Agentes Desecantes

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Los desecantes tienen diversas aplicaciones en la industria. Desde la absorción de agua del ambiente para mejorar el confort, hasta el control de la cantidad de humedad en una fábrica, estos materiales son de gran importancia para el desarrollo de las actividades industriales y domésticas actuales.

Al elegir un deshumificador es necesario evaluar la cantidad de humedad y energía necesarias para reactivar el material.

Sinaí Romo.

A00003512Respecto del confort térmico, la humedad representa un papel fundamental, ya que entre mayor sea su presencia, la sensación térmica de calor aumentará. Cuando el aire se satura de humedad, se dificulta el mecanismo de transferencia de calor que se lleva a cabo de forma natural con el ambiente, por lo cual no se elimina la energía que emiten las personas a través de la transpiración y se presenta una capa de sudor que aumenta la sensación de calor e incomodidad. De igual manera, cuando un ambiente se satura de humedad es más difícil cambiar la temperatura del lugar porque la presencia de moléculas de agua en el aire aumenta su capacidad calorífica.

La higroscopia es la capacidad que poseen ciertas sustancias de absorber humedad del medioambiente. Todos los compuestos que permiten atraer agua del ambiente que los circunda son higroscópicos, por lo cual, en algunas ocasiones se utilizan como agentes desecantes. Algunos de estos elementos reaccionan químicamente con el agua, como los metales alcalinos o los hidruros, mientras que otros elementos la atrapan como hidratación en su estructura cristalina.

Los desecantes típicos son sustancias que forman sales hidratadas y anhídridas. Los que se usan comercialmente se clasifican en tres categorías: geles, aluminas o tamices moleculares. Entre los más comunes se encuentran el gel de sílice, la alumina activada, la arcilla desecante y también la malla molecular.

El gel de sílice es muy económico y es el que más se comercializa. Presenta muchas aplicaciones, por lo que se utiliza en los sistemas de climatización que se implementan en museos para controlar los niveles de humedad en las salas de exposición, a fin de mantener en óptimas condiciones las obras que se exhiban.

De acuerdo con Juan Pablo Jiménez, coordinador Técnico de Energía del IAT, la remoción de agua del ambiente puede llevarse a cabo mediante adsorción y absorción. En el proceso de adsorción, los átomos y moléculas de un fluido se capturan en materiales que presentan porosidad alta, la cual retiene la mayor parte de las moléculas que atraviesan sus cavidades. Por esta razón, los materiales adsorbentes permiten capturar las moléculas de agua de una corriente de aire hasta alcanzar su punto de saturación, para después eliminar la humedad capturada a través de una corriente que posee mayor nivel térmico, en un proceso denominado regeneración del desecante.

Una de las aplicaciones más comunes en las que se utilizan los principios de adsorción se conoce como ciclo abierto de refrigeración desecante.

Los elementos que complementan el sistema desecante son la rueda desecante, el regenerador y los enfriadores evaporativos. La rueda desecante es un componente con una disposición geométrica en la que se lleva a cabo la regeneración del desecante al alternar el régimen de adsorción y desorción (eliminación del agua absorbida). Una de las ventajas que presenta la rueda desecante es que permite realizar el secado de forma continua.

Al proceso en el que se realiza la transferencia de vapor de agua que se encuentra en el aire hacia el material de la rueda desecante se le llama proceso adiabático, porque no involucra intercambio de energía. La rueda desecante remueve el exceso de humedad sin transferir o retirar calor del aire en el proceso; sin embargo, el calor latente del vapor de agua se libera en el aire seco en forma de calor sensible.

El sistema más adecuado es el que permite una mayor captura de humedad y requiere la menor cantidad de energía para reactivar el desecante. Por ello, al seleccionar un deshumidificador es importante evaluar la cantidad de humedad que puede captar por cada libra de aire, así como la cantidad de energía necesaria para reactivar el material.

El regenerador se encarga de calentar una corriente de aire para regenerar el desecante; el proceso de regeneración requiere temperaturas de entre 80 y 90 grados centígrados. El último componente es el enfriador evaporativo, que permite enfriar el aire mediante la evaporación de agua.

El uso de deshumidificadores presenta varias ventajas, como mejora en la calidad del aire interior, prevención de hongos y de corrosión, y reducción de los costos de energía. Este componente se utiliza en lugares donde el control de humedad y la corrosión es vital, como en hospitales y sitios industriales. Además, la deshumidificación se utiliza en pistas de patinaje, piscinas climatizadas y en recintos cerrados donde se practique cualquier deporte, debido a que el agua y el hielo son elementos fundamentales en estos sitios y a que las instalaciones acogen a un gran público, lo que puede causar problemas relacionados con la humedad.

Algunos de los principales problemas de las cámaras de congelados se relacionan con la escarcha, el hielo y la nieve, elementos producto de la humedad del aire que se filtra por las puertas de acceso a la cámara. Normalmente, una cámara de congelación se mantiene a temperaturas de aproximadamente -25 grados centígrados. Debido al alto costo y a los problemas técnicos que representa remover humedad a bajas temperaturas, es complicado utilizar subenfriamiento del aire para conseguirlo. Utilizar un desecante sólido para disminuir los niveles de humedad al entrar en contacto con el ambiente resulta una alternativa eficaz.

Otro sistema que utiliza elementos desecantes para producir aire frío es el de desecación. En este sistema, el aire por climatizar se seca al inicio del proceso para después enfriarlo por humidificación. Permite un control muy preciso de las condiciones de confort, ya que opera de manera independiente de las cargas latente y sensible. El componente principal es una rueda desecante que gira lentamente mientras adsorbe el agua de la corriente de aire.

Las aplicaciones de los agentes desecantes en climatización son tan diversas que incluyen a la industria automotriz, donde se emplean bolsas desecantes termoformadas, diseñadas específicamente para solucionar problemas de humedad relacionados con los sistemas de refrigeración, climatización y aire acondicionado. En este sector previenen la corrosión interna y mejoran la confiabilidad de los sistemas de aire acondicionado automotrices para camiones y autobuses, y se utiliza en vehículos de transportación refrigerada.

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