Finalizar la construcción de un edificio nuevo es un momento de gran satisfacción y entusiasmo para todos los involucrados. Sin embargo, ¿qué sucede si, después de todo el trabajo y la dedicación, los ocupantes comienzan a notar gotas de agua cayendo desde las rejillas metálicas del sistema HVAC cuando el aire se enfría demasiado? ¿O si se escuchan chasquidos o crujidos provenientes de los difusores lineales mientras el aire acondicionado enfría el espacio?
Estas situaciones pueden resultar frustrantes, por lo que es importante comprender por qué ocurren. En la primera parte de esta serie de dos artículos, exploraremos los efectos de la condensación en rejillas, registros y difusores (GRD), así como las formas de prevenirla.
¿Qué es la condensación y por qué ocurre en rejillas y difusores HVAC?
Cuando la diferencia de temperatura entre el aire de suministro y el aire del espacio es demasiado grande, pueden observarse pequeñas gotas de agua formándose sobre las superficies metálicas de rejillas y difusores HVAC. Si estas gotas persisten y aumentan con el tiempo, el agua puede llegar a gotear desde los componentes metálicos hacia el piso o incluso sobre las personas dentro del espacio. A este fenómeno se le conoce como condensación.
El aire que respiramos es una mezcla de diferentes moléculas, siendo el nitrógeno y el oxígeno los componentes predominantes. Además, el aire contiene agua en forma de vapor, cuya concentración fluctúa entre el 3 % y el 5 % dependiendo de la temperatura y la presión. Normalmente, las moléculas de agua permanecen en estado gaseoso, pero pueden condensarse y volver a su forma líquida cuando el aire cálido y húmedo entra en contacto con una superficie fría.
La mayoría de las rejillas, registros y difusores HVAC están fabricados de acero o aluminio, materiales reconocidos por su alta conductividad térmica. Como resultado, cuando el aire acondicionado circula a través de estos componentes, la temperatura de la superficie metálica cambia gradualmente hasta acercarse a la temperatura del aire de suministro.
Por ejemplo, cuando se introduce aire frío de 65 °F en un espacio, las superficies metálicas irán disminuyendo su temperatura con el tiempo hasta aproximarse a esos 65 °F. La aislación puede ralentizar este proceso, pero cuando el aire frío entra en contacto directo con el metal, la superficie metálica transfiere calor al flujo de aire por convección y su temperatura disminuye progresivamente. Si la temperatura del metal desciende demasiado, pueden formarse gotas de agua sobre esa superficie fría.
¿Qué es el punto de rocío y cómo se relaciona con la condensación?
Generalmente, esto no representa un problema; sin embargo, puede volverse crítico cuando un espacio presenta alta humedad y se utiliza aire muy frío para enfriarlo. El comportamiento del aire varía dependiendo de la cantidad de vapor de agua presente a una temperatura y presión determinadas. La psicrometría es la rama de la ingeniería que estudia el comportamiento y las propiedades de las mezclas de aire y vapor de agua.
En psicrometría, el punto de rocío es la temperatura a la cual el aire se encuentra completamente saturado de vapor de agua. Este valor depende tanto de la humedad como de la temperatura del espacio. La condensación ocurre cuando la temperatura del aire de suministro o la de cualquier superficie dentro del espacio desciende por debajo del punto de rocío. En ese momento, el aire ya no puede retener más vapor de agua y este comienza a condensarse en forma líquida.
Este fenómeno explica por qué un vaso de agua fría suele presentar gotas de agua en su superficie exterior. Una vez que el vaso se enfría por debajo del punto de rocío, el vapor de agua del aire se condensa sobre la superficie.
La condensación puede convertirse en un problema en edificios con niveles elevados de humedad cuando el espacio necesita enfriarse rápidamente. En estos casos, se suele bajar más de lo normal la temperatura del aire de suministro para acelerar el enfriamiento, lo cual puede generar condensación si la humedad es alta.
A medida que la humedad relativa (HR %) aumenta, también lo hace el punto de rocío. Esto significa que el agua se condensará más fácilmente a temperaturas más altas. En ambientes muy húmedos, el punto de rocío puede alcanzar hasta los 75 °F.
Por ejemplo, en un edificio con una temperatura ambiente de 85 °F y una humedad relativa del 70 %, el punto de rocío es de aproximadamente 74.1 °F. En este escenario, cualquier superficie cuya temperatura sea inferior a 74.1 °F comenzará a presentar condensación.
Cómo evitar problemas de condensación
La condensación es un problema molesto que puede generar incomodidad para los ocupantes o incluso causar daños por agua en muros u otras superficies. Si se detecta condensación en un edificio, o existe el riesgo de que ocurra, hay varias estrategias que pueden implementarse para prevenirla. Dado que el problema surge por la combinación de alta humedad y bajas temperaturas del aire de suministro, existen varias formas de controlarlo.
Criterios de sonido, técnicas de atenuación y medidas preventivas
Este artículo contiene descripciones de los criterios de sonido más comunes y los enfoques utilizados para atenuar el sonido si los criterios no se satisfacen. También se incluyen algunas prácticas recomendables para minimizar la probabilidad de problemas de sonido.
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Solución 1: Cómo prevenir la condensación reduciendo el nivel de humedad en el espacio
La primera medida para evitar la condensación es asegurarse de que la humedad relativa del espacio sea lo más baja posible antes de encender el aire acondicionado. Mantener la humedad relativa entre el 30 % y el 50 % es ideal y suele generar confort térmico para la mayoría de los ocupantes.
En edificios muy grandes, reducir la humedad de todo el espacio puede ser complicado. Sin embargo, en oficinas o áreas pequeñas, un deshumidificador puede ser una solución efectiva. En espacios reducidos, también pueden utilizarse desecantes como productos absorbentes de humedad o incluso sal de roca para disminuir la humedad relativa.
Al reducir la humedad, el punto de rocío también disminuye. Por ejemplo, con una humedad relativa del 50 % y una temperatura de 85 °F, el punto de rocío será inferior a 55 °F. Esto hace muy poco probable que la temperatura del aire de suministro descienda por debajo del punto de rocío, evitando así que los componentes metálicos se enfríen lo suficiente como para generar condensación.
Mantener la humedad entre 30 % y 50 % es, sin duda, una de las formas más efectivas de prevenir la condensación.
Solución 2: Cómo prevenir la condensación aumentando temporalmente la temperatura del aire de suministro
Otra estrategia consiste en elevar temporalmente la temperatura del aire de suministro por encima del punto de rocío.
Por ejemplo, si un espacio tiene una temperatura de 80 °F y una humedad relativa del 60 %, el punto de rocío será de 64.8 °F. Si el aire acondicionado se ajusta a 64 °F, es muy probable que aparezca condensación en los componentes metálicos del sistema HVAC después de un tiempo.
Sin embargo, si se incrementa temporalmente la temperatura del aire de suministro a, por ejemplo, 68 °F, esta se mantendrá por encima del punto de rocío, eliminando la posibilidad de condensación. A medida que el espacio se enfría y la humedad disminuye, el punto de rocío baja, lo que permite reducir nuevamente la temperatura del aire de suministro sin riesgo de condensación.
Método adicional para reducir el riesgo de condensación: Aplicar aislamiento
Una medida adicional para reducir el riesgo de condensación es aplicar aislamiento a los componentes metálicos del sistema HVAC. Este enfoque funciona al limitar la transferencia de calor y reducir la velocidad del intercambio térmico. No obstante, es importante aclarar que el aislamiento por sí solo no elimina completamente la condensación.
Si alguna parte de la rejilla metálica está en contacto directo con el aire frío de suministro, este extraerá calor del metal, enfriando su superficie. Aunque el aislamiento puede disminuir la velocidad de este proceso, no lo detiene por completo. Como resultado, la condensación puede seguir ocurriendo, aunque tardará más tiempo en manifestarse.
Por ello, reducir la humedad del espacio o aumentar temporalmente la temperatura del aire de suministro siguen siendo las únicas soluciones realmente efectivas para eliminar la condensación.
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Texto original: Greenheck
Por: Mike Collins