Enfriamiento evaporativo:cuándo sí y cuándo no

El responsable de instalaciones que evalúa un enfriador evaporativo recibe dos mensajes opuestos. El fabricante publica consumos bajos y ahorros de hasta 80 % frente a la refrigeración, con supuestos declarados [5]; el vecino que lo instaló en la costa dice que «no enfría». Ambos pueden tener razón, porque el equipo responde al aire que recibe.

Honduras concentra los dos extremos en pocos kilómetros. Las condiciones de diseño ASHRAE 2021 muestran que en abril, en las horas más calientes, Tegucigalpa registra 33.2 °C de bulbo seco con 19.7 °C de bulbo húmedo coincidente [1]; San Pedro Sula, 39.2 °C con 25.8 °C [2]; y La Ceiba, en junio, 33.1 °C con 27.0 °C [3]. La misma máquina, con la misma ficha, entrega aire a temperaturas distintas en cada sitio.

La decisión mal tomada cuesta en ambos sentidos. Instalar evaporativo donde la humedad lo anula deja una nave caliente y húmeda; descartarlo en el interior seco renuncia a la herramienta de menor consumo por kilovatio de enfriamiento disponible en el mercado. La resta de bulbos resuelve la mayor parte de la discusión antes de cotizar.

Bulbo seco, bulbo húmedo y depresión

La temperatura de bulbo seco es la que marca un termómetro común. La de bulbo húmedo es la que marca un termómetro con su bulbo envuelto en una tela mojada y ventilada: desciende mientras el aire pueda absorber agua. La diferencia entre ambas, la depresión de bulbo húmedo, es el enfriamiento máximo que un proceso evaporativo directo puede lograr.

Eficiencia de saturación

Breezair

Ningún panel alcanza el bulbo húmedo. La eficiencia de un enfriador directo mide qué fracción de la depresión logra: con eficiencia del 100 %, la temperatura de salida igualaría el bulbo húmedo de entrada [6]. La temperatura de salida se estima entonces como bulbo seco – eficiencia × (bulbo seco – bulbo húmedo). Breezair calcula su tabla de descarga con 89 % de eficiencia de saturación [4]; ese valor se usa en todos los cálculos de este documento.

El agua que enfría también humedece

El proceso conserva la energía del aire: lo que pierde en temperatura lo gana en humedad. El aire de salida sale más frío y más húmedo, sobre la misma línea de bulbo húmedo. En un espacio abierto con suficiente salida de aire, esa humedad se evacua; en un recinto cerrado, se acumula. Por eso un enfriador evaporativo trabaja con 100 % de aire exterior y necesita rutas de salida dimensionadas [7].

Directo e indirecto

El enfriador indirecto separa el aire que se evapora del aire que se suministra mediante un intercambiador de flujo cruzado o contraflujo; el aire suministrado se enfría sin ganar humedad [8]. Es una alternativa para sitios húmedos, con otro costo y otra ficha; este documento se concentra en el directo.

Tres errores frecuentes

• Leer la capacidad de ficha como capacidad en sitio. La capacidad se mide bajo AS 2913 a 38 °C de bulbo seco y 21 °C de bulbo húmedo: 17 grados de depresión [4].
• Usar promedios mensuales. La decisión se toma con las horas calientes, cuando el personal sufre, y con su bulbo húmedo coincidente.

Ingelmec decide cada proyecto evaporativo con cinco pasos y datos públicos de clima. El método produce, para cada sitio, una temperatura de salida esperada y una comparación con la meta del espacio.

1. 1Condición de diseño del sitio. Bulbo seco de 0.4 % con su bulbo húmedo coincidente, por mes, y bulbo húmedo de evaporación de la estación ASHRAE más cercana [1][2][3].
2. 2Temperatura de salida esperada. Bulbo seco – 0.89 × depresión, con la eficiencia de la tabla Breezair [4], para el mes más caliente y para la condición húmeda de diseño.
3. 3Meta del espacio. Confort de oficina, alivio térmico en nave de producción o ventilación de bodega: cada uso tolera una temperatura de salida distinta.
4. 4Caudal y salidas de aire. Renovaciones por hora según la carga térmica y área libre de salida equivalente, porque el sistema trabaja con 100 % de aire exterior [7].
5. 5Agua y alternativa. Disponibilidad y calidad del agua, purga y tratamiento; si la salida esperada no cumple la meta, evaluación de indirecto o refrigeración para esa zona [8].

Breezair

Con depresiones de 8.4 a 13.5 K en las horas calientes de todo el año [1], la salida estimada se mantiene entre 20.3 y 22.5 °C. Es temperatura de confort para naves, bodegas y espacios comerciales abiertos, con el consumo de un ventilador y una bomba. En el interior seco del país, el evaporativo directo compite como alternativa de climatización.

En abril, a 39.2 °C, el equipo baja casi 12 grados y entrega 27.3 °C [2]. Con la condición húmeda de diseño, la salida queda en 29.1 °C. Para una nave de producción que hoy opera por encima de los 35 °C, es un alivio medible; para una oficina con meta de 24 °C, no alcanza. El valle de Sula pide evaporativo para la planta y refrigeración para el recinto administrativo.

Las depresiones de 5.0 a 6.9 K de todo el año [3] limitan la salida a 25.1–27.8 °C. Si el enfriamiento sensible crece con la depresión, la capacidad real ronda un tercio de la que se mide con los 17 K del ensayo AS 2913 [4]. En la costa, el equipo se justifica por el movimiento de aire y el aire exterior renovado, en zonas de trabajo con calor de proceso; su capacidad de ficha no aplica.

Seeley International lo dice en su propia página: con humedad y temperatura altas a la vez, el evaporativo puede no ser la opción más efectiva, y en climas húmedos su aporte viene del caudal de aire [5]. Ingelmec usa ese criterio del fabricante: en la costa se instala para alivio dirigido, con salidas de aire generosas, y nunca en recintos cerrados con meta de humedad.