido de
https://www.europapress.es/comunicados/sociedad-00909/noticia-comunicado-tipos-humidificadores-uso-salud-20160623175554.html
H2O Tek. (Noviembre de
2017). Obtenido de
https://humidificadores.mx/noticias/que-son-los-humidificadores-y-cuales-son-sus-aplicaciones-en-la-industria/
https://www.youtube.com/watch?v=vDi44NJlmTI
Link del informe en PDF
https://drive.google.com/file/d/107ChF0KD0lYKWx1CpLqTIf2JEHlFIqv1/view?usp=sharing
Link de presentación en diapositivas
https://drive.google.com/file/d/1uPO4bAJfhvOUjOR5fm-hutWQAIokh81_/view?usp=sharing
Link para ver el video explicativo
https://drive.google.com/file/d/1R83rkrlYhOh9vHl3FYtesv5r1gMoh3KR/view?usp=sharing
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