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.
