SISTEMAS DE

CONTENIDO RefrigeracinY AIRE

ACONDICIONADO

Introduccin 31. Panormica de campo 32. Descripciones de trabajos 73. Oportunidades de trabajo 104. Resumen 15

5. Tareas prcticas 15

Oportunidades de trabajoL401 - 6a

1

Contenido

Introduccin, 3

Panormica del campo, 3Breve historia, 3Tipos de refrigeracin, 3Acondicionamiento de aire, 5Lo ms avanzado, 6

Descripciones de trabajos, 7Acondicionamiento de aire y refrigeracin, 7Servicio domstico y comercial, 8Oportunidades de trabajo, 9

Oportunidades de trabajo, 10Consideraciones geogrficas, 10Zonas urbanas y rurales, 10Los trabajadores de la industria, 11Paga y prestaciones, 11Trabajar en forma independiente o trabajar para alguien?, 12Adiestramiento, 13

Resumen, 15

Tareas Prcticas:Perspectivas del campo de trabajo, 15

L4012

Introduccin

Bienvenido al Curso de Refrigeracin yAire acondicionado para estudio en casa!

En este curso se tratan ampliamente lateora, la instalacin, la reparacin y el man-tenimiento. Es un curso muy completo. Na-da se ha dejado fuera. Los aspectos bsicosde cada leccin son descritos en forma claray directa. Adems, se tratan algunos cono-cimientos adicionales que tal vez necesiteusted; por ejemplo, el de las soldaduras. Ysi le interesa establecer un negocio propio,en este curso encontrar la informacin ne-cesaria para ello.

Esperamos que este curso para estudioen casa le parezca ms prctico que los quese encuentran en los salones de clase y enlos programas de adiestramiento, algunasveces inadecuados. Estamos seguros de queesta manera de estudiar y aprender ser unaexperiencia satisfactoria para usted.

Panormica del campo

El mantenimiento de la refrigeracin y elaire acondicionado es un campo dinmico y

Figura 1-1. Bienvenido al Curso de Refrigeraciny Aire acondicionado para estudio en casa!

econmicamente productivo. Comenzare-mos con una visin general de la manera enque se inici.

Breve historia

La gente siempre ha buscado que el am-biente en el que vive sea ms confortable.La calefaccin ha existido desde el descu-brimiento del fuego, pero la refrigeracinno apareci sino hasta mucho tiempo des-pus. Calentar las cosas siempre ha sidoms fcil que enfriarlas. Debido a ello, larefrigeracin siempre ha sido ms costosa.

Tipos de refrigeracin

Antiguamente, el hielo natural era lo nicoque la gente utilizaba para refrigerar sus ali-mentos. El hielo es un refrigerante muy efi-caz porque, cuando se derrite, conserva sutemperatura de cero grados Celsius (cent-grados) hasta que se ha derretido completa-mente. El hielo absorbe el calor del ambien-te que est ms caliente, y de esta manera loenfra sin aumentar su propio calor.

Hielo. Desde la poca de los griegos yromanos de la antigedad, se ha recolectadohielo y nieve durante el invierno, que luegose almacenan en galeras con aislamiento,para utilizarlos durante los meses de verano.En el siglo XIX, veloces barcos de vela lle-vaban preciadas cargas de hielo ansiosamenteesperado por la gente de casi todo el mun-do. Su transporte por mar era muy costosoy difcil, pero siempre haba millares depersonas dispuestas a pagar generosamentepor el alivio del calor y por el placer deevitar que se descompusieran los alimentos.

Conoce las neveras antiguas? Erangrandes gabinetes de grueso metal esmalta-do, que tenan cinco o seis puertas. Una vezpor semana, o quiz dos si era verano, elcamin del hielo haca su aparicin y elrepartidor sacaba de la parte posterior del

3L401

vehculo un gran trozo de hielo y lo ponaen la nevera. Durante aos, as era como lagente conservaba fros sus alimentos. Du-rante todo ese tiempo, los cientficos se en-contraban ocupados en la bsqueda de m-todos mejores.

Lquido voltil. Entre las leyes de lanaturaleza, haba una que resultaba espe-cialmente interesante. Un lquido voltil esel que se evapora con rapidez al ser expues-to al aire. El alcohol es un lquido voltil, lomismo que el amoniaco. Los lquidos vol-tiles conservan el calor cuando se evaporan,por lo que pueden usarse para enfriar lo queest a su alrededor. Modificando la presinsobre el lquido se puede controlar la tem-peratura a la que ocurre la evaporacin.

En el ao de 1748, en la Universidad deGlasgow, Escocia, William Cullen realizel primer experimento de xito con dichoslquidos. Sin embargo, no lo utiliz comer-cialmente. De manera que no fue sino hasta1834 que Jacob Perkins, un ingeniero esta-dounidense radicado en Londres, obtuvouna patente sobre la primera mquina prc-tica para hacer hielo. La mquina era unsistema de refrigeracin por medio de un

Figura 1-2. Esta es una descripcin de las viejasneveras.

lquido voltil. Tena un compresor, que tra-bajaba con un circuito cerrado, con objetode conservar el combustible para volverlo ausar.

Refrigeracin por aire. En Estados Uni-dos, el primero en hacer una mquina refri-geradora eficaz fue John Gorrie, en 1844.Su mquina se basaba en el principio de queel aire se calienta cuando se comprime y seenfra cuando se expande. Este sistema derefrigeracin por aire se utiliz mucho a fi-nales del siglo XIX y principios del sigloXX, pero hoy en da est en desuso.

Sistema de absorcin. Alrededor de1858, en Francia, Ferdinand Carr inventun sistema de refrigeracin de otro tipo. Eraun sistema de absorcin, y funcionaba que-mando gas natural, madera, carbn o cual-quier otra materia combustible. Su uso sehaba generalizado antes de que la electrici-dad se volviera econmica y estuviera am-pliamente disponible. En la primera versinde este sistema, se usaba agua como refrige-rante y cido sulfrico como un absorbente.

Posteriormente, Carr modific su siste-ma, para que usara amoniaco y agua. En unprincipio, este sistema result impopular,pues se crea que era malsano. Durante laguerra civil estadounidense, pudo burlarseel bloqueo impuesto por los estados del nor-te y hacer llegar a los estados sureos variasde las mquinas de Carr, que les fueron degran utilidad. Despus, el sistema se hizopopular y todava se usa.

Para 1860, se haban desarrollado losconceptos bsicos de la refrigeracin. Poraquellos aos, el propsito principal de losequipos de refrigeracin era la produccinde hielo. Despus vendran los grandes fri-gorficos, las cerveceras y los buques y fe-rrocarriles refrigeradores.

A principios de este siglo, el aire acon-dicionado se comenz a usar con fines in-dustriales y de confort. En 1911, Willis Ca-rrier (a quien no se debe confundir con el

L4014

Carr francs que acabamos de mencionar)dise el primer sistema prctico de aireacondicionado. El estallido de la SegundaGuerra Mundial fren la produccin e ins-talacin de equipos de aire acondicionado,pero cuando lleg a su fin se reiniciaron enserio.

El inters por este tipo de acondiciona-miento de aire sigue en aumento. El merca-do para los equipos de refrigeracin conti-na expandindose a medida que la genteles encuentra nuevas aplicaciones. Sus usosindustriales se han concentrado casi exclu-sivamente en los campos de almacenamien-to y distribucin de alimentos. La industriaqumica tambin usa mucho los equipos derefrigeracin en aplicaciones como el con-

Figura 1-3. El control de la temperatura es funda-mental para la fabricacin de muchos productosqumicos.

trol de procesos, la separacin de materiasqumicas, la manufactura de productos pe-troqumicos y la licuefaccin de gases. Elcontrol preciso de la temperatura durante lafabricacin, es lo que ha hecho posible laexistencia de muchos de los productos ymaterias qumicas que tenemos actualmente.

Acondicionamiento de aire

El tipo ms comn de sistemas de acondi-cionamiento de aire se compone de las si-guientes partes bsicas:

Compresor, que pone bajo presinal refrigerante, como, por ejemplo,el Fren.

Condensador, que le quita al refri-gerante el calor producido por lacompresin y lo transforma de ungas en un lquido.

Vlvula de expansin, que haceposible que el lquido se expanda yvuelva al estado gaseoso.

Evaporador, en el que la provisinde aire se enfra al ceder parte desu calor al refrigerante.

Red de distribucin de aire, que usaun ventilador para impulsar el airefresco a travs de ductos y difuso-res hacia el espacio acondicionado.

Dispositivo de control, que regulala temperatura y la humedad.

Los sistemas de acondicionamiento deaire se clasifican de distintas maneras, como:

por su mtodo de calefaccin o re-frigeracin,

por el refrigerante, por el equipo, por el mtodo de distribucin de

aire, por el dispositivo de control de la

temperatura.L401 5

La refrigeracin puede lograrse mediantela expansin del refrigerante en un evaporadoro haciendo circular agua helada. A menudo, elciclo de refrigeracin de un sistema de aireacondicionado se considera en trminos deltipo de equipo que se usa para lograr el efectode refrigeracin. O sea, que el compresorpuede ser alternativo, centrfugo o de tornillo.Del mismo modo, se puede usar una mquinade absorcin de gas. Hay muchos tipos de redesde distribucin de aire. Las de ductos (tubos)comunes utilizan un sistema de ductos nicospara la provisin y retorno del aire. Las deductos dobles suministran aire caliente y fro atravs de dos ductos separados. La temperaturadel aire en el espacio acondicionado se regulapor medio de un sistema de control compuestode termostatos elctricos, neumticos o de es-tado slido. Otro mtodo de clasificacin, anms sencillo, se basa en la manera y lugar en elque se usa el sistema. Segn esto, hay trescategoras:

residencial, comercial, industrial.

Los sistemas residenciales se utilizan enlas casas. Por lo general, estos sistemasvienen ya empacados, y todas las partesestn colocadas en una o dos piezas de equi-po. En los sistemas divididos, una de laspiezas contiene el equipo de refrigeracin ycalefaccin, mientras que la otra contiene elequipo de distribucin de aire.

Los sistemas comerciales que se instalanen los grandes edificios usan unidades msgrandes. Se caracterizan porque tienen equi-pos de refrigeracin centrales, en su mayoracompresores centrfugos con torres deenfriamiento separadas. El aire helado seenva por unas tuberas a un sitio alejado,donde se encuentra el equipo procesador deaire. Una vez que este equipo ha acon-dicionado el aire, lo distribuye a los localespara lograr el nivel de confort deseado.

Figura 1-4. Generalmente, las unidades residen-ciales de aire acondicionado vienen ya empacadascomo una o dos piezas de equipo.

Los sistemas industriales se instalanen las fbricas que tienen necesidadesespecficas de humedad o temperatura, ode ambas. En una fbrica de goma demascar es necesario mantener un ciertonivel de temperatura y humedad, paraque la goma se conserve fresca mientrasla elaboran y empacan. En una fbrica enla que se e n s a m b l a n c o m p o n e n t e selectrnicos, se requiere tener un controlm u y exacto de la t empera tu ra y lahumedad, as como un aire muy limpio.

Se necesit mucho tiempo para que laciencia de la refrigeracin llegara al puntoen el que se encuentra actualmente. Amedida que vaya usted estudiando estecurso, aprender todo lo que hay que sabersobre los equipos que hemos descrito.

Lo ms avanzado

La refrigeracin ha hecho posible llevaralimentos a quienes padecen hambre, ascomo medicamentos y vacunas a los enfer-mos en los lugares ms remotos del mundo.La refrigeracin ha hecho posible el transportede los rganos y tejidos con los que se realizanlos milagros de la medicina. Incluso, hahecho posible el programa espacial. Gracias alas modernas tcnicas de refrigeracin esposible enfriar los combustibles voltilesque usan los cohetes y man tene rtemperaturas apropiadas para la vida huma-

6 L401

Figura 1-5. La refrigeracin ayuda a salvar vidas.

na en el interior de la cpsula del transbor-dador espacial estadounidensej

Tal vez el logro ms espectacular de latecnologa de la refrigeracin sea la crioge-nia. Esta es la ciencia de congelar tejidos,rganos y seres vivientes al extremo de quese puedan conservar, sin descomponerse,hasta por cientos de aos (en potencia).Esos tejidos, rganos y seres se congelanhasta el punto en que su contenido de calores pequesimo, muy cercano al cero abso-luto, que es menos 273 grados Celsius (loque significa 273 grados abajo del punto decongelacin del agua, que es cero gradosCelsius). Se hace con tanto cuidado, que esposible congelar a un animal y volverlo to-talmente, sano a una vida plena. Es posibleque algn da los viajeros del espacio usenesta tcnica para recorrer grandes distanciassin envejecer.

El acondicionamiento de aire ha aumen-tado la eficiencia y ha mejorado los resulta-dos en las aulas, las fbricas y las oficinas.Hasta salva vidas humanas en las regionesmuy calurosas. Muchas veces, los enfermosy los ancianos no podran sobrevivir a lasondas de calor si carecieran de aire acondi-cionado. Las grandes computadoras puedenfuncionar de manera continua y confiableporque estn rodeadas de una temperaturaconstante.

Descripciones de trabajos

Los tcnicos en refrigeracin y aire acondi-cionado son trabajadores calificados queinstalan, mantienen y reparan estos comple-jos sistemas en los medios residenciales, co-merciales e industriales. Naturalmente, senecesita ms de una sola mquina para ven-tilar o acondicionar el aire. Los tcnicos de-ben ser capaces de trabajar con todas laspartes del sistema, as como con la maqui-naria central.

Los tcnicos se pueden especializar yasea en la instalacin de los equipos, o en sumantenimiento y reparacin. Hay tcnicosque trabajan solamente con determinadosequipos, como los del acondicionamientode aire para residencias o los de refrigera-cin comercial. Algunos de ellos hacen ins-talaciones y dan mantenimiento. Los si-guientes ejemplos son unos cuantos de lostrabajos que hay en este campo.

Acondicionamiento de aire yrefrigeracin

Los tcnicos en refrigeracin y acondicio-namiento de aire se encargan de instalar ydar servicio a equipos centrales de aireacondicionado y a una gran variedad deequipos de refrigeracin. Los tcnicos sebasan en los diagramas y las especificacio-nes para instalar compresores, unidades decondensacin, motores, evaporadores yotros componentes diversos. Luego conec-tan los componentes con los ductos (tube-ras), las fuentes de energa elctrica y laslneas de refrigerante. Cargan el sistema derefrigerante y lo prueban, para asegurarsede que funcione correctamente.

Cuando un equipo se descompone, lostcnicos determinan qu es lo que anda maly lo reparan. Para localizar la falla, pruebanlos relevadores, compresores y termostatos.Durante los meses ms fros, verifican el

L401 7

sistema y le dan mantenimiento necesario,para lo cual tal vez tengan qu hacer unareparacin mayor del compresor.

Servicio domstico y comercial

El tcnico se puede especializar en cual-quiera de los aspectos que ofrece el campode la refrigeracin y aire acondicionado. Al-gunos prefieren disear e instalar los equi-pos, otros, dedicarse a darles servicio. Encierto modo, la instalacin y el serviciotienden a ir de la mano. Sin embargo, entreel trabajo domstico y el trabajo comercialhay diferencias considerables.

El servicio domstico consiste en darleservicio al equipo en la casa. Los tcnicosespecializados en servicio domstico ins-talan en las casas nuevas sistemas de aireacondicionado, y mejoran o dan servicio alos equipos ya existentes. Lo ms comn esque los tcnicos que establecen su propionegocio lo hagan en este sector de la profe-sin. En este caso, el contacto con el clientetiende a ser ms personal, y el tcnico discutela situacin directamente con el dueo de lacasa. Este contacto personal con el clientepuede ser una ventaja, o una desventaja.

Figura 1-6. A algunas personas les agrada el aspec-to personal del trato con las amas de casa.

Por lo general, los tcnicos que trabajanen dar servicio a las casas lo hacen en unacomunidad pequea o una seccin espec-fica de la ciudad. Es posible que tengan"rondas" fijas, variables de acuerdo con latemporada. Quiz lo normal sea que visi-ten a determinados clientes, para reparar elrefrigerador, o para recargar los acondicio-nadores de aire de las habitaciones. Si austed le agrada tratar con la gente, y le gus-ta ver por s mismo las mejoras que ha he-cho, es posible que ste sea el sector que leconvenga.

Otra de las ventajas de dar servicio a lascasas, es que no tiene que levantar cosaspesadas ni trabajar en condiciones peligro-sas. La maquinaria y las piezas de los equi-pos domsticos son ms pequeas y ligerasque en los sectores comercial e industrial.Debido a esto, muchas veces es posible tra-bajar solo o con la ayuda de un socio nadams. Con frecuencia, los ingresos del tcni-co dependen de l mismo.

Los tcnicos que se dedican al sectorcomercial tratan con los negocios y la in-dustria. Por regla general, esto significa quelos ingresos son mayores. Las empresas ne-cesitan satisfacer sus necesidades de inme-diato y con frecuencia esas necesidades sonmuy grandes. Los edificios se proyectan te-niendo en mente el aire acondicionado. Mu-chas veces, las ventanas se disean de ma-nera que no puedan abrirse. Puede sucederque el sistema de aire acondicionado se des-componga, y que los empleados sean envia-dos a sus casas hasta que se termine la repa-racin. Claro est que los tcnicos que danservicio a esos enormes sistemas cobranmucho dinero, sobre todo porque general-mente los llaman de urgencia.

8 L401

Figura 1-7. Los mecnicos que dan servicio a lossistemas comerciales de aire acondicionado debenestar listos para atender llamadas de urgencia.

En la industria, la situacin es todavams grave. Es esencial que el equipo fun-cione debidamente. Qu sucede en una f-brica de productos alimenticios si falla larefrigeracin? Hace algn tiempo, duranteun fin de semana, se descompuso el sistemade refrigeracin de una empacadora de car-nes. Lo que es peor, tambin el sistema dealarma se descompuso, por lo que no sesupo nada sino hasta el lunes. Se perdieronmucha carne y mucho dinero. Una prdidacomo esa en un fin de semana es bastantegrande, pero es insignificante en compara-cin con lo que se puede perder en unascuantas horas en otras industrias.

La elaboracin de medicinas requieremuchas etapas diferentes, algunas de lascuales se deben hacer en condiciones detemperatura exactas. Es posible que hayamucho dinero de por medio.

Esperamos haber dejado bien claro qutan importante es el control de la tempera-tura. Ya sea que se trate de ventilacin,acondicionamiento de aire o refrigeracin,es posible que estn arriesgndose grandescantidades de dinero e incluso vidas huma-nas. Por lo tanto, es muy importante quequienes estn pensando en dedicarse a estecampo reciban el mejor adiestramiento po-sible. Para eso, precisamente, preparamos elpresente curso.

Oportunidades de trabajo

Puesto que usted ha optado por dedicarse alcampo de la refrigeracin y aire acondicio-nado, le convendra pensar desde ahora enel sector de especializacin que le gustara.Es importante que lo haga desde ahora, noimporta que decida trabajar por su cuenta opara una compaa. Si trabaja de maneraindependiente, necesitar algn tiempo paraestablecerse en la ciudad que escoja. Serauna pena que, despus de hacer todo el es-fuerzo del caso, tuviera que irse a otro sitio.Por eso necesita pensar en dnde quiere vi-vir, antes de que se haya establecido. Sitiene hijos o espera tenerlos, le convendrapensar qu clase de sitio le gustara paraellos.

Adems, tome en cuenta las exigenciasdel trabajo. Aunque no se necesitan pompo-sos ttulos universitarios, ni habilidades es-peciales, el profesional de la industria de larefrigeracin y aire acondicionado si debedesarrollar determinadas aptitudes. Antesde decidirse, dedique un poco de tiempo yesfuerzo a aprender todo lo que le sea posi-ble sobre las exigencias de la profesin. Es-ta leccin se hizo con ese propsito.

L401 9

Figura 1-8. Le conviene pensar desde ahora qu ti-po de trabajo escoger y en dnde quiere estable-cerse.

Para realizar sus diversas tareas, el pro-fesional de la refrigeracin y aire acondicio-nado necesita conocer muchas y diferentescosas. En este curso estudiaremos las reasde conocimientos que deber usted adquirir,y le diremos por qu son importantes.

Para tener un conocimiento completo dela profesin a la que piensa dedicarse usted,es necesario que estudie cada una de laslecciones de este curso. Sea lo que fuere loque decida hacer, cuando termine este cursoestar usted bien preparado.

10

Oportunidades de trabajo

Generalmente, los puestos de trabajo paralos tcnicos en refrigeracin y aire acondi-cionado estn en la industria de la construc-cin, o con los contratistas de refrigeracin.Tambin se pueden encontrar muchos traba-jos en las cadenas de supermercados, loshospitales, las escuelas, las fbricas y encasi cualquier organizacin que tenga gran-des sistemas de aire acondicionado y refri-geracin. Por otra parte, hay muchos tcni-cos en refrigeracin y aire acondicionadoque trabajan por su cuenta.

Consideraciones geogrficas

En todas partes hay trabajo. En los estadosde clima caliente, donde hace ms calor yla refrigeracin se necesita durante mstiempo, hay ms mecnicos de aire acondi-cionado.

Zonas urbanas y rurales

Es cierto que se pueden encontrar trabajosde refrigeracin y acondicionamiento de ai-re en cualquier parte, pero la naturaleza deltrabajo vara de acuerdo con el lugar. Si austed le interesa la instalacin y el servicioresidenciales, le convendra pensar en traba-jar en una ciudad pequea. Las ciudadespequeas son convenientes para quien de-sea iniciar su negocio propio, porque esms fcil hacerse de una buena reputaciny muchas veces hay menos competencia.

L401

Le convendra pensar en las regiones mscalurosas.

En caso de que se interese principal-mente en los sistemas de aire acondicionadoo refrigeracin muy avanzados o poco co-munes, casi siempre tendr que pensar enestablecerse en una ciudad grande. Casi to-das las aplicaciones ms avanzadas de estosnuevos sistemas se hacen en las ciudades,pues las empresas disponen de grandes pre-supuestos para cubrir sus costos. Por lo ge-neral, se pueden obtener mejores ingresosen las ciudades. Sin embargo, la competen-cia es ms intensa, la vida ms agitada y eltrabajo es, a menudo, menos personal queen una ciudad pequea. Al final de cuentas,todo depende de qu cosas tienen mayorimportancia para uno.

Los trabajadores de la industria

La gente tiene cada vez ms conciencia dela necesidad de ahorrar energa, por lo que,tambin en el campo de la refrigeracin, seestn ideando nuevos mtodos y sistemas.En los negocios, la industria y los hogares,los consumidores estn prefiriendo los nue-vos equipos, que son ms eficientes y eco-nmicos. Esto, en combinacin con los in-centivos ofrecidos por los gobiernos y lasempresas de servicio pblico de algunospases, ha estimulado a los usuarios comer-ciales y residenciales a instalar estos nuevosequipos. El resultado es que, los conoci-mientos de refrigeracin y aire acondiciona-do tienen una demanda estable, casi garan-tizada.

Son muy pocas las profesiones en lasque se tiene un mercado garantizado. Ade-

Figura 1-9. Siempre hay oportunidades para losnuevos tcnicos, pues muchos tcnicos viejos se ju-bilan.

ms de la demanda por modelos nuevos queusen ms eficazmente la energa, en las ca-sas y en los negocios la gente depende delos sistemas de refrigeracin ya existentes.Hay una necesidad permanente de servicioy mantenimiento para estos viejos sistemas.

Paga y prestaciones

Generalmente, el ingreso por hora de quie-nes trabajan en este campo es mayor que elde quienes trabajan en especialidades simi-lares.

Los aprendices llegan a ganar el equiva-lente a la tercera parte, aproximadamente,de lo que se paga a los trabajadores experi-mentados.

Lo normal es que los tcnicos trabajen40 horas a la semana. No obstante, durante

11

30 aos de Servicio'Gracias CtufT

L401

ciertas temporadas deben trabajar tiempoextra y hasta en horarios irregulares.

Trabajar en forma independiente otrabajar para alguien?

Trabajar por cuenta propia o para unacompaa establecida, eso es lo que debedecidirse. Los dos caminos tienen sus ven-tajas y desventajas.

Antes que otra cosa, hay que estar con-sciente de que ni el mejor de los cursosreemplaza a la experiencia directa detrabajo. Hay multitud de pequeos trucos queslo quienes tienen muchos aos de trabajar lepueden ensear. El novato no puede conocer-los. Si en verdad le interesa establecerse porsu cuenta, lo primero que debe hacer estrabajar durante algn tiempo para otra per-sona. Consiga un trabajo con alguien que est

Figura 1-10. La decisin sobre trabajar por cuentapropia o para una gran compaa, depende de qucosas tienen ms importancia para uno.

especializado en aquello en lo que usted sequiere especializar, y trabaje con l durantealgn tiempo. Una vez que haya absorbidotodo lo que pueda en ese t rabajo ,establzcase por su cuenta. Ponga enprctica lo que haya aprendido. Segura-mente habr aprendido muchos pequeos"trucos" del oficio que ni siquiera saba queexistieran. Esa experiencia le ser de granutilidad.

Por otra parte, si no tiene inters entrabajar por su cuenta, encuentre unacompaa que se especial ice enrefrigeracin y aire acondicionado. Luego,investigela cuidadosamente. Averige si surotacin de personal es alta, qu reputacintiene, cuntos aos tiene de establecida y laclase de personas que trabajan para ella.

Haga los planes para su bsqueda deempleo como si se tratara de una inversin,porque en realidad es una inversin en supropio futuro. A nadie le divierte andar enbusca de empleo, as que hgase elpropsito de hallar la compaa apropiada yde quedarse en ella. Tal vez querr en-contrar una compaa que est accesible. Sitiene una casa propia, o le gusta mucho ellugar en el que vive, no querr hacer unlargo viaje al trabajo.

Por lo que se refiere al sueldo, no es fcilestablecer reglas fijas. Cuando se trabaja parauna compaa, sta obtiene una utilidad deltrabajo que uno hace, lo cual quiere decir queno se gana mucho dinero. Pero no se correntantos riesgos, la compaa se encarga de losdolores de cabeza. Se encarga de losprogramas de prestaciones y, en muchoscasos, le proporciona el equipo de trabajo.La compaa compra las piezas de repues-to, y algunas veces tambin las herra-

12 L401

mientas. Y consigue los clientes. Todo loque tiene usted que hacer es ir a atenderlos.

En contraste, cuando se trabaja porcuenta propia uno es quien tiene que pro-porcionar las herramientas, el taller y eltransporte. Uno es quien se encarga de losseguros y la contabilidad. Al principio, nin-gn negocio pequeo es un buen negocio.Se necesita tiempo para hacerse de clientesy una reputacin.

Con lo anterior, no pretendemos desa-lentarlo ni decirle que no instale su negociopropio. El manejar un negocio propio esalgo creativo y satisfactorio. Slo que esmejor tener una poca de experiencia previa.As se aprende lo que no se debe hacer. Unavez que trabaje por su cuenta, ganar msdinero que si trabajara para una compaa.La razn es que no tendr que pagar losenormes gastos de administracin que tie-nen las grandes empresas. Podr conservarun mayor porcentaje de sus ingresos.

Otro camino es el de trabajar en unacompaa para obtener la experiencia quenecesita y despus, cuando llegue el mo-mento apropiado, establecer su negociopropio, al que le dedicara parte de su tiem-po, porque tambin podra dar clases en unaescuela tcnica de enseanza media. La en-seanza ofrece algunas compensaciones,sobre todo la que se imparte en los nivelesde bachillerato o enseanza media. Se reci-be un sueldo, se goza de vacaciones, presta-ciones y dems. Generalmente la enseanzano es muy bien pagada, pero si con ellapuede complementar los ingresos que le pro-duzca su negocio de refrigeracin y acondi-cionamiento de aire, le ir bastante bien.

Figura 1-11. Mientras "levanta" su negocio, po-dra usted dar clases sobre refrigeracin y aireacondicionado.

Adiestramiento

Hay varias maneras de adquirir los conoci-mientos que se necesitan para iniciarse en elcampo de la refrigeracin y el acondiciona-miento de aire. Algunos mecnicos comien-zan como ayudantes y trabajan con mecni-cos experimentados, durante algn tiempo,para adquirir esos conocimientos. Los nue-vos trabajadores comienzan haciendo cosassencillas. Cargan los materiales o aislan laslneas de refrigerante. Gradualmente, se en-cargan de trabajos ms complejos, comocortar y soldar las tuberas y las hojas demetal o probar los circuitos elctricos. Alcabo de cierto tiempo, han recibido unadiestramiento bastante bueno, y estn ca-pacitados para hacer toda clase de repara-ciones e instalaciones.

RefrigeranteDispositivo de

control de flujoCompresor

L401 13

Al hacer sus contrataciones, los patro-nes escogen a quienes tienen aptitudes parala mecnica y han tomado cursos de aplica-cin de las matemticas en el taller, dibujomecnico, electrnica y lectura de diagra-mas. Cada vez es ms necesario tener cono-cimientos bsicos de microelectrnica, por-que sta se utiliza cada vez ms en loscontroles de los equipos de refrigeracin yaire acondicionado.

Muchas escuelas de enseanza mediaofrecen programas de refrigeracin y aireacondicionado. Los alumnos estudian teo-ra, as como el diseo y la construccin deequipos. Aprenden los aspectos bsicos dela instalacin, el mantenimiento y las repa-raciones. El tomar uno de estos cursos no esgaranta de que se obtendr un empleo pero,en general, los patrones prefieren contratara quienes han tenido un curso completo,dado que necesitan menos capacitacin enel trabajo. Adems, los programas les sirvena los estudiantes para determinar si real-mente les interesa este campo y si tiene lasaptitudes necesarias.

Por ltimo, hay cursos, como ste, paraestudiar en casa. Est es, tal vez, la mejorsolucin, y le diremos por qu. Con estetipo de curso, no tiene que asistir a un cole-gio ni tomar diversas clases que no le inte-resan, slo por satisfacer los requisitos ge-nerales.

Posiblemente la mejor razn para deci-dirse por este tipo de curso, es su aspectoprctico. La escuela requiere tiempo; por logeneral, las clases se imparten durante elda. A menos que uno tenga ciertos recursos

Figura 1-12. Para quienes desean estudiar y apren-der a su propio ritmo, los cursos para estudio en ca-sa son la mejor manera de llegar a ser un buen tc-nico.

econmicos, tiene necesidad de trabajar. Yno es fcil trabajar y asistir a la escuelasimultneamente.

Con este curso para estudio en casa, po-dr usted estudiar a su propio ritmo y en loshorarios que ms le convengan. Y como losdiversos aspectos se tratan del mismo mo-do, obtendr una educacin completa y ba-lanceada. Los materiales del curso son com-prensibles. Se proporciona reforzamientoinmediato, por lo que el aprendizaje se haceagradable. Cuando termine usted este cursode estudio en casa, estar en posicin desacarle el mximo provecho al ingresar almercado de trabajo como un profesional de-bidamente capacitado.

14 L401

Resumen

Es posible que una gran parte del materialde esta leccin de introduccin le parezca austed muy novedoso. Sin embargo, si lovuelve a leer despus de que haya ter-minado este curso de estudio en casa, leparecer muy sencillo. No es difcilaprender ninguna de las partes del curso,siempre que las estudie con su propio ritmoy les dedique el tiempo y la atencinnecesarios.

Una clave para dominar el estudio estener conciencia de nuestras propias fuerzasy debilidades. Si no se es capaz para unamateria determinada, hay que dedicarle mstiempo. Algunas personas necesitandedicarle a las secciones de matemticas el

doble del tiempo que a otras secciones. Unade las ventajas del curso de estudio en casa,es que cada quien le puede dedicar el tiem-po que necesite para aprender bien. Tmesetanto tiempo como quiera para dominarcada seccin, y entonces, contine con lasiguiente. As se sentir confiado de estaraprendiendo todo lo necesario para ser unprofesional de xito en la industria de larefrigeracin y el aire acondicionado.

Bienvenido al curso!

Le deseamos que tenga el mejor de losxitos en su nueva carrera.

(Esta Leccin no t iene Examen.)

vicio en refrigeracin y aire acondicionadose puede encontrar en el sector residencial,comercial o industrial.Por ello es con-veniente que usted vaya conociendo culpuede ser su mercado potencial, ya seadentro de su comunidad o colonia, o de suciudad.

Si usted va conociendo gradualmente sumercado de trabajo, al concluir sus estudiosver con plena claridad las direcciones msapropiadas en que debe encaminar sus ser-vicios profesionales. Por tal razn, hemospreparado esta tarea prctica, cuyo objetivoes un estudio de campo que le permitirconocer su mercado potencial.

Lo que usted deber hacer

Determinar el mercado potencial de sucomunidad o ciudad de tal manera quetenga un panorama ms definido de haciaadonde dirigir sus esfuerzos.

Perspectivas del campo detrabajo

Materiales que usted necesitar Hojas de papel Lpiz Calculadora de bolsillo (no

indispensable)

Informacin previa

Como le hemos mencionado en la leccin,su campo de accin como tcnico de ser-

L401 15

TareasPrcticas

Procedimiento

1. Si radica en una ciudad ms o menosgrande (300,000 habitantes o ms),ver i f ique alrededor de cuantos es-tablecimientos existen de carniceras,tiendas de autoservicio, fbricas textiles,hospitales, laboratorios qumicos, centrosde cmputo, cines, empresas dedicadas almontaje o mantenimiento de equipos derefrigeracin o aire condicionado, es-cuelas de enseanza tcnica, bodegasrefrigeradas y todos los lugares donde seemplee aire condicionado o refrigeracin.

Puede valerse de fuentes informativascomo directorios telefnicos, asociacionesempresariales, cmaras patronales, etc.

2. Ahora vaya a la oficina censal de sulocalidad y obtenga el nmero promediode personas que habitan en su co-munidad. Divida el nmero obtenidoentre 4 (promedio de personas que for-man una familia) y, al total que le de,qutele el 20%. Ejemplo:

No. de familias-20%

Esta operacin le da un nmeroaproximado de casas donde puede existiro existe un refrigerador domstico.

3. Acuda entonces a la agrupacin de loscomerciantes de su localidad y obtenga elnmero de tcnicos de servicio enrefrigeracin y aire acondicionadoregistrados. Sume el nmero de or-ganizaciones comerciales e industrialesque obtuvo en el punto 1 al nmeroaproximado de casas con refrigeradorque obtuvo en el punto 2 y divida la cifraobtenida entre el nmero de tcnicosregistrados. Lo que obtendr es elnmero de instituciones que deberaatender cada tcnico. Si usted fuese unode ellos, fjese en la cantidad de trabajoque podra atender.

Conclusiones

Existen muchas personas que, sin habersepreparado adecuadamente, ofrecen sus ser-vicios como tcnico a la comunidad, perobien pronto se van quedando sin trabajo. Siusted se prepara convenientemente, como loest haciendo en este curso, muy pronto irobteniendo prestigio y mayores opor-tunidades de trabajo.

En su prxima leccin se introducir en lateora del aire acondicionado y conocer dequ manera influyen las temperaturas en laproduccin, el humor personal y la salud.Este conocimiento le permitir proponer eldiseo de equipos e instalaciones.

16 L401

-Ydespus,qu sigue?

SISTEMAS DE

RefrigeracinK^nmACONDICIONADO

CONTENIDO

Introduccin 31. Definiciones y descripciones 42. Las seis condiciones del aire acondicionado 113. Condiciones de confort 124. Suma y resta de Btu en la refrigeracin 245. Qu es la humedad 266. El ciclo de refrigeracin 277. Resumen 30

8. Tareas prcticas 309. Examen.. ...33

Control del clima y el confortL402 - 6a

1

Control del clima y el confort

Objetivos de aprendizaje

Cuando haya terminado esta leccin, usted ser capaz de

Establecer la definicin o descrip-cin correcta de los trminos quese utilizan en el campo del enfria-miento por aire, para el control delclima.

Identificar las seis condiciones delaire acondicionado.

Enumerar las condiciones necesa-rias para el confort humano queson producidas por los sistemas derefrigeracin.

Enumerar los pasos para determi-nar la cantidad de Btu agregada auna sustancia mediante la aplicacinde calor y la cantidad de Btu perdidaa causa de la extraccin de calor.

Enumerar los pasos para determi-nar la humedad relativa con baseen temperaturas de bulbo seco ybulbo hmedo.

Identificar las etapas del ciclo bsi-co de refrigeracin.

L4022

introduccin

El control del clima de interiores es un ne-gocio importante en todo el mundo. Hayslo unas cuantas regiones, en las zonastempladas, en las que la gente puede vivirconfortablemente y trabajar a gusto sin al-guna forma de calefaccin en el invierno ode enfriamiento en el verano. Por lo tanto,la gente tiene la necesidad de regular el cli-ma de los espacios interiores. La prcticadel control del clima de interiores se llamaacondicionamiento de aire.

El acondicionamiento de aire se utilizapara controlar el clima interior en hogares,cines, hospitales, supermercados, centroscomerciales, oficinas, fbricas, y en casi to-dos los edificios pblicos. En casi todaspartes del mundo, el aire acondicionado tie-ne gran importancia. Ha dejado de ser unlujo, como se pensaba hace tiempo. En laactualidad, simplemente no podemos vivirsin l. Se ha convertido en una necesidad.

Figura 2-1. El control del clima nos permite viviry trabajar confortablemente.

Tal vez se pregunte usted cundo se ini-ci el control del clima de interiores. Puesbien, durante cientos de aos la gente hapodido calentar sus casas por medio del usocontrolado del fuego. Pero no ha sido hastael siglo XX cuando la ciencia nos ha permi-tido emplear el gas y la electricidad paracalentar el ambiente de nuestros interiores.El gas y la electricidad son ms limpios yfciles de controlar que el fuego directo. Ylo que es todava mejor, nos permiten regu-lar nuestro confort durante todo el ao.

Pero ya basta de la calefaccin. Quhay acerca del enfriamiento? No fue sinohasta principios de la dcada de 1900 cuan-do se pens que sera posible enfriar el airepor medio de la refrigeracin mecnica.Durante los aos treinta, comenzaron autilizarse comercialmente los equipos parael acondicionamiento de aire. Para los aoscincuenta, la industr ia del aire acon-dicionado haba avanzado conside-rablemente hacia la aplicacin de este sis-tema en casas en las que se pudiera vivircon ms confort. Con anterioridad, losmtodos que usaba la gente para enfriar sumedio ambiente eran menos avanzados.Construan sus casas con gruesas paredesque tardaban todo el da en calentarse. Col-gaban cobertores hmedos en las puertaspara que los interiores se enfriaran con laevaporacin. En esta leccin y en leccionesposteriores, aprender usted por qu fun-cionaban esos mtodos. Pero probablementeya adivin que no se podan controlar contanta facilidad como los modernos sistemasde refrigeracin.

Todos los aos se disean nuevos equi-pos y nuevos mtodos para el acondiciona-miento de aire. La industria crece en formacontinua y las oportunidades de hacer carre-ra son excelentes. Usted ha hecho una elec-cin inteligente al decidirse a ingresar en elcampo de la refrigeracin y el aire acondi-cionado, y a hacer los estudios necesarios.

L402 3

Esta leccin trata sobre el clima y elcontrol del confort. Es una introduccin amuchas de las cosas relacionadas con lamanera en que la industria del acon-dicionamiento de aire puede lograr dichocontrol. En ella, aprender sobre

las seis funciones del aire acon-dicionado,

la gente y el medio ambiente, el calor y la energa trmica, las condiciones necesarias para el

confort humano.

Aprender tambin, en forma bastantedetallada, sobre una de las seis funcionesdel acondicionamiento de aire: larefrigeracin. Asimismo, aprender acercade las etapas que componen el ciclo derefrigeracin.

Al principio de la leccin, se incluyeuna lista de definiciones y descripciones.Conforme vaya leyendo y estudiando lostemas de sta y las lecciones siguientes,ver usted que le ser de gran utilidad.(Descubrir tambin que la lista le ser muytil cuando estudie para sus exmenes.)

Definiciones y descripciones

A medida que se vaya usted adentrando enel campo de la refrigeracin y el aire acon-dicionado (campo al que nos referimos conlas siglas REAC), se ir encontrando conque esta vocacin, lo mismo que todas lascarreras y profesiones, tiene su lenguajepropio. Algunos de los trminos queutilizar en su trabajo, los conoce. Tal vezya comprenda su significado, porque seemplean en el lenguaje de todos los das.Aprender tambin que otras palabrastienen un significado propio y especfico.Para que pueda comprender las lecciones,as como qu es lo que la gente discutecuando habla sobre temas del campo deREAC, ser necesario que aumente su

vocabulario con diversos trminos. Esta esuna de varias secciones en las que podraprender el significado de esos trminos.No se desaliente si al principio se le dificul-ta comprender algunos de los nuevostrminos que hallar en esta leccin. Losnuevos trminos se repasarn varias vecesdurante cada leccin. Adems, una vez quecomience a utilizarlos tendrn ms sentidopara usted. Naturalmente, podramos or-ganizar los trminos de varias maneras; eneste caso, los hemos puesto en ordenalfabtico.

BTU ( British Thermal Unit) . El aguaes la sustancia patrn para las medicionesde calor-energa. La cantidad de calor quese necesita para aumentar o disminuir en ungrado Fahrenheit la temperatura en unalibra (454 gramos) de agua se conoce comocantidad de calor unitaria. Esta cantidad decalor se llama unidad trmica britnica, oBtu (proveniente del trmino en inglsBritish Thermal Unit).

Un Btu es igual a la cantidad de calorque se necesita para aumentar en un gradoFahrenheit la temperatura de una libra deagua. Lo contrario, tambin es cierto. Paradisminuir en un grado Fahrenheit (enfriar)la temperatura de una libra de agua, se re-quiere extraer del agua un Btu. Usted usarlos Btu para hacer mediciones en toda clasede equipos y condiciones.

CALOR (heat) . El calor es una forma deenerga. Es una forma de energa molecular.Todas las sustancias estn formadas demolculas, que son unas partculas muypequeas. Todas las molculas se com-ponen de tomos. Los tomos estn siempreen movimiento. Cuanto ms lento es elmovimiento, tanto menor es la energaproducida para generar calor. Cuanto msrpido es el movimiento, tanto mayor es laenerga producida para generar calor. Por lotanto, el total de la energa calrica de unasustancia cualquiera se relaciona con la

L4024

fuerza total de energa combinada yproducida por sus molculas.

El calor es energa y la energa esmovimiento. Por lo tanto, el calor no per-manece inmvil. Tiene movimiento. Semueve, y siempre se mueve en direccin delsitio que est ms fresco que l mismo. Unaley importante de la naturaleza es que elcalor se transfiere (se mueve) del cuerpoms caliente al cuerpo ms fro, y los sis-temas de REAC aprovechan esacaracterstica. Cuando hay un intercambiode energa calrica, se puede describir elcalor con dos trminos diferentes. Dichostrminos son: calor sensible y calor latente,que se definen a continuacin.

CALOR LATENTE (latent heat). El calorlatente produce un cambio de estado de unasustancia, no un cambio de temperatura.Agregando al agua suficiente calor, esposible cambiar el estado que tiene en elmomento, para que se transforme de lquidoen vapor. Cuando se le quita al agua sufi-ciente calor, es posible transformarla en unslido (hielo).

Veamos un ejemplo de cmo funcionaeste proceso. Ponga un tarro con agua en laestufa. Abra el quemador hasta su mximaposicin. Al poco tiempo comenzar a verlos efectos del calor latente. Es decir, verque el agua hirviente se transforma envapor.

Si coloca una bandeja con agua en elcongelador del refrigerador, podr ver otrocambio debido a los efectos del calorlatente. Por medio de este proceso se leextraer el calor al agua, de modo que elagua lquida se transformar en hieloslido.

CALOR SENSIBLE (sensible heat). Elcalor sensible produce en una sustancia unefecto que se puede ver, sentir o medir.

Veamos cmo funciona el calor sen-sible. La estufa de la cocina genera calorsensible. Si pone el horno en la marca de

100 C, se calentar mucho. Al abrir lapuerta del horno, sentir el calor. Si aumen-ta el calor a 250 C, al poco tiempo sentirel aumento del calor sensible. Si reduce latemperatura, notar que ste disminuye.

CARGA DE CALOR (heating load). Unacarga de calor es la velocidad a la que sedebe suministrar energa calrica a unespacio con objeto de mantener una ciertacondicin especfica.

CARGA DE REFRIGERACIN (coolingload). Una carga de refrigeracin es lavelocidad a la que se debe extraer energacalrica de un espacio con objeto de man-tener una cierta condicin especfica.

CARGAS (loads). Las cargas son lasvelocidades a las que se gana o se pierdecalor.

CLIMA (climate). El clima es causadopor el tiempo. Es la suma total del tiempoque ocurre en el transcurso de varios aos.El tiempo ha producido climas que vandesde el calor extremo (localizado en elecuador, en la mitad exacta de la Tierra)hasta el fro extremo (localizado en lospolos norte y sur). El tiempo ha producidotambin climas secos y climas hmedos,como los de los desiertos y bosquespluviales o bosques tropicales en que lluevemucho. (Consulte la Figura 2-2.)

Recuerde que el clima y el tiempo sondos cosas distintas. El tiempo produce elclima. El clima no produce el tiempo. Lascondiciones del tiempo pueden cambiar deun da a otro y de una estacin a otra. Estalista incluye tambin una definicin deltiempo.

CONDENSACIN (condensation). Lacondensacin es un proceso de enfriamien-to. Hace que la temperatura descienda. Estopuede ser causa de que los gases se transfor-men en lquidos. Las gotitas de agua que seforman en un vaso de agua helada son unaforma de condensacin. La superficie delvaso est lo suficientemente fra como para

L402 5

transformar el vapor de agua del aire (ungas) en un lquido, que forma las gotitassobre el vaso.

CONDUCCIN (conduction). Conformeestudie para llegar a ser tcnico enrefrigeracin y aire acondicionado, tendrque aprender mucho acerca del calor y losmtodos para su transferencia. Los trminosrelacionados con este proceso son muy im-portantes.

La conduccin es el mtodo fundamen-tal para la transferencia del calor a travs delos slidos. Encontrar que el cuerpohumano es capaz de transmitir el calor, lomismo que los metales, las rocas y otrassustancias. Para que entre dos objetos ocu-rra la conduccin del calor, es necesario quese encuentren en contacto uno con otro.

La conduccin, la conveccin y laradiacin son los principales mtodos parala t rans fe renc ia del calor que ustednecesitar comprender. Los tres trminos seincluyen en esta lista para que pueda con-sultarlos fcilmente.

CONVECCIN (convection). La convec-cin es el procedimiento para la transferen-cia del calor en los lquidos y gases. Laconveccin natural ocurre todos los das,cuando el viento lleva aire caliente de lostrpicos hacia las zonas ms fras. Losocanos participan tambin en el proceso deconveccin siempre que transportan aguascalientes hacia las zonas de agua fra.

ESCALA DE TEMPERATURAS CELSIUS.(Celsius Temperature Scale). La escala de

temperatura Celsius se utiliza en todo elmundo. Se basa en una escala de medicinen centgrados (o sea, "por cientos"). Poreso, es comn referirse a los grados Celsiuscomo grados centgrados. Esta escalaofrece la ventaja de sus unidades decimales.Los decimales son parte de un sistemanumrico basado en el diez. Es ms fcil deusar cuando se hacen ciertos clculos. Encaso de que todava no est familiarizadocon los decimales, tendr oportunidad deaprender ms sobre ellos en una leccinposterior.

Los puntos fijos de la escala Celsius sondistintos de los puntos fijos de la escalaFahrenheit. El punto de ebullicin se indicacomo 100 C y el punto de congelacincomo O C.

Como tcnico en REAC, ver que lamedicin de la temperatura tiene mucha im-portancia. La escala de temperatura Celsiusser una de las dos escalas que utilizar. Laotra se llama escala de temperatura Fahren-heit, que definimos despus del siguientecomentario.

La de te rminac in de la humedadrelativa es una de las operaciones para lasque las lecturas de la temperatura son muyimportantes.

ESCALA DE TEMPERATURA FAHREN-HEIT (Fahrenheit Temperature scale). Laescala de temperatura Fahrenheit fue inven-tada por un cientfico alemn a principiosdel siglo XVI11. Esta escala lleva el nombrede su creador, Gabriel D. Fahrenheit, y seutiliza en algunos pases.

La escala de temperatura Fahrenheittiene dos puntos fijos. El estndar de estospuntos es agua pura a presin atmosfrica.Los dos puntos fijos son: el punto deebullicin y el punto de congelacin. En laescala de temperatura Fahrenheit, el punto deebullicin del agua es 212 F y el punto decongelacin, 32 F. Entre el punto deebullicin y el punto de congelacin del

6 L402

Figura 2-2. Un clima seco y un clima hmedo.

Punto de ebullicin delagua

180 F

Punto de congeladel agua

cin

-

212 F

- 100 F

32 F

.- 0 F

40 F

agua hay una diferencia de 180 F. (Con-sulte la Figura 2-3.)

EVAPORACIN (evaporation). Laevaporacin es un proceso de calentamien-to. El calentamiento causa el aumento de latemperatura. La evaporacin puede trans-formar un lquido, como el agua, en un gas.La evaporacin est presente cuando sehierve (calienta) agua, que se transforma envapor (un gas).

HUMEDAD (humidity). El aire est im-pregnado de agua. A esta agua que hay enel aire se le llama humedad. Cuando el airecontiene toda la humedad (vapor) que le esposible, decimos que est saturado. Lahumedad se mide en dos formas distintas.Con uno de los mtodos se mide lahumedad especfica y con el otro, lahumedad relativa, las cuales se definen acontinuacin.

HUMEDAD ESPECIFICA (specifichumidity). La humedad especfica es el pesoefectivo del vapor de agua mezclado en elaire. Este peso se expresa en libras de vaporde agua por libra de aire seco.

H U M E D A D RELATIVA (relativehumidity).La humedad relativa es la medidadel grado de saturacin del aire. La cantidadde saturacin se expresa como un porcen-taje. En una escala de O a 100%, unahumedad relativa de 0% nos dice que el aire

est completamente seco. En el otro ex-tremo, una humedad relativa de 100% nosindica que el aire est completamentesaturado.

La humedad relativa tiene un efectodirecto en el cuerpo humano. Cuando losniveles de la humedad relativa son muyaltos (o sea, que sobrepasan de 50%), elcuerpo se siente incmodo y pegajoso. Sesuda mucho y en la noche cuesta trabajodormirse.

Siempre que la gente habla de lahumedad, lo que hace es hablar de lahumedad relativa.

PRESIN ATMOSFRICA (atmosphericpressure). La Tierra est rodeada de aire quellamamos atmsfera. La atmsfera se ex-tiende por arriba de la superficie de la Tierrahasta una altura de unos 320 kilmetros(Consulte la Figura 2-4). Puede suceder queen la atmsfera haya presin. Esta presines debida al peso efectivo del aire quepresiona contra la superficie de la Tierra. Lapresin atmosfrica puede medirse con uninstrumento llamado barmetro.

PROCESOS DE TRANSFERENCIA DECALOR (heat-transfer processes). El calorsiempre fluye alejndose de s mismo. Sedesplaza hacia una temperatura ms fra. Setransfiere de una sustancia a otra y de unlugar a otro, de tres formas distintas. Estas

Figura 2-4. La Tierra y su atmsfera.

L402 7

Figura 2-3. Escala de temperatura Fahrenheit.

Ganancias por radiacina costa de las super-

ficies ms calientes quela piel

Prdidas por radiacin afavor de las superficiesms frias que la piel

Conduccin hacia odesde el aire circun-dante, segn el queest ms fro

Prdidas por conveccinconforme el aire con-tiguo a la piel se eleva,llevndose calor consigo

formas o procesos de transferencia se co-nocen como conduccin, conveccin yradiacin. (Consulte la Figura 2-5.)

PSICRMETRO GIRATORIO (slingpsychrometer). El psicrmetro giratorio esun i n s t r u m e n t o que con t i ene dostermmetros. Uno es un termmetro debulbo seco, el otro, de bulbo hmedo. Esteinstrumento se utiliza para determinar lahumedad relativa. (Consulte la Figura 2-6.)Ms adelante en esta leccin, y en futuraslecciones, aprender usted sobre lospsicrmetros giratorios y de bulbo seco.

PUNTO DE ROCI (dew point tempera-ture). Cuando se enfra una mezcla de aireseco y vapor de agua, el aire ya no puederetener la misma cantidad de agua. Gradual-men te , se l lega a una condic in desaturacin. (O sea, que el aire retiene todala humedad posible.) Si se reduce an msla t e m p e r a t u r a , el r e su l t ado es lacondensacin del vapor de agua. En otraspalabras, el vapor agua (un gas) se lica. Elresultado es algo que se conoce como roco.

RADIACIN (radiation). La radiacin esel ms comn de los mtodos para la trans-

ferencia de calor. Transfiere el calor pormedio de ondas electromagnticas. Los ob-jetos que absorben calor mediante estemtodo se calientan. No todos los objetos ab-sorben calor. Algunos permiten que laradiacin pase a travs de ellos, mientrasque otros reflejan la energa radiante quereciben.

Si le interesa probar los efectos de laradiacin, slgase al exterior en invierno, unda en que haga fro y el sol brille conmucha intensidad. Procure quedarse enalgn lugar en que haya sombra. Su cara sepondr fra. Pero si se queda al descubiertoy voltea hacia el sol, sentir los efectos dela radiacin. Su cara absorber el calor delos rayos calientes del sol.

REFRIGERANTES (refrigerants). Losrefrigerantes son sustancias que tienen unbajo punto de ebullicin. Se utilizan paratransferir la energa que se necesita en elproceso de refrigeracin. Extraen el calordel aire y de los objetos que estn a sualrededor. (Consulte la Figura 2-7.)

En su oportunidad, usted aprenderacerca de los refrigerantes y lo necesariosque son en el ciclo de refrigeracin.

TEMPERATURA (temperatur). Latemperatura de un cuerpo o de una sustan-cia, se puede medir en trminos de "frial-

Termmetro de bulbo hmedo\

Termmetro de bulboseco

Figura 2-6. Psicrmetro giratorio.

8 L402

Figura 2-5. El cuerpo y los procesos de traansferen-cia de calor.

dad" (fro) o de "calidez" (calor). Los ins-trumentos que se utilizan para determinar latemperatura se llaman termmetros.

Las temperaturas se expresan en grados.Los grados de temperatura se pueden leerde acuerdo con dos diferentes escalas detempera tu ra . Una es la escala detemperatura Celsius y la otra se conocecomo la escala de temperatura Fahrenheit.

TEMPERATURA DE BULBO HMEDO(wet-bulb temperature). La temperatura debulbo hmedo puede tomarse tambin conun termmetro normal, slo que el bulbodel termmetro se envuelve con una mechahumedecida con agua. Antes de leer latemperatura tomada con un termmetro debulbo hmedo, se debe colocar ste en unacorriente de aire en movimiento. Las lec-turas de bulbo hmedo son de importanciaen la medicin de la temperatura y lahumedad.

TEMPERATURA DE BULBO SECO (dry-bulb temperature). La temperatura de bulboseco se toma con un termmetro normal.Registra la temperatura del calor sensiblecontenido por la sustancia. No da ningunainformacin acerca del contenido de calorlatente. Como recordar , estos dostrminos, calor sensible y calor latente, yafueron definidos en esta seccin.

Cuando usted sea un tcnico en acon-dicionamiento de aire, podr leer lastemperaturas de bulbo seco. La lectura debulbo seco se puede hacer indistintamentecon las escalas de temperatura Celsius yFahrenheit. Es muy fcil hacer una lecturade bulbo seco, as como muy importantecuando hay que determinar la humedadrelativa.

TEMPERATURA EN EL PUNTO DE ROCI(dew-point temperature). El contenido dehumedad en el aire de termina latemperatura en el punto de roco. Esta es latemperatura a la que el vapor de agua co-mienza a condensarse, conforme se enfra lamezcla de aire seco y vapor de agua.

TERMMETRO (thermometer). Comoya se dijo, los termmetros se utilizan paradeterminar las temperaturas de los cuerposy de las sustancias. Los termmetrosutilizados en el campo del aire acon-d ic ionado son manua les y bas tan tepequeos, por lo que es posible llevarlos enel bolsillo. Estn hechos de vidrio y con-tienen un lquido, que es alcohol o mer-curio. Los cambios de temperatura en elaire circundante hacen que el lquido se ex-panda o se contraiga, de manera que suba obaje dentro del tubo del termmetro. Tantoen la escala Celsius como en la Fahrenheit,las temperaturas se leen en la parte superiorde la columna de lquido.

Piense en alguna ocasin en la que hayaestado enfermo. Tuvo usted fiebre? De seras, se sinti usted muy acalorado, y segura-mente le tomaron la temperatura con untermmetro. Se acuerda?

TERMOSTATO (thermostat). Un termos-tato es un instrumento capaz de detectar latemperatura y de indicar lo que se debehacer para mantener un espacio deter-minado dentro de los lmites de temperaturaque se hayan fijado. Los termostatos sepueden instalar en habitaciones, tuberas yductos.

L402 9

Figura 2-7. Los refrigerantes fluyen por el ciclo derefrigeracin.

TIEMPO (weather). El tiempo es unacombinacin de elementos como latemperatura, el viento y la lluvia. Las nubesy la luz solar son otros elementos del tienm-po, as como la humedad, la visibilidad y lapresin atmosfrica. El tiempo cambia conlas estaciones. En reas en las que las con-diciones del tiempo son extremas, haynicamente dos estaciones. Y las reas enlas que existe un equilibrio entre las con-diciones moderadas y extremas del tiempo,tienen cuatro estaciones. (Consulte laFigura 2-8.)

VISIBILIDAD (visibility). El trminovisibilidad se refiere al grado de claridadque tiene el aire. Un cielo claro permite unabuena visibilidad. La mala visibilidad escausada por la niebla, la contaminacin, lalluvia, la nieve y otras condiciones.

Cuando la visibilidad es buena, sepuede ver a kilmetros y kilmetros de dis-t anc ia . En r e a l i d a d , usando unos

binoculares, se puede ver a varios cientos dekilmetros alrededor. Pero a veces, cuandolas nubes estn bajas y producen la niebla,se puede ver apenas unos metros adelantede uno. Tambin es difcil ver a distanciacuando est lloviendo o nevando.

Figura 2-8. Distinto tiempo para distintas es-taciones.

Ejercicio deAutoevaluacin

Encierre en un crculo la letra V si considera verdadera la afirmacin, o la letra F si la considera falsa.(Como Ejemplo, hemos contestado a la primera afirmacin, contine usted a partir de la segundaafirmacin.)1. El aire es la sustancia patrn para las mediciones de calor-energa. (F) V2. El calor es energa y la energa es movimiento. F V

3. El calor siempre se transfiere de un cuerpo caliente a un cuerpo fro. F V

4. La conduccin, la conveccin y la radiacin son mtodos oprocesos para la transferencia de calor. F V

5. La medicin de la temperatura no es tan importanteen el campo de la refrigeracin y el aire acondicionado. F V

6. Humedad especfica y humedad relativa significan lo mismo. F V

Respuestas

10 L402

Las seis condiciones del aireacondicionado.

Al escuchar el trmino acondicionamientode aire, la mayora de la gente piensa en larefrigeracin. Pero el acondicionamiento deaire es bastante ms que eso. Cuando nosreferimos a l, lo que nos interesa es el con-trol del aire durante todo el ao.

Son seis las condiciones o propiedadesdel aire acondicionado que intervienen en elcontrol del aire para el confort humano. Di-chas condiciones tienen que ver con:

la calefaccin, la refrigeracin, la humedad, la filtracin del aire, el movimiento del aire, la ventilacin.

Calefaccin. El calentamiento del aireinterior proporciona a las personas un me-dio ambiente clido y confortable; adems,ofrece proteccin contra las duras condicio-nes del tiempo invernal.

Refrigeracin. La refrigeracin o en-friamiento del aire interior genera un medioambiente fresco y confortable que ofreceproteccin contra las duras condiciones deltiempo del verano.

Humedad. La humedad interviene paraagregarle o quitarle agua al aire interiorcuando est siendo calentado o refrigerado.

Filtracin del aire. La filtracin del airese encarga de extraer el polvo, el polen y loscontaminantes tanto del aire interno recircu-lado como del aire fresco introducido desdeel exterior.

Movimiento del aire. El movimiento delaire se ocupa de la circulacin del aire acon-dicionado.

Figura 2-9. Condiciones de la calefaccin y la re-frigeracin.

Ventilacin. La ventilacin suministraaire fresco al aire acondicionado.

Durante sus estudios para tcnico en re-frigeracin y aire acondicionado, ver ustedque todas estas condiciones se combinanpara producir el efecto que se desea. Porejemplo, para conseguir un efecto de refri-geracin, no basta con reducir la temperatu-ra del aire. Se necesita tambin que el airecircule. Si ste no circula, las personas sesentirn sofocadas. Las seis condiciones delaire acondicionado trabajan unas con otraspara producir todo lo que se requiere para elconfort.

Tomemos como ejemplo un da en quehace fro. Cuando sale uno al exterior, sien-te fro. Pero si el viento sopla con fuerza(circulacin del aire), siente uno ms frotodava, a pesar de que la temperatura nohaya cambiado. A este fenmeno se le lla-ma factor de viento y fro. El trmino seutiliza en los reportes del tiempo, cuando sehabla de ventiscas y tiempo extremadamen-te fro. Este es un ejemplo de dos condicio-nes que se combinan para producir un efecto.

L402 1T

En cierto modo, se puede pensar en elpropio cuerpo como en una unidad de RE-AC. Cuando uno est sano, el cuerpo seconserva dentro de un cierto intervalo detemperatura, aproximadamente 36.4 C. Elcuerpo se encarga de mantener esa tempera-tura interna, pase lo que pase en el exterior.El cuerpo de uno se ajusta constantementeal aire circundante, sea absorbiendo calor oeliminndolo. En trminos de REAC, esteproceso se conoce como ganancia de calory prdida de calor. A su vez, esto ayuda aregular el contenido de humedad del cuer-po. La respiracin, un proceso sencillo ynatural, acta para filtrar, circular y sumi-nistrar al cuerpo el aire que necesita parafuncionar bien.

La transpiracin, por ejemplo, es utili-zada por el cuerpo para lograr una prdidade calor. Se trata del proceso de evapora-cin en funcionamiento. Sin embargo, loque el cuerpo puede hacer tiene un lmite.Si usted se encontrara trabajando en el ex-terior, bajo un sol intenso y una temperaturade 38 C, el sudar lo refrescara al principio.Sin embargo, pasados unos minutos ya nosera suficiente. Usted tendra que alejarsedel sol y tomarse un descanso. Necesitaratomar un refresco o un vaso de agua fra, ascomo pararse frente a un ventilador. El de-seo de conservar la salud y sentirse confor-tables impulsa a las personas a controlar yacondicionar el mundo en el que viven.Veamos los sistemas que se han inventadopara tal fin, y la manera en que trabajan.

Condiciones de confort

Alguna vez ha tenido usted gripe, o se hasentido "indispuesto"? Naturalmente que s.Lo mismo le ha ocurrido a toda la gente, entodo el mundo. Muchas veces, la causa deque se enfermen las personas es por loscambios del tiempo.

Las condiciones del tiempo afectan lasalud de los seres humanos. El tiempo froobliga al corazn a trabajar ms para man-tener el flujo de la sangre que se requierepara conservar el calor corporal. El tiempocaluroso tambin afecta al cuerpo de otrasmaneras. La exposicin al calor extremopuede producir dolores de cabeza o de est-mago, as como una sensacin general deenfermedad. Por lo tanto, la gente necesitacrear un medio ambiente confortable en elque pueda trabajar, descansar y dormir.

Para que podamos crear ese medio am-biente confortable, empecemos por obteneruna comprensin bsica de la temperaturade nuestro cuerpo.

Temperatura corporal

La temperatura corporal promedio es de36.4 C. El cuerpo produce calor, y lo dejaescapar hacia sus alrededores, de maneraconstante. As, puede conservar la tempera-tura corporal en un nivel normal. El cuerpogana calor mediante dos mtodos y pierdecalor de cuatro formas distintas.

Figura 2-10. La temperatura promedio del cuerpoes de 36.4 grados centgrados.

L40212

36.4 C

Estos mtodos son los mismos que seutilizan en la industria del aire acondiciona-do para crear condiciones de calefaccin yrefrigeracin que sean confortables.

Ganancias y prdidas de calor corporal

Primero, veamos cmo es que el cuerpo ga-na calor. El calor corporal se obtiene pormedio de dos procesos, que son: el metabo-lismo y la radiacin.

Metabolismo. El cuerpo tiene la capaci-dad de producir su propio calor. A esto sele conoce como el proceso metablico, ypara que se realice esta funcin se necesitaque haya una ingestin regular de alimento.El alimento sirve como combustible.

Cmo funciona este proceso? Real-mente, es muy sencillo.

El siguiente ejemplo nos ayuda a expli-car el proceso metablico.

Imagnese que su cuerpo es una casaque contiene un pequeo horno. Un hornono puede trabajar si le falta combustible,no es cierto? Claro. Pues tampoco el hornoque hay dentro de su cuerpo. Los alimentosson el combustible para el cuerpo humano.Cuando usted come, los alimentos se trans-formar en energa que produce calor paratodo su cuerpo. (Consulte la Figura 2-11.)

Qu sucede si le da muy poco alimentoal horno? Entonces no puede producir sufi-ciente calor para que su cuerpo se conservecaliente. Esta es la razn de que sintamosms hambre durante el invierno y de que, aveces, durante los meses ms calurosos delverano, perdamos el apetito. En todo caso,es importante que llevemos bastantes ali-mentos al pequeo horno de nuestro cuerpo,de modo que pueda trabajar bien y propor-cionarnos el calor necesario.

Radiacin. El cuerpo tambin obtienecalor de fuentes externas. Esto ocurre pormedio de la radiacin del sol y de otros

Mediante el metabolismo,el cuerpo produce calorconforme quema caloras

Figura 2-11. El cuerpo puede producir su propiocalor.

objetos o superficies calientes, as comomediante la conduccin y la conveccin delaire circundante.

Ya not usted de qu manera su cuerpogana calor cuando se encuentra bajo la luzdirecta del sol. Igualmente, puede ganar ca-lor por medio de los efectos de la radiacinsi se coloca cerca de una fogata o muy cercade una estufa.

Durante el invierno, deseamos quenuestro cuerpo reciba el calor resultante dela radiacin. En el verano, deseamos que elcuerpo se deshaga del exceso de calor.

El cuerpo pierde calor mediante cuatroprocesos:

la conduccin, la conveccin, la radiacin, la evaporacin.

Conduccin. La temperatura de la su-perficie de la piel es de unos 32 C. Cuandoesta temperatura es ms alta que la del airecircundante, el calor se traslada de la pielhacia el aire. Este proceso se conoce comoconduccin.

Cuando el aire est ms fro que el cuer-po, le quita calor. Por eso uno siente fro al

13L402

salir de la casa en un da de invierno. Elcalor corporal lo deja a uno para irse al airems fro del exterior.

Conveccin. El calor procedente delcuerpo calienta el aire cercano a la superfi-cie corporal. El aire caliente se eleva, y seinicia la conveccin. Tomar el aire calienteque rodea al cuerpo hace posible que conti-ne el proceso de la conduccin.

Cuando, despus de haber estado en elexterior en un caluroso da de verano, entrausted a una casa frescamente agradable, sucuerpo pierde calor debido a la conduccin.Correcto? Pero si camina unos pasos a otrolugar de la habitacin, donde un ventiladordirija una corriente de aire hacia su piel, sesentir todava ms fresco. Este efectose debe a la conveccin.

Radiacin. Siempre que los objetos es-tn rodeados por cualquier cosa que tengauna temperatura ms baja, ocurre la radia-cin. Recuerde que el calor se traslada delas reas ms calientes a las ms fras. Estotambin sucede en el cuerpo humano. Por lotanto, siempre que la temperatura es msbaja que la de la superficie del cuerpo, steradia calor hacia las paredes, los pisos, lasventanas e incluso hacia las afueras delas habitaciones.

Alguna vez, paseando en automvil enun da de fro, puso usted la mano calientecontra el cristal de la ventanilla? Cuandoquit su mano, estaba fra. Esto es un ejem-plo de cmo se siente que un objeto quetiene una temperatura ms baja que nuestrocuerpo nos quite nuestro calor corporal.

Evaporacin. Cuando el aire circun-dante y los objetos cercanos tienen una tem-peratura mayor que la de la superficie de lapiel, se pierde calor por medio de la evapo-racin. Este calor se pierde en forma defluidos corporales. Se escapa mediante laevaporacin del sudor.

La evaporacin es la prdida de calor atravs de la humedad. El sudor, un lquido,

Figura 2-12. Evaporacin del calor mediante losfluidos corporales.

utiliza el calor para transformarse en vapor.Obtiene este calor del cuerpo, de modo queuno se siente ms fresco. Siempre que unotiene mucho calor, el cuerpo, prudente yautomticamente, comienza a transpirar pa-ra deshacerse del exceso de calor corporal.

La transpiracin produce efectos msbenficos en los climas en los que la hume-dad relativa es baja. Esto se debe a que,cuando el aire est seco, puede absorberms humedad, la humedad de la transpira-cin. Si el clima es hmedo (si el aire estsaturado, o casi), el aire no puede absorberms lquido. La evaporacin es ineficaz.

Ahora comprende usted, en forma gene-ral, cmo el cuerpo humano regula el con-trol del calor. Tenga presente que, al mismotiempo, est usted aprendiendo los mtodosutilizados en los aparatos de refrigeracin yaire acondicionado para el confort humano.Sin embargo, antes de comenzar a estudiarlos sistemas de refrigeracin, tratemos deconocer ms sobre el calor y sobre cmofunciona.

El calor como energa.

El calor es una forma de energa, energaque est contenida en molculas. Los cam-

L40214

bios en la temperatura del calor se deben alos cambios en la energa interna de las mo-lculas de la sustancia. Cuando ocurre unaganancia o una prdida de energa interna,puede suceder que el calor modifique el es-tado (la forma fsica) de la sustancia, msbien que su temperatura.

Veamos los tres distintos estados de lamateria y cmo ocurren los cambios me-diante la ganancia o la prdida de calor.Para hacer esto, primero necesita usted al-gunos conocimientos sobre las molculas yel calor.

Molculas y calor

Todas las sustancias estn hechas de millo-nes de partculas diminutas llamadas mol-culas. Estas molculas no se pueden vera simple vista porque son muy pequeas.Son tan pequeas, que se conocen comopartculas submicroscpicas. Esto significaque no es posible verlas ni siquiera con unmicroscopio.

Las molculas son partculas submi-croscpicas que estn formadas de partcu-las todava ms pequeas, que se llamantomos. A su vez, los tomos estn hechosde una combinacin de partculas elementa-les de un tamao mucho menor, como losprotones, los electrones y los neutrones.

Los protones, electrones y neutrones secombinan para formar los tomos. Los to-mos se unen para formar molculas, y lasmolculas trabajan juntas para crear sustan-cias como los lquidos, los slidos y losgases.

A temperaturas normales, las molculasestn siempre en movimiento constante. Sinembargo, no se mueven a la misma veloci-dad. La energa contenida por la molculavara segn su velocidad unitaria.

Ahora vamos a ver los tres estados de lamateria y de qu manera los afectan las ga-nancias y las prdidas de calor. Despus

veremos cmo estn asociadas las molcu-las con las distintas formas de materia quecomnmente llamamos lquidos, slidos ygases.

Estados de la materia

Distintos objetos existen en tres distintosestados. Estos son los slidos, los lquidosy los gases. Los slidos son objetos comolos mtales, la madera y los minerales. Elagua, el alcohol y la gasolina son lquidos.Se acuerda usted de algunos gases? Qule parecen el oxgeno, el bixido de carbo-no, el nitrgeno o el helio? Todos son gases.(Consulte la Figura 2-13.)

Los ingenieros y tcnicos en el campodel acondicionamiento de aire necesitanconsiderar cmo actan las sustancias encondiciones normales de temperatura y pre-sin. Igualmente, necesitan comprender lamanera en que estos tres estados de la ma-teria pueden sufrir modificaciones de acuer-do con los cambios en las condiciones detemperatura y presin.

Figura 2-13. Los tres estados de la materia.

15

Consideremos el agua como una sustan-cia lquida. Sabemos que el agua se trans-forma en un gas o en vapor. Sabemostambin que el agua puede convertirse enun slido conocido como hielo. Pero,cundo sucede esto?

El agua se convierte en hielo cuando sutemperatura baja a menos de O C. Se trans-forma en vapor cuando su temperatura subea ms de 100 C, ba jo una presinatmosfrica normal.

El plomo es un slido, pero es posibletransformarlo en lquido a una temperaturamuy alta, una temperatura de 327 C. Siaumentamos la temperatura todava ms,podemos hacer que se vuelva a transformar,ahora en gas. Y a una temperatura de 1 620C, el plomo se vuelve vapor.

Normalmente, el bixido de carbono esun gas. Puede transformarse en estadolquido cuando su temperatura se reduce a60 C bajo cero. Si la temperatura se reducetodava ms, se transforma en un slido. Latemperatura a la que el bixido de carbonose vuelve slido es 79 C bajo cero. Elbixido de carbono en estado slido se co-noce como hielo seco. Es posible que ustedhaya comido helado de un recipientecolocado entre hielo seco para que se con-servara congelado.

Ahora usted ya comprende la manera enque las ganancias y las prdidas de calorproducen los cambios de estado, as quevamos a hablar acerca de los cambiosmoleculares que ocurren.

Molculas y cambios de estado

La estructura molecular del agua es distintasegn se encuentre en estado lquido,gaseoso o slido.

jil* *:

** &"7$F. . # ' :

s? : - ' - ' " : ^

' *

*

Ejercicio deAutoevaluacin

Encierre en un crculo la letra V si considera verdadera la afirmacin, o la letra F si la considera falsa.1. Por medio de la transpiracin, el cuerpo humano tiene una ganancia de calor. F V

2. Al comer, los alimentos se transforman en la energaque suministra calor para todo el cuerpo humano. F V

3. La evaporacin es la prdida de calor a travs de la humedad. F V

4. El agua se transforma en hielo cuando gana calor. F V

5. El vapor de agua se convierte en agua lquida cuando gana calor. F V

Calefaccin y refrigeracin

Ha aprendido usted muchas cosas acerca dela temperatura del cuerpo y la energa cal-rica. Ms adelante, en esta leccin, aprende-r acerca de la humedad. Estos son aspectosimportantes que necesita comprender. Porahora, vamos a darle un vistazo a algunas delas condiciones necesarias para regular el con-fort humano mediante el aire acondicionado.

Cuando calentamos o enfriamos aire,nos interesa algo ms que la simple tempe-ratura del aire. Nos interesan tambin suhumedad relativa y su movimiento. As es,porque la salud y el confort humanos sonafectados directamente por la condicin delaire que nos rodea cada da.

Los contaminantes constituyen otro fac-tor importante que se debe tener en cuentapara el acondicionamiento de aire. Los con-taminantes son partculas de polvo y otrasmaterias suspendidas en el aire, que sonperjudiciales para la salud. (Consulte la Fi-gura 2-15.)L402 17

Temperatura efectiva. Durante mu-chos aos, la Sociedad Estadounidense deIngenieros en Calefaccin, Refrigeracin yAcondicionamiento de Aire (conocida co-mo ASHRAE, que son las siglas de su nom-bre en ingls) hizo investigaciones para de-terminar las condiciones ideales para el

Figura 2-15. Polvo y contaminantes en el aire.

confort humano. Los estudios se centrabanen la relacin entre la temperatura, la hume-dad y el movimiento del aire. Se hicieronpruebas con seres humanos tanto en veranocomo en invierno. Como resultado de estasinvestigaciones se obtuvo una buena idea dela temperatura efectiva (TE).

Se determinaron las temperaturas efecti-vas para condiciones de verano y de invier-no. Se descubri que la condicin ideal parael confort humano durante el verano era unatemperatura de 24 (76 F) (temperatura debulbo seco), con una humedad relativa(HR) de 50%. La condicin ideal para elinvierno variaba slo un poco, con una tem-peratura de bulbo seco de 22 C (72 F) yuna humedad relativa (HR) de 50%.

Los resultados de las investigaciones sebasaban en diversos factores. Todos los su-jetos investigados estaban vestidos con ropaapropiada para la vida en interiores. Todassus ocupaciones eran ligeras: la lectura, eltrabajo de oficina y alguna caminata ocasio-nal alrededor de la habitacin. La velocidaddel aire se mantuvo entre unos 4.5 a 7.5mpm (metros por minuto). Se consider quelos efectos de la radiacin no eran muy im-portantes.

Humedad. Como usted ya sabe, la hume-dad relativa (HR) ideal es de 50%. No obs-tante, a veces resulta difcil lograr este idealcon los sistemas de aire acondicionado.

La mayora de los sistemas de confortestn hechos para producir una humedad re-lativa que vara entre 30% y 70%. Casi todala gente se encuentra bastante confortabledentro de este intervalo. Los equipos dise-ados para satisfacer esta norma de HR sonmenos costosos.

Para la refrigeracin durante el verano,lo mejor es mantenerse en un intervalo infe-rior a 50% de HR, de ser posible.

Ventilacin. Las personas afectan al ai-re que las rodea. Inhalamos oxgeno y exha-lamos bixido de carbono. El simple proce-

so de la respiracin de un grupo de personasen una habitacin puede hacer que el aire sevuelva malsano para todas. Adems, elcuerpo pierde transpiracin y calor. Estotambin afecta al aire de una habitacin ce-rrada. El fumar y cocinar en espacios redu-cidos causa otros prejucios al aire. Ahora sedar cuenta de la importancia del aire frescopara el confort humano.

La ventilacin es necesaria para sumi-nistrar aire fresco a los edificios y casas. Laventilacin trae aire fresco al espacio cerra-do y se lleva el aire viciado y sucio. Tam-bin ayuda a limpiar el aire del interior, depolvo y pelusilla. Usando la ventilacin, secrea una sensacin de "aire fresco" y seelimina la molesta sensacin de "aire muer-to". (Consulte la Figura 2-16.)

La "frescura" del aire se relaciona consu contenido de iones en un momento deter-minado. Las molculas del aire se rozanunas contra otras. Cuando esto ocurre, loselectrones son arrojados de algunos tomos,haciendo que en otros se acumulen en exce-

Figura 2-16. Un cuarto sin ventilacin.

18 L402

so. Los tomos con carga positiva o concarga negativa se llaman iones.

El hacer circular el aire de los interiorespor medio de fuelles y ventiladores no ayu-da gran cosa a producir el nivel de ionesque se necesita. Por lo tanto, siempre que seacondicione el aire para tener un ambienteconfortable, se le debe proporcionar venti-lacin con una cierta cantidad de aire delexterior.

Ha estado alguna vez en un cuarto sinventilacin? En tal caso, probablemente sedio cuenta de la molesta sensacin de "airemuerto" ocasionada por la falta de aire fres-co. Otra cosa: algunos estados del tiempohacen que se sienta "'fuerte" y lleno de ener-ga, pero en otros se siente "decado" y len-to? Hay quienes creen que esto se relacionacon los iones del aire.

Movimiento del aire. Cuando aumentala velocidad del aire, sentimos como si hu-biera disminuido la temperatura. Veamos unejemplo: supongamos que tenemos unatemperatura de bulbo seco de 27 C y unahumedad relativa de 50%. Si agregamosuna velocidad de aire de 6 mpm (metros porminuto), tendremos una temperatura efecti-va de 23.5 C. Sin embargo, si aumentamosla velocidad del aire a 60 mpm, la tempera-tura efectiva bajar a 22 C. En otras pala-bras, como el aire se mueve ms aprisa, unosiente ms fresco.

Cuando quisiramos lograr el controldel clima y el confort, la velocidad del aireno debera exceder 30 mpm. La razn esque no conviene que el aire sople directa-mente en la piel. Las personas son sensiblesa las corrientes de aire, tanto caliente comofro. Son ms sensibles a las corrientes deaire caliente.

Si usted vive en una casa o un aparta-mento nuevos, lo ms probable es que notenga problemas de corrientes de aire. Perosi vive en una casa algo vieja, tal vez lascosas son distintas. Puede haber corrientes

cerca de las puertas y ventanas, o puedenentrar por las hendiduras de los pisos y lasparedes. De modo que si vive en una casaalgo vieja, conviene que no deje entrar lascorrientes, pues quiz reduzcan la eficaciade los sistemas de refrigeracin.

Contaminantes. El polen, el polvo yotras partculas pequeas que flotan en elaire les causan problemas a muchas perso-nas. Por consiguiente, los sistemas de aireacondicionado que han sido bien diseadostienen dispositivos de filtracin para limpiartanto el aire que llega del exterior como elque regresa a l. Un buen sistema de filtra-cin puede eliminar del aire hasta 95% delpolen y otras partculas.

Los filtros se fabrican con lana de vidrioy otros materiales de contacto. Hay quemantenerlos siempre limpios y darles un ser-vicio apropiado. (Consulte la Figura 2-17.)

Ahora conoce usted algunas de las nor-mas ideales que se han establecido en elcampo del acondicionamiento de aire parael confort humano. Como tcnico en refri-

Figura 2-17. Filtros. (A) Para uso repetido. (B) Defibra, desechable. (C) Tipo cartucho, desechable.

L402 19

geracin y aire acondicionado, estar muyrelacionado con las formas de crear esascondiciones. As que, a continuacin,veremos los sistemas que trabajan para ello.

Sistemas de calefaccin.

Durante casi 200 aos, en los pases in-dustrializados donde predominan los climasfros la gente ha calentado sus casas ylugares de trabajo con una clase de combus-tibles que se llaman hidrocarburos. Loshidrocarburos ms comunes son el carbn,el petrleo y el gas natural. Debido a laescasez de estos hidrocarburos, se han es-tado haciendo investigaciones para desa-rrollar nuevas fuentes de energa.

La combustin convierte los combus-tibles en energa calrica. El proceso decombustin requiere una temperatura deter-minada y un adecuado abastecimiento deoxgeno. La combustin consume una grancantidad de aire, ya que el aire contiene slo21% de oxgeno. Para suministrar una deter-minada cantidad de oxgeno, se necesita unvolumen de aire casi cinco veces ms grandeque el volumen de oxgeno.

Para convertir en calor la mayor can-tidad posible de combustible, es necesarioque la combustin sea completa. El procesorequiere que se regule cuidadosamente lavelocidad a la que se alimentan (introducen)a la cmara de combustin tanto el combus-tible como el aire. Siempre se alimenta aireen exceso, para evitar una combustin in-completa; pero "demasiado exceso" de airetambin puede reducir la eficiencia con laque el combustible se convierte en energa.

Durante la combustin de los combus-tibles se utilizan quemadores, los cuales in-troducen las cantidades de combustible co-rrectas para que la combustin sea siemprebuena.

Para la calefaccin de espacios, existendos mtodos que se conocen como sistemas

de radiacin directa y sistemas de airecaliente. Ambos nombres indican el mtodopara la transferencia del calor. Por ejemplo,en el sistema de radiacin directa, el calorlo proporcionan agua caliente o vapor a bajapresin que circula por las unidades; o elcalentamiento de los elementos con calen-tadores de resistencia elctrica.

El sistema de aire caliente producecalor mediante otro mtodo, que consiste endistribuir el aire caliente a travs de una redde duelos. Para calentar el aire en este tipode sistemas, se utilizan serpentines, hornosde encendido directo y calentadoreselctricos, de franjas.

Sistemas de refrigeracin

La refrigeracin (enfriamiento) no es unproceso que consista en agregarle fro a unrea caliente. En realidad, es el proceso deextraer calor de un rea con el fin de reducirla temperatura de esa rea. Como el calor esenerga, la extraccin de calor equivale aextraer energa de las molculas. En el casodel proceso de acondicionamiento de aire,la dificultad consiste en cmo extraer calordel aire. Para hacerlo, el aire tiene queentrar en contacto con un material cuyatemperatura sea ms baja que la del aire.Este material de baja temperatura puede serun roco de agua helada o una superficiemetlica fra. Con cualquiera de los dos esnecesario utilizar un refrigerante que seevapore. Este refrigerante fluye a travs delos tubos de un congelador de agua o en elserpentn de un mecanismo de expansindirecta. (Consulte la Figura 2-18.)

El calor fluye por conduccin a travsdel metal y penetra en el refrigerante lquido.Los refrigerantes son lquidos que hierven atemperaturas muy bajas (en contraste con elagua, que no hierve sino cuando tiene unatemperatura de 100 C). El calor condu-cido hace que el refrigerante lquido hierva

20 L402

y cambie de estado. El refrigerante se trans-forma de un lquido en un vapor. En estecambio, se consume el calor que se deseaeliminar.

Luego, el refrigerante, en estado de va-por, debe ser transformado nuevamente enun lquido. De esta manera, se puede seguirusando el mismo lquido para extraer calormediante el proceso de la conduccin. Porlo tanto, hay que suministrarle energa alrefrigerante vaporizado. Bajo presin at-mosfrica y a temperatura normal, casi to-dos los refrigerantes son vapores (gases). Esfcil transformarlos en su forma lquida alaumentar la presin.

No todos los refrigerantes pueden com-pletar el ciclo de vapor a lquido y vuelta avapor con la misma velocidad.

Entre los refrigerantes que se utilizan enlos diferentes tipos de sistemas de aireacondicionado se cuentan el amoniaco, elFren II, el Fren 12, el Fren 22 y el Fren500. En una leccin posterior estudiaremoslos refrigerantes.

Sistemas de humidifcacin

Dijimos que para producir un ambiente con-fortable no era suficiente cambiar nada msla temperatura. Tambin se deben tener encuenta las otras condiciones del aire acondi-

cionado. La humedad es una de esas condi-ciones. La refrigeracin es un proceso queno solamente reduce la temperatura de bul-bo seco, sino que tambin elimina la hume-dad contenida en el aire. Se eliminan tantoel calor latente como el calor sensible. Estoes algo muy conveniente, pues muchas ve-ces uno quiere reducir la humedad, ademsde la temperatura. Existen tres mtodos derefrigeracin y deshumidificacin.

Mtodo uno. Un agente qumico deshi-dratante absorbe la humedad del aire. Laslice gelatinosa y el bromuro de litio sondos de esos agentes. A continuacin, el airese somete a un proceso mediante el cual sele extrae el calor sensible. En este procesose utiliza un serpentn de expansin directao de agua helada.

Mtodo dos. La refrigeracin y la des-humidificacin ocurren cuando se fuerzauna corriente de aire a travs de un roco deagua helada o de un roco de agua recircu-lada. El roco debe tener una temperaturamucho ms baja que el punto de roco delaire entrante. (Consulte la Figura 2-19.)

Mtodo tres. El aire que pasa por arribade un serpentn de refrigeracin cuando steest circulando un refrigerante en estado de

(.

ifc'}

t~

if,(j

t

'

I

H

'i ; '.i *

a Hi i

1 conocer el sistema> hablar con el cliente> manejar el equipo> inspeccionar el equipo> enumerar las posibles causas> llegar a una conclusin> probar nuestra conclusin

Fig. 66-13. Siga estos pasos en sus visitas deservicio y ser un tcnico eficaz.

16 L466

Problemas del sistema derefrigeracinEl sistema enfra, pero no es eficiente.Cuando el flujo de aire es insuficiente, elsistema no puede enfriar lo suficiente, porlo que se debe comprobar el funciona-miento del soplador. Hay alguna obstruc-cin en la red de distribucin del aire?Est tapado el evaporador? Est cu-bierto de hielo?

Este problema tambin puede ser cau-sado por una falla de la vlvula de controlde la temperatura del calentador. Revse-la. Es posible que se necesite ajustara oque haya que reemplazarla.

Siempre existe la posibilidad de que eldueo del vehculo no sepa cmo hacerfuncionar el sistema. Esto es todava mscierto actualmente, cuando muchos siste-mas son de gran complejidad. Puede suce-der que los controles del calentador o elcontrol del ventilador se encuentren tra-bajando. En tal caso, explquele al dueode qu manera se usa el sistema. Perohgalo con tacto.

El motor del ventilador soplador funcio-na, pero el aire no fluye. Es posible que elventilador est flojo en la flecha del motor.Revselo. Tal vez est tapado el filtro delaire o la entrada del aire. Limpelo o r