La climatización evaporativa industrial se ha consolidado como una alternativa de bajo consumo energético y alto rendimiento para controlar la temperatura en naves y plantas de producción. No obstante, su correcta implementación exige un diagnóstico previo riguroso: no todos los entornos ni las condiciones operativas garantizan el éxito de estos sistemas evaporativos. Te compartimos las principales variables que deben medirse antes de diseñar e instalar un sistema de enfriamiento por evaporación.
Humedad relativa ambiental
La humedad relativa (HR) es quizá el parámetro más crítico. El enfriamiento evaporativo se basa en la evaporación de agua, proceso que extrae calor del aire. Cuando la HR supera el 60 %, la capacidad de absorción de vapor disminuye y, por tanto, la caída de temperatura se ve afectada severamente.
- HR óptima: valores inferiores al 40 % ofrecen el máximo rendimiento.
- HR límite: instalaciones con HR constantes por encima del 60 % requieren soluciones híbridas (evaporativa + compresión).
Recomendación: medir la HR durante al menos un año, registrando valores máximos, mínimos y promedios mensuales.
Temperatura de bulbo seco y temperatura de bulbo húmedo
- Temperatura de bulbo seco (TBS): indica la temperatura del aire sin considerar la humedad. Afecta la carga térmica de la instalación.
- Temperatura de bulbo húmedo (TBH): refleja la temperatura que alcanzaría el aire si se evaporara agua hasta saturación; es decisiva para calcular la eficacia máxima del sistema.
La diferencia TBS – TBH, conocida como punto de enfriamiento potencial, determina cuántos grados puede reducir el enfriador en condiciones ideales.
Recomendación: registrar ambos parámetros y calcular la diferencia promedio; una brecha superior a 10 °C indica un entorno muy favorable para climatización evaporativa.
Carga térmica interna
Para dimensionar correctamente el equipo es esencial calcular la carga térmica de la planta, es decir, la cantidad de calor que debe extraerse:
Calor sensible: generado por maquinaria, iluminación y procesos.
Calor latente: derivado de vapor y procesos húmedos.
La suma de ambas cargas indica la potencia de enfriamiento requerida (medida en kW o toneladas de refrigeración). Un cálculo impreciso puede resultar en sistemas sobredimensionados (ineficientes) o subdimensionados (incapaces de mantener confort).
Patrón y renovación de aire
Un sistema evaporativo introduce aire fresco continuamente; para evitar recirculación de aire ya enfriado, la planta debe contar con:
- Vías de extracción: rejillas altas, ventiladores de extracción o claraboyas.
- Ventilación cruzada: ubicaciones opuestas de entrada y salida de aire.
La tasa de renovación (número de cambios de aire por hora) debe ajustarse al volumen de la nave y a la carga térmica: típicamente, 4–8 renovaciones/hora en espacios industriales.
Calidad y disponibilidad de agua
El agua empleada debe cumplir estándares que eviten incrustaciones y proliferación bacteriana:
- Dureza (CaCO₃): preferible < 150 ppm.
- pH: entre 6.5 y 8.5.
- Sólidos disueltos totales (TDS): < 500 ppm.
Además, se requiere un suministro continuo con caudal suficiente (3–6 L/min por cada 1 000 m³/h de aire tratado) y un sistema de filtrado o purga periódica para mantener la eficiencia y la higiene del equipo.
Diseño de la envolvente y aislamiento
La NOM-008-ENER-2001 exige un rendimiento mínimo de aislamiento en muros y techos para reducir la carga térmica. Antes de instalar enfriadores evaporativos, es conveniente:
- Medir transmisividad térmica (U) de la envolvente.
- Verificar puentes térmicos y fugas de aire (termografía infrarroja).
Una buena envolvente disminuye la demanda de enfriamiento y optimiza el funcionamiento del sistema evaporativo.
Disponibilidad eléctrica y puntos de conexión
Aunque los sistemas evaporativos consumen menos energía que chillers, necesitan:
- Alimentación trifásica: típicamente 380–415 V.
- Capacidad de arranque: torques de motor y arrancadores adecuados.
Es vital verificar que la red eléctrica pueda soportar la carga de ventiladores y bombas sin caídas de tensión.
Espacio físico y accesibilidad
- Ubicación de unidades: en azoteas o muros externos, con espacio libre de al menos 1,5 m en la entrada de aire.
- Accesos para mantenimiento: pasillos, plataformas y escaleras que faciliten limpieza y reparación.
El acceso seguro reduce tiempos de intervención y costos de operación.
Compatibilidad con automatización y control
La integración con sistemas de IoT y SCADA permite:
- Encendido/apagado automático según HR y TBS.
- Alarmas por baja presión de agua o vibración excesiva.
- Reportes de eficiencia y consumo en tiempo real.
La compatibilidad de los controladores con protocolos estándar (Modbus, BACnet) agiliza la supervisión y optimización.
Consideraciones de confort y salud ocupacional
Según ASHRAE 55, la humedad relativa entre 30 % y 60 % y temperaturas de 24 °C–27 °C promueven el confort térmico y reducen riesgos de estrés por calor. Antes de instalar, es recomendable encuestar al personal y realizar mediciones de confort (PMV/PPD) para validar que el sistema satisface las necesidades humanas.
Conclusión
Un sistema de climatización evaporativa industrial exitoso depende de un estudio previo exhaustivo de las variables climáticas, operativas y de infraestructura. La medición y análisis de humedad, temperaturas de bulbo seco y húmedo, carga térmica, calidad de agua, ventilación, aislamiento y disponibilidad eléctrica, entre otras, aseguran un diseño óptimo que maximiza eficiencia y ahorro, minimizando riesgos y costos operativos.
Preguntas Frecuentes (FAQs)
¿Cuál es la humedad relativa ideal para climatización evaporativa industrial?
La HR óptima es inferior al 40 %. Entre 40 % y 60 % el sistema aún puede ser efectivo, pero por encima del 60 % su desempeño cae drásticamente.
¿Qué temperatura de bulbo húmedo es adecuada para estos sistemas?
Idealmente, la diferencia TBS–TBH debe ser al menos de 8 °C. Por ejemplo, si TBS es 35 °C y TBH 25 °C, el enfriamiento potencial es máximo.
¿Cómo calcular la carga térmica antes de la instalación?
Se suman el calor sensible (máquinas, iluminación) y el latente (vapor, procesos húmedos) usando metodologías ASHRAE o software como EnergyPlus para determinar kW necesarios.
¿Cómo evaluar la calidad del agua para sistemas evaporativos?
Se mide la dureza (CaCO₃), TDS y pH. Si la dureza supera 150 ppm o TDS sobre 500 ppm, se recomienda tratamiento (filtros, descalcificadores) y purgas semanales.
¿En qué condiciones climáticas no conviene instalar climatizadores evaporativos?
En zonas con HR constante > 60 % (regiones costeras tropicales), es preferible optar por soluciones híbridas o sistemas de compresión para garantizar confort y eficiencia.
