1. La psicrometría estudia las propiedades termodinámicas del aire húmedo y su efecto en materiales y confort humano, analizando métodos para controlar dichas propiedades en diferentes aplicaciones industriales como secado de alimentos, refrigeración y climatización. 2. Los diagramas psicrométricos representan gráficamente las relaciones entre las propiedades del aire húmedo, como la humedad, temperatura y entalpía, siendo útiles para calcular dichas propiedades a partir de dos conocidas.

1. PSICROMETRÍA
Rosa Hernández Soto

2. Psicrometría
“ … es la Ciencia que estudia las propiedades
termodinámicas del Aire húmedo y el efecto que tiene la
humedad
también
sobre los materiales y el confort humano;
estudia los métodos para controlar las
propiedades termodinámicas del aire húmedo para sus
diferentes aplicaciones…”
.

3. • APLICACIONES EN LA INDUSTRIA
▫ Secado de alimentos
▫ Humidificación y Deshumidificación
▫ Almacenamiento
▫ Refrigeración
▫ Fermentación de alimentos
▫ Climatización de plantas industriales y laboratorios

4. En los procesos de humidificación se produce un
aumento de la cantidad de vapor de agua presente
en el aire.
El aumento de la humedad estará provocado por la
extracción del agua presente en alguna sustancia
(secado) o por la adición de agua.
Ejemplo, para acondicionar el aire en un clima seco,
o para conseguir una humedad relativa elevada en
cámaras de conservación de frutas y hortalizas.
Aplicaciones

5. Composición del aire seco y húmedo
El aire atmosférico contiene componentes gaseosos como
el vapor de agua y otros contaminantes como (humo,
polen, polvo, etc.)
El aire seco existe cuando todo el vapor de agua y
contaminantes han sido removidos del aire atmosférico, la
composición del aire es relativamente constante, pero
existen pequeñas variaciones del mismo según el día,
localización geográfica y altitud
La masa molecular aparente o peso molecular promedio
de todos los componentes del aire seco es de 28.9645,
basado en la escala de carbono-12 (Harrison 1965).

6. Propiedades del aire seco
 Los gases del aire cumplen con la Ley de Dalton
 Se considera al aire como un “solo” gas que cumple con las
leyes de Los Gases Ideales
 La densidad varía con la temperatura y la humedad
 Retiene sustancias en suspensión y en solución
 Tiene conductividad térmica (muy pobre)
 Se requiere energía para moverlo (peso), cuando esta en
movimiento posee Energía Cinética
 Al aumentar la velocidad, disminuye la presión (Bernoulli)
 1 kg aire seco en CNPT (21°C, 101,3 kPa) ocupa 0,8329 metros
cúbicos.
 Calor específico del aire seco a nivel del mar es 0,244
kcal/kg°C.

7. Propiedades del aire
El rango de presiones y temperaturas de interés para diversas aplicaciones
es tan limitado que puede considerarse que tanto el aire seco como el vapor
de agua se comportan como gases ideales, por lo que el aire seco se
comporta como si fuera un compuesto puro.
El aire húmedo puede
estudiarse en base al
conocimiento de las
propiedades de mezclas
de gases ideales, regidas
principalmente por la
conocida ley de Dalton.

8. Propiedades del aire
Aire húmedo:
Es una mezcla binaria que, a presiones inferiores a 3 atm, puede
aproximarse al comportamiento de una mezcla de gases ideales,
cumpliendo la ley de Dalton.
Llamamos ma, mv y na, nv a las masas y número de moles de aire seco y
de vapor de agua.
Masa molecular: Mh = (ma + mv )/( na + nv) (kg/mol)
Densidad y volumen específico: ρh = v -1 ≈ PM /RT (kg/m3)
h h
Según la ley de Dalton: P = Pa + Pv , donde Pa y Pv son las presiones
parciales del aire seco y el vapor de agua (como si ocuparan todo el
volumen).

9. Propiedades del aire
Las presiones parciales del aire seco y del vapor de agua son
Pa= ya P
Pv= yv P
Donde ya y yv son las fracciones molares del aire seco y del vapor de agua.
Apartir de la ecuación del gas ideal y de la relación: P = Pa + Pv
Humedad absoluta. Masa de vapor de agua en la unidad de volumen de aire (g de
agua/m3 aire
Humedad especifica (Y): Masa de vapor de agua contenida en un Kg de aire seco
ma

mv
a a
M p V / RT
 M v pvV / RT M v pv

M p v 
a a  a 
pv
   
M p  p
 M v  
18.02/28.97 = 0.622
Y =
p  pv
pv
Y  0.622

10. Propiedades del aire
Humedad especifica. Representa la cantidad de vapor de agua contenido en
un kg de aire, se mide en gramos de vapor / kg de aire seco.
Escala de
humedad
especifica
Línea de
humedad
especifica
constante

11. Propiedades del aire
Temperatura de bulbo húmedo. Es la temperatura medida en un
termómetro normal, en cuyo bulbo se ha enrollado una gasa de algodón,
impregnada en agua destilada y se le expone a una corriente de aire, con una
velocidad comprendida entre 2.5 y 5.0 m/s

12. Propiedades del aire
Escala de temperatura de
bulbo seco
Línea de temperatura de bulbo
húmedo constante

13. Propiedades del aire
PS
Hr
Humedad relativa. Representa la cantidad de vapor de agua contenido en
el aire a condiciones especificas, respecto a la máxima humedad especifica
que pudiera contener para esa misma temperatura seca.
Yr = (W / Wmax)*100
Donde:
W = Humedad del aire húmedo a temperatura determinada
Wmax = Humedad máxima que el aire húmedo pudiera contener a una
temperatura determinada
Ps = Presión de vapor del agua pura a la temperatura determinada
Pv = Presión parcial de vapor de agua contenida en el aire húmedo
Yr 
PV

14. Propiedades del aire
Línea de humedad relativa constante

15. Propiedades del aire
Según las características termodinámicas del aire húmedo, si partimos de
unas condiciones cualesquiera y sometemos al aire a un proceso de
enfriamiento, llegará el momento en que la temperatura del aire será tan
baja que no será capaz de mantener en su estructura el vapor de agua que
contiene, produciéndose la condensación del mismo en fase liquida.
Temperatura de punto de
cual deberá enfriarse
rocío. Temperatura a la
el
aire, para que se produzca
la condensación del vapor
de agua contenido en el
mismo.

16. Propiedades del aire
Línea de Temperatura de rocío, son las mismas que la humedad especifica, pero
la escala es la de la temperatura del bulbo seco, que se encuentra en la curva de
saturación

17. Propiedades del aire húmedo
• Humedad absoluta:
• Humedad de Saturación:
kg .a g u a
pV e.sec
2 pV
H S
1 8,0


YS
seco o
seco
18,02pV kg.agua
H 
Y 
28,97P  pV kg.aire. seco
Pvsat
2 8,9 7 P  Pvsat kg .air
Donde:
P = Presión del sistema
Pv = Presión parcial de vapor de agua contenida en el aire húmedo
Pvsat = Presión de vapor de agua pura a la temperatura del aire húmedo

18. Propiedades del aire húmedo
• Calor Húmedo:
• En estas dos formulas H = Humead especifica del aire
húmedo.
HY
kg.aire.seco
kJ
s
c  1,005 1,88H 
• Entalpía Total:
HY cS (T T0)  H0  (1,0051,88H )(T T0 ºC)  H0

19. Propiedades del aire
Entalpia. Representa el calor total contenido en el aire, que depende de la
temperatura del mismo y de la cantidad de humedad que contenga.
Línea de entalpia constante

20. Propiedades del aire
Línea de humedad relativa constante
Volumen especifico. Representa el volumen ocupado por un kg de aire que
se encuentre en condiciones determinadas, se mide m3/kg

22. 1.- Las diferentes propiedades del aire húmedo están relacionadas entre
sí, de forma que a partir de dos cualesquiera de las definidas
anteriormente es posible obtener el resto.
2.- El uso de ecuaciones puede complicar excesivamente el cálculo de las
propiedades. Por ello, se ha generalizado el uso de diagramas
psicrométricos que no son más que una representación grafica de las
ecuaciones anteriores.
3.- El principal inconveniente de los diagramas psicométricos es que
solamente pueden ser utilizados para la presión indicada (con un margen
aproximado de un 10% arriba o abajo), es decir, es necesario construir un
diagrama para cada presión total (P).
Características generales de los diagramas

23. 4.- La gran cantidad de líneas que vienen representadas pueden llevar
al usuario inexperto a cometer errores fácilmente.
5.- Hay que tener en cuenta que no están representadas las curvas
para todos los valores posibles, por lo que en muchos casos será
necesario interpolar.
6.- Finalmente, encontramos, al menos, tres diagramas distintos según
las principales coordenadas (ejes) que se eligen. Resulta necesario, por
tanto, aprender a utilizar cualquiera de ellos:
Diagramas Carrier,
Diagramas de Mollier
Diagramas ASHRAE para la presión atmosférica (101.3 kPa).
Características generales de los diagramas

24. Diagrama de Mollier

25. Es el más antiguo de los diagramas psicrométricos, ya que fue propuesto por R.
Mollier en 1932. Actualmente se utiliza, sobre todo, en Alemania y Francia.
Representa la entalpía húmeda en el eje de ordenadas (a la izquierda) frente a la
humedad X en abscisas.
Las líneas de humedad constante son verticales, mientras que las isoentálpicas son
rectas con pendiente negativa y paralelas entre sí.
Las isotermas son líneas rectas que arrancan del eje de ordenadas. La isoterma
correspondiente a 0 ºC es horizontal, mientras que el resto de isotermas son líneas
rectas con mayor pendiente a las temperaturas más altas.
Las curvas de humedad relativa constante parten de abscisas próximas al origen y
van creciendo y separándose en abanico. La curva más cercana al eje horizontal es
la de Saturación.
Las líneas de volumen específico constante son rectas que parten del eje vertical,
tienen pendiente negativa, aunque con menor inclinación que las isoentálpicas, y
finalizan en la curva de saturación.
Diagrama de Mollier

26. Diagrama ASHRAE

27. Es el diagrama propuesto por la American Society of Heating, Refrigerating
and Airconditioning Engineers (ASHRAE) entidad Americana, líder en la
investigación y tecnología del aire acondicionado y su empleo se está
generalizando tanto en América como en Europa.
Las variables elegidas para los ejes son : la temperatura de bulbo seco en
“abscisas” y humedad específica en "ordenadas".
Es muy similar al tipo Carrier, siendo la principal diferencia la representación
directa de la entalpía húmeda, en lugar de la entalpía de saturación (de la
mezcla aire seco y vapor de agua) en lugar de la entalpia de saturación, en el
diagrama ASRAE, además, también se elimina la aproximación de considerar
exactamente iguales las líneas isoentálpicas (líneas continuas) y las de
temperatura de termómetro húmedo (líneas discontinuas).
Diagrama ASHRAE

28. Diagrama de Carrier

29. Diagrama de Carrier
El diagrama de Carrier. Es el más comúnmente utilizado en la industria y
sirve para determinar todas las propiedades del aire húmedo, para lo cual
solo se necesita conocer dos de las propiedades y el resto de ellas se puede
encontrar con toda facilidad.
En el eje de la abscisas se utiliza la temperatura de bulbo. Las líneas de
temperatura de bulbo seco son líneas verticales, cualquier punto a lo largo
de una de estas líneas corresponde a la misma temperatura seca indicada en
la escala de la parte baja.
En el eje de las ordenadas, se utiliza la humedad absoluta, estas líneas son
constantes en forma horizontal.

30. Propiedades del aire
Explicado de otra forma:
https://youtu.be/zaguG8k4zHo

31. Temperatura de saturación adiabática. Es la temperatura
alcanzada por una masa gaseosa cuando se pone en contacto
en un liquido en condiciones adiabáticas
CAMARA DE SATURACIÓN ADIABÁTICA IDEAL
• Recipiente aislado térmicamente.
• Aire saturado a la salida.
•El aire se enfría (cede calor) por que es necesario
evaporar una cantidad de agua.
Propiedades del aire

32. Representación gráfica del equilibrio del sistema aire-agua a una P dada.
ORDENADAS (Y): humedad absoluta.
ABCISAS (T): Temperatura real o de
bulbo seco
Propiedades del aire
La línea de saturación
divide el diagrama en dos
zonas:
1F: MEZCLAS AIRE - AGUA
NO SATURADAS
2F: AIRE SOBRESATURADO
+ AGUA LIQUIDA

33. Bibliografia
• Lucas A., Termotecnia básica para ingenieros
quimicos,2004.Univerdida de Castilla-la mancha
• Pilatowsky I., Psicometria, métodos de
humidificación y sus aplicaciones, 2002