Hay tres tipos de humidificadores para el control de la temperatura en procesos industriales y críticos. Su operación eficiente dependerá del tipo de proyecto y las condiciones de instalación. ¡Entérate de cuáles son!
José Rodrigo Almaraz
El uso de un humidificador ayuda a mantener los niveles de humedad en cuartos limpios, quirófanos, laboratorios farmacéuticos, producción de madera, textiles, papel, alimentos, y muchas otras aplicaciones. En este artículo te vamos a presentar tres tipos de humidificadores: eléctricos, vapor-vapor y gas, y algunos de sus requerimientos para su correcta operación.
1. Humidificador Eléctrico
Figura 1: Humidificador eléctrico
Con el humidificador eléctrico de vapor autogenerado se obtiene un suministro de agua constante. Este equipo requiere un suministro de agua constante, por lo que no debe olvidar especificar este punto en tus recomendaciones. En cuanto a las temperaturas y presiones, éstas dependerán de la marca. Por lo regular un equipo de humidificación eléctrico requiere mínimo 30 pcis para arrancar. Esto es necesario porque cuando el agua entra a la cámara de evaporación y se sumerge en las resistencias eléctricas en el interior de la cámara, se hace una transferencia de calor para pasar del estado líquido a vapor. El vapor saldrá por la parte superior del humidificador. Este proceso es muy simple; lo complicado es el control. Estas máquinas utilizan unas válvulas para que el control y monitoreo sea certero y continuo y que el vapor sea constante.
Figura 2: Esquema clásico de operación de un humidificador eléctrico de vapor autogenerado.
En la figura 2 se observa que se traza una trayectoria de tubería de cobre que se injerta en un ducto de aire acondicionado en la manejadora con unas pequeñas flautas que llevan a orificios y el vapor se mezcla con el aire. El monitoreo se hace con un humidostato de muro, otro en el retorno y un sensor de humedad alta. El sensor de flujo de aire nos ayuda a saber que hay presión de aire en el sistema. Si no hay presión y se genera e inyecta vapor de agua, deberemos condensar. Todos los humidificadores de vapor autogenerado trabajan con esta lógica.
Quienes han trabajado con humidificadores saben que no es la única forma de controlar. También se puede controlar con señales analógicas de 0 a 10 volts o con un contacto seco, incluso con sólo un sensor.
El humidificador eléctrico trabaja comúnmente con hasta 300 libras por hora. Estos humidificadores consumen mucha energía eléctrica, un promedio de 400 Watts por libra por hora, dependiendo de la máquina. Considera este consumo eléctrico antes de proponerlo dentro de un proyecto. Estas máquinas se pueden utilizar en procesos industriales y críticos como farmacéuticas, cuartos limpios, quirófanos y museos. El control generalmente se hace con reguladores de estado sólido, lo que facilita la modulación.
2. Humidificador de Vapor-Vapor
Figura 3. Humidificador de vapor-vapor
El proceso de generación de vapor ocurre con la transferencia de energía a un determinado volumen de agua, es decir, en una cámara donde se sumerge un elemento de calentamiento que transfiere el calor al agua para generar el vapor.
Este dispositivo utiliza un intercambiador de acero inoxidable o de cobre sumergido en una cámara que también debe tener constante suministro de agua y energía eléctrica para el suministro de vapor de una caldera y la parte del control, respectivamente. Para proponer este humidificador se debe contar con una caldera con una cierta presión, ya que el vapor que proviene de ésta se utiliza como agente de calentamiento para transferir la energía al agua. Ésta se encuentra en la cámara donde se hace el cambio de estado líquido a vapor.
Un dato interesante de esta máquina es que se llama vapor-vapor porque utiliza el vapor de la caldera para generar otro vapor. Su uso es común en la industria farmacéutica y en hospitales. Su aplicación proporciona una mayor eficiencia energética y ahorros económicos a futuro.
Figura 4. Esquema de operación de un humidificador vapor-vapor
En la figura 4 vemos como en este sistema el agua entra a la caldera. Ahí trabaja con tratamiento de agua; se genera el vapor y éste sale por una red de tuberías que llegan hasta el humidificador. Una vez que el vapor se ha generado sale por la parte superior del equipo. Este equipo trabaja con una válvula reguladora de presión (válvulas modulantes a vapor). Por lo regular, el vapor se inyecta de igual manera que en el equipo eléctrico. Asimismo, se requiere un distribuidor de vapor en la manejadora del ducto del aire acondicionado. Varios sensores se distribuyen en el retorno para sensar humedad. Los sensores de muro se recomiendan en cuartos no tan grandes, pero, si el espacio es amplio, la recomendación es el sensor de ducto. Después se tiene el sensor de control de humedad para protección y el suich de presión de aire.
3. Humidificador de gas
Figura 5: Humidificador de gas
Estas máquinas son más robustas y sólo necesitan voltaje por el control. Sus aplicaciones comunes se dan en el sector alimenticio y en grandes industrias. Trabajan con gas que puede ser natural o LP, según la marca. Si se va a proponer esta máquina, el lugar donde se haga la instalación debe tener gas disponible. También se requiere suministro de agua constante para llenar la cámara de acero inoxidable.
La combustión se hace en el intercambiador helicoidal. La energía se transfiere al agua para generar el cambio de estado. Algunos clientes pueden ver peligroso el uso de este equipo por el uso de gas, pero si la instalación se realiza con las buenas prácticas y de manera correcta, no debe haber ningún problema. Incluso este sistema puede ser más eficiente que uno eléctrico. El retorno de inversión se puede ver en un año o año y medio. Estas máquinas son más costosas que las de vapor-vapor, pero en cuanto a consumo de energía se notará la diferencia y el ahorro.
El sistema de control también ocupa sensores en el retorno, la descarga y el sitio. En el mercado, por lo regular, hay modelos que manejan hasta 70 libras por hora. Estos equipos y los de vapor y eléctricos se pueden trabajar en paralelo cuando las necesidades de vapor son muy altas.
Con este pequeño recorrido por las cualidades y características de los humidificadores eléctricos, de vapor-vapor y gas, tendrás algunas herramientas para decidir cuál es el que mejor se adapta a las necesidades de tu proyecto y así puedas hacer la mejor recomendación a tu cliente.
José Rodrigo Almaraz
Ingeniero Mecánico con especialidad en sistemas de humidificación. Egresado de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica del Instituto Politécnico Nacional. Cuenta con una amplia experiencia en sistemas de HVAC comerciales, industriales, farmacéuticos y alimenticios, actualmente es responsable del área de Humidificación en Haften SA de CV.
