T V 65 2. Psicrometría - diagrama psicrométrico Por psicometría se entiende todos aquellos procedimientos relacionados con la medida del contenido de vapor de agua existente en el aire. El diagrama psicrométrico nos permite relacionar tempera- tura y vapor de agua de una for- ma simple y directa (Fig. 2). Es la herramienta indispensable pa- ra el cálculo y evaluación de to- dos los procesos relacionados con el aire húmedo. Con este pueden calcularse con ayuda de dos parámetros conocidos el resto de los pará- metros del aire húmedo. 3. Parámetros - Temperatura de bulbo seco: es la que se registra con un ter- mómetro común. - Temperatura de bulbo hú- medo: es la temperatura que in- dica un termómetro cuyo bulbo 1. Generalidades sobre el aire húmedo El aire atmosférico es una mezcla de nitrógeno (aprox. 78%), oxígeno (aprox. 21%) y otros gases (1%). Esta es la composición del ai- re seco, pero hay otra sustancia importante en el aire: el vapor de agua. El aire seco junto con el va- por de agua dan como resultado el aire húmedo que es como existe en la naturaleza, incluso en el desierto. En la técnica de la climatiza- ción, el aire se toma sólo como la combinación de dos compo- nentes: aire seco y vapor de agua. La cantidad de vapor de agua que se le puede añadir es tan pequeña que generalmente se expresa en medidas como gra- mos, y esta cantidad representa menos del 3% del peso del aire. Sin embargo, su efecto en el confort humano y en procesos industriales es muy importante, La disposición del aire para retener vapor de agua esta rela- cionada con la temperatura y la presión, admitiendo más vapor de agua cuando aumenta su temperatura (Fig. 1). El aire sa- turado (100% de humedad rela- tiva) puede retener más vapor de agua si aumenta su tempera- tura o desciende la presión y, al revés, desprende parte de su contenido si baja la temperatura o aumenta la presión. Humidificación en bodegas de crianza Dpto. Técnico Hanseata, S.A. Madrid Las condiciones ambientales del lugar en donde maduran los vinos de crianza deben estar perfectamente reguladas en cuanto a los parámetros atmosféricos se refiere, manteniendo en cada momento la temperatura y grado de humedad adecuados. Cuando aún era posible contar con bodegas excavadas en el subsuelo su control era relativamente fácil de hacer, aunque existían algunas variaciones incontrolables. Ahora es posible, en todo momento, adecuar el equilibrio ideal temperatura/humedad con los modernos sistemas de humidificación cualquiera que sea el recinto destinado a la crianza de los mejores caldos. Tecnología del Vino www.alcion.es Instalaciones Auxiliares g/m 3 40 30 20 10 0 -10 0 10 20 30 temperatura °C Figura 1. Contenido máximo de agua en el aire. tv jul/agos 06 4/9/02 11:37 Página 1
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2. Psicrometría -diagrama psicrométrico
Por psicometría se entiendetodos aquellos procedimientosrelacionados con la medida delcontenido de vapor de aguaexistente en el aire.
El diagrama psicrométriconos permite relacionar tempera-tura y vapor de agua de una for-ma simple y directa (Fig. 2). Esla herramienta indispensable pa-ra el cálculo y evaluación de to-dos los procesos relacionadoscon el aire húmedo.
Con este pueden calcularsecon ayuda de dos parámetrosconocidos el resto de los pará-metros del aire húmedo.
3. Parámetros
- Temperatura de bulbo seco:es la que se registra con un ter-mómetro común.
- Temperatura de bulbo hú-medo: es la temperatura que in-dica un termómetro cuyo bulbo
1. Generalidades sobreel aire húmedo
El aire atmosférico es unamezcla de nitrógeno (aprox.78%), oxígeno (aprox. 21%) yotros gases (1%).
Esta es la composición del ai-re seco, pero hay otra sustanciaimportante en el aire: el vaporde agua.
El aire seco junto con el va-por de agua dan como resultadoel aire húmedo que es comoexiste en la naturaleza, inclusoen el desierto.
En la técnica de la climatiza-ción, el aire se toma sólo comola combinación de dos compo-nentes: aire seco y vapor deagua.
La cantidad de vapor de aguaque se le puede añadir es tanpequeña que generalmente seexpresa en medidas como gra-mos, y esta cantidad representamenos del 3% del peso del aire.Sin embargo, su efecto en elconfort humano y en procesosindustriales es muy importante,
La disposición del aire pararetener vapor de agua esta rela-cionada con la temperatura y lapresión, admitiendo más vaporde agua cuando aumenta sutemperatura (Fig. 1). El aire sa-turado (100% de humedad rela-tiva) puede retener más vaporde agua si aumenta su tempera-tura o desciende la presión y, alrevés, desprende parte de sucontenido si baja la temperaturao aumenta la presión.
Humidificación en bodegasde crianza
Dpto. Técnico Hanseata, S.A.Madrid
Las condiciones ambientales dellugar en donde maduran losvinos de crianza deben estarperfectamente reguladas en
cuanto a los parámetrosatmosféricos se refiere,
manteniendo en cada momentola temperatura y grado de
humedad adecuados. Cuandoaún era posible contar con
bodegas excavadas en elsubsuelo su control era
relativamente fácil de hacer,aunque existían algunas
variaciones incontrolables.Ahora es posible, en todo
momento, adecuar el equilibrioideal temperatura/humedad
con los modernos sistemas dehumidificación cualquiera que
sea el recinto destinado a lacrianza de los mejores caldos.
Tecnología del Vinowww.alcion.es
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-10 0 10 20 30temperatura °C
Figura 1. Contenido máximo de agua en el aire.
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Si el aire exterior frío se ca-lienta en el interior de un edifi-cio hasta una temperatura am-biente de confort, la humedadrelativa disminuye. Por tanto,para conseguir una buena cali-dad del aire ambiente se debeañadir artificialmente agua o va-por de agua al aire.
La humidificación o humecta-ción del aire es un proceso cuyafinalidad es incrementar el con-tenido de humedad absoluta deuna masa de aire.
Los equipos utilizados para lahumidificación del aire se deno-minan humidificadores.
5. Métodos dehumidificación
5.1. Pulverización–––––––––––––––––––––––––––––––
Pulverizar el agua es desme-nuzarla en pequeñas partículastambién llamadas aerosoles. Es-tas luego se esparcen en el aireque van a humidificar y se eva-poran. La energía necesaria parala evaporación de los aerosolesproviene del aire ambiente, locual produce un enfriamientodenominado enfriamiento adia-bático (Fig. 5).
Los tipos más conocidos depulverizadores, también llama-dos humidificadores de aeroso-les o atomizadores, son:
- Pulverizadores mecánicos.- Pulverizadores de boquillas.- Pulverizadores ultrasónicos.
5.2. Evaporación–––––––––––––––––––––––––––––––
Con la ayuda de un ventila-dor, el aire ambiente pasa a tra-vés de una superficie húmeda.De esta manera, el aire absorbevapor de agua. La energía re-querida para la evaporación setoma, de forma similar a los pul-verizadores, del aire que fluye através del humidificador. Estaoperación produce una ligerabajada de la temperatura, la cualpuede percibirse cerca del apa-rato (Fig. 6).
está cubierto con una mechahúmeda y expuesto a una co-rriente de aire.
- Temperatura de rocío: es latemperatura a la cual empiezala condensación de humedadcuando el aire se enfría.
- Humedad absoluta: es el pe-so del vapor de agua contenidoen un kilogramo de aire seco.
- Humedad de saturación: esel máximo peso del vapor deagua contenido en un kilogramode aire seco a una determinadatemperatura y presión.
- Humedad relativa: es la re-lación entre la humedad existen-te y la humedad máxima que elaire podría contener (humedadde saturación) a una determina-da temperatura. Se da en tantopor ciento (porcentaje de hume-dad).
- Entalpía: es la cantidad decalor contenida en el aire, enotras palabras, es el contenidotérmico de la mezcla de aireseco-vapor de agua.
Todo esto se puede observaren la figura 3.
4. ¿Qué es lahumidificación del aire?
En la atmósfera, el aire se en-cuentra siempre mezclado convapor de agua, cuyo porcentajevaría en función de las condi-ciones meteorológicas. El airecaliente puede absorber muchomás vapor de agua que el frío,este comportamiento se definecomo “humedad relativa del aire(HR)”.
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Figura 2.Diagramapsicrométrico.
Figura 3. Diagrama psicrométrico (P= 23°C, 50%) Conceptos.
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ceso que se sigue en el diagramapsicrométrico es una línea deentalpía constante (Fig. 7).
Es la humidificación obtenidacon los vaporizadores. Debido aque el calor necesario para lavaporización se suministra en elpropio humidificador, el aire au-menta su contenido de agua sinvariación de su temperatura(con vapor sin presión a 100°C).El proceso que se sigue en eldiagrama psicrométrico es unalínea de temperatura constantellamada isoterma (Fig. 8).
7. Importancia de lahumedad relativa delaire en las bodegas
De una forma general, sepuede decir que entre un sólidoque contenga una cierta canti-dad de agua en estado líquidoen su interior (barricas), y el ai-re que lo rodea, existe un cons-tante paso de humedad del sóli-do al aire; más aún en este casopor tratarse de madera que porsu composición higroscópica vacediendo a través de sus pare-des la humedad extraída de loslíquidos que contiene.
5.3. Vaporización–––––––––––––––––––––––––––––––
Para la vaporización, el aguacontenida en un recipiente secaliente hasta el punto de ebu-llición y el vapor de agua asíproducido se incorpora al aireambiente. La energía necesariapara la vaporización se obtienegeneralmente de la red eléctricay pasa al aire ambiente como
energía calorífica. Los vaporiza-dores son meros humidificado-res del aire en los que no se ge-nera ninguna recirculación deaire. Producen una humidifica-ción esterilizada e inodora, sinembargo tienen un considerableconsumo de energía (Fig. 7).
6. Humidificación delaire en el diagramapsicrométrico
Existen dos tipos diferencia-dos de humidificación del aire.
Es la obtenida con los humi-dificadores evaporativos y pul-verizadores. Al ser un tipo dehumidificación en la cual no seproduce adición de calor, el pro-
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Figura 4.
Figura 5. Pulverización (esquema de funcionamiento).
Figura 6. Evaporación (esquema de funcionamiento).
Figura 7. Vaporización (esquema de funcionamiento).
Figura 8. Humidificación del aire en el diagrama psicrométrico.
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inversión que se amortizará enmuy corto plazo, llegándose enpoco tiempo a obtener los bene-ficios de la venta de todos esoslitros de vino que anualmente seevaporan de las barricas.
La forma de comprobar la ren-tabilidad de la inversión de lainstalación de aparatos humidifi-cadores del aire en la bodega, esaplicando la siguiente fórmula:
L = Nº total de litros de vinocontenidos en la nave (l).
m = merma en tanto por ciento(%).
p = precio de venta del litro devino (€/l).
L x m x pPérdidas = –––––––––
100
El resultado deberá compa-rarse con el precio de los siste-mas de humidificación y se po-drá determinar el tiempo en quese amortizaran los mismos; ade-más se empezará a contar conlos beneficios de los litros nomermados desde el mismo mo-mento de la instalación de la hu-midificación.
8. Caso práctico
A modo ilustrativo, en las fi-guras 11, 12 y 13, se expone unejemplo de las pérdidas por eva-poración y el tiempo de amorti-zación del sistema de humidifica-ción en una nave de crianza deunas determinadas dimensiones
9. Sistema apropiadopara humidificación
Los sistemas de humidifica-ción del aire ofrecen una solu-ción de forma inmediata, singrandes problemas de instala-ción, con bajo consumo deenergía y prácticamente sinmantenimiento. Los controles defácil ajuste aseguran una hume-dad relativa del aire correcta,constante y uniformemente re-partida, permitiendo un equili-brio óptimo entre la presiónparcial de vapor del agua conte-
Es imprescindible que existaun equilibrio, y con ello no ha-brá trasvase de vapor de agua,ya que éste se produce segúnque la presión de vapor delagua sea mayor, menor o igualque la presión del vapor delagua contenida en el aire.
De esto se deduce que uncuerpo seco mantenido en unambiente con aire conteniendoun alto porcentaje de humedad,es decir, en el cual la presión devapor sea alta, este tomará hu-medad del aire ambiente.
Por el contrario, si la presiónde vapor del agua contenida
dentro del cuerpo sólido es ma-yor que la presión de vapor delagua que existe en el aire, estetomará el agua del objeto secán-dolo (Figs. 9, 10 y 11).
7.1. Humedad de equilibrio–––––––––––––––––––––––––––––––
La humedad de equilibrio esuna situación que solo se consi-gue con unos parámetros prefi-jadas. Además de esto existenotras dos situaciones como sonla absorción de agua y evapora-ción (mermas de vino), se ob-serva en las figuras 9, 10 y 11).
Según lo expuesto, en las na-ves con barricas de vino, el mo-tivo por el cual se producen pér-didas del líquido contenido enestas, es porque la presión desaturación del agua contenida enla madera de la barrica (aguaprocedente del interior de la ba-rrica) es mayor que la presión devapor existente en el aire.
Resumiendo las tres situacio-nes son así:
- Del agua de la barrica < Pdel agua contenida del aire =>absorción de agua.
- Del agua de la barrica > Pdel agua contenida del aire =>evaporación.
- Del agua de la barrica = Pdel agua contenida del aire =>equilibrio.
Donde P es la presión parcialdel vapor de agua.
7.2. Solución–––––––––––––––––––––––––––––––
Para evitar estas mermas esabsolutamente necesario conse-guir el equilibrio entre estas pre-siones de vapor o bien que la delaire ambiente sea mayor. Esto só-lo se consigue mediante la apor-tación artificial, constante y con-trolada de agua al ambiente, pormedio de la instalación de siste-mas de humidificación del aire.
En ningún caso debe conside-rarse la instalación de humidifi-cadores del aire como un gasto.No es un gasto, se trata de una
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Figura 9.Absorción deagua.
Figura 10.Evaporación(mermas devino).
Figura 11.Equilibrio.
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cen una humidificación higiénicay segura, debido a su conexióndirecta a la red de agua potable,sin la posibilidad de que el aguase estanque y se contamine.
Una aguja limpiadora quitaautomática y periódicamente,gracias a un temporizador ajusta-ble, los depósitos de cal del ori-ficio de salida del agua de la bo-quilla para asegurar la fiabilidadde funcionamiento constante du-rante muchos años (Foto 1). Lasboquillas están fabricadas enacero inoxidable de gran durezaque permiten descartar la posibi-lidad de corrosión y desgaste.
El funcionamiento de los sis-temas de humidificación es to-talmente automático, estos songobernados mediante sondas dehumedad e higrostatos de am-biente en los cuales se prefija lahumedad relativa ambiental re-querida. Estos conectan o des-conectan los humidificadores enfunción de que la humedad seamenor o igual a la humedad re-lativa prefijada.
Indudablemente, son muchaslas razones por las que debe sertomada en consideración la ins-talación de un buen sistema dehumidificación en las bodegas,principalmente para evitar lascuantiosas pérdidas de litros y li-tros de vino por evaporación,por lo que supone económica-mente esas constantes mermasque disminuyen posibilidades detener más beneficios, por la cali-dad del vino, por la conservaciónde las barricas y las instalaciones,por la automatización y el per-fecto equilibro de la humedaddentro de toda la instalación sincasi mantenimiento y por ultimopor el corto período de amorti-zación que una vez finalizadopermite incrementar beneficios.
Resumiendo, se puede man-tener una humedad relativaconstante en una bodega a lolargo de todo el año sin tener encuenta el tiempo atmosféricoque haya en el exterior.
nida en la barrica y la del aireambiente; evitándose pérdidaseconómicas por mermas debi-das a la evaporación del vino.
Los sistemas de humidifica-ción mediante boquillas pulveri-zadoras disponibles pueden su-ministrarse de una forma com-pacta (Fig. 15) listos sólo paraconectar directamente al airecomprimido, agua y a la electri-cidad o modulares (Fig. 16).
Estos sistemas de humidifica-ción mediante boquillas produ-
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Superficie nave = 30 x 20 m2
Volumen nave = 3.000 m3
Número de barricas = 1.000
Litros de vino = 225.000 litros
Merma anual (4%) = 9.000 litrosNAVE DE BARRICAS
Figura 12.
PERDIDASPérdidas anuales = L x m x p / 100
Donde:L = Nº total de litros de vino contenido en la nave (225.000 l)m = merma en tanto por ciento (4%)p = precio de venta del litro de vino (3.00 €/l)
Pérdidas anuales = 27.000,00 €
Figura 13.
AMORTIZACION
- Gasto sistema de humidificación = 3.000,00 €- Pérdidas anuales = 27.000,00 €
- Tiempo de amortización = 3.000,00 / 27.000,00 x 365 días =
