El diagrama psicrométrico: guía para proyectistas

El diagrama psicrométrico es una herramienta gráfica para calcular y visualizar los estados del aire húmedo. Permite ver de un vistazo la temperatura, la humedad específica, la entalpía y la humedad relativa del aire, y dibujar cualquier proceso de tratamiento: calentamiento, enfriamiento, humectación y sus combinaciones.

Qué es el diagrama psicrométrico

En España y Latinoamérica se usa sobre todo el diagrama de Carrier, el de la práctica de ASHRAE, en unidades SI. Representa los estados termodinámicos del aire húmedo en un sistema de coordenadas rectangulares:

• Eje horizontal: temperatura seca $t$ [°C].
• Eje vertical: humedad específica $W$ [g/kg de aire seco], la cantidad de vapor de agua por 1 kg de aire seco.
• Líneas oblicuas: entalpía $h$ [kJ/kg de aire seco] y temperatura de bulbo húmedo, que se leen en la escala situada junto a la curva de saturación.

El diagrama de Mollier, habitual en Centroeuropa, contiene la misma física con los ejes intercambiados y la entalpía en un eje oblicuo propio; de ahí su otro nombre, diagrama h-x.

Las principales familias de líneas

Línea	Símbolo	Magnitud
Temperatura seca	$t$	Temperatura seca [°C]
Entalpía	$h$	Entalpía [kJ/kg]
Humedad específica	$W$	Humedad específica [g/kg de aire seco]
Humedad relativa	$\varphi$	Humedad relativa [%]
Bulbo húmedo	$t_{bh}$	Temperatura de bulbo húmedo [°C]
Curva de saturación	$\varphi$ = 100 %	Límite de saturación del aire (sobre ella está el punto de rocío)

Cómo se lee el diagrama

Cada estado del aire es un único punto. Desde ese punto se lee:

1. La temperatura seca: bajando en vertical hasta el eje horizontal.
2. La humedad específica: llevando el punto en horizontal hasta el eje vertical de la derecha.
3. La entalpía: siguiendo la línea oblicua de entalpía constante hacia arriba y a la izquierda, hasta la escala.
4. La humedad relativa: por la posición entre la línea de φ = 0 % y la curva de saturación.

La temperatura de rocío ($t_r$) está siempre sobre la curva de saturación (φ = 100 %) con la misma $W$ que el estado de partida: se lee yendo en horizontal hacia la izquierda. La temperatura de bulbo húmedo se lee siguiendo la línea de bulbo húmedo hasta la misma curva.

Lo mismo se puede hacer en papel: la hoja en blanco del diagrama psicrométrico se descarga en PDF vectorial y SVG, en SI e I-P y para varias altitudes, gratis y sin registro.

Los procesos básicos de tratamiento del aire

Cada proceso tiene su dirección característica. Los detalles, con cálculos de potencia, están en el artículo sobre los procesos del aire húmedo.

Calentamiento sensible

Una línea horizontal hacia la derecha: la humedad específica $W$ no cambia, la temperatura y la entalpía suben y la humedad relativa baja.

Uso típico: una batería de calor (eléctrica o de agua caliente) en el aire de impulsión.

Enfriamiento con deshumectación

Una línea que baja hacia la izquierda: el aire se enfría por debajo de su punto de rocío y el vapor de agua condensa. Bajan la temperatura, la entalpía y la humedad específica.

Uso típico: una batería de frío de aletas (de agua enfriada o de expansión directa).

Humectación adiabática

Una línea que sigue la de bulbo húmedo constante, prácticamente la de entalpía constante, hacia arriba y a la izquierda. La temperatura baja y la humedad específica sube; es lo que ocurre al humectar con agua pulverizada o en un enfriador evaporativo.

Humectación isotérmica

Una línea vertical hacia arriba a temperatura prácticamente constante: sube la humedad específica. Corresponde a un humectador de vapor (saturado o sobrecalentado).

Mezcla de dos corrientes

El estado del aire mezclado está sobre el segmento que une los dos estados de entrada, en la posición que corresponde a la proporción de caudales másicos.

Recuperación de calor

El aire de impulsión pasa del punto 1 (aire exterior) al punto 2 (aire a la salida del recuperador). El aire extraído del local calienta o enfría a la vez la corriente de impulsión. La eficiencia del recuperador decide cuánto se acerca el punto 2 al estado del aire de extracción.

El diagrama en la práctica: un ejemplo en cascada

Una unidad de tratamiento de aire típica funcionando en invierno, en un día frío de la meseta:

1. Aire exterior (t = −4 °C, φ = 80 %) → entra en el recuperador de calor.
2. Tras el recuperador (eficiencia de temperatura del 70 %, t ≈ +15 °C) → calentamiento sensible.
3. Tras la batería de calor (t = +22 °C) → humectación con vapor hasta φ = 40 %.
4. Impulsión al local (t = +22 °C, φ = 40 %) → el aire absorbe las cargas térmicas y de humedad del local.
5. Extracción (t = +23 °C, φ = 45 %) → vuelve al recuperador.

Toda la cadena se dibuja como una serie de segmentos enlazados en el diagrama, y eso es exactamente lo que hace PsychroView. Las condiciones interiores del ejemplo están dentro de las que el RITE fija para el invierno (21–23 °C y 40–50 % de humedad relativa, IT 1.1.4.1.2).

Normas y precisión del cálculo

PsychroView calcula las magnitudes psicrométricas según el ASHRAE Handbook — Fundamentals 2021, capítulo 1 (SI), con las ecuaciones de Hyland-Wexler para la presión de saturación del vapor. En el rango de la climatización es un método muy preciso: las desviaciones frente a los datos de referencia van de centésimas a unos pocos puntos porcentuales, y están publicadas en la página de conformidad con ASHRAE.

Los parámetros de proyecto del ambiente interior y de la ventilación los fijan en España el RITE y las normas UNE-EN 16798-1 (parámetros del ambiente interior) y UNE-EN 16798-3 (ventilación de edificios no residenciales).

Carrier frente a Mollier

En España, Latinoamérica y Norteamérica el estándar es el diagrama de Carrier en coordenadas rectangulares; en Centroeuropa se encuentra el diagrama de Mollier h-x en SI, con coordenadas oblicuas y la entalpía en el eje oblicuo. Es la misma física con los ejes intercambiados: un colega alemán o checo encontrará todos sus puntos de estado, solo que en otra posición de la hoja. Las dos convenciones están disponibles como hojas en blanco para imprimir, en SI e I-P, y la del diagrama de Mollier lleva sus propias instrucciones de lectura.

PsychroView admite los dos tipos de diagrama, lo que resulta práctico cuando un proyecto se comparte con ingenierías de otros países.

Primeros pasos

Una herramienta web como PsychroView sigue el mismo camino: se introduce el estado del aire exterior (temperatura y humedad relativa), se añaden los procesos de tratamiento (calentamiento, enfriamiento, recuperación de calor) y el resultado se exporta a PDF o DXF para la memoria técnica.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre el diagrama de Carrier y el de Mollier? Los dos muestran las mismas magnitudes físicas, con los ejes orientados de otra forma. El de Carrier tiene coordenadas rectangulares con la temperatura seca en el eje horizontal; es el habitual en España, Latinoamérica y Estados Unidos. El de Mollier (h-x) tiene coordenadas oblicuas con la entalpía en el eje oblicuo; es el habitual en Centroeuropa.

¿Hace falta conocer la presión parcial del vapor de agua? No: basta con introducir la temperatura y la humedad relativa. PsychroView calcula automáticamente todas las demás magnitudes.

¿Se puede usar el diagrama con presiones distintas de la normal? Sí: PsychroView permite introducir la presión barométrica o la altitud del emplazamiento, algo necesario en cuanto el proyecto no está al nivel del mar. En Madrid la diferencia ya se nota; en Bogotá, Quito o Ciudad de México no es un detalle.

¿Cuántos procesos se pueden dibujar a la vez? Puede empezar a calcular sin cuenta. Una cuenta gratuita guarda los proyectos y levanta los límites del modo anónimo, así que es la forma práctica de encadenar procesos y modelar un circuito de aire completo en un solo proyecto.