Aunque no lo parezca, un panel evaporativo de 0,30 metros de longitud por 1,5 metros de alto y 15 cm de grosor, tiene una superficie de más de 27,9 metros cuadrados.
Como resultado, un galpón con los dos laterales de paneles evaporativos de 21,3 metros x 1,5 metros, tiene más de 3.902 metros cuadrados de superficie de panel donde el agua se evapora, enfriando el aire entrante.
Cuando miramos un panel lateral de 21,3 metros x 1,5 metros, sólo podemos ver los 32,5 metros cuadrados de superficie, no los más de 1.951 metros cuadrados (60 veces más) de superficie interior del panel.
- Es importante darse cuenta de que no es el agua que circula sobre la superficie exterior del panel lo que enfría el aire entrante, sino el agua que se evapora en la inmensa superficie interior del panel, donde se produce la mayor parte del enfriamiento.
El problema es que el panel evaporativo, a menudo se maneja mirando la superficie exterior del panel, en lugar de las superficies interiores.
La superficie exterior del panel evaporativo puede estar seca, pero el interior puede permanecer húmedo y continuar enfriando el aire entrante durante un tiempo sorprendentemente largo.
Una sección seca de panel de evaporativo de 0,30 metros de longitud por 1,5 metros de alto y 15 cm de grosor pesa aproximadamente 1,1 kg.
- Una vez empapado de agua, este peso puede aumentar a 3,4 kg o más. Esto significa que, un galpón con dos laterales de panel evaporativo de 22,8 metros de largo, contendría más de 340,7 litros de agua, lo que teóricamente podría reducir la temperatura del aire entrante en un día de 32,2 °C (con 50 % de humedad relativa) a 26,1 °C durante casi 15 minutos sin necesidad de añadir agua.
Gráfica 1. Rendimiento del sistema de enfriamiento evaporativo en una tarde muy calurosa y seca (HR=35%).
En realidad, la temperatura del aire entrante va aumentando con el tiempo a medida que los paneles se secan, pero lo cierto es que, gracias a la alta capacidad de retención de agua de los paneles de celulosa.
- Un panel húmedo continúa enfriando y humidificando el aire entrante mucho después de que se apague la bomba de circulación de agua y se seque la superficie.
De hecho, si bien el borde delantero del panel puede comenzar a secarse a los pocos minutos de apagar la bomba, el interior del panel suele permanecer completamente húmedo durante diez minutos o más, y consecuentemente, la temperatura y la humedad relativa del aire entrante se mantienen prácticamente iguales durante diez minutos o más (Gráficas 1 y 2).
- La alta capacidad de retención de agua de los paneles de celulosa se demuestra aún más por el hecho de que, durante el día, pueden tardar 30 minutos o más en secarse por completo (Gráfica 3).
Por la noche, cuando el aire es más fresco y húmedo, el panel evaporativo puede tardar horas en secarse por completo después de apagar las bombas.
Otra consecuencia interesante de la alta capacidad de retención de agua de los paneles de celulosa, es que, el funcionamiento de una bomba de circulación con temporización de los intervalos de funcionamiento y apagado, suele tener un efecto mínimo en la temperatura y la humedad relativa del aire entrante.
La bomba de circulación de un sistema de paneles evaporativos puede bombear entre 1,9 y 3,8 litros por minuto por cada 30 cm lineales de panel, lo que equivale aproximadamente a diez veces el caudal normal de evaporación de agua de un panel.
- Como resultado, la bomba de circulación normalmente es capaz de saturar de agua los paneles en un par de minutos tras su encendido.
Dado que un panel saturado suele causar prácticamente el mismo nivel de enfriamiento durante diez minutos o más, apagar la bomba durante seis, siete u ocho minutos suele producir muy pocos cambios en la temperatura o la humedad relativa del aire entrante.
Si bien el borde delantero puede empezar a secarse después de apagar la bomba durante unos minutos (Gráfica 4), dado que el interior del panel permanece húmedo, tanto el enfriamiento como la humedad producida por el panel tenderán a verse mínimamente afectados durante el tiempo que la bomba está apagada (Gráfica 1).
- Esto no significa que el enfriamiento producido por un panel no pueda limitarse programando la bomba con un temporizador de intervalos.
Si se programa una bomba para que funcione menos de un minuto y el clima exterior es suficientemente cálido y seco, el enfriamiento y la humedad producidos por el panel se reducirán.
Gráfica 2. Rendimiento del sistema de enfriamiento evaporativo en una tarde calurosa y húmeda (HR=55%).
Es muy difícil estimar cuánto, ya que la cantidad de agua que se evapora cambia constantemente a medida que la temperatura y la humedad exteriores varían a lo largo del día.
Gráfica 3. Rendimiento del sistema de enfriamiento evaporativo en una tarde calurosa y seca (HR=35%).
La Gráfica 1 ilustra la temperatura del aire entrante, así como la temperatura de la superficie del panel en una tarde en la que la temperatura exterior se acercaba a los 37,8 °C y la HR era de aproximadamente el 35 %.
La Gráfica 2 ilustra las mismas variables para el mismo galpón unos días después, cuando la temperatura exterior rondaba los 31 °C y la HR era mucho más alta, del 55 %.
- En el día “más fresco”, hubo un secado mínimo de la superficie del panel durante los ocho minutos en que la bomba de circulación estuvo apagada.
Y no hubo diferencia en la temperatura del aire entrante, ya sea que la bomba funcionara de forma continua o con un temporizador de intervalos.
- Incluso en un día muy caluroso y seco, aunque la superficie del panel estaba seca aproximadamente cinco minutos después de que se apagara la bomba, el enfriamiento producido por el panel se vio mínimamente afectado, medio grado o menos, durante los ocho minutos en que la bomba estuvo apagada.
En ambos casos, ya sea que la bomba funcionara de forma continua o temporizada, el enfriamiento producido por los paneles (y, por lo tanto, la humedad producida por el sistema de paneles) fue muy similar.
Gráfica 4. Temperaturas de la superficie del panel seis minutos después de apagar la bomba en una tarde muy calurosa y seca (36,7 °C / 35 % de humedad relativa).
A veces se piensa que la temporización de la bomba aumenta el enfriamiento con menos humidificación del aire entrante y/o hace que sea más fácil para los ventiladores introducir aire en el galpón a través de los paneles porque hay menos agua fluyendo sobre la superficie del panel.
La verdad es que, si un panel está relativamente limpio, el agua que fluye sobre su superficie tiene un efecto mínimo en la depresión del galpón (1,25 pascales) y, por lo tanto, un efecto mínimo en el caudal de aire del galpón.
- Además, tanto si fluye mucha agua sobre la superficie de un panel como si la bomba está apagada y no fluye agua sobre el panel, la cantidad de enfriamiento producida por los paneles es esencialmente la misma, ya que, nuevamente, la mayor parte del enfriamiento se produce dentro del panel y no en su superficie exterior (Gráfica 2).
Dado que el enfriamiento por evaporación del aire entrante y la humidificación del aire entrante van de la mano, si el enfriamiento no varía, la humidificación del aire entrante es la misma.
¿Se pueden usar temporizadores de intervalos para controlar el funcionamiento de las bombas de los sistemas de enfriamiento por evaporación?
Por supuesto. Pero lo cierto es que, debido a la capacidad de un panel para retener una cantidad considerable de agua y a su gran superficie interior, esto suele tener un efecto mucho menor en el enfriamiento y la humidificación del aire entrante.
*Nota del traductor:
El autor nos comparte en este artículo sus investigaciones sobre la eficiencia de los paneles evaporativos de celulosa. Cabe señalar que actualmente, existe en el mercado otra opción de paneles evaporativos: los paneles evaporativos de plástico, los cuales tienen ventajas sobre los paneles evaporativos de celulosa, que los hacen más recomendables en determinadas circunstancias/necesidades (aguas duras, mayor durabilidad, facilidad para la desinfección, menor obstrucción al paso del aire).
Con respecto a la capacidad de enfriamiento, es similar en ambos paneles (plástico y celulosa), siempre que tengamos en cuenta ciertas diferencias en la instalación de los paneles evaporativos de plástico (menor velocidad máxima, mayor caudal de recirculación y agujeros de salida de agua más próximos).
