Arrefecimento evaporativo: como surgiu na história da climatização?

Arrefecimento | 21 de Janeiro, 2020

LEITURA | 3 MIN

O que é o arrefecimento evaporativo?

O arrefecimento evaporativo funciona neste mecanismo: sendo o ar atmosférico uma mistura de ar seco e vapor de água, para uma dada condição de temperatura e pressão esta mistura tem capacidade de conter uma quantidade máxima de vapor de água (ar saturado = 100% de humidade relativa ou 100% UR).

O que acontece é que a condição de ar saturado só é observada durante e logo após uma chuva. Normalmente, o ar encontra-se insaturado (UR<100%) e, portanto, apto a absorver mais humidade. Quanto mais seco o ar (menor UR), maior a quantidade de vapor de água que pode ser absorvida. Para que haja esta absorção é necessário que a água utilizada passe da fase líquida para a fase vapor. Esta mudança de fase precisa de uma quantidade de energia que é retirada do meio, ou seja o ar, arrefecendo-o.

Ademais, existe um princípio básico nas reacções físico-químicas: quanto maior a superfície de contacto entre os reagentes, maior a velocidade da reacção. Nesta perspectiva, devemos procurar aumentar a área de contacto entre a água e o ar – e como o ar já se encontra diluído e a ocupar todos os espaços disponíveis, resta-nos a água para dispersar.

Quando se começou a usar o princípio do arrefecimento evaporativo?

O princípio do arrefecimento evaporativo era já utilizado no Antigo Egipto, através da deslocação de água para locais com temperaturas elevadas e baixas humidades, de modo a conseguir-se um ambiente mais agradável.

No entanto, terá sido Leonardo da Vinci o pioneiro na utilização de um equipamento mecânico de arrefecimento evaporativo que consistia numa roda de água oca, com uma passagem de ar, construída para guiar o ar até o local desejado – sendo o ar arrefecido através da passagem pela água e pela evaporação durante a movimentação da roda.

Posteriormente a essa invenção, e até aos dias de hoje, surgiram um conjunto de conceitos que tiveram uma importância fulcral no desenvolvimento da área da Mecânica dos Fluidos e, como consequência, nos processos de climatização.

Factos históricos na história da climatização

Na segunda metade do século XVII, o físico irlandês Robert Boyle e o físico francês Edmé Mariotte estudaram e desenvolveram uma das quatro leis aplicadas ao desempenho do arrefecimento evaporativo, dando seguimento ao trabalho desenvolvido por Blaise Pascal relativo à pressão nos líquidos conhecido como a Lei de Pascal;
No século XVIII John Dalton conseguiu determinar a natureza da evaporação através dos desenvolvimentos realizados na Mecânica dos Fluidos por Bernoulli, Euler, Pitot, Chez, entre outros;
No século XIX, Henry Darcy, engenheiro francês, criou a equação que descreve o escoamento de um fluido através de um meio poroso, ou seja, a Lei de Darcy;
Por fim, e já em pleno seculo XX, Willis Carrier foi o responsável pelo primeiro diagrama psicrométrico e pelo desenvolvimento da equação de transformação de calor sensível em calor latente, durante um processo adiabático.