Humidificando espacios: principios y mantenimiento

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Un humidificador mejora la calidad ambiental en un espacio cerrado, al agregar humedad fresca o cálida al aire. Los hay de diversos tamaños para diferentes aplicaciones, desde pequeñas habitaciones hasta edificaciones hospitalarias. Conocer su principio de funcionamiento y la variedad que existe te servirá para competir en el mercado

Verónica Rosón

Humidificar es algo muy simple que consiste en aportar al ambiente cierta cantidad de vapor de agua para mantener una determinada humedad relativa, la cual varía drásticamente de acuerdo con la temperatura del aire que ingresa al recinto.

Los equipos de humidificación se dividen en dos grandes familias, dependiendo de la fuente que provee la energía para vaporizar el agua y cada una afecta de diferente manera la temperatura del aire. Utilizando adiabáticos, el aire se enfría. Con los isotérmicos la temperatura del aire permanece constante. Los primeros utilizan el calor del aire que está siendo humidificado, mientras que los segundos emplean el calor que es agregado al agua destinada a la humidificación.

Para que se produzca la humidificación es necesario que el agua absorba suficiente energía para evaporarse. Para lograrlo, se requieren 1 mil BTU (Unidad Térmica Británica) por libra de agua o 540 calorías por cada gramo de agua. Esto es cierto, sin importar si el agua está en un reservorio, sobre una superficie o en forma de pequeñas gotas suspendidas en el aire. Este calor esencial es llamado calor latente de vaporización.

Los humidificadores isotérmicos son empleados con frecuencia en edificios familiares y comerciales, así como en el 100  por ciento de las instalaciones hospitalarias. Éstos se componen principalmente de una unidad que genera el vapor y el dispositivo que lo distribuye en la corriente de aire. Asimismo, se distinguen por utilizar el calor agregado al agua que será evaporada. Su funcionamiento consiste en hervir el agua y el vapor resultante es entregado al aire completamente estéril, pues todas las impurezas y minerales contenidos en el agua no se evaporan; por lo tanto, quedan depositados en los cilindros. Éste es uno de los motivos más importantes que explica su uso en hospitales.

Humidificador médico

Esta clase de equipos entregan vapor al ambiente, o sea, agua en estado gaseoso, y se distinguen porque dicha transformación ocurre dentro del equipo.

La palabra isotérmico describe un proceso que se desarrolla a temperatura constante, aunque un humidificador de este tipo, generalmente levanta unos grados la temperatura del aire, la cual depende de la del vapor. Para ser precisos, debería llamarse “casi isotérmico”, debido a la pequeña variación en la temperatura del aire. Pero para simplificar la comunicación, se describió a estos aparatos con una sola palabra: isotérmicos.

Ahora bien, dentro de este tipo de humidificadores hay dos grandes subgrupos frecuentemente utilizados en edificaciones hospitalarias:

Humidificadores a electrodos sumergidos
Estos dispositivos son ampliamente utilizados en edificios comerciales e institucionales. Contienen uno o más cilindros plásticos descartables, llamados generadores, que se ubican dentro de un gabinete metálico o de plástico. A su vez, cada cilindro tiene dos o tres electrodos sumergidos, según sean monofásicos o trifásicos, y mantiene el nivel de agua mediante una válvula solenoide de llenado.

La corriente eléctrica fluye a través del agua entre los electrodos, produciendo la ebullición de la misma. El vapor generado de esta manera es transportado por una manguera hasta el distribuidor de vapor.

Principio de funcionamiento de un humidificador a electrodos sumergidos

Su capacidad varía, por ejemplo, desde 1 Kg/h hasta 130 Kg/h, y puede ser la solución para cualquier sistema de aire acondicionado. Generalmente poseen controladores electrónicos que manejan el funcionamiento del humidificador y su sistema de alarmas, asegurando así una mayor vida para los cilindros y la esterilidad del vapor. También garantiza el manejo de todos los parámetros y cualquier desperfecto con una optimización en el consumo de energía.

Este tipo de humidificadores son utilizados en instalaciones con conductos que se componen de distribuidores lineales de acero inoxidable o aluminio. O bien, directamente en el ambiente, si es que no se cuenta con conductos, a través de distribuidores ventilados que se caracterizan por la ausencia total de ruido y un agradable diseño.

Estos equipos son muy tolerantes en cuanto a la calidad del agua, y la mayoría de las veces, emplean directamente el agua de red (siempre dependiendo de su calidad), sin ningún tipo de tratamiento. Pero no se hace lo mismo en lugares donde el H20 sea extremadamente duro, ni tampoco en aplicaciones con aguas desmineralizadas, ya que el agua sin minerales no es conductora. Además, hay que tener cuidado con las aguas ablandadas, debido a que el sodio es un subproducto del proceso de suavizado. La concentración del sodio y, por lo tanto, la conductividad del agua, aumentan a medida que ésta se va evaporando. Eventualmente la corriente eléctrica puede generar un arco centro del cilindro, quemando los electrodos.

Hay humidificadores de esta clase, que poseen un sistema particular de detección de depósitos minerales en los elementos, junto con otros de seguridad e indicaciones de alarma. Es posible que también cuenten con alguno para eliminar la espuma, lo cual asegura una concentración óptima de sales que garantiza la estabilidad de la operación. El mantenimiento suele ser muy sencillo, pues poseen un drenaje que opera automáticamente en función de la concentración salina del agua. Los residuos minerales quedan depositados en los electrodos, por lo que es necesario sustituir el cilindro para permitir un fácil y rápido acceso a la parte eléctrica. Por su parte, el regulador de control se debe revisar o sustituir rápidamente.

En cuanto a los cilindros, hay algunos diseñados para alcanzar una vida útil óptima y otros que cuentan con filtros para reducir las operaciones de mantenimiento relacionado con la acumulación de depósitos minerales. Los electrodos pueden ser galvanizados, para disminuir los depósitos en los electrodos y aumentar la vida útil del cilindro, la cual depende de diferentes factores:

  • Depósitos minerales
  • Corrosión de los electrodos
  • Uso y dimensionado correcto del humidificador
  • Consumo promedio
  • Calidad del agua
  • Mantenimiento regular

Electrodos sumergidos

Mantenimiento
Los humidificadores a electrodos sumergidos sólo tienen un componente que requiere un recambio periódico: el cilindro productor de vapor. Es necesario reemplazarlo cuando los depósitos dentro del cilindro perjudican el flujo de corriente.

La frecuencia de este cambio depende del agua de entrada, es decir, cuanto mayor sea el contenido de sales y de impurezas, más frecuente será.

Los componentes que requieren revisiones anuales son:

  • Válvula solenoide de llenado / vaciado, bomba de vaciado. Remover las posibles incrustaciones, sin emplear aire comprimido, y asegurarse de que la operación sea correcta
  • Circuito hidráulico / tanque de llenado. Eliminar las posibles incrustaciones a lo largo del recorrido del agua, desde la válvula de llenado hasta la entrada del cilindro. Después verificar que no haya ninguna pérdida
  • Distribuidor de vapor / drenaje de la condensación. Revisar que no haya estrangulaciones desde el comienzo (humidificador) hasta el final (distribuidor) en el conducto o en el ambiente, para favorecer la normal salida del vapor / condensación
  • Sonda de humedad. Examinar la condición de las sondas, y si fuera necesario, calibrarlas. No utilizar aire comprimido ni solventes para limpiar los sensores

2 Humidificadores a resistencia eléctrica
Producen vapor estéril y utilizan todo tipo de aguas: blandas, desmineralizadas, sin sales y también agua de red sin tratar (generalmente aceptan aguas de dureza entre 0 y 40 ºF). Esta característica permite su uso en una amplia diversidad de aplicaciones: conductos o ambientes, para confort personal o para mantener el nivel ideal de humedad en procesos industriales y almacenamiento de productos.

Humidificadores resistencia electrica

El agua de alimentación para este tipo de humidificadores debe ser agua potable o desmineralizada. Nunca hay que trabajar con agua corrosiva, que emita malos olores ni contenga demasiadas partículas minerales, para evitar excesivos depósitos en las resistencias. Es importante mencionar que tratar el agua con ablandadores no disminuye la cantidad de sales disueltas, lo que podría conducir a la formación de espuma. Esto conlleva a una operación irregular, por lo que no se recomienda el manejo de agua de pozo, industrial o de circuitos de refrigeración y, en general, aquella que esté química o bacteriológicamente contaminada. Tampoco hay que agregar algún desinfectante o componente anticorrosivo.

La posibilidad de utilizarlos con agua desmineralizada hace que este tipo de unidades sea ideal para aplicaciones en teatros, museos, hospitales, laboratorios, ambientes limpios o cualquier otra donde se necesite vapor de extremada pureza y equipos con muy poco mantenimiento.

Como son aptos para trabajar con aguas más duras y para lograr que el mantenimiento sea aún más simple, mejorando también la eficiencia, el elemento calefactor debería estar diseñado especialmente, por ejemplo, con aletas de aluminio recubiertas con teflón para reducir los depósitos minerales en el elemento calefactor. Asimismo, es necesario que contenga un elemento filtrante dentro del cilindro generador de vapor, para reducir el mantenimiento. También hay algunos que poseen un film plástico en el interior del cilindro para protegerlo y facilitar la remoción de los depósitos minerales. Este último componente se reemplaza para limpieza, sin la necesidad de deshacerse de las partes plásticas, para asegurar un fácil uso y bajos costos de mantenimiento. También es conveniente que tenga algún tipo de protección térmica, como un recubrimiento externo alrededor del cilindro, para reducir la pérdida de calor durante la operación y los periodos cortos en modo stand by.

Cuando la dureza del agua de alimentación excede los 30 o 35 ºF, generalmente los fabricantes recomiendan el pretratamiento con resinas de intercambio de iones. Este ablandamiento del agua reduce considerablemente las precipitaciones minerales en el generador (cilindro que contiene la resistencia) permitiendo, generalmente, la utilización continua del humidificador por varias temporadas, sin mantenimiento.

Mantenimiento
Para una correcta operación, el cilindro productor de vapor necesita una limpieza periódica. Igualmente, los intervalos entre las distintas limpiezas están vinculados a la cantidad de sales o de impurezas disueltas en el agua de alimentación. Esta operación es fundamental para que los depósitos formados no inhiban el intercambio de calor entre las resistencias y el agua.

Una precaución importante es nunca recurrir a detergentes o solventes para limpiar los componentes en el cilindro o en cualquiera de las partes hidráulicas. Los elementos calefactores se limpian sumergiéndolos en una solución al 20 por ciento de ácido acético caliente durante 30 minutos. Posteriormente, se remueven los depósitos con una espátula que no sea metálica. Si las resistencias son teflonadas, hay que evitar el empleo de cualquier herramienta metálica para no dañar la película protectora.

El resultado final, en ambos sistemas, es exactamente el mismo: obtención de vapor completamente estéril, sin afectar de forma importante la temperatura ambiente. Por tanto, la elección de un sistema u otro depende de dos aspectos fundamentalmente. Primero y lo más importante a tener en cuenta es el agua de alimentación. Los humidificadores a electrodos sumergidos no pueden ser alimentados con agua ablandada ni desmineralizada, y muchas veces en los hospitales sólo se cuenta con este tipo de agua, sin considerar la posibilidad de alimentarlos con agua directamente de la red. Si éste es el caso, los humidificadores a electrodos quedan automáticamente descartados y sólo se podrían manejar equipos a resistencia. El segundo tema relevante, pero generalmente no tan grave, es el de los costos de mantenimiento, el cual varía enormemente en función del agua con la que se trabaje y los equipos elegidos.

Legionella

En el caso de los hospitales, la calidad del aire y la humidificación, no podemos dejar de mencionar lo que sucede con la Legionella.

Los sistemas de agua (transferencia de masa de agua en corriente de aire) desarrollados y manipulados por el hombre, si no son convenientemente diseñados y mantenidos, representan un riesgo para la propagación de la bacteria Legionella Pneumophila, causante de la enfermedad Legionelosis.

Sin mantenimiento apropiado, los equipos HVAC pueden convertirse en una incubadora para la Legionella Pneumophila

Actualmente, este padecimiento no es una rareza y se caracteriza por ser una enfermedad mortal similar a la neumonía, que se contrae por inhalar aire húmedo, cuyo porcentaje de agua contiene dicha bacteria.

Este microorganismo puede encontrarse en cualquier tipo de instalación artificial que utilice agua para operar:

  • Sistemas de agua caliente sanitaria: red y depósitos, acumuladores, calderas, calentadores
  • Sistemas de agua fría para consumo humano: red y depósitos, tanques, aljibes, cisternas, pozos
  • Torres de enfriamiento para el aire acondicionado
  • Condensadores y equipos de enfriamiento evaporativos
  • Lavadores de aire
  • Conductos de aire acondicionado
  • Equipos de terapia respiratoria (respiradores, nebulizadores y otros equipos que entren en contacto con las vías respiratorias)
  • Piscinas con agua templada, con jacuzzi o sin movimiento
  • Fuentes ornamentales
  • Sistemas de agua contra incendio
  • Sistemas de humidificación comercial y doméstico

En todos estos ámbitos, la temperatura, protección física y existencia de otros nutrientes favorecen el crecimiento de la Legionella.

Bajo ciertas circunstancias, dentro de los sistemas acuáticos artificiales, las concentraciones del microorganismo aumentan drásticamente, un proceso conocido como multiplicación. Para que su concentración aumente al grado de afectar la salud de las personas, debe pasar a colonizar las redes de distribución de agua potable y los sistemas hídricos construidos por el hombre, pues es en estos sitios en donde encuentra las condiciones de temperatura idóneas para su multiplicación, protección física y nutrientes apropiados.

Las medidas preventivas para evitar la multiplicación del microorganismo se basan en el óptimo funcionamiento de las instalaciones, por lo que es indispensable el buen diseño, la ejecución y el mantenimiento de las mismas.

Verónica Rosón. Arquitecta por la Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo de la Universidad de Buenos Aires. Desde 1992, pertenece a la firma SUPERCONTROLS, dedicada a la importación y distribución de controles para aire acondicionado y la refrigeración. Miembro de ASHRAE, desde 2009, ASHRAE Certified BEAP (Building Energy Assesment Professional), Building Energy Assessment Professional y Profesional certificado BEAP.




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