Lord Kelvin En 1842, Lord Kelvin inventó el principio del
aire acondicionado. Con el objetivo de conseguir un ambiente agradable y sano,
el científico creó un circuito frigorífico hermético basado en la absorción del
calor a través de un gas refrigerante. Para ello, se basó en 3 principios:
El calor se transmite de la temperatura más alta a la más
baja, como cuando enfriamos un café introduciendo una cuchara de metal a la
taza y ésta absorbe el calor.
El cambio de estado del líquido a gas absorbe calor. Por
ejemplo, si humedecemos la mano en alcohol, sentimos frío en el momento en que
éste se evapora, puesto que absorbe el calor de nuestra mano.
La presión y la temperatura están directamente
relacionadas. En un recipiente cerrado, como una olla, necesitamos proporcionar
menor cantidad de calor para llegar a la misma temperatura que en uno abierto.
Un aparato de aire acondicionado sirve, tal y como indica
su nombre, para el acondicionamiento del aire. Éste es el proceso más completo
de tratamiento del ambiente en un local cerrado y consiste en regular la
temperatura, ya sea calefacción o refrigeración, el grado de humedad, la
renovación o circulación del aire y su limpieza, es decir, su filtrado o
purificación.
En 1902, el estadounidense Willis Haviland Carrier sentó
las bases de la refrigeración moderna y, al encontrarse con los problemas de la
excesiva humidificación del aire enfriado, las del aire acondicionado,
desarrollando el concepto de climatización de verano.
Willis Haviland Carrier Por esa época, un impresor de
Brooklyn, Nueva York, tenía serias dificultades durante el proceso de
impresión, debido a que los cambios de temperatura y humedad en su taller
alteraban ligeramente las dimensiones del papel, impidiendo alinear
correctamente las tintas. El frustrado impresor no lograba imprimir una imagen
decente a color.
Carrier, recién graduado de la Universidad de Cornell con
una Maestría en Ingeniería, acababa de ser empleado por la Compañía Buffalo
Forge, con un salario de 10 dólares semanales. El joven se puso a investigar
con tenacidad cómo resolver el problema y diseñó una máquina que controlaba la
temperatura y la humedad por medio de tubos enfriados, dando lugar a la primera
unidad de aire acondicionado de la Historia.
El invento hizo feliz al impresor de Brooklyn, que por
fin pudo tener un ambiente estable que le permitió imprimir a cuatro tintas sin
ninguna complicación. El “Aparato para Tratar el Aire” fue patentado en 1906.
Aunque Willis Haviland Carrier es reconocido como el
“padre del aire acondicionado”, el término “aire acondicionado” fue utilizado
por primera vez por el ingeniero Stuart H. Cramer, en la patente de un
dispositivo que enviaba vapor de agua al aire en las plantas textiles para
acondicionar el hilo.
Las industrias textiles del Sur de los Estados Unidos
fueron las primeras en utilizar el nuevo sistema de Carrier. Por ejemplo, la
fábrica de Algodón Chronicle Mill en Belmont, Carolina del Norte, que tenía un
gran problema. Debido a la ausencia de humedad, se creaba un exceso de
electricidad estática, haciendo que las fibras de algodón se deshilacharan y
fuera difícil tejerlas. El sistema Carrier elevó y estabilizó el nivel de
humedad para acondicionar las fibras, resolviendo así la cuestión.
Debido a su calidad, un gran número de industrias se
interesaron por el aparato de Carrier. La primera venta que realizó al
extranjero fue en 1907, para una fábrica de seda en Yokohama, Japón.
En 1911, Carrier reveló su Fórmula Racional Psicométrica
Básica a la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos. La fórmula sigue siendo
hoy en día la base de todos los cálculos fundamentales para la industria del
aire acondicionado.
El inventor dijo que recibió su “chispa de genialidad”
mientras esperaba un tren. Era una noche brumosa y él estaba repasando
mentalmente el problema del control de la temperatura y la humedad. Para cuando
llegó el tren, ya había comprendido la relación entre temperatura, humedad y
punto de condensación.
Las industrias florecieron con la nueva habilidad para
controlar la temperatura y los niveles de humedad durante la producción.
Películas, tabaco, carnes procesadas, cápsulas medicinales y otros productos
obtuvieron mejoras significativas en su calidad gracias al aire acondicionado.
En 1915, entusiasmados por el éxito, Carrier y seis
amigos ingenieros reunieron 32,600 dólares para formar la Compañía de
Ingeniería Carrier, dedicada a la innovación tecnológica de su único producto,
el aire acondicionado.
Durante aquellos años, su objetivo principal fue mejorar
el desarrollo de los procesos industriales con máquinas que permitieran el
control de la temperatura y la humedad. Por casi dos décadas, el uso del aire
acondicionado estuvo dirigido a las industrias, más que a las personas.
Máquina de Refrigeración Centrífuga En 1921, Willis
Haviland Carrier patentó la Máquina de Refrigeración Centrífuga. También
conocida como enfriadora centrífuga o refrigerante centrifugado, fue el primer
método para acondicionar el aire en grandes espacios.
Las máquinas anteriores usaban compresores impulsados por
pistones para bombear a través del sistema el refrigerante, a menudo amoníaco,
tóxico e inflamable. Carrier diseñó un compresor centrífugo similar a las
paletas giratorias de una bomba de agua. El resultado fue un enfriador más
seguro y eficiente.
El nuevo sistema se estrenó en 1924 en la tienda
departamental Hudson de Detroit, Michigan. Los asistentes a la popular venta de
sótano se sentían mareados por el calor debido al pésimo sistema de
ventilación, por lo que se instalaron tres refrigerantes centrifugados Carrier
para enfriar el piso. Una multitud de compradores llenó “el almacén con aire
acondicionado” y poco tiempo después fueron instalados aparatos en toda la tienda.
Su uso pasó de las tiendas departamentales a las salas de
cine. La prueba de fuego se presentó en 1925, cuando el Teatro Rivoli de Nueva
York solicitó a la joven empresa instalar un equipo de enfriamiento. Se realizó
una gran campaña de publicidad, que provocó que se formaran largas colas de
personas en la puerta del cine. Casi todas llevaban sus abanicos, por si acaso.
La película que se proyectó aquella noche fue olvidada,
pero no el refrescante confort del aire acondicionado. La industria creció rápidamente.
Muchos estadounidenses disfrutaron por primera vez la experiencia de no tener
que sufrir en los cines por el calor, ya que los propietarios instalaron los
equipos para incrementar la asistencia durante los cálidos y húmedos días de
verano.
La industria creció rápidamente y cinco años después,
alrededor de 300 salas de cine tenían instalado ya el aire acondicionado. El
éxito fue tal, que inmediatamente se instalaron este tipo de máquinas en
hospitales, oficinas, aeropuertos y hoteles.
En 1928, Willis Haviland Carrier desarrolló el primer
equipo que enfriaba, calentaba, limpiaba y hacía circular el aire para casas y
departamentos, pero la Gran Depresión en los Estados Unidos puso punto final al
aire acondicionado en los hogares. Las ventas de aparatos para uso residencial
no empezaron hasta después de la Segunda Guerra Mundial. A partir de entonces,
el confort del aire acondicionado se extendió a todo el mundo.
El calor y el frío que sienten las personas no sólo
dependen de la temperatura ambiental, sino también de la humedad y de la
apropiada distribución del aire.
La climatización es el proceso de tratamiento del aire
que controla simultáneamente su temperatura, humedad, limpieza y distribución
para responder a las exigencias del espacio climatizado.
El calor es una forma de energía relacionada directamente
con la vibración molecular. Cuando calentamos una sustancia, sus moléculas se
mueven rápidamente, generando así una energía, el calor. Si la enfriamos, el
movimiento molecular se detiene, bajando la temperatura.
La humedad se refiere a la cantidad de agua contenida en
el aire y está directamente relacionada con la sensación de bienestar. El aire
ambiente se controla para mantener la humedad relativa preestablecida mediante
la humidificación o deshumidificación del aire ambiente.
Para obtener el confort deseado, es necesario que el aire
sea distribuido y circule uniformemente por todo el recinto, sin producir
corrientes desagradables.
Por último, la eliminación de las partículas de polvo es
fundamental para la salud. Conseguir un adecuado filtrado de aire es una labor
básica de un equipo de aire acondicionado.
Además de la comodidad que disfrutamos con el aire
acondicionado en un día cálido y húmedo de verano, actualmente muchos productos
y servicios vitales en nuestra sociedad dependen del control del clima interno,
como los alimentos, la ropa y la biotecnología para obtener químicos, plásticos
y fertilizantes.
El aire acondicionado juega un rol importante en la
medicina moderna, desde sus aplicaciones en el cuidado de bebés y las salas de
cirugía hasta sus usos en los laboratorios de investigación.
Sin el control exacto de temperatura y humedad, los
microprocesadores, circuitos integrados y la electrónica de alta tecnología no
podrían ser producidos. Los centros computacionales dejarían de funcionar.
Muchos procesos de fabricación precisa no serían
posibles. El vuelo de aviones y de naves espaciales sería solo un sueño.
Minerales valiosos no podrían ser extraídos desde la profundidad de la tierra y
los arquitectos no podrían haber diseñado los enormes edificios que han
cambiado la cara de las ciudades más grandes del mundo.
El aire acondicionado inventado por Willis Haviland
Carrier ha hecho posible el desarrollo de muchas áreas tropicales y desérticas
del mundo, que dependen de la posibilidad de controlar su medio ambiente.
