Ventajas de aplicar la humidificación adiabática en un hospital

El hospital Generale M.G. Vannini Figlie di San Camilo, en Roma, cuenta con un servicio de urgencias de nivel 1 (atención inmediata y sin demora, riesgo vital inmediato). El hospital necesitaba instalar humidificadores en las quince unidades de tratamiento de aire existentes, con el fin de garantizar el nivel de humedad necesario en los espacios atendidos por las UTAs.

Diez de las UTAs ya estaban equipadas con humidificadores isotérmicos que suministraban un total de 272 kg. de vapor/hora con un consumo eléctrico de 204 kWh. Teniendo en cuenta todos los factores, se necesitan aproximadamente 750 Wh de energía para generar 1 kg. de vapor a presión atmosférica, energía que puede provenir de la electricidad o de otras fuentes.

El proyecto tenía como objetivo hacer que la gestión de la humedad fuese más eficiente en términos de energía, cumpliendo con los requisitos de higiene y sin modificar la estructura o los componentes de las unidades de tratamiento de aire existentes.

Con el tiempo, se acumulan incrustaciones en el cilindro, pero este se puede limpiar o reemplazar fácilmente.

La opción elegida fue instalar sistemas adiabáticos, que se adaptan perfectamente a las unidades de tratamiento de aire existentes sin tener que realizar modificaciones y, por lo tanto, costes adicionales. En particular, la solución propuesta fue el uso de humidificadores adiabáticos a gran escala. La propuesta de diseño se completó con el uso de humidificadores isotérmicos solo donde estos fueran necesarios para cumplir con los requisitos del proyecto.

Los humidificadores adiabáticos provocan la evaporación directa del agua en el aire sin necesidad de aporte energético externo y por tanto sin aumento de la temperatura; la energía necesaria para la evaporación la proporciona el aire y, de este modo, hace bajar la temperatura de la sala. Estas unidades crean una gran superficie de contacto entre el aire y el agua; sobre esta superficie se forma una fina capa de vapor saturado, a una presión parcial que es igual a la presión de saturación teniendo en cuenta la temperatura actual del líquido. Si esta presión es superior a la presión parcial del vapor de agua en el aire, como sucede cuando la temperatura del agua es superior al punto de rocío del aire y el aire no está saturado, se crea un gradiente de presión que provoca la evaporación progresiva del líquido mientras se resta calor sensible del agua y del aire.

Este principio es utilizado por los humidificadores adiabáticos, que generan gotas de agua muy finas, de millonésimas de metro de diámetro. Estas gotitas tienen un área de superficie muy grande, lo que lleva a una rápida evaporación del agua. ¡1 kg. de agua atomizada en gotas de 10 micrómetros de diámetro tiene una superficie de 600 metros cuadrados!

• Muy bajo consumo de energía: los sistemas de alta presión requieren menos de 4 W por kg/h de capacidad, frente a los 750 W de los humidificadores a vapor.
• Alta capacidad: puede variar desde unos pocos kg/h hasta miles de kg/h.
• Muy bajo mantenimiento, especialmente cuando se utiliza agua desmineralizada.

En el pasado, los humidificadores adiabáticos no se utilizaban en aplicaciones que exigían altos requisitos de higiene, principalmente porque recirculan el agua. Hoy en día, sin embargo, los humidificadores adiabáticos más avanzados tienen una alta eficiencia de absorción (relación entre el agua absorbida por el aire y el agua pulverizada), por lo que ya no recirculan el agua. Además, evitan el estancamiento de agua mediante ciclos periódicos de lavado y vaciado, y utilizan agua desmineralizada y materiales bacteriostáticos.

Los humidificadores adiabáticos ahora se utilizan cada vez más para aplicaciones de ahorro de energía: enfriamiento por evaporación directa o indirecta en la unidad de tratamiento de aire o directamente en ambiente, con un consumo de energía muy bajo, proporcionando un enfriamiento sustancial del aire usando agua pura y simple.

Humidificadores por atomización, que aprovechan la alta presión del agua producida por una bomba volumétrica para obtener una atomización muy fina a través de boquillas especiales. La presión del agua se mantiene constante (70 bares) y la capacidad se modula en pasos en un rango entre el 3% y el 100% de la capacidad de la bomba.

La gestión de los ciclos de lavado, los materiales utilizados y la disposición del sistema de distribución del agua atomizada son las principales características que garantizan que este tipo de humidificador cumple con las más estrictas normas de higiene vigentes, como la VDI6022; la estructura y el sofisticado control electrónico del sistema hacen que este tipo de humidificación sea único y adecuado para todas las aplicaciones, incluso las más exigentes desde el punto de vista de la higiene, como es el caso del Hospital Vannini. Estas unidades no utilizan biocidas químicos, solo agua pura y simple.

Tampoco pulverizan el agua recirculada: el controlador llena automáticamente las líneas de suministro solo cuando se requiere humidificación. Al final de cada ciclo, todas las líneas se drenan para evitar el estancamiento de agua en el sistema. Si no hay demanda de humidificación durante un período prolongado, las líneas se limpian automáticamente.

Humidificadores por ultrasonidos, equipados con un pequeño tanque de almacenamiento de agua y transductores piezoeléctricos instalados en el fondo del tanque. La superficie del transductor vibra a una velocidad extremadamente alta (1,7 millones de veces por segundo), una velocidad que el agua no puede seguir debido a la inercia de su masa. La tecnología ultrasónica aplicada a la humidificación del aire es una solución eficiente y versátil: eficiente porque los humidificadores ultrasónicos garantizan un ahorro energético considerable (más de un 90%) en comparación con los generadores de vapor tradicionales; versátil por el tamaño de las gotas que genera (0,001 mm de diámetro). Esta última característica garantiza una rápida absorción del agua atomizada en el ambiente circundante, evitando posibles condensaciones.

Humidificador y enfriador evaporativo, que utiliza una bomba de paletas para presurizar el agua y posteriormente atomizarla a través de boquillas especiales. El sistema está compuesto por una estación de bombeo que presuriza el agua (de 4 a 15 bares): también incluye el controlador electrónico que gestiona completamente la estación de bombeo, controlando la temperatura y humedad en cada sección. El sofisticado sistema de control combina la acción de un inverter que controla la velocidad de la bomba y por tanto el caudal, con dos electroválvulas que solo activan las boquillas que se necesitan, por lo que el sistema trabaja siempre a la presión óptima para atomizar el agua. El sistema de distribución consta de tuberías de acero inoxidable, accesorios de compresión, boquillas atomizadoras y válvulas de drenaje. Todo ello garantiza el cumplimiento de los requisitos de la norma VDI6022. En particular, para los productos que aprovechan el enfriamiento evaporativo, el sofisticado sistema electrónico que gestiona las electroválvulas de drenaje de la línea de distribución evita el estancamiento de agua en las tuberías, uno de los principales riesgos para la proliferación de bacterias.

Además, las líneas de distribución se limpian automáticamente a intervalos de tiempo establecidos.

Además, en el caso de los humidificadores ultrasónicos, la elasticidad de los transductores instalados en el fondo de los depósitos y esenciales para el funcionamiento de estas unidades no se ve afectado por la suciedad.

• Eficiencia global del sistema de distribución de humedad, tanto en términos tecnológicos como energéticos.
• Máxima higiene del sistema.
• Menores costes de mantenimiento.
• Costes iniciales limitados a los humidificadores, sin tener que modificar las UTAs ya instaladas.
• Flexibilidad de las soluciones propuestas.