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Qué es una carta psicrométrica, cómo se lee y sus diferentes variantes

Carta psicrométrica

Los ingenieros mecánicos y los diseñadores de sistemas han usado la carta psicrométrica durante años para evitar cálculos largos asociados con problemas de enfriamiento y deshumidificación.

Simplemente encontrando la intersección de dos líneas variables, se puede determinar el estado y leer otras variables relacionadas. Al trazar puntos entre los estados también puede encontrar respuestas rápidas a las preguntas de mezcla de aire.

A diferencia de la mayoría de las cartas que se calculan solo al nivel del mar, estas cartas vienen como un conjunto de seis elevaciones diferentes desde el nivel del mar hasta 10,000 pies.

Qué es la psicrometría

La psicrometría es la ciencia que implica las propiedades del aire húmedo y los procesos en los que la temperatura o el contenido de vapor de agua o ambos cambian. Para entender cómo funciona todo eso, necesitamos cantidades y necesitamos que estén bien definidas.

Carta psicrométrica
Carta psicrométrica

Algunos son fáciles de entender ( por ejemplo, temperatura de bulbo seco y presión barométrica); otros son un poco más abstractos ( por ejemplo, entalpía).

Las propiedades del aire húmedo se pueden describir por docenas de cantidades. La mayoría de las docenas de cantidades psicrométricas con las que podríamos trabajar no se pueden medir directamente, sino que deben calcularse a partir de otras cantidades medibles.

Otra cosa importante a comprender es que para determinar un punto de estado en el cuadro psicrométrico, necesitamos conocer los valores de tres cantidades independientes:

  • Presión barométrica (o altitud, de la cual podemos obtener la presión barométrica).
  • Temperatura de bulbo seco
  • Una cantidad que nos dice cuánto vapor de agua hay en el aire. Podría ser la temperatura del bulbo húmedo, la temperatura del punto de rocío, la humedad relativa o cualquier otra cantidad.

Las 9 principales cantidades psicrométricas, clasificadas según si podemos obtenerlas por medida o si debemos calcularlas, son:

  • Temperatura de bulbo seco
  • Temperatura de bulbo húmedo
  • Temperatura de punto de rocío
  • Presión barométrica
  • Presión de vapor de agua
  • Humedad relativa
  • Entalpía específica
  • Volumen específico
  • Relación de humedad

Cómo se usa la carta psicrométrica

La carta psicrométrica se representa con un gráfico de muchas variantes. El gráfico en sí ha pasado de ser una gran herramienta de cálculo a ser más una herramienta educativa o ilustrativa.

Con todo el poder informático a nuestro alcance en estos días, podemos obtener resultados precisos de las aplicaciones de teléfonos inteligentes y no necesitamos intentar extraer números precisos de los gráficos psicrometrícos.

Carta psicrométrica
Carta psicrométrica

Para leer estos gráficos hay que ir interpretando cada parte por orden.

Temperatura de bulbo seco

La temperatura del bulbo seco se muestra a lo largo del eje horizontal. Cuando traza líneas a través de un gráfico a lo largo del cual la cantidad considerada sigue siendo la misma, se llaman isolinas. Iso significa lo mismo.

Si observas atentamente, con mucho cuidado, una carta psicrométrica, puedes ver algo interesante sobre las isolinas de temperatura de bulbo seco: no todas son verticales y paralelas entre sí.

Temperatura del bulbo húmedo

La temperatura del bulbo húmedo indica lo fácil que es que el agua se evapore. Un artículo rmostró cómo se relacionaba la temperatura de los bulbos húmedos con el cambio climático reciente, y definieron la temperatura de los bulbos húmedos como “una medida de lo bien que se puede enfriar la piel sudando”.

Las isolinas del bulbo húmedo son diagonales en la tabla y hay un lugar donde las temperaturas del bulbo húmedo y del bulbo seco son iguales: en el punto de saturación. La evaporación no ocurre allí en condiciones normales, al menos no sin una cantidad igual de vapor de agua condensada.

Entalpia especifica

En el gráfico las líneas de un décimo disco son una de las dos coordenadas principales que se utilizan para diseñar el gráfico.

Las lineas son diagonales y están cerca de ser paralelas a las bulbisolinas húmedas. Eso es porque esas dos cantidades están estrechamente relacionadas.

Carta psicrométrica
Carta psicrométrica

Radio de húmedad

La relación de humedad es la otra coordenada definitoria para la carta psicrométrica. Las teolinas son horizontales. En este caso, la escala indicada en la tabla está en libras de vapor de agua por libra de aire seco.

Algunas tablas muestran granos de vapor de agua por libra de aire seco, que a menudo se reduce a granos.

Presión de vapor de agua

La presión de vapor rara vez se muestra en la tabla psicrométrica. Cuando estés haciendo cálculos para la difusión de vapor o tratando de averiguar cómo viajará el vapor de agua a través de los materiales, necesitarás las presiones de vapor para las distintas ubicaciones.

Temperatura de punto de rocío

La temperatura del punto de rocío es todavía una tercera cantidad que tiene isolinas horizontales en la tabla pricrométrica. Lo que esto significa es que estas tres cantidades no son independientes entre sí, por lo que si son todo lo que tienes, aún no sabes cuál es tu punto de estado.

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Humedad relativa

La curva de saturación es la humedad relativa del 100%. Cuando el volumen no está saturado con vapor de agua, la presión de vapor será menor que la presión de vapor de saturación y la humedad relativa será inferior al 100%.

Volumen específico

El volumen específico se muestra como una línea diagonal en el gráfico psicrométrico, pero tiene una pendiente significativamente diferente a la temperatura del bulbo húmedo y la pulpa específica.